KR20180030297A - Characteristics measurement device of micro lens array and characteristics measurement method using the device - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치 및 그 장치를 이용한 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 광학 장치를 이용한 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치 및 그 장치를 이용한 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the characteristics of a microlens array and a method for measuring the characteristics of a microlens array using the device, and more particularly to a device for measuring a characteristic of a microlens array using an optical device and a characteristic of a microlens array using the device And a measurement method.
휴대용 기기, 설치용 기기, 증강 현실 기기 등에 적용되는 각종 표시 장치에서 빛을 집광시키고 빛의 이용 효율을 향상시키기 위해서 마이크로 렌즈 어레이(micro lens array)가 사용된다. 이러한 마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리(focal length), 이방성(anisotropy), 복굴절(birefringence), 굴절률(refractive index), 색수차(chromatic aberration), 곡률(curvature) 등의 특성은 렌즈의 성능을 정하는 중요한 요소이다. 마이크로 렌즈 어레이를 수십 마이크로 미터(㎛) 범위의 픽셀을 가지는 표시 장치에 사용하기 위해서는 이러한 특성들을 수십 마이크로 미터(㎛) 이하의 오차 범위 내에서 측정할 필요가 있다. 마이크로 미터(㎛) 단위의 오차 범위를 벗어나는 경우 작은 값으로도 표시 장치의 신뢰성에 큰 영향을 미치게 되므로, 마이크로 렌즈 특성의 측정 방법으로 높은 정확성이 요구된다.A micro lens array is used to collect light in various display devices applied to portable devices, installation devices, augmented reality devices, and the like, and to improve the utilization efficiency of light. Characteristics of the microlens array such as focal length, anisotropy, birefringence, refractive index, chromatic aberration, and curvature are important factors for determining the performance of the lens . In order to use a microlens array in a display device having pixels in the range of several tens of micrometers (占 퐉), it is necessary to measure these characteristics within an error range of several tens of micrometers (占 퐉) or less. When the error is out of the range of micrometer (占 퐉), even a small value greatly affects the reliability of the display device, and therefore high accuracy is required as a method of measuring the microlens characteristics.
실시예들은 마이크로 미터(㎛) 단위의 오차 범위 내에서 마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리를 측정하고, 이방성, 복굴절, 굴절률, 곡률, 색수차 등의 마이크로 렌즈 어레이의 특성을 같이 측정할 수 있는, 효율과 정확성이 향상된 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 장치 및 그 장치를 이용한 측정 방법 제공을 위한 것이다.Embodiments provide a method and apparatus for measuring the focal length of a microlens array within an error range of micrometer (占 퐉) and measuring the characteristics of an array of microlenses such as anisotropy, birefringence, refractive index, curvature, This improved microlens array characteristic measuring apparatus and a measuring method using the apparatus are provided.
본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치는 광축에 평행한 광선을 출력하는 광원, 타겟부, 비교 렌즈 및 제1 측정부를 순서대로 배치하는 단계; 광원으로부터 광선을 출력하는 단계; 상기 광선이 상기 타겟부와 상기 비교 렌즈를 차례로 통과하고 초점이 맺히는 제1 초점을 지나 상기 제1 측정부에 입사되어, 상기 제1 측정부에 상기 타겟부의 제1 이미지가 투영되는 단계; 상기 제1 측정부에서 상기 제1 이미지의 크기를 측정하는 단계; 상기 비교 렌즈 및 상기 제1 측정부 사이에 제1 마이크로 렌즈 어레이를 고정하여 배치하는 단계; 광원으로부터 다시 상기 광선을 출력하는 단계; 상기 광선이 상기 타겟부와 상기 비교 렌즈 및 상기 제1 마이크로 렌즈 어레이를 차례로 통과하고 초점이 맺히는 제2 초점을 지나 상기 제1 측정부에 입사되어, 상기 제1 측정부에 상기 타겟부의 제2 이미지가 투영되는 단계; 상기 제1 측정부에서 상기 제2 이미지의 크기를 측정하는 단계; 상기 비교 렌즈의 상기 제1 초점이 맺히는 제1 초점 거리와 상기 제1 이미지의 크기 및 상기 제2 이미지의 크기를 이용하여, 상기 제1 초점에서 상기 제2 초점으로 이동한 거리를 구하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a characteristic of a microlens array, comprising: sequentially arranging a light source, a target portion, a comparative lens, and a first measurement portion for outputting light rays parallel to an optical axis; Outputting a light beam from a light source; The light beam passing through the target portion and the comparison lens in order and passing through a first focal point to be incident on the first measurement portion and projecting a first image of the target portion onto the first measurement portion; Measuring a size of the first image in the first measurement unit; Fixing and arranging a first microlens array between the comparison lens and the first measurement unit; Outputting the light beam again from a light source; The light beam passes through the target portion, the comparison lens, and the first microlens array in order, passes through a second focal point, and is incident on the first measurement portion, Is projected; Measuring a size of the second image in the first measurement unit; Obtaining a distance traveled from the first focus to the second focus using a first focal distance of the first focus of the comparison lens, a size of the first image, and a size of the second image do.
본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치는 광축에 평행한 광선을 출력하는 광원; 상기 광선이 입사되는 타겟부; 상기 타겟부를 통과한 상기 광선이 입사되는 비교 렌즈; 상기 비교 렌즈를 통과한 상기 광선이 입사되는 제1 마이크로 렌즈 어레이; 및 상기 제1 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 상기 광선을 측정하는 제1 측정부를 포함하며, 상기 비교 렌즈 및 상기 제1 측정부는 고정되어 있고, 상기 제1 마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리를 측정하는 동안에 상기 제1 마이크로 렌즈 어레이는 이동하지 않으며, 상기 제1 측정부는 상기 타겟부가 투영된 이미지의 크기를 측정한다.An apparatus for measuring a characteristic of a microlens array according to an embodiment of the present invention includes: a light source for outputting a light beam parallel to an optical axis; A target portion on which the light beam is incident; A comparative lens through which the light beam having passed through the target portion is incident; A first microlens array through which the light beam having passed through the comparison lens is incident; And a first measurement unit for measuring the light beam passing through the first microlens array, wherein the comparison lens and the first measurement unit are fixed, and while the focal length of the first microlens array is measured, 1 microlens array does not move, and the first measuring unit measures the size of the projected image of the target portion.
