KR20180015645A - 박형 카메라 포커싱 정렬을 위한 방법들 및 디바이스들 - Google Patents

Abstract

광학 시스템의 어셈블리 동안 광학 시스템의 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리를 정렬하기 위한 방법들 및 디바이스들이 개시된다. 예를 들어, 일 방법은 렌즈 어셈블리의 초점면에, 적어도 이미지 센서를 갖는 센서 어셈블리를 배치하는 단계 및 정렬 옵틱 및 렌즈 어셈블리를 통한 광을 이미지 센서 상으로 지향하는 단계를 포함한다. 그 방법은 렌즈 어셈블리 및 정렬 옵틱을 통해 수신된 광으로부터 다중의 이미지들을 생성하는 단계를 더 포함하고, 이미지들은 정렬 옵틱을 통해 수신된 광에 기초하여 다중의 정렬 피처들을 가지며, 정렬 피처들은 복수의 섹션들을 갖는다. 그 후, 그 방법은 다중의 섹션들 각각에 대응하는 적어도 하나의 성능 표시자를 측정하고, 그리고 센서 어셈블리가 렌즈 어셈블리에 부착되어 있는 동안, 성능 표시자들의 최적화에 기초하여 이미지 센서의 포지션을 조정한다.

Description

박형 카메라 포커싱 정렬을 위한 방법들 및 디바이스들{METHODS AND DEVICES FOR THIN CAMERA FOCUSING ALIGNMENT}

본 실시형태들의 일 양태는 이미징 디바이스들에 관한 것으로서, 상세하게, 이미징 디바이스의 제조 동안 이미징 디바이스에 있어서 이미지 센서를 정렬하는 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

모바일 폰들 및 태블릿 컴퓨팅 디바이스들과 같은 다수의 모바일 디바이스들은, 스틸 이미지 및/또는 비디오 이미지를 캡처하기 위해 사용자에 의해 운용될 수도 있는 카메라들을 포함한다. 그러한 모바일 디바이스들이 통상적으로 상대적으로 박형으로 설계되기 때문에, 저 프로파일 모바일 디바이스를 유지하기 위하여 가능하면 박형으로 카메라들 또는 이미징 시스템을 설계하는 것이 중요할 수 있다. 모바일 카메라, 이미징 시스템 또는 디바이스가 얼마나 박형으로 구성될 수 있는지에 관한 제한 팩터들 중 하나는 카메라인데, 왜냐하면 종래의 모바일 디바이스 카메라들은 다수의 광학 엘리먼트들, 예를 들어, 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 갖기 때문이다.

이미징 디바이스들이 더 박형으로 되고 카메라의 해상도가 개선됨에 따라, 이미지 센서들로 설계된 픽셀들의 수가 증가하였고 픽셀 피치는 그만큼 감소하였다. 예를 들어, 박형 이미징 디바이스들에서 사용되는 일부 현재의 이미지 센서들은 1μm 픽셀 피치를 포함한다. 하지만, 이미지 센서들은 서브-마이크론 픽셀들을 향해 개발되고 있다. 작은 픽셀들은 이미징 디바이스로 하여금 더 많은 해상도를 갖는 이미지들을 캡처할 수 있게 하지만, 렌즈 시스템은 이미지 센서의 나이퀴스트 샘플 레이트에 나가 있는 이미지 정보를 통과할 수 있어야 한다. 이는 1.5μm 이하인 픽셀들에 대해 달성하기 어려울 수 있는데, 왜냐하면 픽셀들이 더 적게 됨에 따라 나이퀴스트 샘플 레이트는 증가하고 이미지 센서가 증가된 노이즈에 민감하기 때문이다.

하나의 접근법은, 작은 픽셀들을 갖는 이미징 센서 상으로 장면을 포커싱하도록 이미징 디바이스들에서 협소한 시계 ("FOV") 를 갖는 초고 해상도 렌즈 어셈블리를 사용하는 것이었다. 하지만, 이미지 센서를 초고 해상도 렌즈와 정렬하는 것은 극히 어려울 수 있다. 사소한 병진 (예를 들어, X, Y, 및 Z 선형 방향들) 및 회전 (예를 들어, 피치, 요, 및 롤과 같은 틸트) 오정렬들이 이미징 디바이스의 전체 성능에 영향을 줄 수 있다. 박형 이미징 디바이스에 대해, 정렬 에러들을 최소화함에 있어서의 중요한 단계는 이미지 센서를 포함하는 센서 어셈블리에 렌즈 어셈블리를 직접 접착하는 것이다. 센서 커버 글래스로의 이미지 센서의 직접 접착은 접착 프로세스 동안 정렬 에러들을 야기하는 일없이 하는 것이 어렵다. 그러한 정렬 관심사들은, 이미지 센서가 렌즈 시스템의 초점면에 배치되고 렌즈 시스템의 광축에 수직으로 및 정확한 각도로 정렬되고 이에 의해 초점면에서 틸트 또는 롤에 의해 생성되는 오정렬을 회피하는 것을 보장하는 것을 포함한다. 따라서, 이미징 디바이스의 성능이 제조 동안 능동적으로 측정되는 능동 정렬 방법들을 사용하는 것이 중요하다.

본 개시의 시스템들, 방법들 및 디바이스들 각각은 수개의 혁신적 양태들을 가지며, 이들 양태들 중 어떠한 단일 양태도 본 명세서에 개시된 바람직한 속성들을 유일하게 책임지지 않는다. 본 명세서에서 설명된 혁신들, 양태들 및 특징들의 조합들은 시스템들, 방법들, 및 디바이스들의 다양한 실시형태들에 통합될 수 있으며, 그러한 조합들은 하기에서 설명되는 요약을 포함한 본 명세서에서 설명된 실시형태들의 예들에 의해 한정되지 않는다.

일부 실시형태들은 어셈블리 동안 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법을 포함할 수도 있으며, 광학 시스템은 적어도 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리를 갖는다. 이 방법은 렌즈 어셈블리의 초점면에, 적어도 이미지 센서를 갖는 센서 어셈블리를 배치하는 단계, 정렬 옵틱 및 렌즈 어셈블리를 통한 광을 이미지 센서 상으로 지향하는 단계, 및 렌즈 어셈블리 및 정렬 옵틱을 통해 수신된 광으로부터 다중의 이미지들을 생성하는 단계를 포함할 수도 있다. 다중의 이미지들 각각은 정렬 옵틱을 통해 수신된 광에 기초하여 다중의 정렬 피처들을 가지며, 정렬 피처들은 다중의 섹션들을 갖는다. 일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리는 이미지 센서 및 센서 커버를 포함하고, 렌즈 어셈블리의 적어도 하나의 표면은 센서 커버에 부착된다. 일부 실시형태들에 있어서, 렌즈 어셈블리 및 정렬 옵틱을 통해 지향된 광은 시준된 광이다. 일 실시형태에 있어서, 정렬 옵틱은 멀티-존 편평 상부 액시콘 (flat top axicon) 렌즈이다. 일 실시형태에 있어서, 정렬 이미지들 각각은 렌즈 어셈블리에 대한 이미지 센서의 상이한 포지션에 대응한다. 그 방법은 다중의 섹션들 각각에 대응하는 적어도 하나의 성능 표시자를 측정하는 단계, 및 센서 어셈블리가 렌즈 어셈블리에 부착되어 있는 동안, 성능 표시자들의 최적화에 기초하여 이미지 센서의 포지션을 조정하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 성능 표시자는 이미지 센서의 부분에 의해 검출된 정렬 피처들의 섹션들을 따른 광의 강도에 대응하는 샤프니스 (sharpness) 값이다.

일부 실시형태들에 있어서, 광은 다중의 동심 (concentric) 링들로서 묘화된 정렬 피처들로 정렬 옵틱에 의해 세그먼트화된다. 각각의 정렬 피처는 다중의 동심 링들의 적어도 하나의 링에 대응한다. 일부 실시형태들에 있어서, 다중의 동심 링들은 적어도 제 1 동심 링 및 적어도 제 2 동심 링을 포함하고, 여기서, 제 1 동심 링은 제 2 동심 링보다 더 작은 반경을 갖는다. 일부 실시형태들에 있어서, 제 1 동심 링의 섹션들에 대응하는 성능 표시자들은 광축을 따른 센서 어셈블리의 병진 포지션과 관련된다. 한편, 적어도 하나의 동심 링의 섹션들에 대응하는 성능 표시자들은 렌즈 어셈블리의 초점면과 관련한 이미지 센서의 회전 포지션과 관련될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 센서 어셈블리를 조정하는 것은 또한, 센서 어셈블리의 병진 포지션 조정에 기초하여 적어도 하나의 성능 표시자를 최대화하는 것을 포함할 수 있다. 성능 표시자는, 제 1 정렬 피처의 모든 섹션들에서의 성능 표시자가 최대일 경우에 최대화된다.

다른 실시형태에 있어서, 센서 어셈블리를 조정하는 것은 또한, 센서 어셈블리의 회전 포지션 조정에 기초하여 적어도 하나의 성능 표시자를 밸런싱하는 것을 포함할 수 있다. 성능 표시자는, 적어도 하나의 정렬 피처의 적어도 제 1 섹션의 적어도 하나의 성능 표시자가 동일 정렬 피처의 적어도 제 2 섹션의 적어도 하나의 성능 표시자와 실질적으로 유사할 경우에 밸런싱된다.

또다른 실시형태에 있어서, 센서 어셈블리를 조정하는 것은 또한, 센서 어셈블리의 회전 포지션 조정에 기초하여 적어도 하나의 성능 표시자를 최적화하는 것을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 성능 표시자는, 적어도 하나의 정렬 피처의 적어도 하나의 섹션의 적어도 하나의 성능 표시자가 적어도 하나의 정렬 피처 내에 배치된 정렬 피처들의 섹션들의 성능 표시자와 실질적으로 유사할 경우에 최적화되고, 그 역도 성립된다.

다른 양태에 따르면, 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리를 갖는 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스가 개시된다. 디바이스는 렌즈 어셈블리를 이동시키고 정렬 옵틱을 지지하도록 구성된 렌즈 어셈블리 홀더로서, 정렬 옵틱은 렌즈 어셈블리의 광축을 따라 배향되는, 상기 렌즈 어셈블리 홀더; 센서 어셈블리를 이동시키도록 구성된 센서 어셈블리 홀더로서, 센서 어셈블리는 이미지 센서를 갖는, 상기 센서 어셈블리 홀더; 렌즈 어셈블리를 센서 어셈블리에, 서로에 대해 실질적으로 정렬될 경우, 부착하도록 구성된 부착 메커니즘; 정렬 옵틱 및 렌즈 어셈블리를 통한 광을 이미지 센서 상으로 지향하도록 구성된 광 소스; 렌즈 어셈블리 홀더 및 센서 어셈블리 홀더에 동작가능하게 커플링된 프로세서; 및 프로세서에 동작가능하게 커플링된 메모리 컴포넌트를 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리는 이미지 센서 및 센서 커버를 포함하고, 렌즈 어셈블리의 적어도 하나의 표면은 센서 커버에 부착된다. 다른 실시형태에 있어서, 렌즈 어셈블리 및 정렬 옵틱을 통해 지향된 광은 시준된 광이다. 일 실시형태에 있어서, 정렬 옵틱은 멀티-존 편평 상부 액시콘 렌즈이다.

프로세서 및 메모리 컴포넌트는, 집합적으로, 렌즈 어셈블리 및 정렬 옵틱을 통해 센서 어셈블리에 의해 수신된 광으로부터 다중의 이미지들을 캡처하도록 구성된다. 프로세서 및 메모리 컴포넌트는 추가로, 정렬 옵틱을 통해 수신된 광에 기초하여 다중의 정렬 피처들을 결정하고 각각의 정렬 피처에 대한 다중의 실질적으로 선형의 섹션들을 결정하도록 구성된다. 일부 실시형태들에 있어서, 다중의 정렬 이미지들 각각은 렌즈 어셈블리에 대한 이미지 센서의 상이한 포지션에 대응한다. 프로세서 및 메모리 컴포넌트는 또한, 다중의 실질적으로 선형의 섹션들 각각에 대응하는 적어도 하나의 성능 표시자를 측정하고; 그리고 성능 표시자들을 최적화하는 것에 기초하여 렌즈 어셈블리에 대한 센서 어셈블리의 조정을 결정하도록 구성된다. 일부 실시형태들에 있어서, 성능 표시자는 이미지 센서의 부분에 의해 검출된 정렬 피처들의 선형적으로 선형의 섹션들을 따른 광의 강도에 대응하는 샤프니스 값이다.

일부 실시형태들에 있어서, 광은 다중의 동심 링들로서 묘화된 정렬 피처들로 정렬 옵틱에 의해 세그먼트화된다. 각각의 정렬 피처는 다중의 동심 링들의 적어도 하나의 링에 대응한다. 적어도 하나의 실시형태에 있어서, 다중의 동심 링들은 적어도 제 1 동심 링 및 적어도 제 2 동심 링을 포함하고, 여기서, 제 1 동심 링은 제 2 동심 링보다 더 작은 반경을 갖는다. 다른 실시형태에 있어서, 제 1 동심 링의 실질적으로 선형의 섹션들에 대응하는 성능 표시자들은 광축을 따른 센서 어셈블리의 병진 포지션과 관련된다. 일부 실시형태들에 있어서, 적어도 하나의 동심 링의 실질적으로 선형의 섹션들에 대응하는 성능 표시자들은 렌즈 어셈블리의 초점면과 관련한 이미지 센서의 회전 포지션과 관련된다.

일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리 홀더는 추가로, 센서 어셈블리의 포지션을 조정하고, 센서 어셈블리의 병진 포지션 조정에 기초하여 적어도 하나의 성능 표시자를 최대화하도록 구성된다. 성능 표시자는, 제 1 정렬 피처의 모든 실질적으로 선형의 섹션들에서의 성능 표시자가 최대일 경우에 최대화된다. 다른 실시형태에 있어서, 렌즈 어셈블리 홀더는 추가로, 센서 어셈블리의 포지션을 조정하고, 센서 어셈블리의 병진 포지션 조정에 기초하여 적어도 하나의 성능 표시자를 최대화하도록 구성된다. 성능 표시자는, 제 1 정렬 피처의 모든 실질적으로 선형의 섹션들에서의 성능 표시자가 최대일 경우에 최대화된다. 또다른 실시형태에 있어서, 센서 어셈블리 홀더는 추가로, 센서 어셈블리의 포지션을 조정하고, 센서 어셈블리의 회전 포지션 조정에 기초하여 적어도 하나의 성능 표시자를 밸런싱하도록 구성된다. 성능 표시자는, 적어도 하나의 정렬 피처의 적어도 제 1 실질적으로 선형의 섹션의 적어도 하나의 성능 표시자가 동일 정렬 피처의 적어도 제 2 실질적으로 선형의 섹션의 적어도 하나의 성능 표시자와 실질적으로 유사할 경우에 밸런싱된다. 또다른 실시형태에 있어서, 센서 어셈블리 홀더는 추가로, 센서 어셈블리의 포지션을 조정하고, 센서 어셈블리의 회전 포지션 조정에 기초하여 적어도 하나의 성능 표시자를 최적화하도록 구성된다. 적어도 하나의 성능 표시자는, 적어도 하나의 정렬 피처의 적어도 하나의 실질적으로 선형의 섹션의 적어도 하나의 성능 표시자가 적어도 하나의 정렬 피처 내에 배치된 정렬 피처들의 실질적으로 선형의 섹션들의 성능 표시자와 실질적으로 유사할 경우에 최적화되고, 그 역도 성립된다.

일부 실시형태들에 있어서, 메모리 컴포넌트는, 실행될 경우, 프로세서가 광학 시스템을 능동적으로 정렬하도록 구성하는 명령들을 포함하는 다중의 모듈들을 포함한다. 하나의 비-한정적인 실시형태에 있어서, 메모리 컴포넌트는 캡처 제어 모듈, 피처 결정 모듈, 성능 결정 모듈 및 최적화 모듈을 포함할 수 있다.

다른 양태에 따르면, 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리를 갖는 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스가 개시된다. 디바이스는 렌즈 어셈블리 및 정렬 옵틱을 통해 센서 어셈블리에 의해 수신된 광으로부터 복수의 이미지들을 캡처하는 수단, 정렬 옵틱을 통해 수신된 광에 기초하여 다중의 정렬 피처들을 검출하는 수단, 각각의 정렬 피처에 대한 다중의 실질적으로 선형의 섹션들을 결정하는 수단, 다중의 실질적으로 선형의 섹션들 각각에 대응하는 적어도 하나의 성능 표시자를 측정하는 수단; 및 센서 어셈블리가 렌즈 어셈블리에 부착되어 있는 동안 성능 표시자들의 최적화에 기초하여 렌즈 어셈블리에 대한 센서 어셈블리의 조정을 결정하는 수단을 포함한다.

다른 양태에 따르면, 실행될 경우, 프로세서로 하여금 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리를 갖는 광학 시스템을 능동적으로 정렬하는 방법을 수행하게 하는 명령들을 포함하는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다. 그 방법은 렌즈 어셈블리의 초점면에, 적어도 이미지 센서를 갖는 센서 어셈블리를 배치하는 단계; 정렬 옵틱 및 렌즈 어셈블리를 통한 광을 이미지 센서 상으로 지향하는 단계; 렌즈 어셈블리 및 정렬 옵틱을 통해 수신된 광으로부터 다중의 이미지들을 생성하는 단계로서, 이미지들은 정렬 옵틱을 통해 수신된 광에 기초하여 다중의 정렬 피처들을 갖고, 정렬 피처들은 다중의 섹션들을 갖는, 상기 다중의 이미지들을 생성하는 단계; 다중의 섹션들 각각에 대응하는 적어도 하나의 성능 표시자를 측정하는 단계; 및 센서 어셈블리가 렌즈 어셈블리에 부착되어 있는 동안 성능 표시자들의 최적화에 기초하여 이미지 센서의 포지션을 조정하는 단계를 포함한다.

개시된 양태들은 이하, 개시된 양태들을 한정하지 않고 예시하도록 제공되는 첨부 도면들과 함께 설명될 것이며, 첨부 도면에서, 동일한 지정들은 동일한 엘리먼트들을 나타낸다.
도 1 은 광학 시스템의 컴포넌트들의 일 실시형태의 측단면도를 도시한다.
도 2 는 일 실시형태에 따른 예시적인 디바이스의 블록 다이어그램을 도시한다.
도 3a 는 일 실시형태에 따른 정렬 옵틱의 사시도이다.
도 3b 는 일 실시형태에 따른 정렬 옵틱의 단면도이다.
도 4a 는 일 실시형태에 따라 정렬 옵틱 및 광학 시스템을 통과할 때 광의 레이 트레이스를 도시한다.
도 4b 는 정렬 피처들의 일 실시형태를 도시한다.
도 4c 는 도 4b 에 도시된 정렬 피처들의 실시형태의 클로즈업 뷰를 도시한다.
도 4d 는 도 4b 에 도시된 실시형태에 따라 이미지 센서에 걸쳐 측정된 광의 강도를 묘화한 예시적인 그래프이다.
도 5 는 일 실시형태에 따라 광학 시스템을 능동적으로 정렬하는 방법에 대한 플로우차트이다.
도 6a 는, 정렬되지 않은 광학 시스템의 성능 표시자 스케일 (PSI) 측정을 도시한다.
도 6b 는, 일 실시형태에 따라 최적 정렬에 가까운 광학 시스템의 성능 표시자 스케일 (PSI) 측정을 도시한다.
도 7 은 일 실시형태에 따라 광학 시스템을 능동적으로 정렬하기 위한 방법의 플로우차트이다.
도 8 은 일 실시형태에 따라 도 8 의 방법을 개시하기 위한 방법의 플로우차트이다.
도 9 는 일 실시형태에 따라 병진 방향에서 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법의 플로우차트이다.
도 10 은 일 실시형태에 따라 정렬 피처에 기초하여 적어도 하나의 회전 방향에서 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법의 플로우차트이다.
도 11 은 일 실시형태에 따라 모든 정렬 피처들에 기초하여 적어도 하나의 회전 방향에서 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법의 플로우차트이다.

다음의 설명에 있어서, 특정 상세들은 예들의 철저한 이해를 제공하기 위해 주어진다. 하지만, 그 예들은 이들 특정 상세들없이도 실시될 수 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 전기 컴포넌트들/디바이스들은, 그 예들을 불필요한 상세로 불명료하게 하지 않기 위해 블록 다이어그램들로 도시될 수도 있다. 다른 예들에 있어서, 그러한 컴포넌트들, 다른 구조들 및 기법들은 그 예들을 더 설명하기 위해 상세히 도시될 수도 있다.

