KR101357774B1 - Portable imaging system and imaging method - Google Patents

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KR101357774B1
KR101357774B1 KR1020120113445A KR20120113445A KR101357774B1 KR 101357774 B1 KR101357774 B1 KR 101357774B1 KR 1020120113445 A KR1020120113445 A KR 1020120113445A KR 20120113445 A KR20120113445 A KR 20120113445A KR 101357774 B1 KR101357774 B1 KR 101357774B1
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김재헌
오주영
전성찬
이택진
김선호
우덕하
전영민
이혁재
김철기
이석
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한국과학기술연구원
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Abstract

A portable imaging device comprises: a fixing part for fixing portable photographing equipment; and an optical assembly generating a first light polarized in a first direction and a second light polarized in a second direction vertical to the first direction, irradiating the first and second lights to a target object, and generating a coherent light by combining the first and second lights reflected from the target object. The fixing part comprises an optical window aligned with the optical assembly so that the coherent light can be entered into the photographing equipment. The device can observe minutely transparent or untransparent matters by observing the phase difference between the two lights polarized in different directions. The device can be portable, so it can easily observe at desired locations.

Description

휴대용 이미징 장치 및 이미징 방법{PORTABLE IMAGING SYSTEM AND IMAGING METHOD} PORTABLE IMAGING SYSTEM AND IMAGING METHOD

실시예들은 휴대용 이미징 장치 및 이미징 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 석면 등 투명한 물질을 측정할 수 있으며 휴대가 용이한 휴대용 이미징 장치 및 이를 이용한 이미징 방법에 대한 것이다. Embodiments relate to a portable imaging device and an imaging method, and more particularly, to a portable imaging device and an imaging method using the same, which can measure transparent materials such as asbestos.

최근 산업이 발전함에 따라, 공기 흡입, 음식물, 마시는 물 등으로 인해 인체에 유입되는 유해 물질도 크게 증가하고 있다. 그 중 하나가 석면으로서, 석면은 우수한 방화 및 방열 특성 때문에 건물의 벽 등에 매우 많이 사용되었다. 하지만, 석면은 마그네슘과 규소를 포함하는 솜과 같은 부드러운 섬유로, 인체로 들어갔을 경우 각종 폐증과 기관지염 등을 유발하게 된다. With the recent development of the industry, harmful substances entering the human body due to air intake, food, drinking water, etc. are also greatly increased. One of them is asbestos, and asbestos has been widely used for building walls because of its excellent fire and heat dissipation properties. However, asbestos is a soft fiber such as cotton containing magnesium and silicon, and when it enters the human body, it causes various pneumonia and bronchitis.

이와 같이 건강에 치명적인 영향을 줄 수 있기 때문에, 각 나라마다 규제 정도가 다르지만 대부분 석면을 더 이상 사용하고 있지 않거나 석면의 양을 크게 제한하여 사용하고 있다. 하지만, 석면에 대한 규제는 매우 최근에 시작되었으며, 석면의 우수한 방화 및 방열 특성 때문에 아직도 많은 건물에 석면이 존재한다. 석면의 존재는 다양한 폐증 및 기관지 질환의 원인이 되고 있다. As this can have a devastating effect on health, the degree of regulation varies from country to country, but most of them do not use asbestos anymore or use a limited amount of asbestos. However, regulations on asbestos have begun very recently, and asbestos still exists in many buildings because of its excellent fire and heat dissipation. The presence of asbestos has contributed to various pulmonary and bronchial diseases.

그러나, 석면은 그 구조가 미세하고 어느 정도 투명하기 때문에 육안 또는 일반적인 카메라로 관찰하는 것이 쉽지 않다. 석면을 검출할 수 있는 기술로는 위상차현미경법(Phease Constrast Microscopy; PCM), 편광현미경법(Polarized Light Microscopy; PLM), 투과전자현미경법(Transmission Electron Microscopy; TEM) 및 주사전자현미경법(Scanning Electron Microscopy; SEM) 등이 있다. 예컨대, 미국 공개특허공보 제2006/0149118호는 SEM을 이용하여 석면 함유 물질을 검출하는 것을 개시한다. 그러나, 이러한 기술을 이용한 검출 장비들은 구성이 복잡하거나 크기가 커서 휴대하기가 어려우며, 원하는 곳에서 측정이 불가능한 문제점이 있다. However, the asbestos is not easy to observe with the naked eye or a general camera because its structure is fine and somewhat transparent. Asbestos detection techniques include phase contrast microscopy (PCM), polarized light microscopy (PLM), transmission electron microscopy (TEM), and scanning electron microscopy (Scanning Electron). Microscopy (SEM) and the like. For example, US Patent Publication 2006/0149118 discloses detecting asbestos containing material using SEM. However, detection equipment using such a technology is difficult to carry because of its complicated configuration or large size, and there is a problem in that measurement cannot be performed where desired.