실시예들에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리를 마이크로 미터(㎛) 단위의 오차 범위 내에서 측정할 수 있고, 초점 거리와 함께 이방성, 복굴절, 굴절률, 곡률, 색수차 등의 마이크로 렌즈 어레이의 특성을 측정할 수 있어, 향상된 정확성과 효율성으로 마이크로 렌즈 어레이 특성을 측정할 수 있다. 또한, 이러한 마이크로 렌즈 어레이가 적용되는 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiments, the focal length of the microlens array can be measured within an error range in the unit of micrometers (占 퐉), and the characteristics of the microlens array such as anisotropy, birefringence, refractive index, curvature, Can be measured, and microlens array characteristics can be measured with improved accuracy and efficiency. Further, the reliability of the display device to which such a microlens array is applied can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치 및 이를 이용하여 마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리를 측정하는 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치를 이용하여 제1 측정부에 타겟부의 이미지를 측정한 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치를 이용하여 제2 측정부에 입사되는 광선을 측정한 실험 결과를 나타내는 도면 및 그래프이다.1 is a view schematically showing an apparatus for measuring a characteristic of a microlens array according to an embodiment of the present invention and a method for measuring a focal length of a microlens array using the apparatus.
2 is a view illustrating an experiment result of measuring an image of a target portion in a first measurement unit using an apparatus for measuring a characteristic of a microlens array according to an embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing an apparatus for measuring the characteristics of a microlens array according to an embodiment of the present invention.
4 is a view schematically showing an apparatus for measuring the characteristics of a microlens array according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the results of an experiment for measuring a light beam incident on a second measurement unit using an apparatus for measuring a characteristic of a microlens array according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the sizes and thicknesses of the respective components shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings. In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. In the drawings, for the convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Also, when a portion such as a layer, a film, an area, a plate, etc. is referred to as being "on" or "on" another portion, this includes not only the case where the other portion is "directly on" . Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle. Also, to be "on" or "on" the reference portion is located above or below the reference portion and does not necessarily mean "above" or "above" toward the opposite direction of gravity .
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Also, throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.Also, in the entire specification, when it is referred to as "planar ", it means that the object portion is viewed from above, and when it is called" sectional image, " this means that the object portion is viewed from the side.
이하, 도 1 및 도 2를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치 및 이를 이용한 마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리를 측정 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus for measuring the characteristics of a microlens array according to an embodiment of the present invention and a method for measuring a focal length of the microlens array using the apparatus will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치 및 이를 이용하여 마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리를 측정하는 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치를 이용하여 제1 측정부에 타겟부의 이미지를 측정한 실험 결과를 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing an apparatus for measuring a characteristic of a microlens array according to an embodiment of the present invention and a method for measuring a focal length of a microlens array using the apparatus. 2 is a view illustrating an experiment result of measuring an image of a target portion in a first measurement unit using an apparatus for measuring a characteristic of a microlens array according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치는 광원부(500), 타겟부(501), 비교 렌즈(502) 및 제1 측정부(504)를 포함한다. 특성 측정 대상물인 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)는 비교 렌즈(502)와 제1 측정부(504) 사이에 위치할 수 있다.The apparatus for measuring the characteristics of a microlens array according to an embodiment of the present invention includes a
광원부(500)는 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 장치의 광축(BA)에 평행한 광선을 출력하며, 타겟부(501)를 향해 광선을 출력하도록 위치한다. 광원부(500)는 점광원에서 나오는 발산광을 평행광으로 바꾸는 콜리메이터(collimater)를 포함할 수 있다. 광원부(500)에는 레이저(laser)가 사용될 수 있으며, 특정한 광원에 한정되지 않고 안정적인 출력을 낼 수 있는 다양한 종류의 광원이 사용될 수 있다.The
타겟부(501)는 비교 렌즈(502)와 광원부(500) 사이에 위치한다. 타겟부(501)는 측정 대상물인 제1 마이크로 렌즈 어레이(503) 직경의 5%이상 500%이하의 크기를 가질 수 있다. 타겟부(501)의 크기는 1 마이크로 미터(㎛) 이상 50 미리미터(mm) 이하일 수 있다. 타겟부(501)는 문자, 숫자, 기호 등의 기하학적 형상일 수 있다.The
비교 렌즈(502)는 초점 거리인 제1 초점 거리(FLr)를 알고 있는 렌즈로, 타겟부(501)와 제1 측정부(504) 사이에 위치한다. 비교 렌즈(502)에 입사된 광선은 굴절되어 비교 렌즈(502)로부터 제1 초점 거리(FLr)만큼 떨어진 곳에서 제1 초점(Fr)이 맺힌다.The
제1 마이크로 렌즈 어레이(503)는 특성을 측정하고자 하는 대상물로, 비교 렌즈(502)와 제1 측정부(504) 사이에 위치할 수 있다. 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)는 액정(liquid crystal)의 집광 특성을 전기적으로 조절 하는 액정 마이크로 렌즈 어레이일 수 있다. 비교 렌즈(502)와 제1 측정부(504)는 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)의 반경 50 마이크로 미터(㎛) 이상 500 나노 미터(nm) 이하의 거리에 위치할 수 있다.The
광원부(500)에서 출력된 광선은 최종적으로 제1 측정부(504)에 입사된다. 제1 측정부(504)는 입사된 광선의 특성을 측정한다. 제1 측정부(504)는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라일 수 있다.The light beam output from the
이하, 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치를 이용하여 마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리를 측정하는 방법을 설명한다. 광원부(500)에서 출력된 평행한 광선은 타겟부(501)을 지나, 비교 렌즈(502)에 입사한다. 먼저, 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)가 없는 경우, 광원부(500)로부터 타겟부(501)를 지나 비교 렌즈(502)에 입사된 광선은, 비교 렌즈(502)에 의해 굴절되어 비교 렌즈(502)로부터 제1 초점 거리(FLr)만큼 떨어진 곳에서 제1 초점(Fr)이 맺힌다. 제1 초점(Fr)이 맺힌 광선은 계속 진행하여 제1 측정부(504)입사되고, 타겟부(501)의 이미지는 제1 측정부(504)에 투영된다. 제1 측정부(504)는 비교 렌즈(502)만 투과하여 투영된 타겟부(501) 제1 이미지의 크기(Ir)를 측정한다. 도 2의 (A)는 타겟부(501)에 사용될 수 있는 형상의 일실시예를 나타낸다. 도 2의 (B)는, 광원부(500)로부터 출력된 광선이 도 2 (A)의 형상을 갖는 타겟부(501)를 지나 비교 렌즈(502)만 투과하여 제1 측정부(504)에 입사될 때, 제1 측정부(504)에 투영된 타겟부(501)의 이미지를 측정한 것이다. 도 2의 (B)를 보면, 제1 측정부(504)에서, 비교 렌즈(502)만 투과하여 투영된 타겟부(501) 제1 이미지의 크기(Ir)를 측정할 수 있는 것을 알 수 있다.Hereinafter, a method of measuring the focal length of the microlens array using a microlens array characteristic measuring apparatus will be described. The parallel rays output from the
다음으로 비교 렌즈(502)와 제1 측정부(504) 사이에 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)를 위치시킨다. 광원부(500)에서 출력되어 타겟부(501)을 지나, 비교 렌즈(502)에 입사되어 굴절된 광선은, 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)에 입사되어 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)에 의해 굴절되어 새로운 초점인 제2 초점(Fp)에 초점이 맺힌다. 제2 초점(Fp)이 맺힌 광선은 계속 진행하여 제1 측정부(504)입사되고, 제1 측정부(504)는 비교 렌즈(502)와 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)를 모두 투과하여 제1 측정부(504)에 투영된 타겟부(501) 제2 이미지의 크기(Ip)를 측정한다. 도 2의 (C)는, 광원부(500)로부터 출력된 광선이 도 2 (A)의 형상을 갖는 타겟부(501)를 지나, 비교 렌즈(502)와 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)를 차례로 투과하여 제1 측정부(504)에 입사될 때, 제1 측정부(504)에 투영된 타겟부(501)의 이미지를 측정한 것이다. 도 2의 (C)를 보면, 제1 측정부(504)에서, 비교 렌즈(502)와 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)를 차례로 투과하여 투영된 타겟부(501) 제2 이미지의 크기(Ip)를 측정할 수 있는 것을 알 수 있다.Next, the
이렇게 구한, 제1 이미지 크기(Ir)와 제2 이미지 크기(Ip)를 비교하여, 초점 거리가 제1 초점(Fr)에서 제2 초점(Fp)으로 이동한 거리(Δl)를 구할 수 있다.The distance? 1 obtained by moving the focal distance from the first focus Fr to the second focus Fp can be obtained by comparing the first image size Ir and the second image size Ip obtained as described above.
