KR100237916B1 - Interference figure optical system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 간섭상 광학계에 관한 것으로, 특히 전,후 및 상,하단부가 상호 직선으로 교차되게 각각 관통되고, 그 내측면에 나선부가 각각 형성되며 내부 중심에 빔 스플리터가 수용된 중간체와, 상기 중간체의 상단부에 하부가 연결되고 내부에 광원체가 수납되어 삽지 고정되게 형성된 광원홀더와, 상기 중간체의 하단부에 상부가 연결되고 내부에 반사판이 상단에 부착된 작동구가 다수의 조정나사에 의해 탄력 조절되게 형성된 기준면 조절체로 구성되며, 상기 빔 스플리터와 중간체의 후방에 배치되는 시료 표면과 상기 반사판 사이의 거리가 서로 일치되게 조정함에 의해 빔 스플리터의 전방에 연결되는 CCD카메라에 간섭상을 얻는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an interferometric optical system, and in particular, an intermediate body through which the front, rear and upper and lower ends cross each other in a straight line, the spiral part is formed on the inner side thereof, and a beam splitter is accommodated in the inner center. A light source holder having a lower end connected to the upper end and receiving and fixing the light source body therein, and an operation tool having an upper end connected to the lower end of the intermediate body and having a reflector attached to the upper end thereof are elastically adjusted by a plurality of adjustment screws. It is composed of a reference plane adjuster, by adjusting the distance between the sample surface disposed behind the beam splitter and the intermediate and the reflecting plate to match each other is characterized in that to obtain an interference image to the CCD camera connected to the front of the beam splitter.
상기와 같이 본 발명에 따르면 전체적으로 단순한 형상의 구조로 이루어져 있고 기준면 반사판의 설정각도 및 거리 조정이 중심점의 이동 없이 동일한 평면에 배치된 3점 조정나사의 조절에 의해 이루어질 수 있어, 기준면 조절체의 조정이 정확하고 신속하게 이루어질 수 있으며, 또한 광원에서 발산되는 광빔이 상기 단파장필터를 통과하여 조사되므로 간섭상의 심도가 깊어지게 되며, 그 결과 초점을 손쉽게 편리하게 조정하여 단시간 내에 간섭상을 이용한 평탄도 검사가 용이하게 이루어지는 효과를 나타낸다.According to the present invention as described above, the structure of a simple shape as a whole and the setting angle and distance adjustment of the reference plane reflector can be made by adjusting the three-point adjustment screw arranged in the same plane without moving the center point, the adjustment of the reference plane adjuster This can be done quickly and accurately, and the light beam emitted from the light source is irradiated through the short wavelength filter to deepen the depth of interference. As a result, the depth of interference can be easily and conveniently adjusted to focus the flatness using the interference image within a short time. The effect is easily achieved.
Description
본 발명은 간섭상 광학계에 관한 것으로, 특히 단순한 구조로 기준면의 각도 및 거리 조정이 간단하고 쉽게 이루어질 수 있으며 전체적으로 고정밀도의 간섭상을 생성할 수 있는 간섭상 광학계에 관한 것이다.The present invention relates to an interferometric optical system, and more particularly, to an interferometric optical system that can be easily and easily adjusted in angle and distance of a reference plane with a simple structure and can generate a high-precision interferometric image as a whole.
일반적으로 광로를 변경시키기 위한 광학 부품에는 전반사 거울과 굴절 프리즘이 사용되고, 입사한 상을 직선 방향과 직각 방향으로 분할하고자 할 경우에는 빔 스플리터가 사용되며, 정립 상태의 확대된 상을 얻기 위하여는 각종 대물렌즈, 접안렌즈, 도립렌즈 등이 조합되어 사용되고 있다.In general, a total reflection mirror and a refraction prism are used for optical parts for changing an optical path, and a beam splitter is used to divide an incident image in a direction perpendicular to a straight line. In order to obtain an enlarged image of a standing state, Objective lenses, eyepieces, inverted lenses, and the like are used in combination.
상기한 바와 같은 직각 굴절 프리즘과 빔 스플리터를 이용하여 대상 물체의 표면 상태를 검사하는 데 필요한 간섭상을 생성할 수 있는 종래의 간섭상 광학계를 제1도 및 제2도를 참고하여 간단히 살펴보면 다음과 같다.A conventional interferometric optical system that can generate an interferometric image for inspecting the surface state of an object using a rectangular refractive prism and a beam splitter as described above will be briefly described with reference to FIGS. 1 and 2. same.
종래의 간섭상 광학계는 본체(4)의 일측에 직각의 광로(1a)상에 굴절 프리즘(1b)이 형성되고 일측단에 광원수용홀(1c)이 형성되며 타측단에 빔 스플리터(1d)가 구비되어 있다.In the conventional interference image optical system, a refractive prism 1b is formed on an optical path 1a perpendicular to one side of the main body 4, a light source receiving hole 1c is formed at one end, and a beam splitter 1d is formed at the other end. It is provided.
상기 빔 스플리터(1d)의 반대쪽에는 일측단이 탄성브래킷(2a)에 연결 고정되고 선단부에 관통된 안내구멍(2b)이 형성되며 후단부에 코일스프링(2c)이 내장된 로드가이드홀(2d)이 형성된 조절지지체(2)가 위치해 있다.On the opposite side of the beam splitter 1d, a guide hole 2b having one end connected to and fixed to the elastic bracket 2a and penetrating the front end is formed, and a rod guide hole 2d having a coil spring 2c embedded at the rear end thereof. The formed adjustment support (2) is located.