미국 공개특허공보 제2006/0149118호United States Patent Application Publication No. 2006/0149118

본 발명의 일 측면에 따르면, 서로 상이한 방향으로 편광된 두 빛의 위상차 관측을 이용하여 각종 구조물에 있는 미세한 투명 혹은 불투명한 물질을 관찰할 수 있는 휴대용 이미징 장치 및 이를 이용한 이미징 방법을 제공할 수 있다. According to an aspect of the present invention, it is possible to provide a portable imaging device and an imaging method using the same, which can observe fine transparent or opaque materials in various structures by using phase difference observation of two polarized light in different directions. .

일 실시예에 따른 휴대용 이미징 장치는, 휴대용 촬영 기기를 고정하도록 구성된 고정부; 및 제1 방향으로 편광된 제1 광 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 편광된 제2 광을 생성하고, 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 대상체에 조사하며, 상기 대상체에서 반사된 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 결합하여 간섭광을 생성하는 광학 조립체를 포함할 수 있다.According to an embodiment, a portable imaging device includes: a fixing unit configured to fix a portable photographing device; And generating a first light polarized in a first direction and a second light polarized in a second direction orthogonal to the first direction, irradiating the first light and the second light to an object, and reflecting from the object. And an optical assembly that combines the first light and the second light to generate interference light.

상기 고정부는, 상기 간섭광이 상기 촬영 기기에 입사되도록 상기 광학 조립체와 정렬된 광학 창을 포함할 수 있다. The fixing unit may include an optical window aligned with the optical assembly such that the interference light is incident on the imaging device.

일 실시예에 따른 이미징 방법은, 광학 조립체에 의하여, 제1 방향으로 편광된 제1 광 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 편광된 제2 광을 생성하는 단계; 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 대상체에 입사시키는 단계; 상기 광학 조립체에 의하여, 상기 대상체에서 반사된 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 결합하여 간섭광을 생성하는 단계; 및 상기 광학 조립체에 결합된 휴대용 촬영 기기에 의하여, 상기 간섭광을 이미지로 촬영하는 단계를 포함할 수 있다. According to one or more exemplary embodiments, an imaging method includes: generating, by an optical assembly, first light polarized in a first direction and second light polarized in a second direction orthogonal to the first direction; Injecting the first light and the second light into an object; Generating, by the optical assembly, interference light by combining the first light and the second light reflected from the object; And capturing the interference light as an image by a portable photographing device coupled to the optical assembly.

본 발명의 일 측면에 따른 휴대용 이미징 장치 및 이를 이용한 이미징 방법에 의하면, 서로 상이한 방향으로 편광된 두 빛의 위상차를 이용하여 석면과 같은 미세한 투명 물질 또는 불투명한 물질을 검출할 수 있다. 상기 휴대용 이미징 장치는 쉽게 휴대가 가능하며, 범용 카메라 또는 카메라 모듈이 탑재된 이동전화와 결합하여 사용될 수 있어, 필요에 따라 쉽게 촬영하여 원하는 이미지를 관찰할 수 있다.According to the portable imaging apparatus and the imaging method using the same according to an aspect of the present invention, a fine transparent material such as asbestos or an opaque material can be detected using a phase difference between two light polarized in different directions. The portable imaging device is easily portable and can be used in combination with a general-purpose camera or a mobile phone equipped with a camera module, so that the user can easily photograph and observe a desired image as needed.

도 1은 일 실시예에 따른 휴대용 이미징 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따라 이동 전화가 결합된 휴대용 이미징 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 휴대용 이미징 장치의 A-A'를 잇는 직선을 따른 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 휴대용 이미징 장치의 B-B'를 잇는 직선을 따른 개략적인 단면도이다. 1 is a perspective view of a portable imaging device according to one embodiment.
2 is a perspective view of a portable imaging device incorporating a mobile phone according to one embodiment.
3 is a schematic cross-sectional view along a straight line connecting A-A 'of the portable imaging device shown in FIG.
4 is a schematic cross-sectional view along a straight line connecting BB ′ of the portable imaging device shown in FIG. 1.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 일 실시예에 따른 휴대용 이미징 장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of a portable imaging device according to one embodiment.