FLr: Δl = Ir: Ip 식(1)FLr:? 1 = Ir: Ip (1)
이동한 거리(Δl)를 구하는 데는 식(1)이 사용되며, Δl= (FLr* Ip)/ Ir에 알고 있는 비교 렌즈의 제1 초점 거리(FLr)를 대입하고, 제1 측정부(504)에서 측정한 제1 이미지 크기(Ir)와 제2 이미지 크기(Ip)를 대입하여, 이동한 거리(Δl)를 구한다. 복수의 마이크로 렌즈 어레이를 이와 같은 방법으로 측정하여, 각 마이크로 렌즈 어레이로부터 얻은 이동한 거리(Δl)를 서로 비교하여, 복수의 마이크로 렌즈 어레이 간의 초점 거리를 비교할 수 있다.(1) is used to obtain the moved distance? 1, and the first focal length FLr of the comparative lens, which is known by? L = (FLr * Ip) / Ir, (Ir) and the second image size (Ip), which are measured in the first image size (Ir). A plurality of microlens arrays can be measured in this manner and the focal distances between a plurality of microlens arrays can be compared by comparing the moved distances? 1 obtained from the respective microlens arrays with each other.
마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리는 1 미리 미터(mm)보다 작은 규모이며, 이러한 마이크로 렌즈 어레이의 초점을 특정 기준 초점에 맞추기 위해 마이크로 렌즈 어레이를 이동시키는 경우, 마이크로 렌즈 어레이를 이동시킬 수 있는 거리는 대략 1~3 미리 미터(mm) 정도에 불과하며, 마이크로 렌즈 어레이가 1~3 미리 미터(mm)이동하여 변화되는 초점 거리는 대략 500 마이크로 미터(㎛) 수준에 해당한다. 마이크로 렌즈 어레이가 적용되는 표시 장치는 수십 마이크로 미터(㎛) 수준의 픽셀을 가지며, 초점 거리를 수백 마이크로 미터(㎛) 수준으로 밖에 이동시키지 못해 가져오는 수백 마이크로 미터(㎛) 규모의 오차는 수십 마이크로 미터(㎛) 수준의 픽셀에 큰 영향을 미친다. 따라서 마이크로 렌즈 어레이를 이동시켜 특정 기준 초점에 정교하게 맞추는 것은 불가능하며, 마이크로 렌즈 어레이를 이동시켜 마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리를 측정하는 방식은 정확도가 매우 떨어진다. 반면, 본 발명은 측정하고자 하는 대상물인 마이크로 렌즈 어레이를 이동시키지 않고 고정시킨 채로 측정하며, 마이크로 미터(㎛) 수준의 초점 거리를 직접 측정하지 않고 타겟부가 투영되는 이미지 크기를 이용하여 구함으로써 향상된 정확도로 마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리를 측정할 수 있다.The focal length of the microlens array is less than 1 millimeter (mm), and when moving the microlens array to match the focus of the microlens array to a specific reference focus, (Mm), and the focal length of the microlens array shifted by 1 to 3 millimeters (mm) corresponds to a level of approximately 500 micrometers (占 퐉). The display device to which the microlens array is applied has pixels of a level of several tens of micrometers (m), and the error of a few hundred micrometers (m) scale which can not move the focal distance to only a few hundred micrometers (m) ([Mu] m) level of pixels. Therefore, it is impossible to move the microlens array precisely to a specific reference focus, and the method of moving the microlens array to measure the focal length of the microlens array is very inaccurate. On the other hand, according to the present invention, the microlens array, which is an object to be measured, is measured while being fixed without being moved, and by using the image size to be projected on the target portion without directly measuring the focal distance on the micrometer (탆) The focal length of the microlens array can be measured.