본 명세서에서 설명된 실시형태들은 어셈블리 동안 광학 시스템을 능동적으로 정렬하도록 구성된 방법들, 장치들, 및 컴퓨터 판독가능 매체들을 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 광학 시스템은 카메라를 갖는 셀룰러 폰과 같은 모바일 통신 디바이스의 이미징 디바이스에 포함된 것일 수도 있다. 광학 시스템은 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리를 포함할 수도 있고, 센서 어셈블리는 적어도 이미지 센서를 갖는다. 일부 실시형태들에 있어서, 렌즈 어셈블리와의 센서 어셈블리의 정렬은, 광학 시스템의 성능이 광학 시스템의 컴포넌트들을 부착하는 동안 오정렬들의 결과로서 열화되지 않음을 보장하기 위해 어셈블리 동안 능동적으로 모니터링될 수도 있다.

상기 논의된 바와 같이, 작은 픽셀을 갖는 이미지 센서들 및 고 해상도 렌즈 어셈블리들의 잠재적인 문제는 이미지 센서 표면 상에 투영된 이미지의 FOV 에 걸친 고 변조 전달 함수 ("MTF") 해상도 성능을 달성하기 위한 필요성일 수 있다. 그러한 성능은 이미징 디바이스를 어셈블리하는 동안 사소한 오정렬들로 인해 열화될 수도 있다. 렌즈 어셈블리의 최대 MTF 성능은 렌즈 어셈블리의 회절 한계에 의해 제한되고, 이 회절 한계는 렌즈 어셈블리를 통과하는 광의 f수 및 파장들에 의해 결정된다. 렌즈 어셈블리는 렌즈 어셈블리의 첫번째 표면으로부터, 이미지 센서 표면과 같은 다른 표면 상으로 이미지를 투영하는 렌즈 어셈블리의 마지막 표면까지 하나 이상의 광학 엘리먼트들로 구성된다. 엘리먼트는, 예를 들어, 광을 굴절시키거나 광을 반사할 수 있는 하나 이상의 광학 표면들로 구성될 수 있다.

렌즈 어셈블리의 MTF 성능 요건들이 그 최대 성능 (예를 들어, 회절 한계) 을 향해 증가함에 따라, 이는 카메라 설계의 다른 양태들을 포함하여 렌즈 어셈블리의 컴포넌트들의 제조 정렬 허용치들에 대한 더 많은 요구들을 둘 수도 있다. 더 엄격한 허용치들을 요구할 수도 있는 광학 컴포넌트들의 예들 또는 다른 카메라 설계 양태들은 센서 어셈블리의 정렬, 렌즈 표면들, 서로에 대한 렌즈 표면들의 정렬, 및 단일 오퍼레이팅 유닛으로의 렌즈 어셈블리와 센서 어셈블리의 결합된 제조이다. 렌즈 어셈블리로의 센서 어셈블리의 기계적 부착은, 예를 들어, 렌즈 어셈블리의 초점면과 이미지 센서 간의 틸트 에러들 (예를 들어, 광축 주위의 회전 에러들) 및/또는 병진 에러들 (예를 들어, 광축 주위의 X, Y 및 Z 선형 방향 에러들) 을 생성할 수도 있다. 제조를 위해 의도된 설계에 있어서, 일반적으로, 회전 및 병진 정렬과 같은 모든 핵심 변동들에 대한 한계들을 확립하고, 그 후, 이들 변동들을 생성할 수 있는 모든 컴포넌트들, 엘리먼트들, 또는 양태들, 및 이들 변동들에 의해 영향을 받을 수 있는 그 컴포넌트들, 엘리먼트들, 또는 양태들에 대한 허용치 버짓 또는 용인가능 에러를 결정하는 것이 양호한 프랙티스이다. 그 영향은 통상, 하나 이상의 핵심 변동들이 양에 있어서 변함에 따라 MTF 감소로 표현된다. 모든 기계적 및 광학 컴포넌트들, 엘리먼트들 또는 설계 양태들에 대한 허용치 버짓을 결정한 이후, 그 컴포넌트들, 엘리먼트들 또는 양태들은, 특정 레벨의 통계 신뢰도를 갖는 버짓된 허용치들 내에 머무르도록 설계될 수 있다. 이 시스템을 이러한 방식으로 봄으로써, 광학 시스템은 전술된 변동들에서의 용인가능 에러 내에서 최적의 정렬로 설계될 수 있다.

본 명세서에서 MTF 성능의 맥락에서 주로 논의되지만, 이는 예시적인 목적들이고, 렌즈 성능은 다른 실시형태들에서 점 확산 함수 ("PSF"), 선 확산 함수 ("LSF") 또는 유사한 개념들을 표현하는 다른 직접적인 또는 간접적인 방식들과 같이 유사한 개념들에 의해 표현될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 실시형태들은 고 MTF 해상도 광학 시스템 설계들의 정렬을 능동적으로 모니터링하기 위해 이용될 수도 있고, 여기서, 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리 정렬은, 발생할 수도 있는 변동들의 타입들 및 크기에 대한 렌즈 어셈블리, 엘리먼트들, 양태들의 MTF 민감성을 MTF 해상도가 저감 및/또는 감소하게 하는 오정렬들을 감소하도록 최적화될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 제시된 실시형태들은 특정 픽셀 사이즈, 형상, 피치, 직사각형 어레이, 비-직사각형 어레이, 또는 픽셀 사이즈 또는 형상이 이미지 센서의 표면 상에서 서로 상이할 수 있는 배열을 갖는 특정 이미지 센서로 한정되지 않음을 인식해야 한다. 실시형태들은 그러한 시스템을 설계하기 위해 필요한 팩터들 또는 양태들을 지적하도록 의도되고, 그 시스템의 이점들, 속성들 및 클레임들이 본 명세서에서 설명된다. 실시형태들은, 그 실시형태들을 설명하거나 참조할 경우에 커버되는 픽셀 사이즈 또는 다른 팩터들로 한정되지 않는다.

광학 시스템의 컴포넌트들의 정렬은 렌즈 어셈블리의 초점면에 대한 센서 어셈블리의 회전 및 병진 오정렬들에 민감할 수 있다. 이들 변동들은 컴포넌트들의 서로에 대한 제조, 제작, 부착, 및 다른 기계적 및/또는 광학 컴포넌트들, 엘리먼트들 또는 양태들의 상호작용들 뿐 아니라 모션, 온도, 및 쇼크와 같은 다른 환경 조건들로부터 기인할 수 있다. 회전 및 병진 오정렬들은 다른 관련된 또는 관련되지 않은 소스들로부터 기인할 수 있다. 다른 양태들이 또한 MTF 성능에 영향을 줄 수 있다.

본 명세서에서 설명된 실시형태들은 광학 시스템의 제조 동안 전술된 오정렬들을 감소하도록 의도된 방법들을 활용한다.

예시적인 실시형태에 있어서, 광학 시스템은 2개의 컴포넌트들, 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리를 포함한다. 일부 예들에 있어서, 렌즈 어셈블리는, 공유된 광축을 갖고 그리고 원하는 초점 길이 및 해상도에서 초점면을 생성하도록 구성된 다중의 광학 엘리먼트들을 포함할 수도 있다. 렌즈 어셈블리는 또한, 센서 어셈블리에 매우 근접하게 배치된 필드 보정기 렌즈를 포함할 수 있다. 일부 예들에 있어서, 센서 어셈블리는, 렌즈 어셈블리를 통과하는 입사광을 검출하고 원하는 이미지를 캡처하기 위한 이미지 센서를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리는 또한, 이미지 센서와 렌즈 어셈블리 사이에 위치된 글래스 센서 커버 플레이트를 포함할 수도 있다. 광학 시스템의 정렬은 부착 프로세스 동안 (예를 들어, 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리를 합치고 컴포넌트들을 부착하면서 최적으로 정렬되는 동안) 능동적으로 모니터링될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 필드 보정기 렌즈는 센서 위에 배치된 글래스 센서 커버 플레이트에 첩부 (예를 들어, 접착 또는 기계적으로 제자리에 홀딩) 될 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 렌즈 어셈블리 또는 그 일부분은 센서 어셈블리 또는 그 일부분에 부착 (예를 들어, 접착 또는 기계적으로 제자리에 홀딩) 될 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 광학 시스템의 정렬은 광학 시스템 상에서 입사한 광 소스를 다중의 정렬 피처들로 세그먼트화하도록 구성된 정렬 옵틱을 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 정렬 옵틱은 렌즈 어셈블리의 초점면의 위치를 변경하는 일없이 다중의 정렬 피처들을 생성하도록 구체적으로 설계된 렌즈일 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, (예를 들어, 초점면에 대한 센서 어셈블리의 각각의 포지션 변화에 대한) 광학 시스템의 각각의 구성에 대해, 정렬 피처들의 이미지가 캡처될 수도 있다. 대안적으로, 정렬 피처들은 능동적으로 모니터링될 수도 있다 (예를 들어, 결과적인 이미지의 비디오). 예시적인 예에 있어서, 액시콘 렌즈가 정렬 옵틱으로서 사용될 수도 있다. 액시콘 렌즈는 입사 시준 광 소스를 다중의 동심 링들로 세그먼트화하도록 구성될 수도 있고, 이에 의해, 각각의 동심 링은 정렬 피처를 나타낼 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 광학 시스템의 정렬은 렌즈 어셈블리의 초점면에 대한 센서 어셈블리의 추정된 조정에 기초할 수도 있다. 추정된 조정은 주어진 광학 시스템 정렬에서 결정된 정렬 피처의 성능 표시자에 기초할 수도 있다. 예를 들어, 센서는 렌즈 어셈블리에 대한 현재의 배향을 가질 수도 있으며, 그로부터, 다중의 정렬 피처들의 이미지가 도출될 수도 있다. 그 후, 광학 시스템의 성능 (예를 들어, 렌즈 어셈블리와 센서 어셈블리의 정렬의 품질) 이 적어도 하나의 정렬 피처에 대한 샤프니스 값에 기초하여 결정될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 모든 정렬 피처들에 대한 샤프니스 값이 결정될 수도 있다. 예를 들어, 정렬 피처의 작은 거의 직선의 섹션들이 각각의 정렬 피처의 에지에서 생성될 수 있고, 샤프니스 값은 일반적인 경사형 에지 MTF 측정 방법과 실질적으로 유사한 방식으로 측정될 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 샤프니스 값들은 PSF, LSF, 또는 유사한 개념들을 표현하는 다른 직접적인 또는 간접적인 방식들에 기초할 수도 있다.

일 양태에 있어서, 센서 어셈블리는, 정렬 피처들의 성능 표시자들에 기초하여 조정을 결정하는 것의 다중의 반복들에 기초하여 최적의 정렬로 이동된다. 각각의 반복은 전체 정렬을 개선하기 위해 이전에 조정된 정렬 및 새로운 정렬 프로세스의 결과일 수도 있다. 이러한 방식으로, 센서 어셈블리는 최상의 MTF 성능을 위해 최적으로 정렬될 수도 있다.

예시적인 실시형태에 있어서, 각각의 정렬 피처에 대한 성능 표시자는 능동적으로 모니터링 및 측정될 수 있다. 예를 들어, 각각의 정렬 피처를 따른 섹션들에 대한 성능 표시자가 계산될 수 있다. 정렬 피처를 따른 섹션들에 대한 성능 표시자들은 접착 프로세스 동안 렌즈 어셈블리의 광축과 관련한 초점면에서 이미지 센서를 틸팅함으로써 조정된다. 이미지 센서 틸트는, 단일 정렬 피처를 따른 다중의 섹션들에 대응하는 성능 표시자들이 밸런싱되고 균일할 때까지 조정된다. 접착 프로세스 동안 정렬 피처들의 성능 표시자들을 능동적으로 모니터링하고 정렬을 조정함으로써, 센서 어셈블리는, 서브-마이크론 픽셀들이 박형 카메라 시스템들의 이미지 센서들에서 사용될 수 있게 하는 최적의 정렬을 위해 이상적으로 배치 및 부착될 수도 있다.

다양한 실시형태들이 예시의 목적으로 도면들과 함께 하기에서 설명될 것이다. 개시된 개념들의 다수의 다른 구현들이 가능하며 다양한 이점들이 개시된 구현들로 달성될 수 있음이 이해되어야 한다.

이제 도 1 을 참조하여, 이미징 디바이스의 예시적인 광학 시스템은 더 상세히 설명되지 않을 것이다. 도 1 은 렌즈 어셈블리 (110) 및 센서 어셈블리 (120) 를 도시한 광학 시스템 (100) 의 일 예의 측단면도를 도시한다.

도 1 의 예에 도시된 바와 같이, 이미지 센서 (125) 가 인쇄 회로 보드 (195) 상에 배치된다. 센서 (125) 는 인쇄 회로 보드 (195) 에 형성된 직사각형 슬롯 (117) 내에 장착된다. 스터드 범프들 (107) 은 센서 (125) 의 부분일 수도 있고, 인쇄 회로 보드 (195) 상에서 전기 전도성 패드들과 접촉하기 위해 사용된다. 인쇄 회로 보드 (195) 는 기판 (150) 상에 장착되고, 이미지 센서 (125) 에 대해 정지상태로 남겨진다. 이는 센서 (125) 가 어떻게 장착될 수 있고 인쇄 회로 보드 (195) 와 어떻게 전기 접촉하는지의 단지 일 예일 뿐이다. 일부 예들에 있어서, 커버 글래스 (126) 가 센서 (125) 의 광 수신 표면의 오염을 방지하기 위하여 제조 동안 센서 (125) 에 커플링된다. 하지만, 일부 실시형태들에 있어서, 커버 글래스 (126) 는 생략될 수도 있고, 렌즈 어셈블리 (110) 가 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면에 직접 커플링될 수도 있다. 이를 달성하기 위해, 센서 (125) 는, 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 정렬 및 부착 프로세스 동안 이미지 센서 (125) 에 가장 근접한 렌즈 (L6) 의 표면에 직접 커플링될 수도 있다. 정렬 및 부착 프로세스는, 렌즈 어셈블리 (110) 가 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면을 향해 아래로 내려오는 것으로서 도 1 에 도시된 바와 같은 경로 (130) 을 따라 발생할 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리 (120) 는 옵션적인 기판 (150) 을 포함한다. 기판 (150) 은, 먼지 및 습기와 같은 환경 오염물질들로부터 이미지 센서 (125) 를 보호하도록 구성된 보호 표면으로서 기능할 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 기판 (150) 은 또한, 구조적 지지 또는 무결성을 제공하는 것과 같은 다른 목적들을 위해 구성될 수도 있다.

도 1 에 도시된 바와 같은 센서 어셈블리 (120) 는 본 개시의 목적들을 위해 단일 유닛으로서 고려될 것이다. 일부 실시형태들에 있어서, 이미지 센서 (125) 는 인쇄 회로 보드 (195) 의 슬롯 (117) 내에 부착될 수 있다. 인쇄 회로 보드 (195) 는 또한, 광이 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면 상에서 입사되게 하도록 구성된 윈도우를 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 인쇄 회로 보드 (195) 는 슬롯 (117) 내의 전기 커넥션들 및/또는 스터드 범프들 (107) 을 통해 이미지 센서 (125) 에 연결될 수도 있다. 인쇄 회로 보드 (195) 는 기판 (150) 을 포함할 수도 있거나 포함하지 않을 수도 있다. 센서 어셈블리 (120) 는 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면에 부착된 커버 글래스 (126) 를 포함할 수도 있거나 포함하지 않을 수도 있다. 센서 어셈블리 (120) 는, 장래의 방법들에서 또는 본 방법 및 이전의 방법으로 착상될 수도 있는 다른 방식들, 수단들, 방법들, 설계들, 제조된, 어셈블리된 또는 다른 구성들로 구성될 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 플렉스 케이블 (119) 이 인쇄 회로 보드 (195) 에 일 단부에서 부착된다. 플렉스 케이블 (119) 은 이미지 캡처 및 또는 이미지 스트리밍을 위해 인쇄 회로 보드와 이미징 시스템의 다른 부분들 사이의 전기 접속을 제공하도록 구성될 수도 있다.

이미지 센서 (125) 는, 특정 실시형태들에 있어서, 전하 커플링형 디바이스 (CCD), 상보적 금속 산화물 반도체 센서 (CMOS), 또는 광을 수신하고 수신된 광에 응답하여 이미지 데이터를 생성하는 임의의 다른 이미지 감지 디바이스를 포함할 수도 있다. 센서 (125) 는 스틸 사진들의 이미지 데이터를 획득할 수도 있고, 또한, 캡처된 비디오 스트림에서의 모션에 관한 정보를 제공할 수도 있다. 센서 (125) 는 개별 센서들일 수도 있거나, 또는 3x1 어레이와 같은 센서들의 어레이들을 나타낼 수도 있다. 센서들의 임의의 적합한 어레이가 개시된 구현들에서 사용될 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 렌즈 (L6) 는 필드 보정기 렌즈일 수 있고, 렌즈 어셈블리 (110) 의 컴포넌트로서 포함될 수 있다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 렌즈 어셈블리 (110) 의 하나의 가능한 실시형태는 광학 엘리먼트 (L1-L6), 광 폴딩 표면 (112), 광학 엘리먼트들 (114) 및 스페이서들 (134) 을 포함할 수도 있다. 렌즈 어셈블리 (110) 는 또한, 반사 표면 (112) 을 생성하도록 전체 내부 굴절 특성들을 사용하는 굴절 엘리먼트 (113A) 를 포함하고/하거나 광 폴딩 표면 (112) 에 대한 부착된 반사 표면 (예를 들어, 미러 또는 다른 반사 표면들) 을 포함할 수도 있다. 광학 엘리먼트 (113A) 는 존재할 수도 있거나 존재하지 않을 수도 있으며, 여기서, 광 폴딩 표면 (112) 은 반사 표면이다. 엘리먼트 (113B) 는 렌즈 어셈블리 (110) 의 부분일 수도 있거나 아닐 수도 있다. 113B 가 존재하는 실시형태들에 있어서, 엘리먼트 (113B) 는 지지 피처들을 제공할 수도 있거나 제공하지 않을 수도 있다.

도 1 에 도시된 실시형태가 예시적인 렌즈 어셈블리 (110) 를 도시하지만, 렌즈 어셈블리 (110) 의 일부 실시형태들은 임의의 수의 렌즈 컴포넌트들, 광 폴딩 표면들, 또는 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있으며 도시된 것들로 한정되지 않고 도시된 것들을 포함하도록 요구되지 않음이 이해될 것이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 광 폴딩 표면 (112) 은 렌즈 (L6) 로부터 멀리 연장하고, 도시된 바와 같이, 광 폴딩 표면 (112) 에서 지지 블록 (113B) 에 커플링된 굴절 프리즘 (113A) 으로서 형성된다. 미러 표면은 광을 재지향시키기 위해 프리즘의 내부 반사 특성들을 이용하는 대신 프리즘 (113A) 과 지지 블록 (113B) 사이에 배치되는 것이 가능하다. 일부 다른 실시형태들에 있어서, 광 폴딩 표면 (112) 은 편평하거나 곡선형일 수 있다. 광 폴딩 표면은 광학 시스템 (100) 의 부분인 곡률을 가질 수 있고, 이에 의해, 편평한 표면의 경로 이외의 방식으로 광의 경로를 변경한다. 일부 실시형태들에 있어서, 광 폴딩 표면 (112), 굴절 프리즘 (113A), 및 지지 블록 (113B) 은, 개별적으로 또는 조합하여, 센서 프리즘으로서 지칭될 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 광 폴딩 표면 (112) 은 굴절 엘리먼트 (113A) 와 지지 블록 (113B) 사이의 반사 표면이어야 하는 것은 아니다. 광 폴딩 표면 (112) 은 113A 와 같은 광학 엘리먼트의 내부 전반사 특성들에 의해 생성된 반사 표면일 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 굴절 엘리먼트 (113A) 및 광 폴딩 표면 (112) 은, 엘리먼트 (113A) 의 내부 전반사 특성들로 인해, 지지 구조 (113B) 에 연결될 수도 있다. 대안적으로, 굴절 엘리먼트 (113A) 및 광 폴딩 표면 (112) 은 지지 구조 (113B) 에 연결되지 않을 수도 있거나, 또는 지지 구조 (113B) 가 렌즈 어셈블리 (110) 에 포함되지 않을 수도 있다.

다른 실시형태들에 있어서, 광 폴딩 표면 (112) 은 미러이거나 다른 반사 표면일 수도 있다. 반사 표면을 포함하는 실시형태들에 있어서, 광 폴딩 표면 (112) 은, 반사 표면과 인터페이싱하는 공기 진공과 같이 저 굴절율을 갖는 기판 또는 매체에 의해 포함될 수도 있다. 이들과 같은 광 폴딩 표면 (112) 의 실시형태들은 본 명세서에 도시된 도면들에 도시되지 않는다. 그러한 광 폴딩 표면 (112) 은, 광학 시스템의 다른 컴포넌트들 및 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면에 대한 그 포지션 및 정렬을 유지하기 위하여 기계적 구조 또는 다른 메커니즘들에 의해 제자리에 홀딩될 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 광 폴딩 표면 (112) 은, 본 명세서에서 설명된 것과 유사한 방법들 및 절차들을 사용하여 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면과 정렬될 수 있다. 광 폴딩 표면 (112) 및 또는 광 폴딩 표면 (112) 을 홀딩하는 구조가, 이미지 센서 (125) 에 대하여 광 폴딩 표면 (112) 을 제자리에 홀딩하기 위한 접착 프로세서 또는 다른 수단을 사용하여 커버 글래스 (126) 또는 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면에 부착될 수 있다.