본 실시예에 따른 휴대용 이미징 장치는 휴대용 촬영 기기가 장착되기 위한 고정부(10)를 포함할 수 있다. 휴대용 촬영 기기는 대상체를 촬영하기 위한 장치로서, 공지된 또는 상용화된 기존의 촬영 장비가 실시예들에 따른 휴대용 이미징 장치에 장착될 수 있다. 예를 들어, 카메라, 디지털 카메라, 또는 카메라 모듈이 탑재되어 영상 획득이 가능한 이동 전화 등이 촬영 기기로서 고정부(10)에 결합될 수 있다. 촬영 기기를 이용하여, 미세한 투명 물질 또는 불투명한 물질을 이미지로 촬영할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 석면 등 유해 물질일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The portable imaging device according to the present embodiment may include a fixing unit 10 for mounting a portable imaging device. The portable photographing device is a device for photographing an object, and known or commercially available conventional photographing equipment may be mounted in the portable imaging device according to the embodiments. For example, a camera, a digital camera, or a mobile phone equipped with a camera module to acquire an image may be coupled to the fixing unit 10 as a photographing device. Using an imaging device, a fine transparent material or an opaque material may be captured as an image. For example, the subject may be harmful substances such as asbestos, but is not limited thereto.

본 실시예에 따른 휴대용 장치는 고정부(10)와 결합된 몸체(20)를 포함할 수 있다. 몸체(20) 내부에는 광학 조립체(미도시)가 위치할 수 있다. 광학 조립체는 촬영 기기에 입사되는 빛을 제어하여 촬영 기기를 이용하여 차동 간섭 명암대비(Differential Interference Contrast; DIC) 이미지를 얻을 수 있도록 한다. 몸체(20)는 렌즈와 측정하고자 하는 대상체 사이의 초점 거리의 확보 및 조절을 위한 구조물이다. 예컨대, 몸체(20)는 서로 연결된 하나 이상의 원통으로 이루어진 형태일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The portable device according to the present embodiment may include a body 20 coupled with the fixing part 10. An optical assembly (not shown) may be located inside the body 20. The optical assembly controls the light incident on the imaging device to obtain a differential interference contrast (DIC) image using the imaging device. The body 20 is a structure for securing and adjusting a focal length between the lens and the object to be measured. For example, the body 20 may be formed of one or more cylinders connected to each other, but is not limited thereto.

몸체(20) 내에 위치하는 광학 조립체는 광원, 하나 이상의 편광판, 월러스톤(Wollaston) 프리즘, 반사 및 투과용 프리즘, 및 대물 렌즈 등으로 구성될 수 있다. 광학 조립체에 대해서는 도 3A 및 3B를 참조하여 상세히 후술한다.The optical assembly located within the body 20 may be comprised of a light source, one or more polarizers, a Wallerston prism, reflective and transmissive prisms, objective lenses, and the like. The optical assembly will be described later in detail with reference to FIGS. 3A and 3B.

고정부(10)는 촬영 기기를 탈착 가능하게 고정하기 위한 부분이다. 일 실시예에서, 고정부(10)는 촬영 기기를 지지하기 위한 지지판(11) 및 지지판(11)에 연결된 하나 이상의 구속구(12)를 포함할 수 있다. 구속구(12)는 지지판(11)의 하나 이상의 변에 위치할 수 있다. 지지판(11) 및 구속구(12)는 동일한 물질로 이루어져 일체화된 형태로 형성될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 각각의 구속구(12)는 지지판(11)과 별도의 공정에서 형성되어 지지판(11)상에 부착될 수도 있다. The fixing unit 10 is a portion for detachably fixing the photographing apparatus. In one embodiment, the fixing part 10 may include a support plate 11 for supporting the imaging device and one or more restraints 12 connected to the support plate 11. Constraints 12 may be located on one or more sides of support plate 11. The support plate 11 and the restraint 12 may be formed of the same material and formed in an integrated form, but is not limited thereto. For example, each of the restraints 12 may be formed in a separate process from the support plate 11 and attached to the support plate 11.

일 실시예에서, 각각의 구속구(12)는 지지판(11)의 표면으로부터 이에 수직한 방향으로 연장되며 그 끝이 지지판(11)과 평행한 방향으로 휘어져 있는 걸쇠 형태로 구성될 수 있다. 지지판(11)상에 촬영 기기를 위치시키면 걸쇠 형태의 구속구(12)에 의해 촬영 기기가 고정되므로 촬영 기기가 분리되는 것을 방지할 수 있다. 지지판(11)의 한 변에는 구속구(12)가 형성되지 않을 수 있으며, 이 부분을 통해 지지판(11)의 측면 방향으로부터 촬영 기기를 지지판(11)상에 밀어넣을 수 있다. In one embodiment, each of the restraints 12 may be configured in the form of a clasp extending from the surface of the support plate 11 in a direction perpendicular thereto and whose ends are bent in a direction parallel to the support plate 11. When the photographing device is positioned on the support plate 11, the photographing device is fixed by the clasp-shaped restraint 12, thereby preventing the photographing device from being separated. Constraints 12 may not be formed on one side of the support plate 11, through which the imaging device can be pushed onto the support plate 11 from the side surface of the support plate 11.