또한 일측단에 기준면 반사체(3a)가 내설되고 타측단이 중간연결부(3b)의 선단부에 연결 고정되어 상기 조절지지체(2)의 안내구멍(2b)을 따라 슬라이드 작동되게 이동로드(3c)가 형성되며, 상기 중간연결부(3b)의 후단부에 일정길이 돌출 연장되어 상기 로드가이드홀(2d) 내에 삽입되게 탄성전달로드(3d)가 형성된 이동조절체(3)가 구비되어 있으며, 본체(4)는 상기 조절지지체(2)가 이동조절체(3)에 의해 전/후, 상/하 방향 및 좌/우방향으로 슬라이딩 조절 작동될 수 있게 형성되고 후면에 원통형으로 관통된 연결부(4a)가 돌출 형성되어 있다.In addition, the reference surface reflector (3a) is built in one side and the other end is fixed to the front end of the intermediate connecting portion (3b), the movable rod (3c) is formed to slide along the guide hole (2b) of the adjustment support (2) The rear end of the intermediate connecting portion (3b) is protruded by a predetermined length is provided with a movement adjusting body (3) formed with an elastic transfer rod (3d) to be inserted into the rod guide hole (2d), the main body (4) The control support (2) is formed so that the sliding adjustment operation in the front / rear, up / down direction and left / right direction by the moving control member 3 and the cylindrically penetrating connection (4a) protrudes on the back Formed.
여기서 광빔은 굴절 프리즘(1b)을 통과하면서 90°의 광로 변경이 이루어 진후 빔 스플리터(1d)에 입사하게 된다.The light beam enters the beam splitter 1d after the optical path is changed by 90 ° while passing through the refractive prism 1b.
또한 빔 스플리터(1d)는 2개의 프리즘 접촉면에 반투과 코팅막을 형성하여 조합시켜 구성되며, 이 경우에는 수직으로 입사한 입사광의 일부는 직진하며 나머지는 코팅막에서 반사되어 입사 방향과 직각 방향으로 굴절 반사되어 시료 표면(X)에 조사된다.In addition, the beam splitter 1d is formed by forming a semi-transmissive coating film on two contact surfaces of the prism, and in this case, a part of the incident light incident vertically goes straight, while the other part is reflected from the coating film and refracted in the direction perpendicular to the incident direction. And the sample surface X is irradiated.
그후 시료 표면(X)에서 반사된 영상은 빔 스플리터(1d)를 통과하여 연결부(4a)에 결합된 CCD카메라에 포착되어 촬영된다.Then, the image reflected from the sample surface X is captured by the CCD camera coupled to the connecting portion 4a through the beam splitter 1d and photographed.
또한 상기 빔 스플리터(1d)를 가로방향으로 직진하여 통과한 광빔은 기준면 반사체(3a)에서 반사된후 기준면 상은 빔 스플리터(1d)에서 90°광로변경이 이루어져서 상기 시료 표면(X)로부터 반사되는 상과 혼합된 간섭상이 CCD카메라에 포착된다.In addition, the light beam passing straight through the beam splitter 1d in the horizontal direction is reflected by the reference plane reflector 3a, and then on the reference plane is a 90 ° optical path change in the beam splitter 1d, which is reflected from the sample surface X. And the interfering image mixed with are captured by the CCD camera.
한편 본체(4)는 내부에 일단이 개구된 수용공간(4b)이 형성되고 일측에 상기 이동조절체(3)를 좌/우 슬라이딩 작동되게 회동되어 전/후진되도록 제1조절구(4A)가 형성되고 상기 조절지지체(2)를 상/하방향으로 조절되도록 일측 상부면에 회동되게 제2조절구(4B)가 형성되며 상기 조절지지체(2)의 일측단이 전/후방향으로 각도 조절되도록 일측 후면에 회동되게 제3조절구(4C)가 형성되어 있다.On the other hand, the main body 4 has a receiving space 4b having one end opened therein, and the first adjusting mechanism 4A is rotated to move the moving control body 3 to the left / right side so as to move forward and backward. The second support 4B is formed to be rotated on the upper surface of one side to be formed and to adjust the control support 2 in the up / down direction, so that one end of the control support 2 is angled in the front / rear direction The third control mechanism (4C) is formed to be rotated on one side of the rear.
상기한 간섭상 광학계는 간섭상을 얻기위하여 기준면 반사체(3a)와 빔 스플리터(1d) 사이의 거리(ℓ1)와 빔 스플리터(1d)와 시료 표면(X) 사이의 거리(ℓ2)가 동일하게 설정되고 기준면 반사체(3a)가 광축에 직각으로 위치되도록 이동조절체(3)를 조정하고 있다.Equal to the distance (ℓ 2) between the interference image optical system is the distance between the plane reflector (3a) and the beam splitter (1d) in order to obtain an interference image (ℓ 1) and the beam splitter (1d) and the sample surface (X) The moving regulator 3 is adjusted so that the reference plane reflector 3a is positioned perpendicular to the optical axis.
그러나, 이러한 종래 간섭상 광학계는 다수개의 부품등이 상호 조립되어 이루어져 전체적인 구조가 복잡하고 제작이 번거러우므로 조립 작업공수 및 원가가 상승되는 결점이 있으며, 이동로드의 선단에 설치된 기준면 반사체의 정확한 위치 설정을 위하여 이동로드와 조절지지체를 3방향에서 제1, 제2 및 제3조절구를 사용하여 중심점의 이동을 동반한 위치 설정을 하므로 조절작동이 난해하고 정확한 기준면 설정이 쉽게 이루어지지 못하는 문제점들이 있었다.However, the conventional interference image optical system is composed of a plurality of parts are assembled together, the overall structure is complicated and cumbersome production, there is a disadvantage that the labor and cost of assembly work is increased, the exact position of the reference plane reflector installed at the tip of the moving rod For the setting, since the moving rod and the adjusting support are set using the first, second and third adjusting devices in three directions, the position is set along with the movement of the center point, the adjustment operation is difficult and the accurate reference plane cannot be easily set. there was.