렌즈들 (L1-L5) 은 광 폴딩 표면 (112) 과 렌즈 어셈블리 (110) 의 마지막 에지 사이에 배치된다. 광축 (116) 은, 광이 광학 어셈블리 (100) 에 진입하고, 렌즈 어셈블리 (L1-L5) 를 통과하고, 광 폴딩 표면 (112) 에서 재지향되고, 렌즈 (L6) 및 커버 글래스 (122) 를 통과하고 센서 (125) 상에 입사함에 따라 취할 수 있는 경로의 일 예를 도시한다.

일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리 (120) 및 렌즈 어셈블리 (110) 는, 이들 컴포넌트들이 이미징 디바이스 내에서 서로에 대해 함께 고정되고 센서 어셈블리 (120) 의 센서 (125) 가 렌즈 어셈블리 (110) 의 초점면 (118) 에 배치되도록 도시된 구성 (화살표 (130) 참조) 에서 부착되거나 그렇지 않으면 첩부된다. 센서 어셈블리 (120) 는 본 명세서에서 개시된 방법들 및 시스템들을 활용함으로써 렌즈 어셈블리 (110) 의 광축 (116) 에 배치 및 정렬될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 이들 컴포넌트들은, 서로에 대한 그 포지션들이 동일하게 유지되어 엘리먼트들을 통한 광의 광학 경로를 안정화하도록 영구적으로 또는 반영구적으로 함께 고정될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 상기 논의된 바와 같이, 커버 글래스 (126) 는 생략될 수도 있고, 렌즈 어셈블리 (120) 의 나머지 센서 (125) 는 렌즈 어셈블리 (110) 에 부착되거나 그렇지 않으면 첩부될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "광학 시스템" 은 센서 어셈블리, 렌즈 어셈블리, 및 다수의 대응하는 광 폴딩 표면들, 예를 들어, 도 1 에 도시된 바와 같은 광 폴딩 표면 (112), 렌즈 어셈블리 (110), 및 센서 어셈블리 (120) 를 지칭한다. 본 명세서에서 설명된 제조 방법들 및 시스템들로부터 이점을 얻을 다른 광학 시스템 구성들이 가능하다.

이제, 도 2 를 참조하면, 예시적인 정렬 장치가 이제 더 상세히 설명될 것이다. 도 2 는 렌즈 어셈블리 홀더 (210), 센서 어셈블리 홀더 (220), 및 부착 메커니즘 (250) 을 갖는 정렬 장치 (200A) 의 일 예의 측단면도를 도시한다. 일부 실시형태들에 있어서, 정렬 장치 (200A) 는, 데이터 프로세싱 디바이스 (200B), 예를 들어, 개인용 컴퓨터, 랩탑, 또는 입력 데이터를 프로세싱하고 정렬 장치 (200A) 의 피처들 상으로 전기 제어를 가하기 위해 공지된 임의의 다른 디바이스와 (무선 또는 하드웨어 통신을 통해) 전자 통신할 수도 있다.

도시된 바와 같이, 렌즈 어셈블리 홀더 (210) 는, 렌즈 어셈블리 (110) 에 부착 또는 커플링되도록 구성된 픽업 툴 (214) 을 갖는 픽-앤드-플레이스 (pick-and-place) 헤드 (212) 를 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 픽업 툴 (214) 은 렌즈 어셈블리 (110) 을 그래스핑 (grasping) 하거나 렌즈 어셈블리 (110) 에 부착하기 위한 커플러 (216) 를 포함한다. 예를 들어, 커플러 (216) 는, 픽업 툴 (214) 에 대해 렌즈 어셈블리 (110) 를 제자리에 확고히 홀딩하기 위해 렌즈 어셈블리 (110) 의 표면들을 따라 연장하는 암(arm)들을 갖는 클램프 또는 다른 형태의 그래스핑 메커니즘일 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 커플러 (216) 는, 커플러 및 렌즈 어셈블리 (예를 들어, 셕션 컵) 의 표면들 사이의 압력차를 생성함으로써 픽업 툴 (214) 에 대해 렌즈 어셈블리 (110) 를 제자리에 확고히 홀딩하기 위한 메커니즘일 수도 있다. 따라서, 커플러 (216) 는 픽업 툴 (214) 에 대해 렌즈 어셈블리 (110) 를 제자리에 확고히 홀딩하는 수단을 나타낼 수도 있다.

도시된 바와 같이, 픽업 툴 (214) 은, 정렬 옵틱 (240) 을 수용하고 확고히 지지하기 위한 개구 (218) 를 포함한다. 정렬 옵틱 (240) 의 피처들 및 기능들은 도 3 내지 도 5 를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 개구 (218) 는 렌즈 어셈블리 (110) 에 대해 고정된 포지션에서 정렬 옵틱 (240) 을 확고히 지지하도록 배치 및 구성될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 정렬 옵틱 (240) 은, 정렬 옵틱이 렌즈 어셈블리 (110) 의 초점면의 병진 또는 회전 포지션을 실질적으로 변경하지 않도록 충분히 정확하게, 렌즈 어셈블리 (110) 의 광축 (116) 을 따라 센터링된다. 따라서, 픽업 툴 (214) 은 렌즈 어셈블리 (110) 과 정렬 옵틱 (240) 을 고정적으로 정렬하는 하나의 수단일 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 정렬 옵틱 (240) 의 포지션은, 정렬 옵틱 (240) 이 렌즈 어셈블리 (110) 에 대해 고정된 포지션에서 홀딩되도록, 제 2 픽업 툴 (도시 안됨) 에 의해 또는 정렬 장치 (200A) 의 임의의 다른 엘리먼트에 의해 렌즈 어셈블리 (110) 에 대해 확고히 고정될 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 렌즈 어셈블리 홀더 (210) 는 센서 어셈블리 홀더 (220) 에 대해 병진 방향들 (예를 들어, X, Y, 및 Z 방향들) 에서 이동될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 렌즈 어셈블리 홀더 (210) 는 센서 어셈블리 (120) 에 대한 렌즈 어셈블리 (110) 의 병진 포지션 조정을 실시하기 위한 입력 또는 커맨드를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 센서 어셈블리 (120) 가 광축 (116) 과 광학적으로 정렬되지 않는다는 결정이 행해지면, 렌즈 어셈블리 홀더 (210) 는 광학 시스템 (100) 을 정렬하기 위하여 센서 어셈블리에 대해 X, Y, 및/또는 Z 방향들에서 렌즈 어셈블리를 이동시킬 수도 있다. 따라서, 렌즈 어셈블리 홀더 (210) 는 센서 (120) 를 렌즈 어셈블리 (110) 과 정렬하는 하나의 수단을 나타낼 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 픽-앤드-플레이스 헤드는 광학 시스템 (100) 의 정렬과 관련된 입력들에 적어도 기초하여 병진 방향들 중 적어도 하나에서 렌즈 어셈블리 (110) 를 이동시킬 수도 있다. 또다른 실시형태에 있어서, 렌즈 어셈블리 홀더 (210) 는 병진 방향들 중 임의의 하나의 방향 또는 모든 방향에서 고정될 수도 있고, 정렬 장치 (200A) 의 임의의 다른 엘리먼트가 렌즈 어셈블리 (110) 에 대해 센서 어셈블리 홀더 (220) 를 이동시키도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 센서 어셈블리 홀더 (220) 는 디바이스 (200B) 로부터의 입력들에 적어도 부분적으로 기초하여 임의의 하나의 병진 방향들에서 센서 어셈블리 (120) 를 이동시키도록 구성될 수도 있다.

하나의 예시적인 실시형태에 있어서, 센서 어셈블리 홀더 (220) 는 렌즈 어셈블리 (110) 에 대해 도 1 을 참조하여 설명된 바와 같은 이미지 센서 (125) 의 회전 포지션 (예를 들어, 피치, 요, 및/또는 롤) 을 X, Y, 및 Z 방향들에서 최소의 또는 실질적으로 제로의 선형 병진으로 조정하도록 구성된 디바이스 또는 디바이스들의 조합을 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리 (220) 는 렌즈 어셈블리 (110) 의 광축 주위로 이미지 센서 (125) 를 회전하도록 구성된 회전 플랫폼 (222), 및 렌즈 어셈블리 (110) 에 대해 이미지 센서 (125) 의 피치 및 요를 조정하도록 구성된 고니오미터 (223) 를 포함할 수도 있다. 회전 플랫폼 (222) 의 회전의 중심은 렌즈 어셈블리의 광축과 정렬되는 회전 포인트 (225) 의 중심에 배치될 수도 있고, 그 후, 고니오미터 (223) 는 회전 플랫폼 (222) 에 부착될 수도 있어서, 피치 및 요 회전 조정들의 중심은 중심 포인트 (225) 주위이다. 일부 실시형태들에 있어서, 회전 포인트 (225) 의 중심은, 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면이 이 포인트에 배치될 수 있도록, 고니오미터 (223) 의 표면 위의 어떤 거리이다. 그 후, 이미지 센서 (125) 는, 이미지 센서의 광 감응 표면의 중심이 회전 포인트 (225) 의 중심에 위치되는 그러한 방식으로 부착될 수도 있다. 이러한 방식으로, 이미지 센서 어셈블리 (120) 는, 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면의 중심을 X, Y 및 Z 선형 병진 방향들 중 임의의 방향에서 이동하게 하는 일없이 롤, 피치, 및 요 방향들에서 회전될 수 있다. 따라서, 이미지 센서 (125) 의 정렬 및/또는 포지션은, 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면으로 렌즈 어셈블리 (110) 에 의해 투영된 이미지와의 정렬로 조정 및 회전될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 어셈블리 (110) 는, 형상이 원형보다는 더 직사각형인 이미지를 투영할 수도 있다. 이러한 상황에 있어서, 이미지 센서 (125) 의 최적의 정렬은, 렌즈 어셈블리 (110) 에 의해 투영된 이미지가 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면과 더 양호하게 정렬되도록 할 수도 있다. 본 명세서에서 설명된 센서 어셈블리 홀더 (220) 는 단지 하나의 예시적인 실시형태일 뿐이고, 회전이 하나의 회전 방향에서 피칭하는 것 및 피치 회전 방향에 대해 요 방향에서 틸팅하는 것으로서 설명될 수 있는 그러한 방식으로 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면의 중심을 포함하는 회전축을 피봇팅하도록 구성된 2 스테이지 어셈블리 디바이스를 센서 어셈블리 홀더 (220) 가 포함할 수도 있는 다른 실시형태들이 가능하다.

일부 실시형태들에 있어서, 회전 조정기 플랫폼 (222) 은, 회전 포인트 (225) 또는 이미지 센서 (125) 의 중심을 X, Y 및 Z 선형 병진 방향들에서 이동하는 일없이 회전 포인트 (225) 의 중심 주위로 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면을 피치, 요, 및 회전 방향들에서 회전하기 위한 수단을 나타낼 수도 있다. 엘리먼트들 (222 및 223) 에 의해 표현된 디바이스들은, 정렬하는 것을 어렵게 하고 그리고 피치, 요, 및 롤 방향들에서의 회전의 축이 회전 포인트 (225) 의 동일한 이상적인 중심을 통해 지나 가는 것을 보장하는 것을 어렵게 하는 허용치들을 가짐이 인식될 것이다. 이러한 이유로, 회전 포인트 (225) 의 중심은, 피치, 요, 및 롤 방향들의 축들이 최소의 또는 실질적으로 제로의 X, Y 및 Z 선형 병진으로 원하는 회전 조정들을 달성하기 위해 가능하면 근접한 이상적인 포인트를 나타낸다.

일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리 (120) 는, 도 1 을 참조하여 상기 설명된 바와 같이, 플렉스 케이블 (119) 을 통해 하드웨어 인터페이스에 전기적으로 접속될 수도 있다. 하드웨어 전기 인터페이스는 이미지들 및 이미지들의 비디오 스트림을 캡처하도록 구성될 수도 있다. 이미지들 및 이미지들의 비디오 스트림은, 렌즈 어셈블리 홀더 (210) 가 렌즈 어셈블리 (110) 를 선형 병진 방향들 (X, Y 및 Z) 에서 이동시키기 위한 움직임 방향들을 제공하도록 시스템, 예를 들어, 본 명세서에서 개시된 시스템들에 의해 사용될 수도 있다. 디바이스 (200B) 는 또한, 렌즈 홀더 어셈블리 (210) 의 모션을 작동하기 위해 사용되는 이미지 및 또는 비디오 스트림에 기초하여 센서 어셈블리 홀더 (220) 의 피치, 요, 및 롤 회전 움직임을 제공하기 위해 사용될 수도 있다. 하나의 예시적인 실시형태가 본 명세서에서 상세히 제공되지만, 다른 수단들이, 병진 방향들 뿐 아니라 피치, 요 및 롤 회전 방향들에서의 포지션 조정들을 용이하게 하기 위해 하드웨어 인터페이스에 대한 센서 어셈블리 (120) 에 전기적으로 접속하는 것이 가능할 수도 있다. 예를 들어, 블루투스, WiFi 네트워크 등 상으로의 무선 접속들.

도 2 에 도시된 바와 같이, 정렬 장치 (200A) 는 광 소스 (290) 를 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 광 소스 (290) 는 시준된 광 소스일 수도 있다. 예를 들어, 녹색 레이저 소스는, 대략 550 nm 일 수도 있는 파장 주위의 협대역 광 스펙트럼을 갖는다. 레이저 소스로부터 방출된 광은, 드로잉 (200A) 에 도시된 바와 같이 빔 (290) 으로서 투영되기 전 빔 익스팬더를 통과할 수도 있다. 레이저 소스가 가시 스펙트럼에서의 광의 컬러를 표현하는 단일 파장을 갖는 것으로서 본 명세서에서 표현되지만, 레이저 광 소스는 단일 파장 근방 파장들의 협소한 범위를 방출할 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 광 소스 (290) 는 컬러 녹색에 대응하는 파장을 갖는 광을 생성하는 시준된 레이저 광 소스이고, 렌즈 어셈블리 (110) 의 광축과 정렬된다. 일 실시형태에 있어서, 정렬 장치 (200A) 는, 광 소스 (290) 가 렌즈 어셈블리 (110) 를 통해 정렬 옵틱 (240) 을 통과하고 센서 어셈블리 (120) 의 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면 상에 입사하고 이에 의해 적어도 하나의 이미지를 생성하도록 구성된다. 이미지는, 정렬 옵틱 (240) 을 통해 광을 통과하는 결과로서 다중의 정렬 피처들을 포함할 수도 있다. 각각의 정렬 피처는, 도 4b 를 참조하여 하기에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 성능 표시자가 결정될 수도 있는 다중의 섹션들을 포함할 수도 있다. 따라서, 정렬 옵틱, 광학 시스템 (100), 및 광 소스 (290) 는, 함께 또는 개별적으로, 다중의 정렬 피처들을 갖는 이미지를 생성하는 적어도 하나의 수단을 나타낼 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 드로잉 (200A) 에서 도시된 바와 같은 부착 메커니즘 (250) 은 렌즈 어셈블리 (110) 를 커버 글래스 (126) 에 또는 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면에 직접 부착하여, 이들 컴포넌트들이 이미징 디바이스 내에서 서로에 대해 고정되도록 구성된다. 일부 실시형태들에 있어서, 부착 메커니즘 (250) 은, 서로에 대한 그 포지션들이 동일하게 유지되어 엘리먼트들을 통한 광의 광학 경로를 안정화하도록 이들 컴포넌트들을 영구적으로 또는 반영구적으로 함께 첩부할 수도 있다. 따라서, 부착 메커니즘 (250) 은 센서 어셈블리 (120) 및 렌즈 어셈블리 (110) 를 부착하는 하나의 수단을 나타낼 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 부착 메커니즘 (250) 은, 렌즈 어셈블리 (110) 의 적어도 하나의 표면의 일부분, 커버 글래스 (126) 가 사용되면 커버 글래스 (126) 의 일부분, 및/또는 커버 글래스 (126) 가 사용되지 않은 경우 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면의 일부분에 일정 양의 접착액 또는 겔을 도포하도록 구성된 제어가능 암 또는 머신일 수도 있다. 예를 들어, 그 양의 접착제를 갖는, 이미지 센서 (125) 에 가장 근접하게 배치된 렌즈 어셈블리 (110) 의 렌즈 (L6) 의 표면은 커버 글래스 (126) 또는 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면과 접촉하게 될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 접착제는 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면에 접촉할 필요가 없다. 그 후, 렌즈 어셈블리 (110) 및 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면은 본 명세서에서 개시된 방법들 및 시스템들을 활용하여 최적으로 정렬될 수도 있다. 광학 시스템을 최적으로 정렬할 시, 경화 에너지, 예를 들어, 자외선 광 소스가 접착제 상에 입사될 수도 있다. 접착제는 경화 에너지에 반응하고, 이에 의해, 경화되고 렌즈 어셈블리 (110) 및 이미지 센서 (125) 가 부착되게 되도록 구성될 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 접착제는 도 6 및 도 9 에 개시된 정렬 프로세스를 개시하기 이전에 광학 시스템 (100) 의 적어도 하나의 표면에 도포되며, 접착제는 광학 시스템 (100) 을 최적으로 정렬한 이후에 경화된다. 다른 실시형태에 있어서, 접착제는 정렬 프로세스 동안 임의의 시간에 도포될 수도 있으며, 접착제는 렌즈 및 센서 어셈블리들 (110, 120) 을 최적으로 정렬한 이후에 경화된다. 이러한 방식으로, 본 명세서에서 개시된 방법들 및 시스템들은 광학 시스템 (100) 의 컴포넌트들을 어셈블리하면서 최적으로 정렬 가능하다.

일부 실시형태들에 있어서, 부착 메커니즘 (250) 은 컴포넌트들을 부착할 때와 장소에 관하여 하기에서 논의되는 명령들을 디바이스 (200B) 로부터 수신한다. 예를 들어, 도 5 및 도 7 에 개시되는 방법들 또는 그 부분을 완료한 이후, 적어도 하나의 프로세서는, 초점면 및 성능 표시자들에 대한 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면의 포지션으로부터의 입력들에 적어도 부분적으로 기초하여, 부착 메커니즘 (250) 을 트리거할 수도 있다. 따라서, 부착 메커니즘 (250) 은, 이미지 센서 (125) 로의 렌즈 어셈블리 (110) 의 부착을 트리거하기 위한 입력 파라미터들을 수신하는 적어도 하나의 수단을 나타낼 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 디바이스 (200B) 는 장치 (200A) 의 부분으로서 설계될 수도 있거나, 또는 장치 (200A) 는 디바이스 (200B) 의 부분으로서 설계될 수도 있다. 디바이스 (200B) 는 셀 폰, 태블릿 컴퓨터, 개인용 컴퓨터, 또는 예를 들어, 로직 디바이스에 의해 실행되는 하나 이상의 프로세서들에 의해 소프트웨어 또는 오토매트 솔루션을 구현하기 위해 당업계에 공지된 임의의 디바이스일 수도 있거나 또는 그 부분일 수도 있다. 디바이스 (200B) 는, 정렬 장치 (200A), 작업 메모리 (280), 저장부 (285), 및 디스플레이 (270) 에 동작가능하게 접속된 프로세서 (260) 를 포함한다. 부가적으로, 프로세서 (260) 는 메모리 (230) 에 접속된다. 메모리 (230) 는, 디바이스 (200B) 의 기능들을 수행하기 위해 프로세서 (260) 를 구성하기 위한 명령들을 정의하는 데이터 값들을 저장하는 수개의 모듈들을 저장한다. 메모리 (230) 는 포지션 제어 모듈 (231), 캡처 제어 모듈 (232), 피처 결정 모듈 (233), 성능 결정 모듈 (234), 및 최적화 모듈 (235) 을 포함한다. 일부 실시형태들은 다중의 프로세서들을 포함할 수도 있다.

예시적인 실시형태에 있어서, 광 소스 (290) 로부터의 광은 렌즈 어셈블리 (110) 에 진입하고, 완전히 평면일 수도 있거나 아닐 수도 있는 이미지 공간에서의 영역 상에 포커싱된다. 일 프로세스는, 예를 들어, 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면 위의 렌즈 어셈블리 (110) 의 X, Y 및 Z 선형 병진 포지션들을 이동시키는 것이고, 여기서, Z 방향에서의 모션은 렌즈 어셈블리를 이미지 센서 (125) 로부터 멀리 또는 이미지 센서 (125) 를 향해 이동시키며, 서로에 대해 수직일 수도 있는 X 및 Y 선형 방향들은 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면의 중심 주위로 렌즈 어셈블리 (110) 를 최적으로 배치하기 위해 사용될 수 있다. 일 양태에 있어서, 이미지 센서 (125) 는 전하 커플링형 디바이스를 활용한다. 다른 양태에 있어서, 이미지 센서 (125) 는 CMOS 또는 CCD 센서 중 어느 하나를 활용한다.