도 2는 일 실시예에 따라 이동 전화가 결합된 휴대용 이미징 장치를 나타내는 사시도이다. 도 2를 참조하면, 촬영 기기로서 카메라 모듈이 탑재된 이동 전화(40)가 지지판(11)상에 위치한다. 이동 전화(40)의 하부 표면은 지지판(11)과 맞닿아 있으며, 이동 전화(40)의 상부 표면은 하나 이상의 방향에 위치한 걸쇠 형태의 구속구(12)와 맞닿은 부분을 포함한다. 그 결과, 몸체(20)와 이동 전화(40)가 밀착되어, 몸체(20) 내의 광학 조립체를 통과한 빛이 이동 전화(40)의 카메라 모듈에 입사될 수 있다.2 is a perspective view of a portable imaging device incorporating a mobile phone according to one embodiment. Referring to FIG. 2, a mobile phone 40 on which a camera module is mounted as a photographing device is located on the support plate 11. The lower surface of the mobile telephone 40 abuts the support plate 11, and the upper surface of the mobile telephone 40 includes a portion abutting with the clasp-shaped restraint 12 located in one or more directions. As a result, the body 20 and the mobile phone 40 are in close contact, so that light passing through the optical assembly in the body 20 can be incident on the camera module of the mobile phone 40.

다시 도 1을 참조하면, 고정부(10)의 지지판(11)은 하나 이상의 광학 창(110)을 포함할 수 있다. 광학 창(110)은 몸체(20)에 수용된 광학 조립체에 의하여 제어되는 입사광이 고정부(10)상에 고정된 촬영 기기에 입사되기 위한 광 경로를 제공한다. 광학 창(110)의 위치는 결합될 촬영 기기에서 빛이 입사되는 부분의 위치를 참조하여 결정될 수 있다. 광학 창(110)은 지지판(11)에 형성되어 있는 개구(aperture) 또는 홀(hole)의 형태일 수도 있으며, 또는 이러한 개구 또는 홀에 덮개가 결합된 형태일 수도 있다. 덮개는 유리 등 적어도 부분적으로 투명한 물질로 이루어질 수 있다. Referring back to FIG. 1, the support plate 11 of the fixing part 10 may include one or more optical windows 110. The optical window 110 provides an optical path for incident light controlled by the optical assembly accommodated in the body 20 to be incident on the imaging device fixed on the fixing portion 10. The position of the optical window 110 may be determined by referring to the position of the portion of the imaging device to which light is incident. The optical window 110 may be in the form of an aperture or a hole formed in the support plate 11, or a cover may be coupled to the opening or the hole. The lid may be made of at least partially transparent material such as glass.

이상에서 설명된 지지판(11) 및 구속구(12)의 구성은 단지 예시적인 것이다. 다른 실시예에서, 고정부(10)는 촬영 기기를 광학 조립체와 결합하기 위한 다른 상이한 구성을 가질 수도 있다. 따라서, 고정부(10)의 구성은 광학 조립체와 결합될 촬영 기기의 형태 등에 따라 다양할 수 있으며, 본 명세서에서 설명 및 도시되는 특정 구성으로 한정되지 않는다. The configurations of the support plate 11 and the restraint 12 described above are merely exemplary. In other embodiments, the fixture 10 may have other different configurations for coupling the imaging device with the optical assembly. Therefore, the configuration of the fixing unit 10 may vary depending on the shape of the imaging device to be combined with the optical assembly, and the like, and is not limited to the specific configuration described and illustrated herein.

일 실시예에서, 휴대용 이미징 장치는 전원 연결부(30)를 포함할 수 있다. 전원 연결부(30)는 광학 조립체 내의 광원(미도시)에 전력을 제공하기 위한 부분이다. 촬영 기기에 자체 광원이 탑재되어 있을 수도 있으나, 촬영 기기에 광원이 탑재되어 있지 않을 경우에는 휴대용 이미징 장치의 광학 조립체에 광원을 탑재하여 촬영을 위한 빛을 공급할 수 있다. 전원 연결부(30)는 몸체(20) 내에 위치한 광원에 도선 등에 의해 전기적으로 연결되어, 외부로부터 공급된 전력을 광원에 전달할 수 있다. In one embodiment, the portable imaging device may include a power connection 30. The power connection 30 is a portion for providing power to a light source (not shown) in the optical assembly. Although the light source may be mounted on the photographing device, when the light source is not mounted on the photographing device, the light source may be mounted on the optical assembly of the portable imaging device to supply light for photographing. The power connection unit 30 may be electrically connected to a light source located in the body 20 by a conductor or the like, and may transmit power supplied from the outside to the light source.