이하, 도 3을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치 및 이를 이용한 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 방법을 상세하게 설명한다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 부분의 설명은 생략한다.3, an apparatus for measuring a characteristic of a microlens array according to an exemplary embodiment of the present invention and a method for measuring characteristics of a microlens array using the apparatus will be described in detail. The description of the parts overlapping with the above-described embodiments will be omitted.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.3 is a view schematically showing an apparatus for measuring the characteristics of a microlens array according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치는 광원부(500), 광선 확장부(505), 제1 광선 스플리터(506), 타겟부(501), 비교 렌즈(502), 제1 측정부(504), 1/4 파장판(601), 회전 1/4 파장판(603) 및 제2 측정부(604)를 포함한다.The apparatus for measuring the characteristics of a microlens array according to an embodiment of the present invention includes a
특성 측정 대상물인 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)는 비교 렌즈(502)와 제1 측정부(504) 사이에 위치할 수 있고, 특성 측정 대상물인 제2 마이크로 렌즈 어레이(602)는 1/4 파장판(601)과 회전 1/4 파장판(603) 사이에 위치할 수 있다. 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)와 제2 마이크로 렌즈 어레이(602) 위치에는 같은 마이크로 렌즈 어레이가 배치될 수 있다. 구체적으로 초점 거리를 측정하고자 하는 마이크로 렌즈 어레이를 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)의 위치에 놓을 수 있으며, 이방성(anisotropy)을 측정하고자 하는 마이크로 렌즈 어레이를 제2 마이크로 렌즈 어레이(602)위치에 놓을 수 있다.The
광선 확장부(505)는 광원부(500)에서 출력되는 평행광을 확장 시키며, 실시예에 따라 생략이 가능하다.The light
제1 광선 스플리터(506)는 광선을 동일한 비율로 제1 광선(L1) 및 제2 광선(L2)로 분할하여 각각 다른 방향으로 진행시킨다. 동일한 비율로 분할된 제1 광선(L1)은 90도로 굴절되어 타겟부(501)로 입사할 수 있으며, 동일한 비율로 분할된 제2 광선(L2)은 직진하여 1/4 파장판(601)으로 입사될 수 있다. 제1 광선 스플리터(506)에 의해 90도로 굴절되어 타겟부(501)로 입사하는 제1 광선(L1)으로는 앞서 설명한 실시예와 같이 마이크로 렌즈 어레이의 초점거리를 구할 수 있다.The first
1/4 파장판(601)은 주축이 45도 기울어져 있으며, 입사되는 광선의 위상차를 π/2만큼 지연시키는 역할을 한다. 1/4 파장판(601)에 입사된 제2 광선(L2)은 위상차가 π/2만큼 지연되어, 제2 마이크로 렌즈 어레이(602)를 통과하고, 회전 1/4 파장판(603)에 입사된다.The 1/4
회전 1/4 파장판(603)은 주축이 45도 기울어져 있으며, 입사되는 제2 광선(L2)의 위상차를 π/2만큼 지연시키는 역할을 한다. 회전 1/4 파장판(603)은 360도로 회전이 가능하며, 회전 1/4 파장판(603)을 360도로 회전하면서 모든 각도에서 광선의 변화를 측정할 수 있다.The rotating
회전 1/4 파장판(603)을 통과한 제2 광선(L2)은 제2 측정부(604)에 입사된다. 제2 측정부(604)는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라 또는 포토 다이오드(Photodiode) 또는 오실로스코프(Oscilloscope)일 수 있다. CCD(Charge-Coupled Device) 카메라 또는 포토 다이오드(Photodiode)는 입사되는 광선의 선명도(intensity)를 측정하여 공간 분포를 측정하는 방법으로 입사된 광선의 특성을 측정할 수 있다. 오실로스코프(Oscilloscope)는 진동수(hertz)를 측정하여 입사된 광선의 특성을 측정할 수 있다.The second light beam L2 having passed through the 1/4
이하, 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치를 이용하여 마이크로 렌즈 어레이의 이방성을 측정하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of measuring the anisotropy of the microlens array using the microlens array characteristic measuring apparatus will be described.
광원부(500)에서 출력되어 제1 광선 스플리터(506)를 통해 분할된 제2 광선(L2)은 1/4 파장판(601)에 입사된다. 1/4 파장판(601)에 입사된 제2 광선(L2)은 위상차가 π/2만큼 지연되어, 제2 마이크로 렌즈 어레이(602)에 입사된다. 광원부(500)가 출력하는 광선이 원형 편광된 광선이라면, 1/4 파장판(601)을 통과한 광선은 위상차가 π/2만큼 지연되어 선형 편광된다. 위상차가 π/2만큼 지연된 제2 광선(L2)은 제2 마이크로 렌즈 어레이(602)를 통과하고, 회전 1/4 파장판(603)에 입사된다.The second light beam L2 output from the
회전 1/4 파장판(603)에 입사된 제2 광선(L2)은 다시 위상차가 π/2만큼지연된다. 광원부(500)가 출력하는 광선이 원형 편광된 광선이라면, 1/4 파장판(601)을 통과한 광선은 위상차가 π/2만큼 지연되어 선형 편광되고, 회전 1/4 파장판(603)을 통과하면서 다시 위상차가 π/2만큼 지연되어 원형 편광된다.The second light ray L2 incident on the rotating
제2 측정부(604)는 회전 1/4 파장판(603)을 투과하여 입사한 제2 광선(L2)을 측정하고, 1/4 파장판(601)을 통과하기 전의 제2 광선(L2)과 비교하여 제2 마이크로 렌즈 어레이(602)의 이방성을 측정한다. 1/4 파장판(601)과 회전 1/4 파장판(603) 사이에 제2 마이크로 렌즈 어레이(602)가 없다면, 제2 광선(L2)은 1/4 파장판(601)과 회전 1/4 파장판(603)을 통과하면서 위상차가 π/2만큼 지연되었다가 다시 위상차가 π/2만큼 지연되므로 회전 1/4 파장판(603)을 투과한 후에도 1/4 파장판(601)을 통과하기 전의 제2 광선(L2)과 동일하게 측정된다. 1/4 파장판(601)과 회전 1/4 파장판(603) 사이에 제2 마이크로 렌즈 어레이(602)를 위치시키면, 제2 마이크로 렌즈 어레이(602)가 이방성(anisotropy)을 갖는 경우 이를 투과할 때 제2 광선(L2)에 변화가 발생한다. 이러한 변화를 제2 측정부(604)에서 입사되는 제2 광선(L2)의 선명도(intensity)에 따른 공간 분포를 측정함으로써 제2 마이크로 렌즈 어레이(602)의 이방 특성을 측정할 수 있다. 또는 제2 측정부(604)는 입사되는 제2 광선(L2)의 진동수(hertz)를 측정하여 입사된 광선의 이방 특성을 측정할 수도 있다. 회전 1/4 파장판(603)을 360도 회전하면서 제2 측정부(604)는 입사되는 제2 광선(L2)을 측정할 수 있으며, 회전 1/4 파장판(603)을 360도 회전하면서 광선을 측정하는 경우 광선을 모든 각도에서 분석할 수 있다.The
이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치를 이용하면, 마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리와 이방 특성을 동시에 측정할 수 있다.As described above, the focal length and the anisotropy of the microlens array can be simultaneously measured by using the apparatus for measuring the characteristics of a microlens array according to an embodiment of the present invention.