따라서 본 발명은 이러한 종래 기술의 근본적인 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 단순한 구조로 기준면의 각도 및 거리 조정이 간단하고 쉽게 이루어질 수 있으며 전체적으로 고정밀도의 간섭상을 생성할 수 있는 간섭상 광학계를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the fundamental problems of the prior art, the object of which is a simple structure, the angle and distance adjustment of the reference plane can be made easily and easily, the interference image that can generate a high-precision interference image as a whole It is to provide an optical system.
제1도는 종래 간섭상 광학계의 정단면도.1 is a front sectional view of a conventional interferometric optical system.
제2도는 제1도에 표시된 A-A선 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A shown in FIG.
제3도는 본 발명에 따른 CCD카메라에 상호 연결된 간섭상 광학계의 측면도.3 is a side view of an interferometric optical system interconnected to a CCD camera according to the present invention.
제4도는 본 발명 간섭상 광학계의 측면 확대 단면도.Figure 4 is an enlarged side cross-sectional view of the interference optical system of the present invention.
제5도는 제4도에 표시된 B-B선 단면도.5 is a cross-sectional view taken along the line B-B shown in FIG.
제6도는 시료 표면이 평면 또는 곡면일 경우 얻어지는 간섭상의 예를 나타낸 개략도이다.6 is a schematic view showing an example of an interference image obtained when the sample surface is flat or curved.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 중간체 11 : 빔 스플리터10: intermediate 11: beam splitter
11A : 프리즘 11a : 코팅막11A: Prism 11a: coating film
12 : 연결체 12a : 경사걸림턱12: connector 12a: inclined locking jaw
13 : 차단돌기 14 : 이탈방지링13: blocking projection 14: release prevention ring
20 : 광원홀더 21 : 광원체20: light source holder 21: light source body
22 : 상부커버 22a : 필터수용홀22: upper cover 22a: filter receiving hole
22b : 연결부 23 : 하부체결구22b: connection 23: lower fastener
24 : 단파장필터 30 : 기준면 조절체24: short wavelength filter 30: reference plane regulator
31 : 외곽케이스 31a : 수용공간31: outer case 31a: accommodation space
31b : 나사홀 31c : 나선부31b: screw hole 31c: helix
32 : 작동구 32a : 반사판32: operating port 32a: reflector
32b : 돌출부 32c : 체결구멍32b: protrusion 32c: fastening hole
33 : 조정나사 34 : 탄성체33: adjusting screw 34: elastic body
35 : 보호캡 40 : CCD카메라35: protective cap 40: CCD camera
41 : 중간연결관 41a : 체결구41: intermediate connector 41a: fastener
X : 시료 표면X: sample surface
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전,후 및 상,하단부가 상호 직선으로 교차되게 각각 관통되고, 그 내측면에 나선부가 각각 형성되며 내부 중심에 빔 스플리터가 수용된 중간체와, 상기 중간체의 상단부에 하부가 연결되고 내부에 광원체가 수납되어 삽지 고정되게 형성된 광원홀더와, 상기 중간체의 하단부에 상부가 연결되고 내부에 반사판이 상단에 부착된 작동구가 다수의 조정나사에 의해 탄력 조절되게 형성된 기준면 조절체로 구성되며, 상기 빔 스플리터와 중간체의 후방에 배치되는 시료 표면과 상기 반사판 사이의 거리가 서로 일치되게 조정함에 의해 빔 스플리터의 전방에 연결되는 CCD카메라에 간섭상을 얻는 것을 특징으로 하는 간섭상 광학계를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is an intermediate body through which the front, rear and upper and lower ends cross each other in a straight line, the spiral portion is formed on the inner surface thereof, and the beam splitter is accommodated in the inner center, A light source holder having a lower end connected to the upper end and receiving and fixing the light source body therein, and an operation tool having an upper end connected to the lower end of the intermediate body and having a reflector attached to the upper end thereof are elastically adjusted by a plurality of adjustment screws. And an interference image obtained by a CCD camera connected to the front of the beam splitter by adjusting the distance between the reflecting plate and the sample surface disposed behind the beam splitter and the intermediate body to be matched with each other. It provides an image optical system.
여기서 중간체의 후단부에는 중심이 관통되고 원통형으로 형성된 연결체의 일단이 나사 결합되고 타단은 CCD카메라의 선단에 연결 고정된 중간연결관에 회동 가능하게 상호 결합되어 있다.Here, the rear end of the intermediate body is screwed into one end of the connecting body formed in a cylindrical shape and the other end is rotatably coupled to the intermediate connecting pipe connected to the front end of the CCD camera.
상기 중간체의 내부 중심에 수용된 빔 스플리터가 외부로 이탈됨을 막아 주도록 선단 내측면에는 차단돌기가 돌출 형성되며 후단 내측면에는 중심이 관통되고 외주면에 나선이 형성된 이탈방지링이 체결되어 있다.Blocking protrusions protrude from the inner side of the front end to prevent the beam splitter accommodated in the inner center of the intermediate body from escaping to the outside, and a separation prevention ring having a spiral through the center of the outer end surface thereof is fastened.