디스플레이 (270) 는 렌즈 어셈블리 (110) 및 센서 어셈블리 (120) 를 통해 캡처된 이미지들 및 프레임들을 디스플레이하도록 구성되고, 또한, 디바이스 (200B) 의 구성 기능들을 구현하도록 활용될 수도 있다. 일 구현에 있어서, 디스플레이 (270) 는 센서 어셈블리 (120) 및 렌즈 어셈블리 (110) 에 의해 캡처된 하나 이상의 이미지들을 디스플레이하도록 구성될 수 있다.

작업 메모리 (280) 는 디바이스 (200B) 의 동작 동안 동적으로 생성된 데이터를 저장하기 위해 프로세서 (260) 에 의해 활용될 수도 있다. 예를 들어, 메모리 (230) (하기에서 논의됨) 에 저장된 모듈들 중 임의의 모듈로부터의 명령들은 프로세서 (260) 에 의해 실행될 경우 작업 메모리 (280) 에 저장될 수도 있다. 작업 메모리 (280) 는 또한, 프로세서 (260) 상에서 실행하는 프로그램들에 의해 활용된 스택 또는 힙 데이터와 같은 동적 런타임 데이터를 저장할 수도 있다. 저장부 (285) 는 이미징 디바이스 (200B) 에 의해 생성된 데이터를 저장하도록 활용될 수도 있다. 예를 들어, 광학 시스템 (100) 을 통해 캡처된 이미지들은 저장부 (285) 상에 저장될 수도 있다.

정렬 장치 (200A) 는, 프로세서 (260) 를 구성하는 메모리 (230) 의 적어도 하나의 모듈로부터의 명령들에 적어도 부분적으로 기초하여 디바이스 (200B) 로부터 입력 및 제어 명령들을 수신하도록 구성될 수도 있다. 프로세서 (260) 는, 상기 설명된 바와 같이, 렌즈 어셈블리 홀더 (210) 및/또는 센서 어셈블리 홀더 (220) 중 적어도 하나를 트리거하는 커맨드를 발행할 수도 있다. 따라서, 정렬 장치 (200A) 는 렌즈 어셈블리 (110) 에 대한 센서 어셈블리 (120) 의 포지션을 조정하기 위한 입력 파라미터들을 수신하는 적어도 하나의 수단을 나타낼 수도 있다.

메모리 (230) 는 컴퓨터 판독가능 매체들로 고려될 수도 있고, 수개의 모듈들을 저장한다. 모듈은 프로세서 (260) 에 대한 명령들을 정의하는 데이터 값들을 저장한다. 이들 명령들은 디바이스 (200B) 의 기능들을 수행하도록 프로세서 (260) 를 구성한다. 예를 들어, 일부 양태들에 있어서, 메모리 (230) 는 프로세서 (260) 로 하여금 하기에서 설명되는 바와 같이 그리고 도 5 및 도 7 에 도시된 바와 같이 방법들 (500 및/또는 700) 또는 그 부분들을 수행하게 하는 명령들을 저장하도록 구성될 수도 있다. 도시된 실시형태에 있어서, 메모리 (230) 는 포지션 제어 모듈 (231), 캡처 제어 모듈 (232), 피처 결정 모듈 (233), 성능 결정 모듈 (234), 및 최적화 모듈 (235) 을 포함한다.

포지션 제어 모듈 (231) 은 센서 어셈블리 홀더 (220) 및/또는 렌즈 어셈블리 홀더 (210) 를 이동하기 위한 커맨드를 정렬 장치 (200A) 로 전송하도록 프로세서 (260) 를 구성하는 명령들을 포함한다. 포지션 제어 모듈 (231) 에서의 명령들은 렌즈 어셈블리 (110) 에 대한 센서 어셈블리 (120) 의 포지션의 조정을 실시하도록 프로세서 (260) 를 구성할 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 포지션 제어 모듈 (231) 은, 센서 어셈블리 (120) 및/또는 렌즈 어셈블리 (110) 의 조정 또는 움직임을 실시하기 위한 커맨드를 장치 (200A) 에 발행하는 프로세서 (260) 에 광학 시스템 정렬 정보를 전송할 수도 있다. 따라서, 포지션 제어 모듈 (231) 은 어셈블리 동안 광학 시스템의 정렬을 조정하는 하나의 수단을 나타낼 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 포지션 제어 모듈 (231) 에서의 명령들은 현재 광학 시스템 구성을 다른 입력 파라미터들과 함께 최적화 모듈 (235) 에 전송할 수도 있다. 따라서, 포지션 제어 모듈 (231) 에서의 명령들은 현재 광학 시스템 (100) 정렬 및 타겟 광학 시스템 (100) 정렬을 결정하는 하나의 수단을 나타낼 수도 있다. 최적화 모듈 (235) 에서의 명령들은 포지션 입력 파라미터들을 수신하는 하나의 수단을 나타낼 수도 있다.

캡처 제어 모듈 (232) 에서의 명령들은 렌즈 어셈블리 (110) 및 센서 어셈블리 (120) 로 지향된 광 소스 (290) 로부터의 광에 적어도 부분적으로 기초하여 이미지를 캡처하도록 프로세서 (260) 를 구성하는 명령들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 캡처 제어 모듈 (232) 은, 정렬 옵틱 (240), 렌즈 어셈블리 (110) 를 통과하였고 센서 어셈블리 (120) 의 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면 상에 입사한 현재 이미지를 캡처하도록 프로세서 (260) 를 구성하기 위해 서브루틴들을 호출하는 명령들을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 캡처된 이미지는 사용자에 의한 프로세싱 또는 검사를 위해 디스플레이 (270) 상에 디스플레이될 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 캡처된 이미지는, 메모리 (230) 의 모듈들 중 하나 이상에 적어도 부분적으로 기초하여 프로세서 (260) 에 의한 취출 및 프로세싱을 위해 작업 메모리 (280) 및/또는 저장부 (285) 에 저장될 수도 있다. 따라서, 캡처 제어 모듈 (232) 은 이미지를 캡처하는 하나의 수단을 나타낼 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 캡처 제어 모듈 (232) 은 센서 어셈블리 (120) 및/또는 렌즈 어셈블리 (120) 의 움직임의 완료를 나타내는 입력들을 포지션 제어 모듈 (231) 로부터 수신할 수도 있다.

피처 결정 모듈 (233) 에서의 명령들은, 캡처된 이미지에서 묘화된 정렬 피처들을 분해 (resolve) 하도록 프로세서 (260) 를 구성하는 명령들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 피처 결정 모듈 (233) 은 이미지에 포함된 정렬 피처들의 수를 결정하도록 프로세서 (260) 를 구성하기 위한 명령들을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 피처 결정 모듈 (233) 은 정렬 피처의 섹션들을 분해하도록 프로세서 (260) 를 구성하기 위한 명령들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 도 4b 를 참조하여 더 상세히 설명될 바와 같이, 피처 결정 모듈 (233) 에서의 명령들은 각각의 정렬 피처의 작은 거의 직선의 섹션들을 구성하도록 프로세서 (260) 를 구성할 수도 있다. 섹션은, 정렬 피처로 인해 각각의 픽셀에 의해 수신된 광의 레벨이 값에 있어서 어둠으로부터 밝음으로 점진적으로 증가하는 그러한 방식으로 다중의 픽셀들을 커버하도록 구성된다. 따라서, 피처 결정 모듈 (233) 은 정렬 피처들을 분해하고, 피처들의 수를 결정하고, 그리고 각각의 정렬 피처의 섹션들을 식별하는 수단을 나타낼 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 피처 결정 모듈 (233) 은 섹션들에 관련된 정보를 성능 결정 모듈 (234) 로 송신할 수도 있다. 따라서, 성능 결정 모듈 (234) 은 정렬 피처의 포인트들에 관련된 정보를 수신하는 하나의 수단을 나타낼 수도 있다.

성능 결정 모듈 (234) 에서의 명령들은 적어도 하나의 정렬 피처의 섹션들에 관련된 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 성능 표시자를 측정하도록 프로세서 (260) 를 구성하는 명령들을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 성능 표시자는, 도 6a 및 도 6b 에 도시된 바와 같이, 분해된 정렬 피처들의 각각의 섹션에 기초하여 적어도 하나의 샤프니스 값에 의해 표현될 수도 있다. 샤프니스 값은 광학 어셈블리 (110) 및 이미지 센서의 (125) 의 센서 표면 간의 포커스 정렬의 품질에 관련될 수도 있고, 이에 의해, 더 높은 샤프니스 값은, 광학 시스템이 최적의 정렬에 더 근접함을 나타낼 수도 있다. 예를 들어, 성능은, 도 4b 를 참조하여 하기에서 논의될 바와 같이, 경사형 에지 MTF 측정, PSF, LSF, 또는 광학 시스템의 성능을 표현하는 다른 직접적인 또는 간접적인 방식들과 유사한 샤프니스 결정들에 기초할 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 샤프니스 값은, 정렬 피처의 섹션을 따른 각각의 픽셀의 검출된 광 레벨 독출에 기초하여 결정된다. 광 레벨이 평균적으로 값에 있어서 어둠으로부터 밝음으로 점진적으로 증가하는 경우, 당업자는 MTF 를 계산하는 것과 유사한 방식 (예를 들어, 일반적인 경사형 에지 MTF 측정 방법) 으로 샤프니스 값을 결정할 수도 있다. 실제 계산은 실제 경사형 에지 방법이 생성할 수도 있는 MTF 값을 산출하지 않을 수도 있지만, 그 결과는 경사형 에지 MTF 측정과 유사한 방식으로의 증가들 또는 감소들이 유사한 조건들 하에 있을 샤프니스 값을 나타낼 수도 있다. 따라서, 성능 결정 모듈 (234) 은 주어진 정렬 피처의 섹션들에 적어도 부분적으로 기초하여 광학 시스템 정렬의 성능을 결정하는 하나의 수단을 나타낼 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 성능 결정 모듈 (234) 은 각각의 포인트에서의 광학 시스템 (100) 의 성능에 관련된 정보를 피처 결정 모듈 (233) 을 통해 최적화 모듈 (235) 로 송신할 수도 있다.

최적화 모듈 (235) 에서의 명령들은, 광학 시스템 (100) 의 정렬을 최적화하도록 프로세서 (260) 를 구성하는 명령들을 포함할 수도 있다. 일부 양태들에 있어서, 최적화 모듈 (235) 은 각각의 포인트의 성능에 관련된 정보를 캡처 제어 모듈 (232), 피처 결정 모듈 (233), 및/또는 성능 결정 모듈 (234) 로부터 수용할 수도 있다. 캡처된 이미지의 각각의 포인트에서의 현재의 성능에 기초하여, 최적화 모듈 (235) 은 광학 시스템 (100) 을 최적으로 정렬하도록 렌즈 어셈블리 (110) 에 대한 센서 어셈블리 (120) 에 적용하기 위한 병진 및 회전 조정들을 추정할 수도 있다. 예를 들어, 일부 양태들에 있어서, 최적화 모듈 (235) 은 하기에서 설명되는 바와 같이 그리고 도 5 및 도 7 에 도시된 바와 같이 방법들 (500 및/또는 700) 또는 그 부분들과 유사한 최적화 루틴들을 수행하도록 프로세서 (260) 를 구성하기 위한 명령들을 포함할 수도 있다. 따라서, 최적화 모듈 (235) 은 광학 시스템 (100) 에 적용하기 위한 조정량을 결정하는 하나의 수단을 나타낼 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 최적화 모듈 (235) 은 그 조정을 포지션 제어 모듈 (231) 로 송신할 수도 있고, 이 포지션 제어 모듈 (231) 은 그 후, 센서 어셈블리 (120) 및/또는 렌즈 어셈블리 (110) 를 이동시키기 위해 장치 (200A) 를 트리거하도록 프로세서 (260) 를 구성하기 위한 명령을 발행할 수도 있다.

도 3a 및 도 3b 는 일 실시형태에 따른, 입사 광을 다중의 정렬 피처들로 세그먼트화하도록 구성된 정렬 옵틱을 도시한다. 일부 실시형태들에 있어서, 사용된 정렬 옵틱은 액시콘, 예를 들어, 도 3a 및 도 3b 에 도시된 것과 같은 편평 상부 표면을 갖는 멀티-존 액시콘일 수도 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, 정렬 옵틱 (240) 은 광 소스 (290) 로부터의 광을 정렬 피처들로 세그먼트화하도록 구성된다. 정렬 옵틱 (240) 에 의해 생성된 정렬 피처들은 이미지 센서 (125) 상에서 입사하고, 하기에서 설명되는 바와 같은 최적의 광학 시스템 구성을 결정함에 있어서 사용하기 위해 이미지에서 캡처된다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b 에 도시된 액시콘 (300) 과 같은 액시콘 렌즈를 사용함으로써, 시준된 광 빔 (290) 은, 도 4a 및 도 4b 에 도시되고 하기에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 다중의 동심 링들 (420-450) 로 세그먼화될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 액시콘 (300) 은, 도 4a 및 도 4b 를 참조하여 하기에서 논의되는 원리들에 따라, 시준된 녹색 레이저 광 소스를 4개의 동심 링들로 세그먼화한다.

도 3a 및 도 3b 는 정렬 옵틱 (240) 으로서 장치 (200A) 에서 사용될 수도 있는 액시콘 (300) 의 2개의 뷰들을 도시한다. 도 3a 및 도 3b 에 도시된 액시콘 (300) 은, 편평한 상부 표면 (310), 표면 (310) 과 평행한 편평한 베이스 (372), 및 베이스 (372) 에 그리고 원추 영역 표면 (360) 에 연결된 측벽 (370) 을 포함한 다중의 원추 영역들 (320-360) 을 갖는 멀티-존 액시콘 편평 상부 렌즈이다. 편평한 표면 (372) 은 액시콘 광축 (307) 에 수직이다.

액시콘 렌즈의 예시적인 실시형태에 있어서, 액시콘 (300) 은 4 mm 의 높이 (380), 12.5 mm 의 베이스 직경 (360), 1.6 mm 의 편평한 상부 직경 (310) 을 갖는 것으로서 설계된다. 편평한 상부 표면 (310) 은, 베이스 (372) 에 평행한 평면 (305) 과 일치하는 평면 표면이다. 평면 (305) 은 도 3b 에 도시된 점선으로서 표현된다. 액시콘 렌즈 (300) 는, 평면 (305) 에 수직인 광축 (307) 을 갖는다. 편평한 상부 표면 (310) 은 액시콘 렌즈 광축 (307) 주위로 0.8 mm 의 반경을 갖고, 광축 (307) 에 수직이다. 제 1 액시콘 표면 (320) 은 평면 (305) 에 대하여 10 도의 각도로 틸팅되고, 광축 (307) 으로부터 0.8 mm 의 반경의 편평한 상부 표면 (310) 과 광축 (307) 으로부터 1.6 mm 의 반경을 갖고 광축 (307) 에 대하여 평행인 원통형 표면 (도시 안됨) 사이의 교차하는 에지에 의해 포함된다. 제 2 액시콘 표면 (330) 은 평면 (305) 에 대하여 15 도의 각도로 틸팅되고, 광축으로부터 1.6 mm 의 반경의 제 1 액시콘 표면 (320) 과 광축 (307) 에 대하여 평행이고 광축 (307) 으로부터 2.4 mm 의 반경을 갖는 원통형 표면 (도시 안됨) 사이의 교차하는 에지에 의해 포함된다. 제 3 액시콘 표면 (340) 은 평면 (305) 에 대하여 20 도의 각도로 틸팅되고, 광축으로부터 2.4 mm 의 반경의 제 2 액시콘 표면 (330) 과 광축 (307) 에 대하여 평행이고 광축 (307) 으로부터 3.4 mm 의 반경을 갖는 원통형 표면 (도시 안됨) 사이의 교차하는 에지에 의해 포함된다. 제 4 액시콘 표면 (350) 은 평면 (305) 에 대하여 25 도의 각도로 틸팅되고, 광축으로부터 3.4 mm 의 반경의 제 3 액시콘 표면 (340) 과 광축 (307) 과 평행이고 광축 (307) 으로부터 4.6 mm 의 반경을 갖는 원통형 표면 (도시 안됨) 사이의 교차하는 에지에 의해 포함된다. 제 5 액시콘 표면 (360) 은 평면 (305) 에 대하여 35 도의 각도로 틸팅되고, 광축으로부터 4.6 mm 의 반경의 제 4 액시콘 표면 (350) 과 광축 (307) 과 평행이고 광축 (307) 으로부터 6.25 mm 의 반경을 갖는 도 3b 에 도시된 바와 같은 측벽 (370) 사이의 교차하는 에지에 의해 포함된다.

도 4a 내지 도 4c 는, 광이 액시콘 렌즈 (300), 렌즈 어셈블리 (110), 및 센서 어셈블리 (120) 를 통과할 때 광 소스 (290) 로부터의 광의 시준된 빔으로부터 기인하는 정렬 피처들을 도시한다. 도 4a 는 액시콘 렌즈 (300), 렌즈 어셈블리 (110), 센서 어셈블리 (120) 를 통한 광의 경로를 트레이싱하고 이미지 센서 (125) 상으로 입사하는 시뮬레이션된 레이 트레이스 다이어그램을 도시한다. 도 4a 에 도시된 바와 같이, 렌즈 어셈블리 (110), 센서 어셈블리 (120), 및 이미지 센서 (125) 이미지 표면의 광축들은 광축 (307) 과 충분히 평행이고 일치하여, 이 실시형태에 있어서, 엘리먼트들은 광축 (307) 을 따라 배치된 대략 동일한 광축을 갖는다. 시뮬레이션 결과들은 레이 트레이싱 소프트웨어 (예를 들어, Zemax™ SW) 에 의해 획득될 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 광 소스 (290) 는 헬륨-네온 녹색 레이저 소스로서이다. 광 소스 (290) 가 녹색 레이저 소스일 경우, 도 4a 내지 도 4c 는 액시콘 렌즈 (300) 를 통과하기 전에 빔 익스팬더 (도시 안됨) 을 통과할 때의 광 소스 (290) 를 도시한다. 빔 익스팬더는, 액시콘 렌즈 (300) 의 광축 (307) 과 실질적으로 평행 및 일치하는 중심 축으로 직경이 대략 11.4 내지 11.8 mm 를 측정하는 시준된 빔이 되도록 레이저 빔을 확대하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 광축 (307) 으로부터의 빔의 반경은 약간 5.9 mm 미만 5.7 mm 초과이다. 소스 (290) 로부터의 광은, 광 소스 (290) 의 녹색 레이저 소스의 평균 파장 주위의 대략 나노미터 이내의 파장을 갖는 코히어런트 광 레이들을 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 헬륨-네온 녹색 레이저 소스의 평균 파장은 대략 543 nm 이다.

일부 실시형태들에 있어서, 액시콘 렌즈 (300) 가 제조되는 재료는, 액시콘 렌즈 (300) 의 임의의 일 표면 (예를 들어, 편평한 상부 표면 (310), 베이스 (372), 또는 액시콘 표면들 (310, 320, 330, 340, 350, 360)) 에 입사한 광 레이들이, 적어도 레이들이 렌즈 어셈블리 (110) 에 의해 조작될 때까지, 동일한 표면에 입사한 다른 레이들과 실질적으로 평행하게 남겨지도록, 적합한 굴절율을 갖도록 선택된다. 예를 들어, 제 4 액시콘 표면 (350) 에 입사한 광 레이들은, 액시콘 렌즈 (300) 를 통해 이동하고 베이스 (372) 를 통해 액시콘 렌즈 (300) 로부터 출현할 때 서로 실질적으로 평행하게 남겨지는 레이들의 그룹 (450a) 을 생성한다. 베이스 (372) 로부터 출현할 시, 레이들의 그룹 (450a) 은 렌즈 어셈블리 (110) 에 입사할 때까지 실질적으로 평행하게 남겨진다. 레이들의 그룹 (450a) 은 렌즈 어셈블리 (110) 을 통해 이동하고 포인트 (450c) 에서 이미지 센서 (125) 에 포커싱되며, 이는, 도 4b 에 도시된 바와 같이, 정렬 피처 또는 동심 링 (450b) 을 형성한다. 이러한 방식으로, 레이들의 그룹 (450a) 은, 이미징 표면 (예를 들어, 이미지 센서 (125)) 에 수직인 광축 (307) 주위로 협소한 원형 라인들을 갖는 흑색 타겟으로부터 방출된 레이들의 그룹과 유사하게 보인다. 이미징 표면은, 레이들의 그룹 (450a) 이 광학 기하학적 왜곡의 부재시 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면 상에 협소한 원형 라인들을 생성하기에 충분히 멀리 있다.