이하, 도 4 및 도 5를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치 및 이를 이용한 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 방법을 상세하게 설명한다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 부분의 설명은 생략한다.4 and 5, an apparatus for measuring the characteristics of a microlens array according to an embodiment of the present invention and a method for measuring characteristics of a microlens array using the apparatus will be described in detail. The description of the parts overlapping with the above-described embodiments will be omitted.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치를 이용하여 제2 측정부에 입사되는 광선을 측정한 실험 결과를 나타내는 도면 및 그래프이다.4 is a view schematically showing an apparatus for measuring the characteristics of a microlens array according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a graph showing the results of an experiment for measuring a light beam incident on a second measurement unit using an apparatus for measuring a characteristic of a microlens array according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치는 광원부(500), 광선 확장부(505), 제1 광선 스플리터(506), 타겟부(501), 비교 렌즈(502), 제1 측정부(504), 제1 1/4 파장판(601), 제2 1/4 파장판(603), 제2 측정부(604), 반투과 거울(701), 반사 거울(702), 변조기(703) 및 제2 광선 스플리터(704)를 포함한다.The apparatus for measuring the characteristics of a microlens array according to an embodiment of the present invention includes a
특성 측정 대상물인 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)는 비교 렌즈(502)와 제1 측정부(504) 사이에 위치할 수 있고, 특성 측정 대상물인 제2 마이크로 렌즈 어레이(602)는 1/4 파장판(601)과 회전 1/4 파장판(603) 사이에 위치할 수 있다. 제1 마이크로 렌즈 어레이(503)와 제2 마이크로 렌즈 어레이(602) 위치에는 같은 마이크로 렌즈 어레이가 배치될 수 있다.The
제1 광선 스플리터(506)는 광선을 동일한 비율로 분할하여 진행시킨다. 동일한 비율로 분할된 제1 광선(L1)은 90도로 굴절되어 타겟부(501)로 입사할 수 있으며, 타겟부(501)로 입사되는 제1 광선(L1)을 이용하여 앞서 설명한 실시예와 같이 마이크로 렌즈 어레이의 초점거리를 구할 수 있다.The
동일한 비율로 분할되어 직진하는 제2 광선(L2)은, 반투과 거울(701)에서 약 50%가 투과되어 직진하는 제3 광선(L3)과, 50%가 반사되어 90도로 굴절되어 진행하는 제4 광선(L4)으로 분할될 수 있다. 반투과 거울(701)을 투과하여 직진하는 제3 광선(L3)은 1/4 파장판(601)으로 입사될 수 있고, 1/4 파장판(601)으로 입사되는 제3 광선(L3)을 이용하여 앞서 설명한 실시예와 같이 마이크로 렌즈 어레이의 이방 특성을 측정할 수 있다.The second light beam L2 divided by the same ratio and going straight ahead is reflected by the third light beam L3 which is transmitted through about 50% in the
반투과 거울(701)에서 반사되어 90도로 굴절되는 제4 광선(L4)은 반사 거울(702)에서 약 100% 반사되어 변조기(703)로 입사한다. 변조기(703)는 압력을 가했을 때 전위차가 발생되고 반대로 전압이 인가되면 물리적 변위가 생기는 물질인 압전(piezoelectric; PZT)소자를 사용할 수 있다. 압전 소자는 전계를 가해주면 공간 변조가 발생하여 압전 소자를 투과하는 제4 광선(L4)에 떨림을 발생시켜 제4 광선(L4)의 위상을 변조시킬 수 있다. 즉, 압전 소자에 인가하는 전계를 조절하여 압전 소자를 투과하는 제4 광선(L4)의 위상 변화를 조절할 수 있다.The fourth light beam L4 reflected by the
변조기(703)을 통과하여 진행하는 제4 광선(L4)은 1/4 파장판(601) 및 회전 1/4 파장판(603)을 통과하여 진행하는 제3 광선(L3)과 제2 광선 스플리터(704)에서 합쳐져서 제2 측정부(604)로 입사된다.The fourth light beam L4 traveling through the
이하, 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치를 이용하여 마이크로 렌즈 어레이의 굴절률(refractive index), 곡률(curvature) 및 색수차(chromatic aberration)를 측정하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of measuring refractive index, curvature and chromatic aberration of a microlens array using a microlens array characteristic measuring apparatus will be described.
먼저, 압전 소자에 인가하는 전계를 조절하여 압전 소자를 투과하는 제4 광선(L4)의 위상이 0만큼 변화되도록 설정한 뒤 제2 측정부(604)에 입사되는 광선을 측정하며, 압전 소자를 투과하는 제4 광선(L4)의 위상이 π/2만큼 변화되도록 설정한 뒤 제2 측정부(604)에 입사되는 광선을 측정하고, 마찬가지로 압전 소자를 투과하는 제4 광선(L4)의 위상이 각각 π, 3π/2만큼 변화되는 경우의 제2 측정부(604)에 입사되는 광선을 각각 측정한다. 즉, 압전 소자에 인가하는 전계를 조절하여 압전 소자를 투과하는 제4 광선(L4)의 위상이 0, π/2, π, 3π/2 만큼 변화되도록 설정하고, 각각의 경우에서 제2 측정부(604)에 입사되는 광선을 측정한다.First, the electric field applied to the piezoelectric element is adjusted so that the phase of the fourth light beam L4 passing through the piezoelectric element is changed by 0, and then the light beam incident on the
ψ(x, y)= tan-1[{I(x, y; 3π/2)- I(x, y; π/2)}/{(I(x, y; 0)-I(x, y; π)}] 식(2)ψ (x, y) = tan -1 [{I (x, y; 3π / 2) - I (x, y; π / 2)} / {(I (x, y; 0) -I (x, y;?)}] Equation (2)
식(2)에서 ψ(x, y)는 위상값을 나타내며, I(x, y; 3π/2)는 압전 소자를 투과하는 제4 광선(L4)의 위상이 3π/2만큼 변화되도록 설정한 뒤 제2 측정부(604)에 입사되는 광선을 측정한 값이고, I(x, y; π/2)는 압전 소자를 투과하는 제4 광선(L4)의 위상이 π/2만큼 변화되도록 설정한 뒤 제2 측정부(604)에 입사되는 광선을 측정한 값이다. 마찬가지로 I(x, y; 0)는 압전 소자를 투과하는 제4 광선(L4)의 위상이 0만큼 변화되도록 설정한 뒤 제2 측정부(604)에 입사되는 광선을 측정한 값이고, I(x, y; π)는 압전 소자를 투과하는 제4 광선(L4)의 위상이 π만큼 변화되도록 설정한 뒤 제2 측정부(604)에 입사되는 광선을 측정한 값이다. 즉, 압전 소자에 인가하는 전계를 조절하여 압전 소자를 투과하는 제4 광선(L4)의 위상이 φ만큼 변화되도록 설정하고, 각각의 경우에서 제2 측정부(604)에 입사되는 광선을 측정한 I(x, y; φ)값을 식(2)에 대입하면, 위상값 ψ(x, y)를 구할 수 있다.In the equation (2), ψ (x, y) represents a phase value and I (x, y; 3π / 2) is set so that the phase of the fourth light ray L4 transmitted through the piezoelectric element is changed by 3π / 2 Is a value obtained by measuring a ray of light incident on the
도 5의 (A)는 일예시로 압전 소자에 인가되는 전압을 3V로 설정하였을 때, 제2 측정부(604)에서 측정되는 광선의 공간 분포를 측정한 사진이며, 도 5의 (B)는 일예시로 압전 소자에 인가되는 전압을 4V로 설정하였을 때, 제2 측정부(604)에서 측정되는 광선의 공간 분포를 측정한 사진이다. 도 5의 (A), (B)와 같이 압전 소자에 인가되는 전압을 달리 설정하여 압전 소자를 투과하는 제4 광선(L4)의 위상이 φ만큼 변화할 때의 값인 I(x, y; φ)을 복수 개 구할 수 있으며, 복수의 I(x, y; φ)값을 식(2)에 대입하여 위상값 ψ(x, y)를 구할 수 있다. 위상값 ψ(x, y)를 그래프로 나타낸 것이 도 5의 (C)이며, x축은 위치를, y축은 위상값(ψ)를 나타낸다. 도 5 (C)의 그래프 x축의 위치는 도 5 (A) 및 도 5(B)의 j-j'선을 따라 진행하는 위치를 나타내며, 도 5 (C)의 그래프의 형상은 도 5 (A) 및 도 5(B)의 j-j'선을 따라 자른 단면 형상을 의미한다. 따라서 도 5 (C)의 그래프의 높이 d는 마이크로 렌즈 어레이의 각 렌즈의 높이(d)를 의미한다.5A is a photograph showing a spatial distribution of light rays measured by the