또한 광원홀더는 상단 중심에 광원체가 삽입 고정되게 구비되며 하단면에 필터수용홀이 형성되게 하방으로 돌출 연장되고 외측면에 나선으로 이루어진 연결부가 형성된 상부커버와, 상광하협으로 단층지게 이루어져 상/하단이 관통되며 상기 상부커버의 연결부와 상호 결합되게 상단 내측면에 대응형상으로 형성되고 하단이 상기 중간체 상단부에 결합 고정되게 형성된 하부체결구로 구비되어 있다.In addition, the light source holder is provided with a light source body inserted and fixed at the center of the upper end and protrudes downward to form a filter receiving hole at the bottom surface, and an upper cover formed with a spiral connection part on the outer surface, and is made to be single layered with the upper and lower straits. Is penetrated and formed in a corresponding shape on the upper inner surface to be mutually coupled with the connecting portion of the upper cover, the lower end is provided with a lower fastener formed to be fixed to the upper end of the intermediate body.
상기 광원체와 빔 스플리터 사이에 파장대역이 좁고 간섭상의 심도가 깊어지게 하기 위하여 별도의 단파장필터가 수납되어 상기 광원체와 상호 연결되어 있다.In order to narrow the wavelength band between the light source body and the beam splitter and to deepen the interference image, a separate short wavelength filter is accommodated and interconnected with the light source body.
상기 기준면 조절체는 내부 중심이 상/하 관통되게 이루어져 상단이 상기 중간체 하단부에 체결되게 형성되고 내부 중간부에 소정의 수용공간 및 다수의 나사홀이 각각 구비되며 하단 내측면에 나선부가 형성된 외곽케이스와, 중심에서 상향으로 연장되고, 그 끝단에 반사판이 부착된 돌출부가 형성되며 상기 외곽케이스의 나사홀과 동일 위치에 대응되게 관통된 체결구멍이 형성된 작동구와, 상기 외곽케이스의 수용공간 내에 작동구와 함께 수납되어 탄력적으로 상기 작동구를 지지하는 탄성체와, 상기 체결구멍을 통해 나사홀에 체결되는 다수의 조정나사로 구성되며, 각각의 조정나사의 조임 또는 풀림에 의해 작동구가 상/하 조절되며 상기 반사판의 경사각도가 설정된다.The reference plane adjuster has an inner center penetrating up and down, and the upper end is formed to be fastened to the lower end of the intermediate body, and a predetermined accommodation space and a plurality of screw holes are provided at the inner middle part, respectively, and an outer case having a spiral portion at the lower inner side thereof. And an operating tool extending upwardly from the center, and having a projection having a reflecting plate attached at an end thereof, and having a fastening hole penetrating corresponding to the same position as the screw hole of the outer case, and an operating tool in the receiving space of the outer case. It is composed of a plurality of adjustment screws that are accommodated together and elastically supporting the operation port and fastened to the screw hole through the fastening hole, the operation port is adjusted up / down by tightening or loosening each adjustment screw The inclination angle of the reflector is set.
상기 나사홀 및 체결구멍과 조정나사를 각각 3개씩 형성되며, 상기 탄성체는 일단이 외곽케이스 내의 수용공간 일면에 탄지되고 타단이 작동구의 돌출부 외측면과 접촉되지 않도록 소정 간격을 두고 감싸지면서 작동구의 상부면에 탄지되어 상기 다수의 조정나사 조절시 상기 작동구가 탄력적으로 조정된다.Each of the screw hole, the fastening hole and the adjusting screw are formed in three, and the elastic body is surrounded by a predetermined interval so that one end is held on one surface of the receiving space in the outer case and the other end does not come into contact with the outer surface of the protrusion of the operating tool. The operating hole is elastically adjusted when the plurality of adjustment screws are adjusted by being touched on a surface.
또한 외곽케이스의 나선부에 별도의 보호캡이 삽입되어 상호 체결 고정되므로 상기 조정나사에 의해 반사판의 기준면이 설정된 작동구가 사용자의 부주의 등에 의해 설정 상태가 변경 또는 훼손됨이 없이 간섭받지 않도록 차단시킨다.In addition, since a separate protective cap is inserted into the spiral portion of the outer case and fixed to each other, the operation hole in which the reference plane of the reflecting plate is set by the adjustment screw is blocked from being interfered with without changing or damaging the setting state due to user's carelessness.
상기와 같은 본 발명에 있어서는 전체적으로 단순한 형상의 구조로 이루어져 있고 기준면 반사판의 설정각도 및 거리 조정이 중심점의 이동 없이 동일한 평면에 배치된 3점 조정나사의 조절에 의해 이루어질 수 있어, 기준면 조절체의 조정이 정확하고 신속하게 이루어질 수 있으며, 또한 광원에서 발산되는 광빔이 상기 단파장필터를 통과하여 조사되므로 간섭상의 심도가 깊어지게 되며, 그 결과 초점을 손쉽고 편리하게 조정하여 단시간 내에 간섭상을 이용한 평탄도 검사가 용이하게 이루어질 수 있다.In the present invention as described above is composed of a simple structure as a whole, the setting angle and distance adjustment of the reference plane reflector can be made by adjusting the three-point adjustment screw arranged in the same plane without moving the center point, adjustment of the reference plane adjuster This can be done quickly and accurately, and the light beam emitted from the light source is irradiated through the short wavelength filter to deepen the depth of interference. As a result, the focus can be easily and conveniently adjusted to check the flatness using the interference image within a short time. Can be made easily.
[실시예]EXAMPLE
이하 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시된 첨부도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the present invention as described above in detail as follows.