유사하게, 본 명세서에서 설명된 실시형태들에 있어서, 레이들의 그룹들 (440a, 430a 및 420a) 은 각각 액시콘 표면들 (340, 330 및 320) 에 입사하고, 광학 기하학적 왜곡의 부재시 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면 상에 협소한 원형 라인들을 생성한다. 협소한 원형 라인들의 조합은, 각각, 라인들 (450b, 440b, 430b 및 420b) 로서 도 4b 에 도시된 바와 같이, 이미지 센서 (125) 의 센서 표면 상에 레이들의 그룹 (450a, 440a, 430a, 및 420a) 에 의해 생성된 동심 링들을 생성할 수도 있다. 도 4b 의 예시적인 예에 도시된 바와 같이, 동심 링 (450b) 은, 이미지 센서 (125) 의 폭 내에 있는 동안 이미지 센서 (125) 의 직사각형 높이보다 직경이 더 큰 이미지 센서 (125) 상에 투영된 이미지의 결과로서, 부분 원으로서 보인다.

중심 도트 (410b) 는, 액시콘 렌즈 (300) 상의 편평한 상부 표면 (310) 에 입사하고 베이스 표면 (372) 로부터 레이들의 그룹 (410a) 으로서 공중에 출현하는 레이들의 중앙 평행 그룹 (410a) 으로부터 형성될 수도 있다. 레이들의 그룹 (410a) 은 그룹 (410a) 에서의 각각의 레이와 실질적으로 평행하여, 타겟 상의 원형 라인들과 동일한 흑색 타겟 상의 광의 도트로부터 기인하고 있음을 보인다. 레이들의 그룹 (410a) 은 광학 렌즈 어셈블리 (110) 를 통과하고, 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면의 교점인 광축 (307) 상의 도트를 형성할 수도 있다.

도 4d 는 도 4a 의 레이 트레이스 다이어그램으로부터 기인하는 이미지 센서 (125) 에 걸쳐 측정된 광의 강도를 묘화한 예시적인 그래프이다. 본 명세서에 도시된 실시형태에 있어서, 이미지 센서 (125) 에 걸친 광의 강도는, 액시콘 렌즈 (300), 광학 렌즈 어셈블리 (110), 및 이미지 센서 (125) 를 갖는 센서 어셈블리 (120) 를 사용하여 도 4a 에 도시된 바와 같은 광학 시스템을 이미징하는 것으로부터 기인한다. 이 실시형태에 있어서, 각각의 컴포넌트의 광학 표면들은, 도 4a 를 참조하여 상기 설명된 바와 같이, 광 소스 (290) 로부터의 광이 액시콘 렌즈 (300) 상에 입사하면서 공기 또는 진공에 침지된다.

도 4b 및 도 4c 는 또한 정렬 피처들의 샤프니스 값을 결정하는 예시적인 방법을 도시한다. 도 4c 는 이미지 센서 (125) 에 의해 검출된 동심 링들 (440b 및 450b) 의 예시적인 표현을 도시한 도 4b 의 클로즈업 뷰이다. 다음의 논의가 동심 링들 (440b 및 450b) 을 참조하지만, 본 명세서에서 설명된 양태들은 도 4a 내지 도 4c 에 나타낸 것들뿐 아니라 모든 정렬 피처들과 실질적으로 유사한 방식으로 적용함이 이해될 것이다. 도 4c 에 도시된 바와 같이, 동심 링들 (440b 및 450b) 은 동심 링 (440b, 450b) 을 따라 강도에 있어서의 점진적 증가 및 감소를 갖는 것으로서 표현된다. 도 4c 에 도시된 바와 같이, 동심 원들 (440b 및 450b) 은, 각각의 박스에 걸쳐 회색의 상이한 레벨들을 갖는 다중의 정사각형 인접 박스들로 구성되는 것으로서 도시된다. 각각의 정사각형 박스는 그 픽셀에 입사한 광에 기초하여 광 강도의 레벨에 대응하는 검출된 값을 갖는 이미지 센서 (125) 의 픽셀을 나타낸다. 검출된 값은, CCD 센서들, CMOS 센서들, 또는 입사 광에 기초하여 이미지를 생성하기 위해 다중의 픽셀들을 포함하는 임의의 이미지 센서를 위해 사용된 방법들과 같은 샘플 및 판독 프로세스 동안 이미지 센서 (125) 로부터 샘플링될 수 있다. 추가로, 더 어두운 그레이스케일 레벨은 더 밝은 회색 정사각형 박스들에 대해 픽셀 상으로 투영된 광 강도의 더 큰 레벨을 나타낸다.

일부 실시형태들에 있어서, 이미지 센서는 단색이고, 도 4c 에 도시된 픽셀들은 이미지 센서 상의 물리적으로 인접한 픽셀들일 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 이미지 센서는 적색, 녹-적색, 청색, 및 녹-청색 컬러 픽셀들 (예를 들어, R, Gr, B 및 Gb 컬러링된 픽셀들) 로 구성된 베이어 컬러 패턴을 포함할 수도 있다. 이 예에 있어서, 픽셀들의 서브-샘플이 분석될 수도 있으며, 여기서, 서브-샘플은 4개의 컬러 평면들을 포함하고 각각의 평면은 공통 컬러로서 갖는다. 예를 들어, 컬러 적색 및 각각의 적색 픽셀은, 이미지 센서 (125) 의 베이어 R, Gr, B 및 Gb 컬러 어레이 내에서 그와 같이 이웃한 적색 픽셀들에 대하여 그 동일한 상대적인 포지션을 유지한다. 녹색 레이저 광 소스 (290) 를 갖는 도 4a 에 도시된 실시형태에 있어서, 2개의 녹색 컬러 평면들 중 하나 (Gr 또는 Gb) 의 사용은 유리할 수도 있다. 본 명세서에서 설명된 방법들 및 시스템들을 구현할 경우 Gr 및 Gb 양자 모두를 사용하는 것이 가능하다. 하기의 방법들 및 시스템들은 베이어 센서를 사용하는 경우 2개의 컬러 평면들 중 하나 (Gr 또는 Gb) 를 사용할 것임이 이해되어야 하며, 여기서, 동일한 원리들, 방법들 및 시스템들은 녹색 채널들 (Gr 및 Gb) 양자 모두를 포함하기 위해 사용될 수 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 서브-샘플 픽셀 출력들 및 베이어 어레이들은 Gr 또는 Gb 또는 R 또는 B 와 같은 컬러 플랜을 나타내도록 구성될 수도 있다. 다른 실시형태들이 다른 컬러 패턴들을 사용하여 가능할 수도 있으며, 여기서, 더 많거나 더 적은 컬러 평면들이 존재할 수도 있고 하나의 공통의 컬러 평면의 픽셀들을 생성하기 위해 픽셀들을 서브-샘플링하는 것이 가능할 수도 있다. 또 다른 실시형태들에 있어서, 컬러 패턴들은, 예를 들어, 백색 컬러 픽셀들을 포함한 공통의 컬러들의 컬러 평면들을 생성하도록 구성된, 사용될 수도 있는 생성된 백색 컬러 픽셀들 또는 황색 컬러 픽셀들 또는 다른 상이한 컬러들을 갖도록 고려될 수도 있다.

하기에서 상술되는 일부 실시형태들에 있어서, 방법들 및 시스템들은, 수평 로우들 및 수직 컬럼들로 구성된 정규의 그리드 패턴으로 배치된 예시적인 정사각형 픽셀들을 활용하도록 고려될 수도 있다. 픽셀들이 정사각형일 필요도 없고 또는 픽셀들이 본 명세서에서 설명된 방법들 및 시스템들을 사용하기 위하여 본 명세서에서 사용된 것과 동일한 영역에 배열될 필요도 없다.

예시적인 실시형태에 있어서, 광학 시스템의 공간 주파수 응답 ("SFR") 을 측정하기 위한 경사형 에지 접근법에 기초한 방법들이 선형 세그먼트를 따라 샤프니스 측정을 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 경사형 에지 방법은 이미지 센서 상에 투영된 백색 타겟 상의 흑색 바 (black bar) 의 이미지를 포함한다. 이러한 흑색 바는 경사형 에지 방법을 사용하여 SFR 을 측정하도록 적응된 방법들을 사용하여 측정될 수도 있다. 흑색 바는, 이미지 센서 표면 상의 흑색 바의 이미징된 에지 주위에 예를 들어, 5개 초과의 어둡게 이미징된 픽셀들 및 5개 초과의 백색 픽셀들이 존재하는 충분히 큰 폭 및 충분히 큰 더 백색의 영역을 갖는 것으로서 고려될 수도 있다.

유사한 방법들이 본 명세서에서 개시된 방법들 및 시스템들에서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 샤프니스 측정이, 도 1 에 도시된 광학 어셈블리 (110) 및 이미지 센서 어셈블리 (120) 와 같은 광학 시스템의 SFR 을 측정하기 위한 경사형 에지 방법에 기초하여 원형 라인들 (420b, 430b, 440b 및 450b) 의 선형 세그먼트들을 따라 결정될 수 있다. 시스템 SFR 의 SFR 응답을 측정하기 위한 정확한 방법이 가능하지 않을 수도 있지만, 경사형 에지 접근법으로 SFR 응답을 계산하기 위해 사용된 동일한 방법들을 도 4c 의 동심 링들에 적응시키는 것이 가능하다. 도 4c 는 증가된 광 강도를 갖고 그 후 감소하는 광 강도를 갖는 다중의 픽셀들을 포함한 라인 (441c) 을 도시한다. 도 4b 및 도 4c 를 참조하여 상기 설명된 바와 같이, 이미지 센서의 픽셀들 상에 투영된 광의 강도는, 도 4b 및 도 4c 에 도시된 바와 같이, 각각의 픽셀의 표현이 더 어두어짐에 따라 증가한다. 샤프니스 또는 성능 표시자가 동심 링의 샤프니스를 표시하게 결정될 수도 있더라도, 그 측정은 원형 링의 주어진 세그먼트에 있어서 시스템의 정확한 SFR 를 산출하지 않을 수도 있다. 이러한 방식으로, 라인 (441c) 을 위해 도시된 바와 같은 선택 세그먼트들이 사용될 수 있으며, 여기서, 샤프니스 값은, 경사형 에지 방법을 사용하여 SFR 를 계산하기 위한 방법들 및 원리들을 사용하여 결정될 수도 있다. 균일한 샤프니스를 갖기 위하여, 이미지 센서 (125) 와 같은 이미지 센서의 광 감응 표면에 걸친 측정들은 이미지 센서의 광 감응 표면 전반에 걸친 라인 (441c) (예를 들어, 동심 링들을 통해 배치된 다중의 라인 세그먼트들) 과 같은 세그먼트들의 균일한 세트를 사용하는 것이다. 그 후, 도 5 를 참조하여 하기에서 설명되는 프로세스는, 광학 어셈블리 (110) 가 이미지 센서 (125) 와 정렬되는 동안 이미지 센서 (125) 에 걸친 샤프니스 값들을 최적화하는데 사용될 수 있다. 라인 (441c) 과 같은 각각의 세그먼트를 따른 샤프니스 값들이 도 2 를 참조하여 설명된 바와 같은 성능 결정 모듈 (234) 에 의해 결정될 수도 있다.

도 5 는 광학 시스템 (100) 의 어셈블리 동안 렌즈 어셈블리 (110) 및 이미지 센서 (125) 이미지 표면을 능동적으로 정렬하기 위한 프로세스의 플로우차트이다. 프로세스 (500) 는, 독립적으로 또는 도 2 에 도시된 바와 같은 데이터 프로세싱 디바이스 (200B) 와 함께, 정렬 장치 (200A) 에 의해 수행될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 렌즈 어셈블리 (110) 및 센서 어셈블리 (120) 내의 이미지 센서 (125) 의 이미지 표면을 능동적으로 정렬하는 방법은 메모리 (230) 의 모듈들 중 임의의 모듈과 통신하는 정렬 장치 (200A) 에 의해 수행될 수도 있다. 그 방법은 메모리 (230) 에 의한 소프트웨어 솔루션으로서 구현되거나 또는 데이터 프로세싱 디바이스 (200B), 예를 들어, 프로세서 (260) 에서의 로직 디바이스에 의해 실행된 하나 이상의 프로세서들에 의해 달리 구현될 수 있다.

프로세스 (500) 는 시작 블록에서 시작하고, 그 후, 블록 510 으로 이동하며, 여기서, 시스템은 렌즈 어셈블리의 초점면 근처에 센서 어셈블리를 배치한다. 일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리는 렌즈 어셈블리 (110) 의 초점면에 배치된 이미지 센서 (125) 를 갖는 센서 어셈블리 (120) 일 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리는 센서 커버 글래스 (122) 를 포함할 수도 있거나 포함하지 않을 수도 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, 센서 어셈블리는 대략적으로 초점면에 배치되고, 이에 의해, 후속 조정들에 의존하여, 어셈블리 동안 광학 시스템 (100) 의 구성을 정밀하게 튜닝한다. 포지션 제어 모듈 (231) 에 포함된 명령들은 센서 어셈블리 (120) 및/또는 렌즈 어셈블리 (110) 를 이동시키기 위해 장치 (200A) 를 트리거하고, 이에 의해, 광축 (116) 상에 그리고 렌즈 어셈블리 (110) 의 초점면 (118) 에 센서 어셈블리 (120) 를 대략적으로 센터링하도록 프로세서 (260) 를 구성할 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 프로세서 (260) 는 렌즈 어셈블리 (110) 및/또는 센서 어셈블리 (120) 를 각각 이동시키기 위해 렌즈 홀더 (210) 및/또는 센서 어셈블리 홀더 (220) 에 대한 커맨드들을 발행할 수도 있다.

또다른 실시형태에 있어서, 장치 (200A) 및 디바이스 (200B) 의 사용자는 센서 어셈블리 (120) 및 렌즈 어셈블리 (110) 를 근사 정렬로 수동으로 배치할 수도 있다. 이 실시형태에 있어서, 사용자는 컴포넌트들을 그 개별 홀더에 배치하고, 그 후, 센서 어셈블리 (120) 를 회전 조정기 (222) 의 표면 상에 부착할 수도 있다. 유사하게, 사용자는 렌즈 어셈블리를 렌즈 홀더 (210) 로 커플러 (216) 를 통해 배치 및 확고히 피팅할 수도 있다.

센서 어셈블리가 렌즈 어셈블리에 대해 배치된 이후, 프로세스 (500) 는 블록 520 으로 이동한다. 블록 520 에서, 프로세스 (500) 는 정렬 옵틱 및 렌즈 어셈블리를 통한 광을 센서 어셈블리 상으로 지향한다. 예를 들어, 광 소스 (290) 로부터의 광은 정렬 옵틱 (204) 을 통과하고, 렌즈 어셈블리 (110) 의 광축을 따라 렌즈 홀더 (210) 에 의해 홀딩된다. 그 후, 광 소스 (290) 로부터의 광은, 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면 상에 최적으로 배치되지 않을 수도 있는 박형 3차원 볼륨 내의 초점면 상에 렌즈 어셈블리 (110) 를 통해 포커싱된다. 이 실시형태 예에 있어서, 도 5 에서 설명된 프로세스는, 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면의 3차원 볼륨 내의 최상의 초점면을 증분적으로 정렬하도록 의도된다. 일부 실시형태들에 있어서, 정렬 옵틱은, 도 3a 내지 도 4d 를 참조하여 상기 설명된 바와 같이, 멀티-존 액시콘 편평 상부 렌즈와 실질적으로 유사하다.

광이 센서 어셈블리 (120) 상으로 지향된 이후, 프로세스 (500) 는 블록 525 로 계속하고, 여기서, 센서 어셈블리 (120) 는 렌즈 어셈블리 (110) 에 대해 병진 X 및 Y 방향들에서 이동된다. 일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리 (120) 는, 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면이 렌즈 어셈블리 (110) 의 광축 (116) 과 대략적으로 센터링되도록 이동될 수 있다. 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면을 센터링하기 위한 프로세스는 도 9 를 참조하여 하기에서 더 상술된다.

블록 525 의 X 및 Y 병진 정렬을 완료한 이후, 프로세스는 블록 530 으로 이동하고, 적어도 하나의 이미지가 이미지 센서에 입사한 광의 결과로서 생성되며, 이미지는 정렬 옵틱으로 인해 다중의 정렬 피처들을 갖는다. 이미지는 캡처 제어 모듈에 의해 캡처되고 디스플레이 (270) 상에 디스플레이되는 스틸 또는 비디오일 수도 있다. 이미지는, 정렬 옵틱 (240) 및 렌즈 어셈블리 (110) 을 통과한 센서 어셈블리 (120) 상에 입사한 광에 기초할 수도 있다.

이미지는, 정렬 옵틱을 통과하는 광에 기초하여 다중의 정렬 피처들을 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 정렬 옵틱은 도 3a 및 도 3b 를 참조하여 상기 설명된 액시콘 (300) 과 실질적으로 유사하다. 액시콘 (300) 은, 도 4a 내지 도 4d 를 참조하여 상기 설명된 바와 같이, 광을 다중의 동심 원들 또는 링들로 세그먼트화할 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 액시콘 (300) 은 광을, 최내측 링 및 다중의 외부 링들을 갖는 4개의 동심 링들로 세그먼트화한다. 각각의 링은 무한 수의 섹션들로 구성될 수도 있으며, 섹션들은 정렬 피처를 따른 위치를 나타내고, 여기서, 성능 표시자가 측정될 수도 있다. 프로세스 (500) 는, 성능 측정이 행해지는 각각의 정렬 피처에 대한 섹션들의 서브세트를 선택할 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 피처 결정 모듈 (233) 에 포함된 명령들은 이미지의 다중의 정렬 피처들을 분해하고 그리고 캡처 제어 모듈 (232) 로부터의 명령들로 인해 캡처된 이미지에 적어도 부분적으로 기초하여 섹션들을 결정하도록 프로세서 (260) 를 구성할 수도 있다.

정렬 피처가 분해된 이후, 프로세스 (500) 는 블록 540 으로 계속하며, 여기서, 블록 530 에서 결정된 측정 섹션들의 각각에 대응하는 성능 표시자가 측정된다. 적어도 하나의 성능 표시자는, 도 4b 내지 도 4d 를 참조하여 상기 설명된 바와 같은 성능 결정 모듈 (234) 에 의해 결정될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 성능 표시자는, 렌즈 어셈블리 박형 3차원 초점 표면에 대한 센서 어셈블리의 포지션을 표시하는, 정렬 피처의 섹션들 각각에 대한 샤프니스 값이다. 샤프니스 값은 LSF, PSF, SFR, MTF, 또는 유사한 개념들을 표현하는 다른 직접적인 또는 간접적인 방식들에 기초할 수도 있고, 도 4b 내지 도 4d 를 참조하여 본 명세서에서 그리고 상기에서 설명된 것과 유사한 방식으로 계산될 수도 있다.

각각의 포인트에 대한 성능이 결정된 이후, 프로세스 (500) 는 블록 550 으로 계속하며, 여기서, 포지션 센서 어셈블리는 적어도 하나의 성능 표시자에 기초하여 최적화 알고리즘에 의해 조정된다. 최적화 모듈 (235) 에 포함된 명령들은 센서 어셈블리 (120) 및 렌즈 어셈블리 (110) 의 정렬 조정을 결정하도록 프로세서 (260) 를 구성할 수도 있다. 정렬 조정은 각각의 측정 섹션의 성능 표시자들을 최대화 및 밸런싱하도록 구성될 수도 있다. 성능 표시자 최적화의 예시적인 예가 도 6a 및 도 6b 에 도시되고, 하기에서 더 상세히 설명될 것이다.

일부 실시형태들에 있어서, 광축 (116) 에 대략적으로 수직인 병진 X 및 Y 포지션은 이미지 센서 (125) 의 이미지 표면의 중심으로 광축 (116) 을 센터링하는 것을 유발하도록 조정될 수도 있거나 그 역도 성립한다. 일 실시형태에 있어서, 렌즈 어셈블리의 광축 (116) 에 대한 센서 어셈블리의 병진 포지션 X 및 Y 는 동심 링들에 기초하여 중앙 도트 (410b) 및/또는 계산된 중심을 센터링하는 것에 기초할 수도 있다.

다른 실시형태에 있어서, 초점면에 대한 렌즈 어셈블리 (110) 의 광축 (116) 을 따른 Z 방향에서의 병진 포지션은 최내측 링의 적어도 하나의 섹션의 성능 (예를 들어, 샤프니스) 을 최대화하는 것에 기초할 수도 있다. 예를 들어, 최적화 모듈 (235) 은 성능 결정 모듈 (234) 로부터 성능 정보를 수신하고, 최내측 링의 성능 표시자들에 기초하여, 성능 표시자 정보를 모듈 (234) 로부터 모듈 (235) 에 이전에 제공하기 위해 사용된 정렬 피처들의 동일 섹션들의 성능 표시자들을 증가하기 위해 Z 병진 움직임을 추정할 수도 있다. 이러한 프로세스는, 모듈 (235) 에서의 최적화 알고리즘이 최적화된 Z 포지션이 발견되었음을 결정할 때까지 반복될 수 있다.