일 실시예에서, 전원 연결부(30)는 고정부(10)에 장착되는 촬영 기기로부터 전력을 수신하여 광원에 전달할 수도 있다. 예를 들어, 전원 연결부(30)는 촬영 기기에 전기적으로 연결 가능한 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus; USB) 단자의 형태일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, the power connection unit 30 may receive power from the photographing device mounted on the fixing unit 10 and transmit the power to the light source. For example, the power connection unit 30 may be in the form of a universal serial bus (USB) terminal electrically connected to the photographing device, but is not limited thereto.

도 3은 도 1에 도시된 휴대용 이미징 장치의 A-A'를 잇는 직선을 따른 개략적인 단면도이다. 또한, 도 4는 도 1에 도시된 휴대용 이미징 장치의 B-B'를 잇는 직선을 따른 개략적인 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하여, 일 실시예에 따른 휴대용 이미징 장치에서 광학 조립체의 구성을 구체적으로 설명한다. 3 is a schematic cross-sectional view along a straight line connecting A-A 'of the portable imaging device shown in FIG. 4 is a schematic cross-sectional view along a straight line connecting B-B 'of the portable imaging device shown in FIG. 3 and 4, the configuration of an optical assembly in a portable imaging device according to an embodiment will be described in detail.

도 3 및 도 4를 참조하면, 광학 조립체는 광원(31), 제1 편광판(32), 반사 프리즘(33), 월러스톤 프리즘(34), 대물 렌즈(35) 및 제2 편광판(36) 등 하나 이상의 광학 부재로 이루어질 수 있다. 그러나 이는 예시적인 것으로서, 광학 조립체는 반드시 도 3 및 도 4에 도시된 광학 부재(31, 32, 33, 34, 35, 36) 전부를 포함하지 않을 수도 있으며, 광학 조립체를 수용하는 몸체(20)의 형상 및 그 내부의 광 경로의 구성에 따라 일부 부재가 생략되거나 다른 추가적인 부재가 더하여질 수도 있다. 3 and 4, the optical assembly includes a light source 31, a first polarizing plate 32, a reflective prism 33, a wallerstone prism 34, an objective lens 35, a second polarizing plate 36, and the like. It may be made of one or more optical members. However, this is exemplary, and the optical assembly may not necessarily include all of the optical members 31, 32, 33, 34, 35, and 36 shown in FIGS. 3 and 4, and the body 20 containing the optical assembly is shown. Depending on the shape of and the configuration of the light path therein, some members may be omitted or other additional members may be added.

광학 조립체는 몸체(20) 내부에 위치할 수 있으며, 몸체(20)는 고정부(10)에 결합될 수 있다. 광학 조립체는 고정부(10)에 결합된 촬영 기기에 입사되는 빛을 제어하여 촬영 기기를 이용하여 DIC 방식의 이미지를 얻을 수 있도록 한다. 구체적으로, 광학 조립체는 서로 수직으로 편광된 두 빛을 대상체에 조사하고, 대상체에서 반사된 두 빛의 간섭광을 촬영 기기에 전달함으로써, 촬영 기기에서 두 빛 사이의 위상차를 이용하여 대상체를 관찰할 수 있도록 한다. The optical assembly may be located inside the body 20, and the body 20 may be coupled to the fixing part 10. The optical assembly controls the light incident on the photographing device coupled to the fixing unit 10 to obtain a DIC image by using the photographing device. Specifically, the optical assembly emits two light polarized perpendicularly to each other and transmits the interference light of the two lights reflected from the object to the photographing device, thereby observing the object by using the phase difference between the two lights in the photographing device. To help.

광원(31)은 대상체를 관찰하기 위한 빛을 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서, 광원(31)은 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED), 형광등, 수은등, 나트륨등 등일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 고정부(10)에 결합되는 촬영 기기에 자체 광원이 탑재되어 있을 경우에는 광원(31)은 사용되지 않을 수도 있다. The light source 31 may generate light for observing the object. In one embodiment, the light source 31 may be a light emitting diode (LED), a fluorescent lamp, a mercury lamp, a sodium lamp, or the like, but is not limited thereto. In addition, the light source 31 may not be used when its own light source is mounted in the photographing apparatus coupled to the fixing unit 10.