첨부된 제3도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 CCD카메라에 상호 연결된 간섭상 광학계의 측면도이고, 제4도는 본 발명 간섭상 광학계의 측면 확대 단면도이며, 제5도는 제4도에 표시된 B-B선 단면도를 각각 도시하고 있다.FIG. 3 is a side view of an interferometric optical system interconnected to a CCD camera according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 4 is an enlarged side cross-sectional view of the interferometric optical system of the present invention, and FIG. 5 is a BB line shown in FIG. Each cross section is shown.
이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 간섭상 광학계는 전,후 및 상,하단부가 상호 직선으로 교차되게 관통되고, 그 내측면에 나선부가 각각 형성되며 내부 중심에 빔 스플리터(11)가 수용된 중간체(10)와, 상기 중간체(10)의 상단부에 하부가 연결되고 내부에 광원체(21)가 수납되어 삽지 고정되게 형성된 광원홀더(20)와, 상기 중간체(10)의 하단부에 상부가 연결되고 내부에 반사판(32a)이 상단에 부착된 작동구(32)가 다수의 조정나사(33)에 의해 탄력 조절되게 형성된 기준면 조절체(30)로 구성되며, 상기 빔 스플리터(11)와 중간체(10)의 후방에 배치되는 시료 표면(X)과 상기 반사판(32a) 사이의 거리가 서로 일치되게 조정함에 의해 빔 스플리터(11)의 전방에 연결되는 CCD카메라(40)에 간섭상을 얻을 수 있도록 구성되어 있다.As can be seen from this, in the interferometric optical system of the present invention, the front, rear and upper and lower ends penetrate each other in a straight line, spiral portions are formed on the inner side thereof, and the beam splitter 11 is accommodated in the inner center. An intermediate body 10 and a light source holder 20 formed so that the lower end is connected to the upper end of the intermediate body 10 and the light source body 21 is received and fixed therein are connected to the upper end of the intermediate body 10. And an operating tool 32 having a reflector plate 32a attached to an upper portion thereof is configured as a reference plane adjuster 30 formed to be elastically adjusted by a plurality of adjusting screws 33, and the beam splitter 11 and an intermediate body ( By adjusting the distance between the sample surface X disposed at the rear of 10) and the reflecting plate 32a to coincide with each other, an interference image can be obtained to the CCD camera 40 connected to the front of the beam splitter 11. Consists of.
여기서 중간체(10)의 후단부에는 중심이 관통되고 원통형으로 형성된 연결체(12)의 일단이 나사 결합되고 타단은 CCD카메라(40)의 선단에 연결 고정된 중간연결관(41)에 회동 가능하게 상호 결합되어 있다.Here, the rear end of the intermediate body 10 has a center penetrated and one end of the connecting body 12 formed in a cylindrical shape is screwed, and the other end is pivotably connected to the intermediate connecting pipe 41 connected to the front end of the CCD camera 40. Are mutually coupled.
상기 연결체(12)의 타단은 일정 각도가 유지되게 경사걸림턱(12a)이 형성되며 상기 중간연결관(41)의 선단에는 소정간격을 두고 다수의 체결구(41a)가 구비되어 있다.The other end of the connecting body 12 is formed with an inclined locking jaw (12a) to maintain a predetermined angle, and a plurality of fasteners (41a) are provided at the front end of the intermediate connecting pipe 41 at a predetermined interval.
상기 연결체의 경사걸림턱(12a)이 상기 중간연결관(41)의 선단 내에 삽입되어 회동 가능하게 상호 연결 고정된다.The inclined locking jaw 12a of the connecting body is inserted into the front end of the intermediate connecting pipe 41 and is rotatably connected to each other.
또한 중간체(10)의 중심 내부에 수용된 빔 스플리터(11)는 반투과 코팅막(11a)을 사이에 두고 정삼각형으로 이루어진 한쌍의 프리즘(11A)이 정사각형으로 형성되게 상호 부착 고정된다.In addition, the beam splitter 11 accommodated inside the center of the intermediate body 10 is fixed to each other such that a pair of prisms 11A made of an equilateral triangle with a semi-permeable coating film 11a interposed therebetween.
상기 중간체(10)의 내부 중심에 수용된 빔 스플리터(11)가 외부로 이탈됨을 막아주도록 선단 내측면에는 차단돌기(13)가 돌출 형성되며 후단 내측면에는 중심이 관통되고 외주면에 나선이 형성된 이탈방지링(14)이 체결 고정되어 있다.Blocking protrusions 13 protrude from the inner side of the front end to prevent the beam splitter 11 accommodated in the inner center of the intermediate body 10 from escaping to the outside. The ring 14 is fastened and fixed.
상기 광원홀더(20)는 상단 중심에 광원체(21)가 삽입 고정되게 구비되며 하단면에 필터수용홀(22a)이 형성되게 하방으로 돌출 연장되고 외측면에 나선으로 이루어진 연결부(22b)가 형성된 상부커버(22)와, 상광하협으로 단층지게 이루어져 상/하단이 관통되어 광로가 형성되며 상기 상부커버(22)의 연결부(22b)와 상호 결합되게 상단 내측면에 대응형상으로 형성되고 하단이 상기 중간체(10) 상단부에 결합 고정되게 형성된 하부체결구(23)로 구비되어 있다.The light source holder 20 is provided with a light source body 21 is inserted and fixed at the center of the upper end and protrudes downward to form a filter accommodation hole 22a on the bottom surface and a connecting portion 22b made of spirals on the outer surface thereof. The upper cover 22 and the upper and lower ends are formed into a single layer, and the upper and lower ends penetrate to form an optical path. The upper cover 22 is formed in a corresponding shape on the inner side of the upper end to be coupled to the connecting portion 22b of the upper cover 22, and the lower end is It is provided with a lower fastener 23 formed to be fixed to the upper end of the intermediate body (10).