δ= 2π*n*d/λ 식(3)? = 2? * n * d /? (3)
식(3)에서 δ는 식(2)의 ψ와 같은 위상값을 나타내며, d는 마이크로 렌즈 어레이의 각 렌즈의 높이(d)를 의미라고, n은 마이크로 렌즈 어레이의 굴절률(n)을 의미하며, λ는 광원부(500)에서 출력되는 광원의 파장(λ)을 의미한다. 따라서, n= (δ* λ)/(2π*d)에 제2 측정부(604)를 통해 구한 위상값(δ)과, 도 5 (C)그래프를 통해 얻은 마이크로 렌즈 어레이의 각 렌즈의 높이(d)값과, 광원부(500)에서 출력되는 광원의 파장(λ)값을 대입하여, 마이크로 렌즈 어레이의 굴절률(n)을 구할 수 있다. 도 5의 (D)는 이러한 방식으로 구한 마이크로 렌즈 어레이의 굴절률(n)을 그래프로 나타낸 것이다.In Equation (3), 隆 represents a phase value as ψ in Equation (2), d represents height (d) of each lens of the microlens array, and n represents a refractive index (n) of the microlens array denotes a wavelength (?) of a light source output from the
또한, 마이크로 렌즈 어레이의 굴절률(n)과 도 5 (C)그래프를 통해 얻은 마이크로 렌즈 어레이의 각 렌즈의 높이(d)의 곱하여 마이크로 렌즈 어레이의 곡률(curvature)값(nd)를 구할 수 있다.Further, the curvature value (nd) of the microlens array can be obtained by multiplying the refractive index (n) of the microlens array by the height (d) of each lens of the microlens array obtained through the graph of FIG. 5 (C).
나아가, 광원부(500)에서 적색, 녹색, 청색 등 색상을 갖는 광원을 사용하는 경우, 각 색상에 따른 파장대 별로 굴절률(n)을 각각 측정하여, 파장대에 따른 굴절률의 차이에 의해 생기는 색수차(chromatic aberration)를 측정할 수 있다.Further, when a light source having a color such as red, green, and blue is used in the
이상에서 마이크로 렌즈 어레이의 굴절률 및 곡률을 측정하는 방법을 일실시예에 따라 설명하였으나, 마이크로 렌즈 어레이의 굴절률 및 곡률을 측정하는 방법은 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 압전 소자를 투과하는 광선의 위상이 0, π /2, π, 3π/2 만큼 변화하도록 압전 소자를 설정하는 외에 다른 위상만큼 변화하도록 설정하여도 무방하다. 또한, 마이크로 렌즈 어레이 뿐만 아니라 필름(film)형태의 대상물의 특성을 측정하는 것도 가능하다.Although the method of measuring the refractive index and the curvature of the microlens array has been described with reference to the embodiment, the method of measuring the refractive index and the curvature of the microlens array is not limited thereto. For example, It is also possible to set the piezoelectric element to be changed by another phase other than setting the piezoelectric element so that the phase changes by 0,? / 2,?, 3? / 2. It is also possible to measure not only the microlens array but also the properties of a film-like object.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 특성 측정 장치를 이용하면, 마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리, 이방 특성, 굴절률, 곡률 및 색수차 등을 동시에 측정할 수 있다.As described above, the focal length, the anisotropy, the refractive index, the curvature, and the chromatic aberration of the microlens array can be simultaneously measured using the microlens array characteristic measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
500: 광원
501: 타겟부
502: 비교 렌즈
503: 제1 마이크로 렌즈 어레이
504: 제1 측정부
505: 광선 확장부
506: 제1 광선 스플리터
601: 1/4 파장찬
602: 제2 마이크로 렌즈 어레이
603: 회전 1/4 파장판
604: 제2 측정부
701: 반투과 거울
702: 반사 거울
703: 변조기
704: 제2 광선 스플리터500: light source 501:
502: Comparison lens 503: First microlens array
504: first measuring unit 505:
506: First light splitter 601: 1/4 wavelength cold
602: second microlens array 603: rotating quarter wave plate
604: Second measuring unit 701: Semitransparent mirror
702: Reflecting mirror 703: Modulator
704: Second beam splitter
Claims (17)
광원으로부터 광선을 출력하는 단계;
상기 광선이 상기 타겟부와 상기 비교 렌즈를 차례로 통과하고 초점이 맺히는 제1 초점을 지나 상기 제1 측정부에 입사되어, 상기 제1 측정부에 상기 타겟부의 제1 이미지가 투영되는 단계;
상기 제1 측정부에서 상기 제1 이미지의 크기를 측정하는 단계;
상기 비교 렌즈 및 상기 제1 측정부 사이에 제1 마이크로 렌즈 어레이를 고정하여 배치하는 단계;
광원으로부터 다시 상기 광선을 출력하는 단계;
상기 광선이 상기 타겟부와 상기 비교 렌즈 및 상기 제1 마이크로 렌즈 어레이를 차례로 통과하고 초점이 맺히는 제2 초점을 지나 상기 제1 측정부에 입사되어, 상기 제1 측정부에 상기 타겟부의 제2 이미지가 투영되는 단계;
상기 제1 측정부에서 상기 제2 이미지의 크기를 측정하는 단계;
상기 비교 렌즈의 상기 제1 초점이 맺히는 제1 초점 거리와 상기 제1 이미지의 크기 및 상기 제2 이미지의 크기를 이용하여, 상기 제1 초점에서 상기 제2 초점으로 이동한 거리를 구하는 단계를 포함하는
마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 방법.A light source for outputting a light beam parallel to the optical axis, a target portion, a comparison lens, and a first measurement portion in this order;
Outputting a light beam from a light source;
The light beam passing through the target portion and the comparison lens in order and passing through a first focal point to be incident on the first measurement portion and projecting a first image of the target portion onto the first measurement portion;
Measuring a size of the first image in the first measurement unit;
Fixing and arranging a first microlens array between the comparison lens and the first measurement unit;
Outputting the light beam again from a light source;
The light beam passes through the target portion, the comparison lens, and the first microlens array in order, passes through a second focal point, and is incident on the first measurement portion, Is projected;
Measuring a size of the second image in the first measurement unit;
Obtaining a distance traveled from the first focus to the second focus using a first focal distance of the first focus of the comparison lens, a size of the first image, and a size of the second image doing
Method of measuring microlens array characteristics.
