KR100266271B1 - 삼안 공축 시스템 - Google Patents

Abstract

이 발명은 삼안 공축 시스템에 관한 것으로, 일정량의 광을 조사하는 조명 광학부와; 피사체를 촬영하는 촬영부와; 접안 렌즈부와; 상기 조명 광학부에서 조사되는 광을 필터링하는 제1필터부와; 상기 제1필터부에서 출력되는 광을 반사시키거나, 상기 촬영부로 입사되는 광을 필터링시키는 제2필터부와; 피사체측으로부터 입사되는 광을 필터링하여 접안 렌즈부로 출력하는 제3필터부와; 피사체 상을 결상하고, 상기 조명 광학부로부터 출력되는 광을 집광하여 피사체로 조사하는 대물 렌즈계와; 상기 대물 렌즈계와 피사체 사이에 장착되어 상기 대물 렌즈계로 입사되는 광을 필터링하는 제4필터부를 포함하여 이루어지며, 관찰자가 피사체를 눈으로 관찰하면서 동시에 CCD 카메라가 피사체를 촬영할 수 있도록 동시에 조명을 피사체로 비춰주며, 피사체가 거울 등과 같은 광택면을 가지는 경우에도 관찰자가 눈이 부시지 않고 용이하게 관찰할 수 있다.

Description

삼안 공축 시스템

이 발명은 삼안 공축 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 관찰자가 피사체를 눈으로 관찰하면서 동시에 CCD 카메라가 피사체를 촬영할 수 있도록 동시에 조명을 피사체로 비춰주는 삼안 공축 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 광원에서 조사된 광이 광학계의 광축상으로 입사되는 공축 조명 시스템과, 접안 광학계와 CCD 카메라를 함께 갖춘 시스템에 있어서는, 강한 광선이 렌즈로 입사된 경우에 렌즈 내면에서 반사되어 화면에 발생되는 흐린상인 고스트 이미지를 제거하기 위하여, 빛의 필터링이 요구된다.

일반적으로 상기와 같은 시스템에서 빛을 필터링시키기 위해서는 편광판이 필수적으로 사용되며, 광원 즉, 램프에서 광이 조사되는 부분과 조사된 광이 광학계를 통하여 접안쪽으로 입사되기 전의 위치에 편광판이 장착되어 사용된다.

상기와 같은 시스템은 주로 거울 같은 광택면을 측정하거나 관찰하는데 사용되는 시스템으로서, 반도체 제조 공정에서 주로 사용된다.

이 발명의 목적은 관찰자가 피사체를 눈으로 관찰하면서 동시에 CCD 카메라가 피사체를 촬영할 수 있도록 동시에 조명을 피사체로 비춰주는 삼안 공축 시스템에 있어서, 피사체가 거울 등과 같은 광택면을 가지는 경우에도 관찰자가 눈이 부시지 않고 용이하게 피사체를 관찰할 수 있는 삼안 공축 시스템을 제공하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은,

일정량의 광을 조사하는 조명 광학부와;

피사체를 촬영하는 촬영부와;

접안 렌즈부와;

상기 조명 광학부에서 조사되는 광을 필터링하는 제1필터부와;

상기 제1필터부에서 출력되는 광을 반사시키거나, 상기 촬영부로 입사되는 광을 필터링시키는 제2필터부와;

피사체측으로부터 입사되는 광을 필터링하여 접안 렌즈부로 출력하는 제3필터부와;

피사체 상을 결상하고, 상기 조명 광학부로부터 출력되는 광을 집광하여 피사체로 조사하는 대물 렌즈계와;

상기 대물 렌즈계와 피사체 사이에 장착되어 상기 대물 렌즈계로 입사되는 광을 필터링하는 제4필터부를 포함하여 이루어진다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 삼안 공축 시스템의 구성도이다.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 삼안 공축 시스템의 구성도이다.

첨부한 도1에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 삼안 공축 시스템의 구성은, 조명 광학부(1)와, 상기 조명 광학부(1)의 출력단에 연결된 제1필터부(2)와, 촬영부(3)와, 상기 촬영부(3)의 출력단에 연결된 제2필터부(4)와, 접안 렌즈계(5)와, 상기 접안 렌즈계(5)의 출력단에 연결된 제3필터부(6)와, 대물 렌즈계(7)와, 상기 대물 렌즈계(7)의 출력단에 연결된 제4필터부(8)로 이루어진다.

상기한 조명 광학부(1)는 광원(11)과, 상기 광원(11)의 동축상에 장착된 조명 렌즈계(12)로 이루어진다.

상기 제1필터부(2)는 상기 조명 렌즈계(12)와 동축상에 장착되어 상기 조명 렌즈계(12)에서 출력되는 광에서 임의 방향성을 가지는 광선만 통과시키는 제1편광판(21)과, 상기 제1편광판(21)의 출력단에 장착되어 입사되는 광을 반사시키는 제1반사 미러(22)로 이루어진다.