상기 상부커버(22)의 필터수용홀(22a)에는 파장대역이 좁고 간섭상의 심도가 깊어지게 별도의 단파장필터(24)가 수납되어 상기 광원체(21)와 상호 연결되어 있다.In the filter accommodating hole 22a of the upper cover 22, a separate short wavelength filter 24 is accommodated so that the wavelength band is narrow and the depth of the interference is deep, and is connected to the light source body 21.
여기서 단파장필터(24)는 예를들어 670㎚ 또는 540㎚ 짜리를 사용하는 것이 바람직하다.Here, the short wavelength filter 24 is preferably used, for example, 670 nm or 540 nm.
상기와 같이 670㎚의 단파장필터(24)를 사용할 경우는 간섭호의 수량이 6개 생성되고, 540㎚의 단파장필터(24)일 경우는 7개의 간섭호가 생성되어, 파장값이 작을수록 간섭호의 수량이 많게 된다.As described above, when the short wavelength filter 24 of 670 nm is used, six interference signals are generated. In the case of the short wavelength filter 24 of 540 nm, seven interference signals are generated. This will be a lot.
또한 기준면 조절체(30)는 원통형으로 단층지게 이루어져 내부 중심이 상/하 관통되어 광로가 구비되고 상단이 상기 중간체(10) 하단부에 체결되게 형성되며 내부 중간부에 소정의 수용공간(31a) 및 다수의 나사홀(31b)이 각각 구비되고 하단 내측면에 나선부(31c)가 형성된 외곽케이스(31)와, 중심에서 상향으로 연장되고, 그 끝단에 반사판(32a)이 부착된 돌출부(32b)가 형성되며 상기 외곽케이스(31)의 나사홀(31b)과 동일 위치에 대응되게 관통된 체결구멍(32c)이 형성된 작동구(32)와, 상기 외곽케이스(31)의 수용공간(31a) 내에 작동구(32)와 함께 수납되어 탄력적으로 상기 작동구(32)를 지지하는 탄성체(34)와, 상기 체결구멍(32c)을 통해 나사홀(31b)에 체결되는 다수의 조정나사(33)로 구성되며, 각각 조정나사(33)의 조임 또는 풀림에 의해 상기 작동구(32)가 상/하 조절되며 상기 반사판(32a)의 경사각도가 설정된다.In addition, the reference plane adjuster 30 is formed in a cylindrical monolayer through the inner center is up / down is provided with an optical path and the upper end is formed to be fastened to the lower end of the intermediate body 10 and a predetermined receiving space (31a) in the inner middle portion and A plurality of screw holes 31b are provided, respectively, and an outer case 31 having a spiral portion 31c formed on the lower inner side thereof, and a protrusion 32b extending upwardly from the center and having a reflecting plate 32a attached to the end thereof. Is formed and is formed in the operating hole 32 formed with a fastening hole 32c penetrating corresponding to the same position as the screw hole 31b of the outer case 31, and in the receiving space 31a of the outer case 31. An elastic body 34 accommodated with the operating tool 32 and elastically supporting the operating tool 32 and a plurality of adjusting screws 33 fastened to the screw hole 31b through the fastening hole 32c. The operating holes 32 are adjusted up and down by tightening or loosening the adjusting screw 33, respectively. The said angle of inclination of the reflection plate (32a) is set.
상기 외곽케이스(31)의 나사홀(31b)은 수용공간(31a)과 격리된 위치에 소정의 간격을 두고 형성되어 있다.The screw hole 31b of the outer case 31 is formed at a predetermined distance from the receiving space 31a at a predetermined interval.
상기 탄성체(34)는 일단이 외곽케이스(31) 내의 수용공간(31a) 일면에 탄지되고 타단이 작동구(32)의 돌출부(32b) 외측면과 접촉되지 않도록 소정 간격을 두고 감싸지면서 작동구(32)의 상부면에 탄지되어 상기 다수의 조정나사(33) 조절시 상기 작동구(32)가 탄력적으로 조정된다.One end of the elastic body 34 is wrapped in a predetermined interval so that one end is held on one surface of the receiving space (31a) in the outer case 31 and the other end is not in contact with the outer surface of the protrusion (32b) of the operating tool (32) The operating surface 32 is elastically adjusted when the plurality of adjustment screws 33 are adjusted by being touched on the upper surface of the 32.
한편, 상기 외곽케이스(31)의 나선부(31c)에 별도의 보호캡(35)이 삽입되어 상호 체결 고정되어 상기 조정나사(33)에 의해 반사판(32a)의 기준면이 설정된 작동구(32)가 사용자의 부주의 등에 의해 설정 상태가 변경 또는 간섭받지 않도록 차단시킨다.On the other hand, a separate protective cap (35) is inserted into the spiral portion 31c of the outer case 31 is fastened to each other and fixed to each other by the adjustment screw 33, the operation surface 32 is set the reference plane of the reflecting plate (32a) Blocks the setting state from being altered or interfered with by the user's carelessness.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 간섭상 광학계의 작용을 첨부도면 제3도 내지 제5도를 참고하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 3 to 5 of the accompanying drawings, the operation of the interference image optical system of the present invention having the above configuration will be described in detail as follows.
먼저 빔 스플리터(11)가 상기 중간체(10) 내부 중심에 견고하게 위치되도록 일단의 차단돌기(13)와 이탈방지링(14) 사이에 수납되고 상기 후단부에 CCD카메라(40)의 선단에 체결 고정된 중간연결관(41)과 회동되게 상호 결합된 연결체(12)가 나사 결합된다.First, the beam splitter 11 is accommodated between one end of the blocking projection 13 and the separation prevention ring 14 so as to be firmly positioned at the inner center of the intermediate body 10 and fastened to the front end of the CCD camera 40 at the rear end. The coupling body 12 which is mutually coupled to rotate with the fixed intermediate connecting pipe 41 is screwed.