다른 실시형태에 있어서, 렌즈 어셈블리의 초점면에 대한 센서의 회전 포지션 (예를 들어, 피치, 요, 및 롤) 은, 도 6a 및 도 6b 를 참조하여 예시되는 바와 같이, 단일의 정렬 피처의 성능을 밸런싱하는 것에 기초할 수도 있다. 예를 들어, 최적화 모듈 (235) 은 주어진 정렬 피처의 모든 섹션들 (예를 들어, 도 4 의 동심 링들 (420b, 430b, 440b 및 450b)) 에 대한 샤프니스 값들을 성능 결정 모듈 (234) 로부터 수신할 수도 있다. 그 후, 최적화 모듈 (235) 은 성능 결정 모듈 (234) 로부터 이전에 획득된 샤프니스 값들을 이용하여, 이미지 센서 (125) 의 전체 광 감응 표면에 걸쳐 샤프니스 값들을 증가 및/또는 최적화할 수도 있는 회전 및 병진 조정들을 추정할 수도 있다. 이들 조정들은 적어도 병진 Z 방향 및 회전 방향들, 피치, 요, 및 롤에 적용될 수 있다. 프로세스는, 최적화 모듈 (235) 이 병진 Z 포지션 및 회전 포지션들, 피치, 요, 및 롤에 대한 최적의 포지션들을 결정할 때까지 반복될 수도 있다. 그 후, 이들 최적화된 포지션들은, 최적의 피치, 요, 및 롤 포지션들과 함께 중심 X 및 Y 포지션 및 최적의 Z 포지션에 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면을 배치하기 위한 최적화 모듈 (235) 로부터 수신된 명령들에 기초하여 구성될 수도 있는 프로세서 (260) 에 제공될 수 있다. 그 후, 일부 실시형태들에 있어서, 부착 메커니즘 (250) 은, 렌즈 어셈블리 (110) 를 센서 어셈블리 (120) 에 고정하면서 양자 모두가 최적의 포지션에 홀딩되고 있도록, 메모리 (240) 로부터의 명령들에 기초하여, 제어 또는 지시될 수 있다.

다른 실시형태에 있어서, 렌즈 어셈블리의 초점면에 대한 센서 어셈블리의 병진 방향 Z 및 회전 포지션들, 피치, 요, 및 롤은 전체 이미지의 모든 포인트들, 예를 들어, 모든 정렬 피처들의 성능을 밸런싱하는 것에 기초할 수도 있다. 밸런싱은 단일의 정렬 피처에서의 모든 포인트들의 밸런싱과 실질적으로 유사한 방식으로 수행될 수도 있다. 하지만, 추가적인 가중이 상이한 정렬 피처들의 샤프니스 값들에 적용될 수도 있으며, 예를 들어, 최외곽 링은 그 특정 동심 링에 관련된 틸트를 조정하기 위해 최대 가중을 부여받을 수도 있다.

본 명세서에서 제시된 실시형태들은 본 명세서에서 설명된 최적화 알고리즘들 또는 루틴들의 특정 실시형태들로 한정되지 않음이 또한 인식되어야 한다. 실시형태들은 그러한 시스템을 설계하기 위해 사용될 수도 있는 팩터들 또는 양태들을 지적하도록 의도되고, 그 시스템의 이점들, 속성들 및 클레임들이 본 명세서에서 설명된다.

센서 어셈블리의 포지션이 조정된 이후, 프로세스 (500) 는 판정 블록 560 으로 계속한다. 판정 블록 560 에서, 센서 어셈블리 및 렌즈 어셈블리의 최적의 정렬이 도달되었는지 여부 또는 시스템이 어떤 브레이크 포인트에 도달했는지 여부에 관한 결정이 행해진다. 일부 실시형태들에 있어서, 그 결정은 프로세스 530 내지 프로세스 550 의 가장 최근의 반복들의 세트에 걸친 정렬 피처들의 성능 표시자들의 통계적 분석에 기초할 수도 있다. 예를 들어, 정렬 피처들의 각각의 섹션의 성능 표시자에 대한 평균 및 표준 편차가 블록 530 내지 블록 550 의 반복들의 세트에 걸쳐 결정될 수도 있다. 그 평균과 표준 편차들은 성능 표시자들 각각에 대한 미리결정된 임계치와 비교될 수도 있고, 임계치가 도달될 경우, 판정 블록 550 은 렌즈 어셈블리 (110) 와 센서 어셈블리 (120) 사이의 정렬 프로세스가 최적화됨을 결정할 수도 있다. 그 후, 프로세스 (500) 는 블록 570 으로 이동한다. 다른 실시형태들에 있어서, 상이한 알고리즘들이 일부 허용치를 가능케 하도록 사용될 수도 있으며, 여기서, 성능 표시자들이 그러한 임계치들에 도달하는 동안 성능 표시자들의 일부는 임계치에 도달하지 않을 수도 있다. 다른 실시형태들은 또한, 성능 표시자들의 레벨을 달성하기 위한 더 복잡한 기능들을 가질 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 미리 선택된 수의 성능 표시자들은 프로세스 530 내지 프로세스 550 의 미리결정된 수의 반복들 내에서 임계치에 도달하지 않을 수도 있다. 그러한 예들에 있어서, 판정 블록 560 은 프로세스 (500) 를 중지하고 정렬 프로세스가 성공적이지 않음을 리포팅하도록 판정할 수도 있다. 블록 570 은, 예를 들어, 렌즈를 어셈블리하지 않는 것 및 렌즈 어셈블리 (110) 및/또는 센서 어셈블리 (120) 중 어느 하나 또는 그 양자 모두를 거절하는 것과 같이, 이러한 상황을 핸들링하기 위한 특별한 프로세스를 포함할 수도 있다.

최적의 정렬이 도달되었다는 결정이 행해지면, 프로세스 (500) 는 블록 570 으로 계속하며, 여기서, 센서 어셈블리가 렌즈 어셈블리에 부착된다. 일부 실시형태들에 있어서, 최적화 모듈 (235) 은, 센서 어셈블리 (120) 및 렌즈 어셈블리 (110) 를 부착하기 위한 커맨드를 부착 메커니즘 (250) 에 발행하기 위한 명령들을 프로세서 (260) 로 전송한다. 일부 실시형태들에 있어서, 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리가 (예를 들어, 접착 프로세스 또는 다른 기계적, 자기적, 또는 전기적 부착 메커니즘에 의해) 첩부되어, 최적의 정렬 구성이 제자리에 홀딩되고 이에 의해 엘리먼트들을 통한 광의 광학 경로를 안정화한다. 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리가 부착된 이후, 프로세스 (500) 는 종료 블록으로 계속하고, 프로세스가 완료된다.

도 6a 및 도 6b 는 도 5 의 프로세스 (500) 를 구현하는 것에 기초하여 광학 시스템의 정렬을 최적화하는 예시적인 그래픽 예들이다. 도 6a 는 수직 축이 정렬 피처들의 선택된 섹션들의 성능 표시자들에 대한 PIS (예를 들어, 수치적 성능 표시자 스케일) 를 나타내는 3차원 그래프를 도시한다. 이 실시형태에 있어서, PIS 범위는 약 0.3 으로부터 0.8 바로 위까지에 이른다. 그래프의 베이스는 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면의 픽셀들의 로우 및 컬럼 번호들을 도시하며, 여기서, 그 번호들은 높이 측 상으로 제로로부터 약 2000 로우들까지이고 폭 측 상으로 제로로부터 약 2500 컬럼들까지이다.

표면 (690a) 상에서, 최적화 모듈 (235) 에 성능 표시자들을 제공하기 위해 사용된 정렬 피처들 (예를 들어, 정렬 피처 (620a)) 의 섹션들의 위치들이 포인트들 (610a) 로서 도시된다. 표면 (690a) 은 최적화 모듈 (235) 에 제공된 성능 표시자 값들에 대한 최상의 피팅 표면으로 고려될 수 있다. 각각의 섹션 (예를 들어, 섹션 (610a)) 에 대한 반원의 사이즈는 그 위치에서의 표면 (690a) 와 성능 표시자 값의 차이를 표시한다. 도시된다면, 섹션 (610a) 에 대한 반원에 연결한 도트 및 라인은 그 위치에서의 성능 표시자 값이 최상의 피팅 표면 (690a) 보다 더 높음을 표시한다. 그러한 도트 및 라인이 보이지 않는 예들에 있어서, 이는 성능 표시자 값이 최상의 피팅 표면 (690a) 상의 그 위치에서의 성능 값 미만임을 표시한다. 본 명세서에서 개시된 방법들 및 시스템들의 목적은 정렬 피처들의 모든 섹션들의 성능 표시자 값들, 예를 들어, 반원들 및 도트/라인 쌍들을, 임계값보다 위가 되도록 그리고 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면에 걸쳐 균일하도록, 증가시키는 것이다.

도 6b 는 이미지 센서와 렌즈 어셈블리 사이의 정렬이 최적화된 것으로 고려될 수도 있는 상황을 도시한다. 도 6b 는 최적화된 성능 표시자 값들을 갖는 것에 기초한 최적화를 도시하며, 여기서, 모든 성능 표시자들의 값들은 임계치 및 예를 들어 최적화 모듈 (235) 에 의해 추정된 최상의 피팅 표면 (690b) 에 도달하거나 초과하여 PIS 스케일 상으로 도시된 성능 표시자 값들의 협소한 범위 내에 피팅한다. 최상의 피팅 표면 (690b) 이 PIS 스케일의 용인가능한 협소한 범위 내에 있고 컨투어 요건들을 통과하도록 충분히 높고 그리고 성능 표시자 요건들이 달성되면, 시스템은 최적의 정렬이 달성되었음을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 도 5 를 참조하면, 프로세스 560 은 정렬이 성공적으로 최적화되었음을 판정하고, 그 후, 프로세스를 프로세스 블록 570 으로 이동시킬 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 도 4b 내지 도 4d 를 참조하여 설명된 바와 같은 성능 표시자들은 동심 원들 (420b, 430b 및 440b) 상의 선형화된 라인 세그먼트들 또는 섹션들로부터 도출될 수도 있다. 동심 링들을 사용한 그러한 방법은 이미지 센서 어셈블리 (120) 에 대한 렌즈 어셈블리 (110) 의 최적의 배치를 발생시킬 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 최적의 포지션 또는 정렬은 접선 (Tangential) MTF 측정들에 대한 최적의 성능을 제공할 것이며, 광학 시스템 (100) 의 시상 (Sagittal) MTF 성능에 대한 최적 미만의 성능을 가질 수도 있다. 접선 및 시상 MTF 성능 양자 모두를 밸런싱함으로써 광학 시스템 (100) 의 전체 MTF 성능을 개선하는 것이 가능할 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 최적의 정렬은 Zemax® 와 같은 광학 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 최적의 렌즈 정렬이 도 5 의 프로세스 (500) 를 사용하여 성공적으로 발견된 이후, 선형 Z 축 시프트가 최적화 모듈 (235) 에 의해 결정된 최적화된 Z 축 포지션에 대해 구현될 수도 있다. 이 Z 축 시프트는, 광학 시스템 (100) 의 시상 및 접선 MTF 성능 양자 모두에 대한 최적의 밸런싱된 성능을 달성하기 위해 센서 어셈블리 (120) 에 대한 포지션에 렌즈 어셈블리 (110) 을 배치하도록 구성될 수도 있다.

도 7 은 일 실시형태에 따라 최적의 접선 MTF 성능을 위해 광학 시스템을 능동적으로 정렬하기 위한 예시적인 루틴의 플로우차트이다. 프로세스 (700) 는, 독립적으로 또는 도 2 에 도시된 바와 같은 데이터 프로세싱 디바이스 (200B) 와 함께, 정렬 장치 (200A) 에 의해 수행될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 렌즈 어셈블리 (110) 및 센서 어셈블리 (120) 를 능동적으로 정렬하는 방법은 메모리 (230) 의 모듈들 중 임의의 모듈과 통신하는 정렬 장치 (200A) 에 의해 수행될 수도 있다. 그 방법은 메모리 (230) 에 의한 소프트웨어 솔루션으로서 구현되거나 또는 데이터 프로세싱 디바이스 (200B), 예를 들어, 프로세서 (260) 에서의 로직 디바이스에 의해 실행된 하나 이상의 프로세서들에 의해 달리 구현될 수 있다.

프로세스 (700) 는 시작 블록에서 시작하고, 그 후, 프로세스 블록 710 으로 이동하고, 여기서, 프로세스 (700) 는 정렬 시스템을 개시한다. 일 실시형태에 있어서, 정렬 시스템은 광학 시스템을 어셈블리하도록 추구하는 디바이스들의 사용자에 의해 시작된다. 프로세스 블록 710 의 기능들은 도 8 을 참조하여 하기에서 더 상세히 설명될 것이다.

정렬 시스템이 개시된 이후, 프로세스 (700) 는 블록 720 으로 계속하며, 여기서, 카운터가 설정된다. 일부 실시형태들에 있어서, 카운터는 각각의 정렬 피처 이후 카운터를 증분함으로써 정렬 피처들을 계속 추적하도록 구현될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 카운터는 각각의 동심 링을 최적화한 이후 증분하며, 예를 들어, 카운터는 최내측 링을 고려하도록 설정되며, 중앙 도트의 강도로 인해 도 4a 및 도 4b 내지 도 4d 를 참조하여 상기 설명된 바와 같이 중앙 도트를 바이패스하는 것은 정렬에 대한 기반으로서의 측정들을 포화시킬 것이다. 일 실시형태에 있어서, 카운터는 1 로 설정되고, 여기서, 1 은 최내측 링을 나타낸다. 다른 실시형태에 있어서, 카운터는 2 로 설정되고, 여기서, 2 는 제 2 의 검출된 엘리먼트를 나타내며, 예를 들어, 중앙 도트는 제 1 엘리먼트이고 최내측 링은 제 2 엘리먼트이다. 정렬 피처들의 수는 프로세스 블록 710 의 결과로서 피처 결정 모듈 (234) 로부터 수신될 수도 있다. 카운터가 설정된 이후, 프로세스 (700) 는 정렬 피처들 각각에 대해 서브프로세스 730 으로 계속한다.

최내측 피처로 시작하는 정렬 피처들 각각에 대해, 프로세스 (700) 는 프로세스 블록 732 로 진행한다. 프로세스 블록 731 에서, 프로세스는 최적화된 샤프니스 값에 기초하여 센서 어셈블리의 병진 포지션을 조정한다. 프로세스 블록 710 의 기능들은 도 9 를 참조하여 하기에서 더 상세히 설명될 것이다. 프로세스 (700) 가 병진 포지션을 조정한 이후, 프로세스는 프로세스 블록 732 로 계속한다. 프로세스 블록 732 에서, 프로세스는 현재의 정렬 피처의 최적화된 샤프니스 값에 기초하여 회전 포지션을 조정한다. 예를 들어, 카운터가 1, 예를 들어, 최내측 링으로 설정된 경우, 프로세스는 최내측 링을 최적화하는 것에 기초하여 포지션을 조정한다. 하지만, 카운터가 2, 예를 들어, 제 1 외부 링으로 설정되면, 프로세스는 제 2 링 또는 제 1 외부 링을 최적화하는 것에 기초하여 포지션을 조정한다.

프로세스 (700) 가 현재의 정렬 피처에 기초하여 회전 포지션을 조정한 이후, 프로세스는 판정 블록 733 으로 계속한다. 판정 블록 733 에서, 현재의 정렬 피처에 기초한 최적의 회전 정렬이 도달되었는지 여부 또는 시스템이 어떤 브레이크 포인트에 도달했는지 여부에 관한 결정이 행해진다. 판정 블록 733 에서의 결정은 도 5 를 참조하여 설명된 판정 블록 560 과 실질적으로 유사할 수도 있다. 최적의 회전 정렬이 도달되지 않았다는 결정이 행해지면, 프로세스 (700) 는 블록 731 로 리턴하고, 블록 731 의 병진 조정 및 블록 732 의 회전 조정을 반복한다. 최적의 회전 정렬이 도달되었다는 결정이 행해지면, 프로세스 (700) 는 프로세스 블록 734 로 계속한다. 프로세스 블록 734 에서, 프로세스는 현재의 정렬 피처까지의 모든 정렬 피처들의 최적화된 샤프니스 값에 기초하여 회전 포지션을 조정한다. 예를 들어, 카운터가 3, 예를 들어, 제 3 링 또는 제 2 외부 링으로 설정된 경우, 프로세스는 현재의 링, 예를 들어 제 3 링으로부터 내부 링까지의 모든 링들에 대한 샤프니스 값을 최적화하는 것에 기초하여 포지션을 조정한다. 다른 실시형태에 있어서, 프로세스는 전체 이미지의 모든 조정 피처들의 최적화된 샤프니스 값에 기초하여 회전 포지션을 조정하며, 예를 들어, 현재의 정렬 피처가 최내측 링과 관련되는 경우, 시스템은 단지 현재의 정렬 피처까지만이 아닌 모든 정렬 피처들에 기초하여 회전 포지션을 최적화할 수도 있다.

프로세스 (700) 가 현재의 정렬 피처까지의 모든 정렬 피처들에 기초하여 회전 포지션을 조정한 이후, 프로세스는 판정 블록 735 로 계속한다. 판정 블록 735 에서, 현재의 정렬 피처까지의 모든 정렬 피처들에 기초한 최적의 회전 정렬이 도달되었는지 여부 또는 시스템이 어떤 브레이크 포인트에 도달했는지 여부에 관한 결정이 행해진다. 판정 블록 735 에서의 결정은 도 5 를 참조하여 설명된 판정 블록 560 과 실질적으로 유사할 수도 있다. 최적의 회전 정렬이 도달되지 않았다는 결정이 행해지면, 프로세스 (700) 는 블록 731 로 리턴하고, 블록 731 의 병진 조정 및 블록 732 및 블록 734 의 회전 조정들을 반복한다. 최적의 회전 정렬이 도달되었다는 결정이 행해지면, 프로세스 (700) 는 판정 블록 740 으로 계속한다.

판정 블록 740 에서, 프로세스가 모든 N개 정렬 피처들을 고려했는지에 관한 결정이 행해진다. 이와 관련하여, 프로세스 (700) 는 정렬 피처들 각각을 계속 추적하기 위해 카운터를 증분함으로써 블록 720 의 카운터를 활용할 수도 있다. 카운터가 N 미만이면, 판정 블록 740 은 블록 750 으로 계속한다. 블록 750 에서, 카운터는 증분만큼 증가될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 그 증가분은 정렬 피처들 중 적어도 하나를 나타내는 정수, 예를 들어, 1 일 수도 있다. 예를 들어, 중앙 도트로부터 외측 방향으로의 다음 동심 링, 여기서, 각각의 동심 링은 적어도 하나의 정렬 피처를 나타낸다. 이러한 방식으로, 그 방법은 정렬 피처들을 계속 추적하기 위하여 카운터를 증분할 수도 있다. 일단 카운터가 증분되었으면, 프로세스 (700) 는 서브프로세스 블록 730 으로 진행하고, 카운터 값이 N (결정된 정렬 피처들의 수) 과 동일할 때까지 카운터 값에 대응하는 다음 정렬 피처에 대한 프로세스를 반복할 수도 있다.

카운터가 N 과 동일하면, 판정 블록 740 은 모든 N개 정렬 피처들이 고려되었고 그리고 디바이스 (200B) 와 함께 장치 (200A) 가 광학 시스템 (100) 을 최적으로 정렬시켰음을 결정한다. 이 상황에 있어서, 프로세스 (700) 는 블록 760 으로 계속할 수도 있고, 여기서, 센서 어셈블리 및 렌즈 어셈블리가 부착된다. 일부 실시형태들에 있어서, 최적화 모듈은, 센서 어셈블리 (120) 및 렌즈 어셈블리 (110) 를 부착하기 위한 커맨드를 부착 메커니즘 (250) 에 발행하기 위한 명령들을 프로세서 (260) 로 전송한다. 일부 실시형태들에 있어서, 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리가 (예를 들어, 접착 프로세스 또는 다른 기계적, 자기적, 또는 전기적 부착 메커니즘에 의해) 첩부되어, 최적의 정렬 구성이 제자리에 홀딩되고 이에 의해 엘리먼트들을 통한 광의 광학 경로를 안정화한다. 일단 센서 어셈블리 및 렌즈 어셈블리가 부착되면, 프로세스 (700) 는 종료 블록으로 진행하고, 능동 정렬 프로세스 및 부착이 완료될 수도 있다.