상기 제1 초점에서 상기 제2 초점으로 이동한 거리(Δl)를 구하는 단계는,
상기 비교 렌즈의 상기 제1 초점이 맺히는 제1 초점 거리(FLr)와 상기 제1 이미지의 크기(Ir) 및 상기 제2 이미지의 크기(Ip)를,
FLr: Δl = Ir: Ip 식(1)
상기 식(1)에 대입하여 구하는 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 방법.The method of claim 1,
Wherein the step of obtaining a distance (? 1) from the first focus to the second focus includes:
Wherein the first focal length (FLr), the first image size (Ir), and the second image size (Ip)
FLr:? 1 = Ir: Ip (1)
(1). ≪ / RTI >
상기 광선을 서로 다른 방향으로 진행하는 제1 광선과 제2 광선으로 분할하며, 상기 제1 광선이 상기 타겟부에 입사하도록, 상기 광원과 상기 타겟부 사이에 제1 광선 스플리터를 위치시키는 단계;
상기 제2 광선이 진행하는 경로에 상기 제2 광선의 위상차를 π/2만큼 지연시키는 1/4 파장판을 배치하는 단계;
상기 1/4 파장판을 통과한 상기 제2 광선이 입사되는 제2 마이크로 렌즈 어레이를 배치하는 단계;
상기 제2 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 상기 제2 광선이 입사되는 회전 1/4 파장판을 배치하는 단계;
상기 회전 1/4 파장판을 통과하여 입사되는 상기 제2 광선을 측정하는 제2 측정부를 배치하는 단계 및
상기 제2 측정부에서 측정한 값과 상기 1/4 파장판을 통과하기 전의 상기 제2 광선을 비교하여 이방성을 측정하는 단계를 더 포함하는 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 방법.The method of claim 1,
Positioning the first beam splitter between the light source and the target portion such that the beam splits into a first beam and a second beam traveling in different directions and the first beam is incident on the target portion;
Arranging a quarter wave plate for retarding the phase difference of the second light beam by? / 2 in the path of the second light beam;
Disposing a second microlens array on which the second light beam having passed through the 1/4 wave plate is incident;
Disposing a rotating quarter wave plate on which the second light beam having passed through the second microlens array is incident;
Disposing a second measuring unit for measuring the second light beam incident through the rotating quarter wave plate and
And measuring anisotropy by comparing the value measured by the second measuring unit with the second light ray before passing through the 1/4 wavelength plate.
상기 제2 측정부에서 상기 제2 광선을 측정할 때, 상기 회전 1/4 파장판은 360도 회전하면서 측정하는 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 방법.4. The method of claim 3,
And when the second light beam is measured by the second measuring unit, the rotating quarter wave plate measures while rotating 360 degrees.
상기 제2 광선을 직진하는 제3 광선과 반사되는 제4 광선으로 분할하며, 상기 제3 광선이 상기 1/4 파장판에 입사하도록, 상기 제1 광선 스플리터와 상기 1/4 파장판 사이에 반투과 거울을 배치하는 단계;
상기 반투과 거울로부터 반사된 상기 제4 광선이 입사하도록 변조기를 배치하는 단계;
상기 제3 광선 및 상기 제4 광선을 합쳐 상기 제2 측정부에 입사하도록 제2 광선 스플리터를 배치하는 단계;
상기 변조기에 전계를 인가하여 상기 제4 광선의 위상을 변화시키는 단계; 및
상기 제2 측정부에서 입사하는 광선을 측정하는 단계를 더 포함하는 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 방법.4. The method of claim 3,
The first light beam splitting unit splits the second light beam into a third light beam and a fourth light beam reflected by the first light beam splitter, Disposing a transmission mirror;
Disposing a modulator such that the fourth light beam reflected from the transflective mirror is incident;
Disposing a second light beam splitter to combine the third light beam and the fourth light beam into the second measurement unit;
Changing the phase of the fourth light beam by applying an electric field to the modulator; And
And measuring a light beam incident on the second measurement unit.
상기 변조기에 전계를 인가하여 상기 제4 광선의 위상을 변화시키는 단계 및 상기 제2 측정부에서 입사하는 광선을 측정하는 단계를,
상기 변조기에 인가하는 상기 전계를 변화시키면서 복수번 반복하여 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이의 굴절률을 측정하는 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 방법.The method of claim 5,
Changing the phase of the fourth light beam by applying an electric field to the modulator, and measuring the light beam incident on the second measurement unit,
Wherein the refractive index of the second microlens array is measured repeatedly a plurality of times while changing the electric field applied to the modulator.
상기 변조기는 압전(piezoelectric) 소자를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 방법.The method of claim 6,
Wherein the modulator comprises a piezoelectric element.
상기 광원의 색상을 변경하여, 상기 색상 별로 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이의 상기 굴절률을 각각 측정하는 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 방법.The method of claim 6,
And changing the hue of the light source to measure the refractive index of the second microlens array for each hue.