상기 촬영부(3)는 CCD 카메라(31)와, 상기 CCD 카메라(31)의 입력단에 장착된 촬영 렌즈계(32)로 이루어진다.

상기 제2필터부(4)는 상기 제1반사 미러(22)에 의해 반사되어 입사되는 광은 피사체측으로 반사시키고 피사체측으로부터 입사되는 광은 투과시키는 하프 미러(41)와, 상기 하프 미러(41)를 투과하는 광을 상기 촬영 렌즈계(42)로 필터링시켜 출력하는 제2편광판(42)과, 상기 하프 미러(41)를 투과하는 광을 접안 렌즈계(5)측으로 반사시키는 제3반사 미러(43)로 이루어진다.

상기 제3필터부(6)는 상기 제3반사 미러(43)에 의해 반사된 광을 접안 렌즈계(5)측으로 반사시키는 제4반사 미러(61)와, 상기 제4반사 미러(61)에 반사되는 광을 필터링시켜 접안 렌즈계(5)로 출력하는 제3편광판(62)으로 이루어진다.

상기 대물 렌즈계(7)는 상기 제2필터부(4)에서 출력되는 광을 피사체로 조사하거나, 피사체 상을 결상한다.

상기 제4필터부(8)는 대물 렌즈계(7)와 피사체 사이에 장착되며, 회전 가능하게 설치되고 입사되는 광을 필터링시켜 출력한다. 이 발명의 실시예에 따른 제4필터부(8)는 λ/4 파장판으로 이루어진다.

이 발명의 실시예에서 상기 제1편광판(21)의 방향이 (→) 방향인 경우에는, 즉, 수평방향의 광선만을 통과시키는 경우에는, 제2편광판(42)과 제3편광판(62)의 방향은 (↑) 방향 즉, 수직방향의 광선만을 통과시키는 방향으로 설치하여 고정한다.

상기 제1편광판(21), 제2편광판(42) 그리고 제3편광판(62)의 위치는 고정되어 있다.

다시 상세하게 말하자면, 상기 촬영 렌즈계(32) 측에 장착되어 있는 제2편광판(42)을 통과한 광의 진동 방향이 조명 렌즈계(12)측에 장착된 제1편광판(21)을 통과한 광의 진동 방향과 수직이 되고, 접안 렌즈계(5) 측에 장착된 제3편광판(62)을 통과한 광의 진동 방향과는 동일하도록 각 편광판(21,42, 62)이 설치된다.

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 삼안 공축 시스템의 작용은 다음과 같다.

이 발명에서는 조명 광학부(1)에서 광이 출력될 때(광이 렌즈 광학계를 거치기 전 단계) 광의 방향을 설정해 준다. 그리고 광원에서 출력된 광은 공간이나 광학계를 거쳐서 피사체면에 반사된 다음 다시 동일한 광학계를 통하여 접안 렌즈계나 CCD 카메라 쪽으로 입사가 되는데, 이 때 즉, 광이 접안 렌즈계나 CCD 카메라로 입사되기 직전에 처음 광이 출력될 때 설정된 광의 방향에 대하여 90°로 광을 필터링해준다.

따라서 이 발명에서는 피사체에 광원에서 출력된 광이 닿기 전 위치이고, 상기 광이 피사체에 닿고 나서 반사되어 광학계로 되돌아 들어오는 바로 다음 위치인 곳에 λ/4 파장판이 설치된다.

먼저, 이 발명의 실시예에서 상기 제1편광판(21)의 방향이 (→) 방향인 경우에는, 제2편광판(42)과 제3편광판(62)의 방향은 (↑) 방향으로 설치하여 고정한다.

첨부한 도1에 도시되어 있듯이 임의의 대상물 즉, 피사체를 관찰하기 위하여 전원이 인가되면, 상기 광원(11)이 구동되어 일정량의 광이 출력된다.

상기 광원(11)에서 출력된 광은 조명 렌즈계(12)를 통하여 동축상에 위치한 제1필터부(2)로 입사되고, 제1필터부(2)로 입사된 광은 제1편광판(21)에 의하여 필터링된 다음 제1반사 미러(22)에 의하여 반사되어 제2필터부(4)로 입사된다.

상기 제2필터부(4)로 입사된 광은 하프 미러(41)에 의하여 반사되어 대물 렌즈계(7)로 입사되고, 상기 대물 렌즈계(7)로 입사된 광은 제4필터부(8)를 통하여 피사체로 조사된다.

상기 피사체로 조사된 광은 피사체에 반사되어 다시 제4필터부(8)를 통하여 대물 렌즈계(7)로 입사되며, 상기 대물 렌즈계(7)는 입사되는 광을 집광하여 제2필터부(4)로 출력한다.

상기 대물 렌즈계(7)를 통하여 제2필터부(4)로 입사된 광은 하프 미러(41)를 투과한 다음 제2편광판(42)을 통하여 임의 성분이 필터링되고, 촬영 렌즈계(32)를 통하여 CCD 카메라(31)로 촬상된다.