도 8 은 능동 정렬 시스템을 초기화하는 프로세스 (710) 의 플로우차트이다. 프로세스는 시작 블록에서 시작하고, 그 후, 블록 810 으로 진행하며, 여기서, 센서 어셈블리는 렌즈 어셈블리의 초점면 근처에 배치된다. 일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리는 렌즈 어셈블리 (110) 의 초점면에 배치된 이미지 센서 (125) 를 갖는 센서 어셈블리 (120) 일 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리는 센서 커버 글래스 (122) 를 포함할 수도 있거나 포함하지 않을 수도 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, 센서 어셈블리는 대략적으로 초점면에 배치되고, 이에 의해, 후속 조정들에 의존하여, 광학 시스템 (100) 의 구성을 정밀하게 튜닝한다. 포지션 제어 모듈 (231) 에 포함된 명령들은 센서 어셈블리 (120) 및/또는 렌즈 어셈블리 (110) 를 이동하기 위해 장치 (200A) 를 트리거하고, 이에 의해, 광축 (116) 상에 그리고 렌즈 어셈블리 (110) 의 초점면 (118) 에 센서 어셈블리 (120) 를 대략적으로 센터링하도록 프로세서 (260) 를 구성할 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 프로세서 (260) 는 렌즈 어셈블리 (110) 및/또는 센서 어셈블리 (120) 를 각각 이동시키기 위해 렌즈 홀더 (210) 및/또는 센서 어셈블리 홀더 (220) 에 대한 커맨드들을 발행할 수도 있다.

또다른 실시형태에 있어서, 장치 (200A) 및/또는 디바이스 (200B) 의 사용자는 센서 어셈블리 및 렌즈 어셈블리를 근사 정렬로 수동으로 배치할 수도 있다. 이 실시형태에 있어서, 사용자는 센서 어셈블리를 회전 조정기 (222) 의 표면 상에 배치하고 그 후 부착할 수도 있다. 유사하게, 사용자는 렌즈 어셈블리를 렌즈 홀더 (210) 로 커플러 (216) 를 통해 배치 및 확고히 피팅할 수도 있다.

센서 어셈블리가 렌즈 어셈블리에 대해 배치된 이후, 프로세스 (710) 는 블록 820 으로 이동한다. 블록 820 에서, 프로세스 (800) 는 정렬 옵틱 및 렌즈 어셈블리를 통한 광을 센서 어셈블리 상으로 지향한다. 예를 들어, 광 소스 (290) 로부터의 광은 정렬 옵틱 (204) 을 통과하고, 렌즈 어셈블리 (110) 의 광축을 따라 렌즈 홀더 (210) 에 의해 홀딩된다. 그 후, 광 소스 (290) 로부터의 광은 렌즈 어셈블리 (110) 를 통해 센서 어셈블리 (120) 의 이미지 센서 (125) 상으로 대략적으로 포커싱된다. 일부 실시형태들에 있어서, 정렬 옵틱은, 도 3a 내지 도 4d 를 참조하여 상기 설명된 바와 같이, 멀티-존 액시콘 편평 상부 렌즈와 실질적으로 유사하다.

광이 센서 어셈블리 상으로 지향된 이후, 프로세스 (710) 는 블록 830 으로 계속한다. 블록 830 에서, 도 4b 내지 도 4d 를 참조하여 상기 설명된 바와 같이, 이미지가 이미지 센서에 입사한 광의 결과로서 생성되고 정렬 피처들의 수가 결정된다. 이미지는 캡처 제어 모듈에 의해 캡처되고 디스플레이 (270) 상에 디스플레이되는 스틸 또는 비디오일 수도 있다. 이미지는, 정렬 옵틱 (240) 및 렌즈 어셈블리 (110) 을 통과한 어셈블리 (120) 의 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면 상에 입사한 광에 기초할 수도 있다. 캡처 제어 모듈 (232) 에 포함된 명령들은, 어셈블리 (120) 의 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면 상에 입사한 광의 이미지를 캡처하고 그리고 이미지를 작업 메모리 (280) 및/또는 저장부 (285) 에 저장하도록 프로세서 (260) 를 구성할 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 이미지는, 정렬 옵틱을 통과하는 광에 기초하여 다중의 정렬 피처들을 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 정렬 옵틱은 도 3a 및 도 3b 를 참조하여 상기 설명된 액시콘 (300) 과 실질적으로 유사하다. 액시콘 (300) 은, 도 4a 및 도 4b 내지 도 4d 를 참조하여 상기 설명된 바와 같이, 광을 다중의 동심 링들로 세그먼트화할 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 액시콘 (300) 은 광을, 최내측 우측 및 다중의 외부 링들을 갖는 4개의 동심 링들로 세그먼트화한다. 일부 실시형태들에 있어서, 피처 검출 모듈 (233) 에 포함된 명령들은 다중의 정렬 피처들의 수를 결정하고 그리고 이미지를 작업 메모리 (280) 및/또는 저장부 (285) 에 저장하도록 프로세서 (260) 를 구성할 수도 있다.

정렬 피처들의 수가 결정된 이후, 프로세스 (710) 는 종료 블록으로 계속한다. 프로세스 (710) 는, 일단 완료되면, 프로세스 (700) 로 리턴하고, 도 7 을 참조하여 상기 설명된 바와 같은 블록 720 으로 계속할 수도 있다.

도 9 는 최적화된 샤프니스 값에 기초하여 센서 어셈블리의 병진 포지션을 조정하는 프로세스 (731) 의 플로우차트이다. 프로세스는 시작 블록에서 시작하고, 그 후, 블록 910 으로 진행하며, 여기서, 이미지가 캡처된다. 일부 실시형태들에 있어서, 새로운 이미지가 프로세스 (700) 의 각각의 반복 동안 생성되며, 각각의 반복은 조정된 광학 시스템 정렬에 기초한다. 이미지가 비디오에 기초하는 다른 실시형태들에 있어서, 블록 910 은 프로세스 (700) 의 현재 반복에 관련된 비디오 프레임들 중 하나를 캡처할 수도 있다.

이미지가 캡처된 이후, 프로세스는 블록 920 으로 이동하고, 여기서, 센서 어셈블리는 렌즈 어셈블리의 광축을 따라 배치된다. 일부 실시형태들에 있어서, 이미지 센서 (125) 이미지 표면의 광 감응 표면의 중심은 광축 (116) 에 대략적으로 수직인 X 및 Y 방향 조정들에 기초하여 광축 (116) 상에 배치된다. 일 실시형태에 있어서, 렌즈 어셈블리의 광축에 대한 센서 어셈블리의 병진 포지션은 중앙 도트에 대한 이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면 및/또는 동심 링들의 계산된 중심을 센터링하는 것에 기초할 수도 있다.

이미지 센서 (125) 의 광 감응 표면이 렌즈 어셈블리의 광축 상에 배치된 이후, 프로세스는 블록 930 으로 계속한다. 블록 930 에서, 적어도 하나의 성능 표시자가 현재의 정렬 피처의 각각의 섹션에 대해 결정된다. 적어도 하나의 성능 표시자는, 도 2 를 참조하여 상기 설명된 바와 같은 성능 결정 모듈 (234) 에 의해 결정될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 성능 표시자는 도 4b 내지 도 4d 에 대해 설명된 것과 유사한 방법들에 의해 결정된 샤프니스 값이다. 샤프니스 값은 LSF, PSF, SFR, MTF, 또는 유사한 개념들을 표현하는 다른 직접적인 또는 간접적인 방식들에 기초할 수도 있다.

성능 표시자가 각각의 섹션에 대해 결정된 이후, 프로세스는 블록 940 으로 계속하며, 여기서, 포지션 조정 추정치가 섹션들의 샤프니스 값들에 기초하여 결정된다. 일부 실시형태들에 있어서, 센서 어셈블리 (120) 의 포지션은 샤프니스 값의 최적화 알고리즘에 기초하여 조정될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 초점면에 대한 센서 어셈블리의 병진 포지션 (예를 들어, Z 방향) 은 최내측 정렬 피처의 섹션들의 성능을 최대화하는 것에 기초할 수도 있다. 예를 들어, 최적화 모듈 (235) 은, 최내측 링의 성능 표시자들에 기초하여, 성능 결정 모듈 (234) 로부터 성능 정보를 수신할 수도 있다. 그 후, 모듈 (235) 은, 성능 표시자 정보를 모듈 (235) 에 제공하기 위해 사용된 최내측 링 섹션들의 샤프니스 값들을 증가시킬 수도 있는 Z 축을 따라 병진 움직임을 추정할 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 광학 시스템 (100) 의 최적의 정렬을 오버슈팅하는 것을 회피하기 위해 조정량에 가중이 적용될 수도 있다. 각각의 반복에 대해 적용된 가중치는 동일할 필요는 없고, 정렬에 있어서 결정된 에러에 기초하여 조정될 수도 있다.

조정이 결정된 이후, 프로세스는 블록 950 으로 계속하고, 여기서, 센서 어셈블리는 렌즈 어셈블리에 대해 이동된다. 일 실시형태에 있어서, 포지션 제어 모듈 (231) 은 렌즈 홀더 (210) 또는 센서 어셈블리 홀더 (220) 중 어느 하나로 하여금 최적화 모듈 (235) 에 의해 결정된 조정량에 적어도 부분적으로 기초하여 렌즈 어셈블리 또는 센서 어셈블리를 각각 이동하게 하도록 프로세서 (260) 를 구성하기 위한 명령들을 포함한다.

프로세스가 렌즈 어셈블리에 대해 센서 어셈블리를 이동한 이후, 프로세스는 판정 블록 960 으로 계속한다. 판정 블록 960 에서, 현재의 정렬 피처에 기초한 최적의 병진 정렬이 도달되었는지 여부 또는 시스템이 어떤 브레이크 포인트에 도달했는지 여부에 관한 결정이 행해진다. 판정 블록 960 에서의 결정은 도 5 를 참조하여 설명된 판정 블록 560 과 실질적으로 유사할 수도 있다. 최적의 병진 정렬이 도달되지 않았다는 결정이 행해지면, 프로세스는 블록 910 으로 리턴하고 프로세스 (731) 를 반복한다. 최적의 병진 정렬이 도달되었다는 결정이 행해지면, 프로세스 (731) 는 종료 블록으로 계속한다. 프로세스 (731) 는, 일단 완료되면, 프로세스 (700) 로 리턴하고, 도 7 을 참조하여 상기 설명된 바와 같은 블록 732 로 계속할 수도 있다.

도 10 은 현재의 정렬 피처의 최적화된 샤프니스 값에 기초하여 회전 포지션을 조정하는 프로세스 (732) 의 플로우차트이다. 블록 1010 은 도 9 를 참조하여 설명된 블록 910 과 실질적으로 유사할 수도 있다. 이미지가 캡처된 이후, 프로세스는 블록 1020 으로 계속한다. 블록 1020 에서, 적어도 하나의 성능 표시자가 현재의 정렬 피처의 각각의 섹션에 대해 결정된다. 블록 1020 은 도 9 를 참조하여 설명된 블록 930 과 실질적으로 유사할 수도 있다. 성능 표시자들이 결정된 이후, 프로세스 (732) 는 각각의 회전 방향 (예를 들어, 피치, 요, 및 롤) 에 대해 서브프로세스 1030 으로 계속한다. 일 실시형태에 있어서, 서브프로세스 1030 은 단일 반복에서의 적어도 2개의 방향들 (예를 들어, 피치 및 요) 에 대해 수행될 수도 있는 한편, 다른 방향 (예를 들어, 롤) 은 후속 반복에서 최적화될 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 각각의 회전 방향은 서브프로세스 1030 의 별도의 반복들에서 개별적으로 최적화될 수도 있다.

각각의 회전 방향에 대해, 프로세스는 블록 1032 로 계속하며, 여기서, 포지션 조정 추정치가 현재의 정렬 피처의 모든 섹션들에 대한 샤프니스 값들을 밸런싱하는 것에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 최적화 모듈 (235) 은 이미지에서의 모든 섹션들에 대한 샤프니스 값을 수신하고, 샤프니스 값들의 최소 평균 제곱을 결정할 수도 있다. 최소 평균 제곱에 기초하여, 최적화 모듈 (235) 은, 섹션들의 샤프니스 값들이 최소 평균 제곱에 기초하여 균일하도록, 회전 방향들 (예를 들어, 피치, 요, 또는 롤) 중 적어도 하나에서의 조정을 추정할 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 정렬 피처의 섹션들의 밸런싱은, 하나는 최대 검출 값을 갖고 다른 하나는 최저 검출 값을 갖는 적어도 2개의 섹션들의 샤프니스 값들에, 그리고 양자의 섹션들이 실질적으로 유사한 샤프니스 값들을 갖도록 2개의 샤프니스 값들을 밸런싱하기 위한 조정을 추정하는 것에, 기초할 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 최적화 모듈 (235) 또는 포지션 제어 모듈 (231) 은 광학 시스템 (100) 의 최적의 정렬을 오버슈팅하는 것을 회피하기 위해 결정된 포지션 조정에 가중치를 적용할 수도 있다. 각각의 반복에 대해 적용된 가중치는 동일할 필요는 없고, 정렬에 있어서 결정된 에러에 기초하여 조정될 수도 있다.

조정량이 결정된 이후, 프로세스는 블록 1034 로 계속하고, 여기서, 센서 어셈블리는 렌즈 어셈블리에 대해 이동된다. 일 실시형태에 있어서, 포지션 제어 모듈 (231) 은 렌즈 홀더 (210) 또는 센서 어셈블리 홀더 (220) 중 어느 하나로 하여금 최적화 모듈 (235) 에 의해 결정된 조정량에 적어도 부분적으로 기초하여 렌즈 어셈블리 또는 센서 어셈블리를 각각 이동하게 하도록 프로세서 (260) 를 구성하기 위한 명령들을 포함한다.

프로세스가 렌즈 어셈블리에 대해 센서 어셈블리를 이동한 이후, 프로세스는 판정 블록 1040 으로 계속한다. 판정 블록 1040 에서, 현재의 정렬 피처에 기초한 최적의 회전 정렬이 도달되었는지 여부 또는 시스템이 어떤 브레이크 포인트에 도달했는지 여부에 관한 결정이 행해진다. 판정 블록 1040 에서의 결정은 도 5 를 참조하여 설명된 판정 블록 560 과 실질적으로 유사할 수도 있다. 최적의 회전 정렬이 도달되지 않았다는 결정이 행해지면, 프로세스는 블록 1010 으로 리턴하고 프로세스 (732) 를 반복한다. 최적의 회전 정렬이 도달되었다는 결정이 행해지면, 프로세스 (732) 는 종료 블록으로 계속한다. 프로세스 (732) 는, 일단 완료되면, 프로세스 (700) 로 리턴하고, 도 7 을 참조하여 상기 설명된 바와 같은 블록 733 으로 계속할 수도 있다.

도 11 은 현재의 정렬 피처까지의 모든 정렬 피처들의 최적화된 샤프니스 값에 기초하여 회전 포지션을 조정하는 프로세스 (734) 의 플로우차트이다. 다른 실시형태에 있어서, 프로세스 (734) 는 현재의 정렬 피처에 의해 제한되지 않는 이미지의 모든 정렬 피처들의 최적화된 샤프니스 값에 기초하여 센서 어셈블리의 회전 포지션을 조정할 수도 있다. 이 상황에 있어서, 다음의 설명들은 유사하게 유지되지만, 이미지의 모든 정렬 피처에 대해 고려된다.

프로세스는 시작 블록에서 시작하고, 블록 1110 으로 계속한다. 블록 1110 은 도 9 를 참조하여 설명된 블록 910 과 실질적으로 유사할 수도 있다. 이미지가 캡처된 이후, 프로세스는 블록 1120 으로 계속한다. 블록 1120 에서, 적어도 하나의 성능 표시자가 현재의 정렬 피처의 각각의 섹션에 대해 결정된다. 블록 1120 은 도 9 를 참조하여 설명된 블록 930 과 실질적으로 유사할 수도 있다. 성능 표시자들이 결정된 이후, 프로세스 (734) 는 각각의 회전 방향 (예를 들어, 피치, 요, 및 롤) 에 대해 서브프로세스 1130 으로 계속한다. 일 실시형태에 있어서, 서브프로세스 1130 은 단일 반복에서의 2개의 방향들 (예를 들어, 피치 및 요) 에 대해 수행될 수도 있는 한편, 다른 방향 (예를 들어, 롤) 은 후속 반복에서 최적화될 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 각각의 회전 방향은 서브프로세스 1130 의 별도의 반복들에서 개별적으로 최적화될 수도 있다.

각각의 회전 방향에 대해, 프로세스는 블록 1132 로 계속하며, 여기서, 포지션 조정이 현재의 정렬 피처까지의 모든 정렬 피처들의 모든 섹션들에 대한 성능을 밸런싱하는 것에 기초하여 결정된다. 밸런싱은 도 10 에서의 블록 1032 에서 설명된 바와 같이 현재의 정렬 피처에 대한 모든 포인트들의 밸런싱과 실질적으로 유사한 방식으로 수행될 수도 있지만, 현재의 정렬 피처까지의 모든 정렬 피처들의 모든 섹션들을 포함할 수도 있다. 하지만, 추가적인 가중이 상이한 정렬 피처들에 적용될 수도 있으며, 예를 들어, 최외곽 링은 그 링에 관련된 틸트를 조정하기 위해 최대 가중을 부여받을 수도 있다.

조정량이 결정된 이후, 프로세스는 블록 1134 로 계속하고, 여기서, 센서 어셈블리는 렌즈 어셈블리에 대해 이동된다. 일 실시형태에 있어서, 포지션 제어 모듈 (231) 은 렌즈 홀더 (210) 또는 센서 어셈블리 홀더 (220) 중 어느 하나로 하여금 최적화 모듈 (235) 에 의해 결정된 조정량에 적어도 부분적으로 기초하여 렌즈 어셈블리 또는 센서 어셈블리를 각각 이동하게 하도록 프로세서 (260) 를 구성하기 위한 명령들을 포함한다.

프로세스가 렌즈 어셈블리에 대해 센서 어셈블리를 이동한 이후, 프로세스는 판정 블록 1140 으로 계속한다. 판정 블록 1140 에서, 현재의 정렬 피처에 기초한 최적의 회전 정렬이 도달되었는지 여부에 관한 결정이 행해진다. 판정 블록 1140 에서의 결정은 도 5 를 참조하여 설명된 판정 블록 560 과 실질적으로 유사할 수도 있다. 최적의 회전 정렬이 도달되지 않았다는 결정이 행해지면, 프로세스는 블록 1110 으로 리턴하고 프로세스 (734) 를 반복한다. 최적의 회전 정렬이 도달되었다는 결정이 행해지면, 프로세스 (734) 는 종료 블록으로 계속한다. 프로세스 (734) 는, 일단 완료되면, 프로세스 (700) 로 리턴하고, 도 7 을 참조하여 상기 설명된 바와 같은 블록 735 로 계속할 수도 있다.

예시적인 실시형태에 있어서, 정렬 피처들이 최적으로 균일하게 샤프할 경우, 이는 광학 시스템의 접선 MTF 성능에 대한 최상의 정렬을 나타낼 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 접선 MTF 와 시상 MTF 성능 사이의 최상의 밸런싱된 성능을 생성하기 위하여 후속 조정이 행해진다.

일 실시형태에 있어서, 렌즈 어셈블리는, 접착될 센서 어셈블리를 사용하는 일없이 접선 MTF 및 시상 MTF 성능에 대해 개별적으로 측정될 수 있다. 이는, 센서 어셈블리 (120) 및 또는 렌즈 어셈블리 (110) 에 적용될 오프셋 값을 결정하기 위한 기반을 제공할 수도 있다. 대안적으로, 접선 MTF 와 시상 MTF 성능 사이의 시뮬레이션된 설계 차이가 센서 어셈블리에 적용될 최적의 접선 MTF 정렬로부터의 오프셋을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 일단 접선 MTF 성능에 대한 최적의 정렬이 위치되면, 도 5 및 도 7 을 참조한 상기 방법들에 기초하여, 오프셋들이 센서 어셈블리 (120) 에 적용될 수도 있고, 및 또는 렌즈 어셈블리 (110) 포지션은 더 밸런싱된 접선 MTF 및 시상 MTF 성능을 제공하기에 최상일 것이다.

본 명세서에서 개시된 구현들은 어셈블리 동안 광학 시스템을 능동적으로 그리고 최적으로 정렬하기 위한 시스템들, 방법들 및 장치를 제공한다. 당업자는, 이들 실시형태들이 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합에서 구현될 수도 있음을 인식할 것이다.

당업자는 본 명세서에 개시된 구현들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 프로세스 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 양자의 조합들로서 구현될 수도 있음을 추가로 인식할 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 상호 대체 가능성을 분명히 예시하기 위하여, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 일반적으로 그들의 기능의 관점에서 상기 기술되었다. 그러한 기능이 하드웨어로서 구현될지 또는 소프트웨어로서 구현될지는 전체 시스템에 부과된 설계 제약들 및 특정 어플리케이션에 의존한다. 당업자는 설명된 기능을 각각의 특정 어플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 구현할 수도 있지만, 그러한 구현의 결정들이 본 발명의 범위로부터의 일탈을 야기하는 것으로서 해석되지는 않아야 한다. 당업자는 일부분 또는 부분이 전체보다 작거나 같은 어떤 것을 포함할 수도 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 픽셀들의 집합의 일부분은 그 픽셀들의 부분 집합으로 지칭할 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 상기 논의된 회로들, 프로세스들, 및 시스템들은 무선 통신 디바이스에서 활용될 수도 있다. 무선 통신 디바이스는 다른 전자 디바이스들과 무선으로 통신하는데 사용되는 전자 디바이스의 종류일 수도 있다. 무선 통신 디바이스들의 예들은 셀룰러 전화기들, 스마트 폰들, 개인용 디지털 보조기들 (PDA들), e-판독기들, 게이밍 시스템들, 뮤직 플레이어들, 넷북들, 무선 모뎀들, 랩탑 컴퓨터들, 태블릿 디바이스들 등을 포함한다.