제1 편광판(32)은 광원(31)의 빛을 특정 방향으로 편광시킬 수 있다. 광원(31)에서 발생된 빛은 진행 방향에 수직한 전 방향으로 진동을 가지나, 발생된 빛은 제1 편광판(32)을 통과하면서 특정 방향으로 편광된 빛으로 분리된다. 일 실시예에서, 제1 편광판(32)은 광원(31)의 빛에서 45도로 편광된 빛만을 분리하여 편광 신호를 생성할 수도 있다. The first polarizer 32 may polarize the light of the light source 31 in a specific direction. The light generated from the light source 31 has a vibration in all directions perpendicular to the traveling direction, but the generated light is separated into light polarized in a specific direction while passing through the first polarizing plate 32. In an exemplary embodiment, the first polarizer 32 may separate only the light polarized by 45 degrees from the light of the light source 31 to generate a polarized signal.

반사 프리즘(33)은, 제1 편광판(32)에 의한 편광 신호를 대상체 방향(즉, 반사 프리즘(33)으로부터 월러스톤 프리즘(34) 및 대물 렌즈(35)를 향하는 방향)으로 반사시키는 역할을 한다. 또한, 대상체에서 반사된 광 신호에 의한 간섭광이 반사 프리즘(33)을 통과하여 진행될 수 있으며, 이에 대해서는 상세히 후술한다. The reflective prism 33 serves to reflect the polarization signal by the first polarizing plate 32 in the direction of the object (that is, the direction toward the Wallerstone prism 34 and the objective lens 35) from the reflective prism 33. do. In addition, interference light by the optical signal reflected from the object may pass through the reflective prism 33, which will be described in detail later.

월러스톤 프리즘(34)은, 반사 프리즘(33)으로부터 전달된 편광 신호를 서로 직교하는 편광 방향을 갖는 두 신호로 분리할 수 있다. 월러스톤 프리즘은 결정질 물질의 두 층으로 이루어져 편광 방향에 따라 굴절률이 상이하다. 말루스의 법칙(Malus' law)에 의해 편광된 빛의 세기는 다른 축의 편광된 빛에 대해 코사인 비례하므로, 월러스톤 프리즘을 통과한 빛은 서로 직교하는 편광 방향을 갖는 제1 광 및 제2 광으로 분리된다. 월러스톤 프리즘에 대해서는 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술자들에게 잘 알려져 있으므로, 발명의 요지를 명확하게 하기 위하여 자세한 설명을 생략한다. The wallerstone prism 34 may separate the polarization signals transmitted from the reflection prism 33 into two signals having polarization directions orthogonal to each other. Wallerstone prism is composed of two layers of crystalline material and differs in refractive index depending on the polarization direction. Since the intensity of light polarized by Malus' law is proportional to the cosine with respect to the light polarized on the other axis, the light passing through the Wallerstone prism is the first light and the second light having polarization directions orthogonal to each other. Separated by. Wallerstone prism is well known to those skilled in the art of the present invention, detailed description thereof will be omitted for clarity.

일 실시예에서, 월러스톤 프리즘(34)은 제1 편광판(32)의 편광 방향과 45도의 차를 갖는 결정 방향을 가질 수 있다. 월러스톤 프리즘(34)으로 인하여, 편광 신호는 기존의 편광 방향에 대해 +45도로 편광된 제1 광과 -45도로 편광된 제2 광으로 분리될 수 있다. 예를 들어, 제1 편광판(32)이 45도의 편광 방향을 가질 경우, 제1 편광판(32)에 의해 생성된 편광 신호는 월러스톤 프리즘(34)을 통과하면서 90도로 편광된 제1 광 및 0도로 편광된 제2 광으로 분리될 수 있다. In one embodiment, the Wallerstone prism 34 may have a crystal direction having a 45 degree difference from the polarization direction of the first polarizer 32. Due to the Wallerstone prism 34, the polarized signal can be separated into a first light polarized by +45 degrees and a second light polarized by -45 degrees with respect to the existing polarization direction. For example, when the first polarizing plate 32 has a polarization direction of 45 degrees, the polarization signal generated by the first polarizing plate 32 passes through the Wallerstone prism 34 and is first polarized by 90 degrees. Can be separated into second polarized light.

그러나, 전술한 편광 각도는 단지 예시적인 것으로서, 편광 신호 및 이로부터 생성된 제1 광 및 제2 광의 편광 방향은 전술한 구체적인 각도로 한정되는 것은 아니다. However, the aforementioned polarization angles are merely exemplary, and the polarization directions of the polarization signal and the first and second light generated therefrom are not limited to the specific angles described above.