상기 광원체(21)의 광빔이 투과되게 일측 끝단에 단파장필터(24)가 연결되어 상기 상부커버(22)의 연결부(22b) 내부에 수용되고 상기 광원홀더(20)의 상부커버(22)와 하부체결구(23)가 상호 결합되며 상기 하부체결구(23) 하단이 상기 중간체(10) 상단부에 개구된 체결홀과 상호 결합 고정된다.A short wavelength filter 24 is connected to one end of the light beam of the light source body 21 so as to be accommodated in the connection part 22b of the upper cover 22 and with the upper cover 22 of the light source holder 20. The lower fasteners 23 are coupled to each other, and the lower fasteners 23 are fixed to the lower ends of the lower fasteners 23 and the fastening holes opened at the upper ends of the intermediate bodies 10.
상기 중간체(10)의 후단부에 결합된 연결체(12)의 타단에 형성된 경사걸림턱(12a)이 상기 CCD카메라(40)에 결합된 중간연결관(41)의 선단에 삽입되고 상기 중간연결관(41)에 구비된 다수개의 체결구(41a)에 의해 회동 가능하게 상호 연결 고정된다.The inclined locking jaw 12a formed at the other end of the connecting body 12 coupled to the rear end of the intermediate body 10 is inserted into the front end of the intermediate connecting pipe 41 coupled to the CCD camera 40 and the intermediate connection is made. The plurality of fasteners 41a provided in the pipe 41 are rotatably connected to each other.
또한 기준면 조절체(30)의 수용공간(31a)에 작동구(32)와 탄성체(34)가 함께 수납되고 상기 작동구(32)의 체결구멍(32c)을 통하여 외곽케이스(31)의 나사홀(31b)에 조정나사(33)가 각각 체결되며 상기 조정나사(33)를 동시에 동일하게 조이거나 풀어주거나 또는 차등적으로 조절함에 의해 작동구(32)가 상/하 거리조절 또는 돌출부(32b) 상단에 부착된 반사판(32a)이 소정 반사각도로 설정된다.In addition, the operating hole 32 and the elastic body 34 are accommodated together in the receiving space 31a of the reference plane adjuster 30 and the screw hole of the outer case 31 through the fastening hole 32c of the operating hole 32. The adjustment screw 33 is fastened to the 31b respectively, and the actuating tool 32 is adapted to adjust the upper / lower distance or the protrusion 32b by simultaneously tightening, releasing or differentially adjusting the adjustment screw 33 at the same time. The reflecting plate 32a attached to the upper end is set at a predetermined reflecting angle.
이때, 상기 외곽케이스(31)의 수용공간(31a) 일면에 상기 탄성체(34)의 일단이 탄지되고 타단이 작동구(32)의 돌출부(32b)를 감싸며 상부면에 탄력적으로 지지되어 상기 작동구(32)가 견고하게 탄력 지지된다.At this time, one end of the elastic body 34 is supported on one surface of the accommodating space 31a of the outer case 31 and the other end surrounds the protrusion 32b of the operating tool 32 and is elastically supported on the upper surface of the operating tool. 32 is firmly supported elastically.
상기 외곽케이스(31)의 하단 내측에 형성된 나선부(31c)에 상기 보호캡(35)이 결합되어 설정된 작동구(32)의 거리조정 및 반사각도가 사용자의 부주의에 의해 간섭됨을 차단되도록 커버링되게 결합된다.The protective cap 35 is coupled to the spiral portion 31c formed at the bottom inner side of the outer case 31 so that the distance adjustment and the reflection angle of the set operating hole 32 are covered to be prevented from being interfered with by the user's carelessness. Combined.
상기와 같이 상호 결합되어 광원체(21)에서 발산되는 빔은 그후 단파장필터(24)를 통하여 단파장 광빔이 상기 빔 스플리터(11)를 투과하면서 일부의 빔은 직각 굴절되어 시료 표면(X)에 조사된 후, 시료의 표면상은 정반사되어 다시 빔 스플리터(11)를 완전 투과하여 상기 CCD카메라(40)에 입사된다.The beams emitted from the light source body 21 coupled to each other as described above are then irradiated onto the sample surface X by partially refracting the beams at right angles while the short wavelength light beam passes through the beam splitter 11 through the short wavelength filter 24. After that, the surface of the sample is specularly reflected and again completely penetrates the beam splitter 11 and enters the CCD camera 40.
또한 상기 나머지 빔은 빔 스플리터(11)를 완전 투과하여 상기 기준면 조절체(30)의 반사판(32a)에 도달되고, 다시 이로부터 정반사된 빔은 상기 빔 스플리터(11)에서 다시 직각 굴절되어 CCD카메라(40)에 기준면 상으로서 결상된다.In addition, the remaining beam is completely transmitted through the beam splitter 11 to reach the reflecting plate 32a of the reference plane adjuster 30, and the specularly reflected beam therefrom is perpendicularly refracted by the beam splitter 11 and is then CCD camera. It forms in 40 as a reference surface.
따라서 상기 시료 표면(X)의 표면상과 반사판(32a)의 기준면 상의 2개의 입사상이 함께 동시에 CCD카메라(40)에 결상되어 상호 혼합된 간섭상이 상기 CCD카메라(40)에 정확하게 포착된다.Therefore, the two incident images on the surface of the sample surface X and the reference surface of the reflecting plate 32a are simultaneously imaged on the CCD camera 40 so that the interference images mixed with each other are accurately captured by the CCD camera 40.