무선 통신 디바이스는 하나 이상의 이미지 센서들, 2 이상의 이미지 신호 프로세서들, 및 상기 논의된 CNR 프로세스를 실행하기 위한 명령들 또는 모듈들을 포함하는 메모리를 포함할 수도 있다. 그 디바이스는 또한, 데이터, 메모리로부터 명령들 및/또는 데이터를 로딩하는 프로세서, 하나 이상의 통신 인터페이스들, 하나 이상의 입력 디바이스들, 디스플레이 디바이스와 같은 하나 이상의 출력 디바이스들, 및 전력 소스/인터페이스를 가질 수도 있다. 무선 통신 디바이스는 부가적으로 송신기 및 수신기를 포함할 수도 있다. 송신기 및 수신기는 트랜시버로서 공동으로 지칭될 수도 있다. 트랜시버는 무선 신호들을 송신 및/또는 수신하기 위해 하나 이상의 안테나들에 커플링될 수도 있다.

무선 통신 디바이스는 다른 전자 디바이스 (예를 들어, 기지국) 에 무선으로 접속할 수도 있다. 무선 통신 디바이스는 대안적으로, 모바일 디바이스, 이동국, 가입자국, 사용자 장비 (UE), 원격국, 액세스 단말기, 모바일 단말기, 단말기, 사용자 단말기, 가입자 유닛 등으로서 지칭될 수도 있다. 무선 통신 디바이스들의 예들은 랩탑 또는 데스크탑 컴퓨터들, 셀룰러 폰들, 스마트 폰들, 무선 모뎀들, e-판독기들, 태블릿 디바이스들, 게이밍 시스템들 등을 포함한다. 무선 통신 디바이스들은 제 3 세대 파트너쉽 프로젝트 (3GPP) 와 같은 하나 이상의 산업 표준들에 따라 동작할 수도 있다. 따라서, 일반적인 용어 "무선 통신 디바이스" 는 산업 표준들에 따라 가변 용어들로 설명된 무선 통신 디바이스들을 포함할 수도 있다 (예를 들어, 액세스 단말기, 사용자 장비 (UE), 원격 단말기 등).

본 명세서에서 설명된 기능들은 프로세서 판독가능 또는 컴퓨터 판독가능 매체 상에 하나 이상의 명령들로서 저장될 수도 있다. 용어 "컴퓨터 판독가능 매체" 는, 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체를 지칭한다. 한정이 아닌 예로서, 그러한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장부, 자기 디스크 저장부 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 저장하는데 이용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는 컴팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광학 디스크, 디지털 다기능 디스크 (DVD), 플로피 디스크 및 Blu-ray® 디스크를 포함하며, 여기서, 디스크 (disk) 는 통상적으로 데이터를 자기적으로 재생하지만 디스크 (disc) 는 레이저를 이용하여 데이터를 광학적으로 재생한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 유형적 및 비-일시적일 수도 있음을 유의해야 한다. 용어 "컴퓨터 프로그램 제품" 은, 컴퓨팅 디바이스 또는 프로세서에 의해 실행, 프로세싱, 또는 산출될 수도 있는 코드 또는 명령들 (예를 들어, "프로그램") 과 결합한 컴퓨팅 디바이스 또는 프로세서를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "코드" 는 컴퓨팅 디바이스 또는 프로세서에 의해 실행가능한 소프트웨어, 명령들, 코드 또는 데이터를 지칭할 수도 있다.

본 명세서에 개시된 방법들은 설명된 방법을 달성하기 위한 하나 이상의 단계들 또는 액션들을 포함한다. 그 방법 단계들 및/또는 액션들은 청구항들의 범위로부터 일탈함없이 서로 대체될 수도 있다. 즉, 단계들 또는 액션들의 특정 순서가, 설명되어 있는 방법의 적당한 동작을 위해 필수적이지 않다면, 특정 단계들 및/또는 액션들의 순서 및/또는 그 사용은 청구항들의 범위로부터 일탈함없이 수정될 수도 있다.

본 명세서에서 사용된 바와 같은 워드 커플의 용어들 "커플", "커플링", "커플링된" 또는 다른 변형들은 간접 접속 또는 직접 접속 중 어느 하나를 나타낼 수도 있음이 주목되어야 한다. 예를 들어, 제 1 컴포넌트가 제 2 컴포넌트에 "커플링"되면, 제 1 컴포넌트는 제 2 컴포넌트에 간접적으로 접속되거나 또는 제 2 컴포넌트에 직접적으로 접속될 수도 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "복수의" 는 2 이상을 표기한다. 예를 들어, 복수의 컴포넌트들은 2 이상의 컴포넌트들을 나타낸다.

용어 "결정하는 것" 은 매우 다양한 액션들을 포괄하며, 따라서, "결정하는 것" 은 계산하는 것, 산출하는 것, 프로세싱하는 것, 도출하는 것, 조사하는 것, 검색하는 것 (예를 들어, 표, 데이터베이스, 또는 다른 데이터 구조를 검색하는 것), 확인하는 것 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정하는 것" 은 수신하는 것 (예를 들어, 정보를 수신하는 것), 액세스하는 것 (예를 들어, 메모리 내 데이터에 액세스하는 것) 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정하는 것" 은 분해하는 것, 선택하는 것, 선출하는 것, 확립하는 것 등을 포함할 수 있다.

어구 "~에 기초하는" 은, 달리 명백하게 명시되지 않으면, "~에만 기초하는" 을 의미하지 않는다. 즉, 어구 "~에 기초하는" 은 "~에만 기초하는" 및 "~에 적어도 기초하는" 양자를 기술한다.

전술한 설명에 있어서, 특정 상세들은 예들의 철저한 이해를 제공하기 위해 주어진다. 하지만, 그 예들은 이들 특정 상세들없이도 실시될 수 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 전기 컴포넌트들/디바이스들은, 그 예들을 불필요한 상세로 불명료하게 하지 않기 위해 블록 다이어그램들로 도시될 수도 있다. 다른 예들에 있어서, 그러한 컴포넌트들, 다른 구조들 및 기법들은 그 예들을 더 설명하기 위해 상세히 도시될 수도 있다.

헤딩들이, 참조를 위해 그리고 다양한 섹션들을 로케이팅하는 것을 보조하기 위해 본 명세서에 포함된다. 이들 헤딩들은, 관련하여 설명된 개념들의 범위를 한정하도록 의도되지 않는다. 그러한 개념들은 전체 명세서 전반에 걸쳐 적용가능성을 가질 수도 있다.

또한, 그 예들은, 플로우차트, 플로우 다이어그램, 유한 상태 다이어그램, 구조 다이어그램, 또는 블록 다이어그램으로서 도시된 프로세스로서 설명될 수도 있음을 주목한다. 플로우차트가 동작들을 순차적인 프로세스로서 기술할 수도 있지만, 동작들 중 다수는 병렬로 또는 동시에 수행될 수 있고, 프로세스가 반복될 수 있다. 부가적으로, 동작들의 순서가 재배열될 수도 있다. 프로세스는 그 동작들이 완료될 경우에 종료된다. 프로세스는 방법, 함수, 절차, 서브루틴, 서브프로그램 등에 대응할 수도 있다. 프로세스가 소프트웨어 함수에 대응할 경우, 그 종료는 그 함수의 호출 함수 또는 메인 함수로의 반환에 대응한다.

개시된 구현들의 상기 설명은 당업자로 하여금 본 발명을 제조 또는 이용하게 할 수 있도록 제공된다. 이들 구현들에 대한 다양한 수정들은 당업자에게 용이하게 자명할 것이며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위로부터 일탈함없이 다른 구현들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에서 설명된 구현들로 한정되도록 의도되지 않으며, 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 부합하는 최광의 범위를 부여받아야 한다.

Claims (30)

1. 어셈블리 동안 적어도 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리를 갖는 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법으로서,
   렌즈 어셈블리의 초점면에 센서 어셈블리를 배치하는 단계로서, 상기 센서 어셈블리는 이미지 센서를 포함하는, 상기 센서 어셈블리를 배치하는 단계;
   정렬 옵틱 및 렌즈 어셈블리를 통한 광을 상기 이미지 센서 상으로 지향하는 단계;
   상기 렌즈 어셈블리 및 정렬 옵틱을 통해 수신된 광으로부터 복수의 이미지들을 생성하는 단계로서, 상기 이미지들은 상기 정렬 옵틱을 통해 수신된 광에 기초하여 복수의 정렬 피처들을 가지며, 상기 정렬 피처들은 복수의 섹션들을 갖는, 상기 복수의 이미지들을 생성하는 단계;
   상기 복수의 섹션들 각각에 대응하는 적어도 하나의 성능 표시자를 측정하는 단계; 및
   상기 센서 어셈블리가 상기 렌즈 어셈블리에 부착되어 있는 동안, 상기 성능 표시자들의 최적화에 기초하여 상기 이미지 센서의 포지션을 조정하는 단계를 포함하는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 센서 어셈블리는 상기 이미지 센서 및 센서 커버를 포함하고, 상기 렌즈 어셈블리의 적어도 하나의 표면은 상기 센서 커버에 부착되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 성능 표시자는 상기 이미지 센서의 부분에 의해 검출된 상기 정렬 피처들의 상기 섹션들을 따른 광의 강도에 대응하는 샤프니스 (sharpness) 값인, 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 렌즈 어셈블리 및 정렬 옵틱을 통해 지향된 광은 시준된 광인, 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 정렬 옵틱은 멀티-존 편평 상부 액시콘 (flat top axicon) 렌즈인, 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 정렬 옵틱을 통해 지향된 광은 복수의 동심 링들로서 묘화된 정렬 피처들로 상기 정렬 옵틱에 의해 세그먼트화되고,
   각각의 정렬 피처는 상기 복수의 동심 링들의 적어도 하나의 링에 대응하는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 복수의 동심 링들은 적어도 제 1 동심 링 및 적어도 제 2 동심 링을 포함하고,
   상기 제 1 동심 링은 상기 제 2 동심 링보다 더 작은 반경을 갖는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 동심 링의 섹션들에 대응하는 성능 표시자들은 광축을 따른 상기 센서 어셈블리의 병진 포지션과 관련되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법.
9. 제 7 항에 있어서,
   적어도 하나의 동심 링의 섹션들에 대응하는 성능 표시자들은 상기 렌즈 어셈블리의 초점면과 관련한 상기 이미지 센서의 회전 포지션과 관련되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법.
10. 제 1 항에 있어서,
    복수의 정렬 이미지들 각각이 상기 렌즈 어셈블리에 대한 상기 이미지 센서의 상이한 포지션에 대응하는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법.
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 센서 어셈블리를 조정하는 것은 상기 센서 어셈블리의 병진 포지션 조정에 기초하여 상기 적어도 하나의 성능 표시자를 최대화하는 것을 더 포함하고,
    상기 성능 표시자는, 제 1 정렬 피처의 모든 섹션들에서의 성능 표시자가 최대일 경우에 최대화되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법.
12. 제 7 항에 있어서,
    상기 센서 어셈블리를 조정하는 것은 상기 센서 어셈블리의 회전 포지션 조정에 기초하여 상기 적어도 하나의 성능 표시자를 밸런싱하는 것을 더 포함하고,
    상기 성능 표시자는, 적어도 하나의 정렬 피처의 적어도 제 1 섹션의 적어도 하나의 성능 표시자가 동일 정렬 피처의 적어도 제 2 섹션의 적어도 하나의 성능 표시자와 실질적으로 유사한 경우에 밸런싱되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법.
13. 제 7 항에 있어서,
    상기 센서 어셈블리를 조정하는 것은 상기 센서 어셈블리의 회전 포지션 조정에 기초하여 상기 적어도 하나의 성능 표시자를 최적화하는 것을 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 성능 표시자는, 적어도 하나의 정렬 피처의 적어도 하나의 섹션의 적어도 하나의 성능 표시자가 상기 적어도 하나의 정렬 피처 내에 배치된 정렬 피처들의 섹션들의 성능 표시자와 실질적으로 유사한 경우에 최적화되고, 그 역도 성립되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 방법.
14. 부착 동안 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리를 갖는 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스로서,
    상기 렌즈 어셈블리를 이동하고 정렬 옵틱을 지지하도록 구성된 렌즈 어셈블리 홀더로서, 상기 정렬 옵틱은 상기 렌즈 어셈블리의 광축을 따라 배향되는, 상기 렌즈 어셈블리 홀더;
    상기 센서 어셈블리를 이동하도록 구성된 센서 어셈블리 홀더로서, 상기 센서 어셈블리는 이미지 센서를 갖는, 상기 센서 어셈블리 홀더;
    상기 렌즈 어셈블리를 상기 센서 어셈블리에, 서로에 대해 실질적으로 정렬될 경우, 부착하도록 구성된 부착 메커니즘;
    상기 정렬 옵틱 및 렌즈 어셈블리를 통한 광을 상기 이미지 센서 상으로 지향하도록 구성된 광 소스;
    상기 렌즈 어셈블리 홀더 및 센서 어셈블리 홀더에 동작가능하게 커플링된 프로세서; 및
    상기 프로세서에 동작가능하게 커플링된 메모리 컴포넌트를 포함하고,
    상기 프로세서 및 상기 메모리 컴포넌트는, 집합적으로,
    상기 렌즈 어셈블리 및 정렬 옵틱을 통해 상기 센서 어셈블리에 의해 수신된 광으로부터 복수의 이미지들을 캡처하고;
    상기 정렬 옵틱을 통해 수신된 광에 기초하여 복수의 정렬 피처들을 결정하고;
    각각의 정렬 피처에 대한 복수의 실질적으로 선형의 섹션들을 결정하고;
    상기 복수의 실질적으로 선형의 섹션들 각각에 대응하는 적어도 하나의 성능 표시자를 측정하고; 그리고
    상기 성능 표시자들을 최적화하는 것에 기초하여 상기 렌즈 어셈블리에 대한 상기 센서 어셈블리의 조정을 결정하도록
    구성되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 센서 어셈블리는 상기 이미지 센서 및 센서 커버를 포함하고, 상기 렌즈 어셈블리의 적어도 하나의 표면은 상기 센서 커버에 부착되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
16. 제 14 항에 있어서,
    상기 성능 표시자는 상기 이미지 센서의 부분에 의해 검출된 상기 정렬 피처들의 상기 실질적으로 선형의 섹션들을 따른 광의 강도에 대응하는 샤프니스 값인, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
17. 제 14 항에 있어서,
    상기 렌즈 어셈블리 및 정렬 옵틱을 통해 지향된 광은 시준된 광인, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
18. 제 14 항에 있어서,
    상기 정렬 옵틱은 멀티-존 편평 상부 액시콘 렌즈인, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
19. 제 14 항에 있어서,
    상기 광은 복수의 동심 링들로서 묘화된 정렬 피처들로 상기 정렬 옵틱에 의해 세그먼트화되고,
    각각의 정렬 피처는 상기 복수의 동심 링들의 적어도 하나의 링에 대응하는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 동심 링들은 적어도 제 1 동심 링 및 적어도 제 2 동심 링을 포함하고,
    상기 제 1 동심 링은 상기 제 2 동심 링보다 더 작은 반경을 갖는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 동심 링의 실질적으로 선형의 섹션들에 대응하는 성능 표시자들은 상기 광축을 따른 상기 센서 어셈블리의 병진 포지션과 관련되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
22. 제 20 항에 있어서,
    적어도 하나의 동심 링의 실질적으로 선형의 섹션들에 대응하는 성능 표시자들은 상기 렌즈 어셈블리의 초점면과 관련한 상기 이미지 센서의 회전 포지션과 관련되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
23. 제 14 항에 있어서,
    복수의 정렬 이미지들 각각이 상기 렌즈 어셈블리에 대한 상기 이미지 센서의 상이한 포지션에 대응하는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
24. 제 20 항에 있어서,
    상기 센서 어셈블리 홀더는 추가로,
    상기 센서 어셈블리의 포지션을 조정하고; 그리고
    상기 센서 어셈블리의 병진 포지션 조정에 기초하여 상기 적어도 하나의 성능 표시자를 최대화하도록
    구성되고, 상기 성능 표시자는, 제 1 정렬 피처의 모든 실질적으로 선형의 섹션들에서의 성능 표시자가 최대일 경우에 최대화되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
25. 제 20 항에 있어서,
    상기 렌즈 어셈블리 홀더는 추가로,
    상기 센서 어셈블리의 포지션을 조정하고; 그리고
    상기 센서 어셈블리의 병진 포지션 조정에 기초하여 상기 적어도 하나의 성능 표시자를 최대화하도록
    구성되고, 상기 성능 표시자는, 제 1 정렬 피처의 모든 실질적으로 선형의 섹션들에서의 성능 표시자가 최대일 경우에 최대화되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
26. 제 20 항에 있어서,
    상기 센서 어셈블리 홀더는 추가로,
    상기 센서 어셈블리의 포지션을 조정하고; 그리고
    상기 센서 어셈블리의 회전 포지션 조정에 기초하여 상기 적어도 하나의 성능 표시자를 밸런싱하도록
    구성되고, 상기 성능 표시자는, 적어도 하나의 정렬 피처의 적어도 제 1 실질적으로 선형의 섹션의 적어도 하나의 성능 표시자가 동일 정렬 피처의 적어도 제 2 실질적으로 선형의 섹션의 적어도 하나의 성능 표시자와 실질적으로 유사할 경우에 밸런싱되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
27. 제 20 항에 있어서,
    상기 센서 어셈블리 홀더는 추가로,
    상기 센서 어셈블리의 포지션을 조정하고; 그리고
    상기 센서 어셈블리의 회전 포지션 조정에 기초하여 상기 적어도 하나의 성능 표시자를 최적화하도록
    구성되고, 상기 적어도 하나의 성능 표시자는, 적어도 하나의 정렬 피처의 적어도 하나의 실질적으로 선형의 섹션의 적어도 하나의 성능 표시자가 상기 적어도 하나의 정렬 피처 내에 배치된 정렬 피처들의 실질적으로 선형의 섹션들의 성능 표시자와 실질적으로 유사할 경우에 최적화되고, 그 역도 성립되는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
28. 부착 동안 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리를 갖는 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스로서,
    상기 렌즈 어셈블리 및 정렬 옵틱을 통해 상기 센서 어셈블리에 의해 수신된 광으로부터 복수의 이미지들을 캡처하는 수단;
    상기 정렬 옵틱을 통해 수신된 광에 기초하여 복수의 정렬 피처들을 검출하는 수단;
    각각의 정렬 피처에 대한 복수의 실질적으로 선형의 섹션들을 결정하는 수단;
    상기 복수의 실질적으로 선형의 섹션들 각각에 대응하는 적어도 하나의 성능 표시자를 측정하는 수단; 및
    상기 센서 어셈블리가 상기 렌즈 어셈블리에 부착되어 있는 동안, 상기 성능 표시자들의 최적화에 기초하여 상기 렌즈 어셈블리에 대해 상기 센서 어셈블리의 조정을 결정하는 수단을 포함하는, 광학 시스템을 정렬하기 위한 디바이스.
29. 실행될 경우, 프로세서로 하여금 렌즈 어셈블리 및 센서 어셈블리를 갖는 광학 시스템을 능동적으로 정렬하는 방법을 수행하게 하는 명령들을 포함하는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
    상기 광학 시스템을 능동적으로 정렬하는 방법은,
    적어도 이미지 센서를 갖는 상기 센서 어셈블리를 상기 렌즈 어셈블리의 초점면에 배치하는 단계;
    정렬 옵틱 및 렌즈 어셈블리를 통한 광을 상기 이미지 센서 상으로 지향하는 단계;
    상기 렌즈 어셈블리 및 정렬 옵틱을 통해 수신된 광으로부터 복수의 이미지들을 생성하는 단계로서, 상기 이미지들은 상기 정렬 옵틱을 통해 수신된 광에 기초하여 복수의 정렬 피처들을 가지며, 상기 정렬 피처들은 복수의 섹션들을 갖는, 상기 복수의 이미지들을 생성하는 단계;
    상기 복수의 섹션들 각각에 대응하는 적어도 하나의 성능 표시자를 측정하는 단계; 및
    상기 센서 어셈블리가 상기 렌즈 어셈블리에 부착되어 있는 동안, 상기 성능 표시자들의 최적화에 기초하여 상기 이미지 센서의 포지션을 조정하는 단계를 포함하는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
30. 제 29 항에 있어서,
    상기 광학 시스템을 능동적으로 정렬하는 방법은, 복수의 정렬 이미지들 각각이 상기 렌즈 어셈블리에 대한 상기 이미지 센서의 상이한 포지션에 대응하는 것을 더 포함하는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.

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