대물 렌즈(35)는 서로 직교하는 방향으로 편광된 제1 광 및 제2 광을 대상체에 집속시킬 수 있다. 일 실시예에서, 대물 렌즈(35)는 볼록 렌즈일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 월러스톤 프리즘(34)의 특성으로 인하여, 월러스톤 프리즘(34)에 의해 분리된 제1 광 및 제2 광은 대상체에서 완전히 동일한 영역에 집속되지 않으며, 미세한 오프셋(offset)을 가지고 인접한 영역에 집속된다. The objective lens 35 may focus the first light and the second light polarized in a direction orthogonal to each other on the object. In one embodiment, the objective lens 35 may be a convex lens, but is not limited thereto. Due to the properties of the wallerstone prism 34, the first and second lights separated by the wallerstone prism 34 are not focused on the exact same area in the object, but rather focus on adjacent areas with a fine offset. do.

이후, 제1 및 제2 광은 대상체의 표면에서 반사되거나, 또는/또한 대상체 내부로 일정 깊이만큼 투과하여 진행하였다가 반사될 수 있다. 제1 광은 제2 광은 대상체에서 서로 인접하지만 상이한 영역에 조사되었다가 반사되므로, 반사되는 동안 제1 광 및 제2 광의 광 경로에 차이가 발생한다. 광 경로의 차이는 반사된 제1 광 및 제2 광에서 위상 차이를 유발한다. 예를 들어, 제1 광 및 제2 광 중 상대적으로 두꺼운 부분을 통하여 반사된 빛에는 다른 빛에 대해 상대적인 위상 지연이 발생될 수 있다. Thereafter, the first and second light may be reflected on the surface of the object, or / or may be transmitted through a predetermined depth and then reflected. Since the first light is irradiated to and reflected from different areas of the object but different from each other in the object, a difference occurs in an optical path of the first light and the second light during reflection. The difference in the light paths causes a phase difference in the reflected first and second light. For example, a phase delay relative to other light may be generated in light reflected through a relatively thick portion of the first light and the second light.

대상체로부터 반사된 제1 광 및 제2 광은 다시 대물 렌즈(35)를 통과하여 월러스톤 프리즘(34)에 입사될 수 있다. 월러스톤 프리즘(34)은, 대상체로부터 반사된 제1 광 및 제2 광을 다시 하나의 광으로 결합할 수 있다. 예컨대, 제1 광이 90도로 편광되며 제2 광이 0도로 편광되었을 경우, 결합된 빛은 135도의 편광 방향을 가질 수 있다. 이때, 대상체로부터 반사된 제1 광 및 제2 광은 위상차를 가지므로 결합된 광은 위상차에 의한 간섭을 갖는 간섭광이 된다. 간섭광은 반사 프리즘(33)을 통과하여 고정부(10)에 장착된 촬영 장치에 입사될 수 있다. The first light and the second light reflected from the object may pass through the objective lens 35 to be incident on the Wallerstone prism 34. The wallerstone prism 34 may combine the first light and the second light reflected from the object into one light. For example, when the first light is polarized at 90 degrees and the second light is polarized at 0 degrees, the combined light may have a polarization direction of 135 degrees. In this case, since the first light and the second light reflected from the object have a phase difference, the combined light becomes interference light having interference due to the phase difference. Interfering light may pass through the reflective prism 33 and be incident on the photographing apparatus mounted on the fixing unit 10.

일 실시예에서, 광학 조립체는 월러스톤 프리즘(34)과 촬영 장치 사이의 광 경로상에 위치하는 제2 편광판(36)을 포함할 수도 있다. 제2 편광판(36)은 제1 편광판(32)과 직교하는 편광 방향을 가질 수 있다. 예컨대, 제1 편광판(32)의 편광 방향이 45도일 경우, 제2 편광판(36)의 편광 방향은 135도일 수 있다. 제2 편광판(36)은, 초기에 제1 편광판(32)을 통과한 빛이 대상체에서 반사되지 않고 바로 촬영 기기에 입사되는 것을 방지하는 역할을 한다. 반면, 대상체에서 반사된 제1 광 및 제2 광으로부터 생성된 간섭광은 135도로 편광된 빛이므로 제2 편광판(36)을 통과하여 촬영 기기에 입사될 수 있다. In one embodiment, the optical assembly may include a second polarizer 36 positioned on the light path between the Wallerstone prism 34 and the imaging device. The second polarizer 36 may have a polarization direction orthogonal to the first polarizer 32. For example, when the polarization direction of the first polarizing plate 32 is 45 degrees, the polarization direction of the second polarizing plate 36 may be 135 degrees. The second polarizer 36 serves to prevent light initially passing through the first polarizer 32 from being incident on the photographing device without being reflected by the object. On the other hand, since the interference light generated from the first light and the second light reflected from the object is polarized light of 135 degrees, the interference light may pass through the second polarizing plate 36 and be incident to the imaging device.