따라서 상기 CCD 카메라(31)는 피사체를 촬영하게 된다.

상기 CCD 카메라(31)가 피사체를 촬영하는 것과 동시에, 상기 하프 미러(41)를 투과한 광은 제2반사 미러(43)에 반사되어 제3필터부(6)로 입사된다.

상기 제3필터부(6)로 입사된 광은 다시 제3반사 미러(61)에 반사되어 제3편광판(62)으로 입사되고, 상기 제3편광판(62)은 입사되는 광을 필터링하여 접안 렌즈계(5)로 출력한다.

상기 접안 렌즈계(5)로 입사된 광은 관찰자의 안구에 결상됨으로써, 관찰자는 피사체를 관찰할 수 있게 된다.

상기에서 편광판(21, 42, 62)의 방향 설정에 따라, 피사체가 거울면인 경우에도 접안 렌즈계(5)나 촬영 렌즈계(32)쪽에 광이 눈부시게 입사되는 것을 방지할 수 있다.

또한 사용자는 제4필터부(8) 즉, λ/4 파장판을 회전시키면서 피사체가 광택의 금속면인 경우에도 조직상의 반사면 색상을 관찰할 수 있다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라, 관찰자가 피사체를 눈으로 관찰하면서 동시에 CCD 카메라가 피사체를 촬영할 수 있도록 동시에 조명을 피사체로 비춰주는 삼안 공축 시스템에 있어서, 피사체가 거울 등과 같은 광택면을 가지는 경우에도 용이하게 관찰할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 내부 조명 장치를 이용하는 촬영 광학계를 가지는 쌍안 실체 현미경에 적용하여 광택을 가지는 피사체 관찰 및 측정이 용이한 효과를 가지는 삼안 공축 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (9)

1. 일정량의 광을 조사하는 조명 광학부와;

   피사체를 촬영하는 촬영부와;

   접안 렌즈부와;

   상기 조명 광학부에서 조사되는 광을 필터링하는 제1필터부와;

   상기 제1필터부에서 출력되는 광을 반사시키거나, 상기 촬영부로 입사되는 광을 필터링시키는 제2필터부와;

   피사체측으로부터 입사되는 광을 필터링하여 접안 렌즈부로 출력하는 제3필터부와;

   피사체 상을 결상하고, 상기 조명 광학부로부터 출력되는 광을 집광하여 피사체로 조사하는 대물 렌즈계와;

   상기 대물 렌즈계와 피사체 사이에 장착되어 상기 대물 렌즈계로 입사되는 광을 필터링하는 제4필터부를 포함하여 이루어지는 삼안 공축 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기한 제1필터부는,

   상기 조명 광학부와 동축상에 장착되어 상기 조명 광학부에서 출력되는 광에서 임의 방향성을 가지는 광선만 통과시키는 제1편광판과;

   상기 제1편광판의 출력단에 장착되어 입사되는 광을 반사시키는 제1반사 미러로 이루어지는 삼안 공축 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기한 제2필터부는,

   상기 제2필터부는 상기 제1반사 미러에 의해 반사되어 입사되는 광은 피사체측으로 반사시키고 피사체측으로부터 입사되는 광은 투과시키는 하프 미러와;

   상기 하프 미러를 투과하는 광을 상기 촬영부로 필터링시켜 출력하는 제2편광판과;

   상기 하프 미러를 투과하는 광을 접안 렌즈부측으로 반사시키는 제3반사 미러로 이루어지는 삼안 공축 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기한 제3필터부는,

   상기 제3반사 미러에 의해 반사된 광을 접안 렌즈부측으로 반사시키는 제4반사 미러와;

   상기 제4반사 미러에 반사되는 광을 필터링시켜 접안 렌즈부로 출력하는 제3편광판으로 이루어지는 삼안 공축 시스템.
5. 제2항 또는 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 촬영부측에 장착되어 있는 제2편광판을 통과한 광의 진동 방향이 조명 광학부측에 장착된 제1편광판을 통과한 광의 진동 방향과 수직이 되고, 접안 렌즈부측에 장착된 제3편광판을 통과한 광의 진동 방향과는 동일하도록, 상기 제1편광판, 제2편광판 그리고 제3편광판이 설치되는 삼안 공축 시스템.
6. 제2항 또는 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 제1편광판의 방향이 수평방향의 광선을 통과시키는 방향인 경우에는, 제2편광판과 제3편광판의 방향은 수직방향의 광선을 통과시키는 방향으로 설치되어 고정되는 삼안 공축 시스템.
7. 제1항에 있어서,

   상기 제4필터부는 λ/4 파장판으로 이루어지는 삼안 공축 시스템.
8. 제1항에 있어서,

   상기 제4필터부는 회전 가능하게 설치되는 삼안 공축 시스템.
9. 제1항에 있어서,

   상기 삼안 공축 시스템은 쌍안 실체 현미경에 이용되는 삼안 공축 시스템.

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