상기 제2 마이크로 렌즈 어레이의 굴절률을 측정하는 단계는,
상기 변조기에 인가되는 상기 전계를 변화시켜 상기 제4 광선의 위상을 φ1, φ2, φ3, φ4로 변화시키면서 상기 제2 측정부에서 측정한 값 I(x, y; φ1), I(x, y; φ2), I(x, y; φ3), I(x, y; φ4)를,
ψ(x, y)= tan-1[{I(x, y; φ1)- I(x, y; φ2)}/{(I(x, y; φ3)-I(x, y; φ4)}] 식(2)
상기 식(2)에 대입하여 위상값(ψ)을 구하고,
상기 위상값(ψ)를 그래프로 나타내어 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이의 각 렌즈의 높이(d)를 구하여,
δ= 2π*n*d/λ 식(3)
상기 식(3)의 δ에 위상값(ψ)을 대입하고, d에 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이의 각 렌즈의 높이(d)를 대입하고, λ에 상기 제2 광선의 파장(λ)을 대입하여 굴절률(n)을 구하는 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 방법.The method of claim 6,
Wherein the step of measuring the refractive index of the second microlens array comprises:
(X, y,? 1), I (x, y) measured by the second measuring unit while changing the phase of the fourth light beam by changing the electric field applied to the modulator to? 1,? 2,? 3, (x, y;? 3) and I (x, y;? 4)
ψ (x, y) = tan -1 [{I (x, y; φ1) - I (x, y; φ2)} / {(I (x, y; φ3) -I (x, y; φ4) }] (2)
(2) to obtain a phase value (?),
The height (d) of each lens of the second microlens array is obtained by expressing the phase value (?) In a graph,
? = 2? * n * d /? (3)
(D) of each lens of the second microlens array is substituted for d in the equation (3), and the wavelength (?) Of the second light beam is assigned to? To obtain a refractive index (n).
상기 굴절률(n)에 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이의 각 렌즈의 높이(d)를 곱하여 상기 제2 마이크로 렌즈 어레이의 곡률을 구하는 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 방법.The method of claim 9,
Wherein the refractive index (n) is multiplied by a height (d) of each lens of the second microlens array to obtain a curvature of the second microlens array.
상기 제2 측정부는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라 또는 포토 다이오드(Photodiode) 또는 오실로스코프(Oscilloscope)인 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the second measuring unit is a CCD (Charge-Coupled Device) camera or a photodiode or an oscilloscope.
상기 광선이 입사되는 타겟부;
상기 타겟부를 통과한 상기 광선이 입사되는 비교 렌즈;
상기 비교 렌즈를 통과한 상기 광선이 입사되는 제1 마이크로 렌즈 어레이; 및
상기 제1 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 상기 광선을 측정하는 제1 측정부를 포함하며,
상기 비교 렌즈 및 상기 제1 측정부는 고정되어 있고,
상기 제1 마이크로 렌즈 어레이의 초점 거리를 측정하는 동안에 상기 제1 마이크로 렌즈 어레이는 이동하지 않으며,
상기 제1 측정부는 상기 타겟부가 투영된 이미지의 크기를 측정하는
마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 장치.A light source for outputting a light beam parallel to the optical axis;
A target portion on which the light beam is incident;
A comparative lens through which the light beam having passed through the target portion is incident;
A first microlens array through which the light beam having passed through the comparison lens is incident; And
And a first measurement unit for measuring the light beam that has passed through the first microlens array,
Wherein the comparison lens and the first measuring unit are fixed,
The first microlens array does not move while measuring the focal length of the first microlens array,
The first measuring unit measures the size of the projected image of the target portion
Microlens array characteristic measuring device.
상기 광원과 상기 타겟부 사이에 위치하며, 상기 광선을 서로 다른 방향으로 진행하는 제1 광선과 제2 광선으로 분할하는 제1 광선 스플리터;
상기 제2 광선이 진행하는 경로에 위치하며, 상기 제2 광선의 위상차를 π/2만큼 지연시키는 1/4 파장판;
상기 1/4 파장판을 통과한 상기 제2 광선이 입사되는 제2 마이크로 렌즈 어레이; 및
상기 제2 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 상기 제2 광선이 입사되는 회전 1/4 파장판을 더 포함하며,
상기 타겟부, 상기 비교 렌즈 및 상기 제1 측정부는 상기 제1 광선이 진행하는 경로에 위치하는
마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 장치.The method of claim 12,
A first light beam splitter positioned between the light source and the target portion and dividing the light beam into a first light beam and a second light beam traveling in different directions;
A quarter wave plate located in a path along which the second light ray travels and delaying the phase difference of the second light ray by? / 2;
A second microlens array through which the second light beam having passed through the 1/4 wave plate is incident; And
And a rotating quarter wave plate through which the second light beam having passed through the second microlens array is incident,
Wherein the target portion, the comparison lens, and the first measurement portion are located on a path along which the first light beam travels
Microlens array characteristic measuring device.
상기 제2 마이크로 렌즈 어레이의 이방성을 측정하는 동안에 상기 회전 1/4 파장판은 360도 회전하는 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 장치.The method of claim 13,
Wherein the rotating quarter wave plate rotates 360 degrees while measuring anisotropy of the second microlens array.
상기 제1 광선 스플리터와 상기 1/4 파장판 사이에 위치하며, 상기 제2 광선을 직진하는 제3 광선과 반사되는 제4 광선으로 분할하는 반투과 거울; 및
상기 제4 광선이 입사하는 변조기
를 더 포함하며,
상기 1/4 파장판 및 상기 회전 1/4 파장판은 상기 제3 광선이 진행하는 경로에 위치하는
마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 장치.The method of claim 13,
A transflective mirror positioned between the first light beam splitter and the quarter wave plate and dividing the second light beam into a third light beam and a fourth reflected light beam; And
And a modulator
Further comprising:
Wherein the quarter wave plate and the rotating quarter wave plate are disposed in a path along which the third light ray travels
Microlens array characteristic measuring device.
상기 변조기는 인가되는 전계를 조절하여 투과하는 광선의 위상을 변화시킬 수 있는 압전(piezoelectric) 소자를 포함하는 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 장치.16. The method of claim 15,
Wherein the modulator includes a piezoelectric element that can change a phase of a transmitted light by adjusting an applied electric field.
상기 제3 광선 및 상기 제4 광선을 합쳐주는 제2 광선 스플리터; 및
상기 제2 광선 스플리터에서 합쳐진 광선이 입사되는 제2 측정부
를 더 포함하는 마이크로 렌즈 어레이 특성 측정 장치.17. The method of claim 16,
A second light splitter for combining the third light beam and the fourth light beam; And
And a second measurement unit for receiving the combined light beams from the second light beam splitter,
Further comprising a micro lens array.
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