이 경우 빔 스플리터(11)와 시료 표면(X)사이의 거리와 빔 스플리터(11)와 반사판(32a) 사이의 거리를 3개의 조정나사(33)를 조절함에 의해 서로 동일하게 설정하면 쉽게 간섭상을 얻을 수 있다.In this case, if the distance between the beam splitter 11 and the sample surface X and the distance between the beam splitter 11 and the reflecting plate 32a are set equal to each other by adjusting the three adjusting screws 33, it is easy to cause interference. Can be obtained.
따라서 2개의 입사상이 혼합된 간섭상을 검사하여 시료 표면(X) 형상의 평탄도 또는 곡률 등을 손쉽고 편리하게 정확한 검사를 할 수 있게 된다.Therefore, by inspecting the interference image in which the two incident images are mixed, it is possible to easily and conveniently check the flatness or curvature of the shape of the sample surface X easily and conveniently.
그 결과 첨부도면 제6도에는 각종의 시료 표면에 따라 간섭상 광학계에 의해 얻어진 간섭상을 예시한 것이다.As a result, FIG. 6 illustrates an interference image obtained by the interference image optical system according to various sample surfaces.
먼저 제6(a)도는 시료 표면(X)이 평탄한 경우로서 단지 1세트의 7색상 무지개 띠가 간섭상으로 얻어지며, 제6(b)도는 시료 표면(X)의 평탄도가 불량하게 가공처리된 경우로서 다수세트의 무지개 간섭상이 얻어지며, 제6(c)도는 시료 표면(X)의 평탄도가 요철면으로 생성된 경우의 간섭상을 나타낸다.First, Fig. 6 (a) shows a case where the sample surface X is flat, and only one set of seven color rainbow bands is obtained as an interference image. Fig. 6 (b) shows that the sample surface X has a poor flatness. In this case, a large number of sets of rainbow interference images are obtained, and FIG. 6 (c) shows the interference images when the flatness of the sample surface X is produced by the uneven surface.
또한 제6(d)도는 구의 시료 표면(X)의 경우의 간섭상으로서 곡이 큰경우이고, 제6(e),(f)도는 곡률이 작을 경우와 타원체인 경우의 간섭상을 각각 나타낸다.Fig. 6 (d) shows an interference image in the case of the specimen surface X of the sphere, and a large curve. Figs. 6 (e) and (f) show an interference image in the case of a small curvature and an ellipsoid, respectively.
본 발명에 있어서는 670㎚의 단파장필터(24)를 채용함에 의해 필터를 채택하지 않은 종래에는 심도가 3㎛정도로 얻어지나 본 발명의 경우는 심도가 30㎛로 월등하게 깊어지게 된다. 즉 파장대역이 좁을수록 심도는 이에 반비례하여 깊어지게 된다. 따라서, 대략적인 조정나사(33)의 조절에 의해서도 간섭상이 쉽게 얻어지므로 검사가 용이하게 이루어질 수 있다.In the present invention, the 670 nm short wavelength filter 24 is employed to achieve a depth of about 3 m in the prior art without the filter, but in the case of the present invention, the depth is deeply increased to 30 m. That is, the narrower the wavelength band, the deeper the depth becomes inversely. Therefore, the interference image is easily obtained even by rough adjustment of the adjustment screw 33, so that the inspection can be easily performed.
상기와 같이 본 발명에 따르면 전체적으로 단순한 형상의 구조로 이루어져 있고 기준면 반사판의 설정각도 및 거리 조정이 중심점의 이동 없이 동일한 평면에 배치된 3점 조정나사의 조절에 의해 이루어질 수 있어, 기준면 조절체의 조정이 정확하고 신속하게 이루어질 수 있으며, 또한 광원에서 발산되는 광빔이 상기 단파장필터를 통과하여 조사되므로 간서상의 심도가 깊어지게 되며, 그 결과 초점을 손쉽고 편리하게 조정하여 단시간 내에 간섭상을 이용한 평탄도 검사가 용이하게 이루어질 수 있는 효과를 나타낸다.According to the present invention as described above, the structure of a simple shape as a whole and the setting angle and distance adjustment of the reference plane reflector can be made by adjusting the three-point adjustment screw arranged in the same plane without moving the center point, the adjustment of the reference plane adjuster This can be done quickly and accurately, and the light beam emitted from the light source is irradiated through the short wavelength filter to deepen the depth of the document, and as a result, the focus can be easily and conveniently adjusted to achieve flatness using an interference image within a short time. It shows an effect that can be easily tested.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments and has ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications may be made by the user.
Claims (3)
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|---|---|---|---|
| KR1019960034829A KR100237916B1 (en) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | Interference figure optical system |
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|---|---|---|---|
| KR1019960034829A KR100237916B1 (en) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | Interference figure optical system |
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| KR960042110A KR960042110A (en) | 1996-12-21 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101134538B1 (en) | 2005-11-24 | 2012-04-13 | 삼성전자주식회사 | Optical axis adjustable barrel module of refractive optical type |
-
1996
- 1996-08-22 KR KR1019960034829A patent/KR100237916B1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| OPTICAL ENGINEERING 제 34권 제5호 [Portable inspection ∼ phase-shift errors] (제1400쪽 ∼제1404쪽, 1995. 5월호) * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101134538B1 (en) | 2005-11-24 | 2012-04-13 | 삼성전자주식회사 | Optical axis adjustable barrel module of refractive optical type |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960042110A (en) | 1996-12-21 |
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