촬영 기기는 입사된 간섭광을 이미지로 촬영할 수 있다. 대상체에서 반사된 제1 광 및 제2 광은 미세한 오프셋을 갖는 인접 영역에서 반사되었으므로, 이로부터 생성된 간섭광은 완전히 정렬된 하나의 이미지가 아니라 미세한 오프셋을 갖는 두 이미지가 중첩된 형태가 된다. 제1 광 및 제2 광이 대상체에서 상이한 두께를 갖는 부분을 통과하였을 경우, 반사된 제1 광 및 제2 광 사이에 위상차가 발생되며, 중첩된 이미지에서 위상차가 있는 부분은 간섭으로 인해 다른 부분에 비해 밝거나 어둡게 나타낸다. 따라서, 투명한 물질로 이루어진 대상체라고 하더라도, 간섭광을 이용한 이미지에는 대상체의 형상이 위상차로 인한 명암 대비 형태로 나타난다. The imaging device may photograph the incident interference light as an image. Since the first light and the second light reflected from the object are reflected in adjacent areas having fine offsets, the interference light generated therefrom is not one perfectly aligned image but two images having fine offsets. When the first light and the second light pass through portions having different thicknesses in the object, a phase difference is generated between the reflected first light and the second light, and the portions having the phase difference in the overlapping image are different portions due to interference. Lighter or darker than Therefore, even if the object is made of a transparent material, the shape of the object appears in the contrast mode due to the phase difference in the image using the interference light.

따라서, 실시예에 따른 휴대용 이미징 장치를 이용하면, 간섭광을 촬영한 이미지에서 전술한 명암 대비를 이용하여 대상체를 검출할 수 있다. 예컨대, 휴대용 이미징 장치를 이용하여 석면 등 투명한 유해 물질을 검출할 수 있다. 그러나, 휴대용 이미징 장치를 이용하여 검출 가능한 물질은 투명 물질에 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 따른 휴대용 이미징 장치는 반사된 빛의 세기를 이용하여 측정하는 것이 아니므로, 대상체의 배경에 있는 구조물 혹은 관찰하고자 하는 대상체가 투명 혹은 불투명한 것에 관계 없이 측정이 가능하다. Therefore, using the portable imaging apparatus according to the embodiment, the object may be detected using the above-described contrast in the image of the interference light. For example, a transparent harmful substance such as asbestos can be detected using a portable imaging device. However, the material detectable using the portable imaging device is not limited to the transparent material. Since the portable imaging device according to the exemplary embodiment does not measure the reflected light intensity, the portable imaging apparatus may measure the structure on the background of the object or the object to be observed regardless of whether the object is transparent or opaque.

또한, 실시예들에 따른 휴대용 이미징 장치는 통상의 카메라 또는 카메라 모듈이 탑재된 이동전화와 결합하여 사용될 수 있어 휴대가 용이하다. 예를 들어, 건물의 벽과 같은 구조물에 석면이 포함되어 있을 경우, 휴대용 이미징 장치를 벽에 부착하여 벽면에 포함된 석면을 이미징할 수 있다. 또한, 손, 발 혹은 각종 생활 기기 등에 있는 미세 물질의 관찰을 위해 따로 측정 장비가 마련되어 있는 곳으로 갈 필요 없이 휴대 장치를 이용하여 즉각적으로 관찰이 가능하다. In addition, the portable imaging device according to the embodiments may be used in combination with a conventional camera or a mobile phone equipped with a camera module for easy portability. For example, when asbestos is included in a structure such as a wall of a building, a portable imaging device may be attached to the wall to image asbestos included in the wall. In addition, it is possible to immediately observe by using a portable device without having to go to a place where measurement equipment is separately provided for observing fine materials in a hand, a foot or various living devices.

이하에서는, 일 실시예에 따른 이미징 방법에 대하여 설명한다. 본 실시예에 따른 이미징 방법은, 도 1 내지 도 3을 참조하여 전술한 휴대용 이미징 장치를 이용하여 수행될 수 있다. Hereinafter, an imaging method according to an embodiment will be described. The imaging method according to the present embodiment may be performed using the portable imaging apparatus described above with reference to FIGS. 1 to 3.

광학 조립체에 의하여, 제1 방향으로 편광된 제1 광 및 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 편광된 제2 광을 생성할 수 있다. 또한, 제1 광 및 제2 광을 대상체에 입사시킬 수 있다. 대상체로부터 제1 광 및 제2 광이 반사되면, 반사된 제1 광 및 제2 광을 광학 조립체에 의해 결합하여 간섭광을 생성할 수 있다. 광학 조립체에 결합된 촬영 기기에 의하여 간섭광을 이미지로 촬영할 수 있다. 촬영 기기는 광학 조립체에 연결된 고정부에 장착될 수 있다. By the optical assembly, the first light polarized in the first direction and the second light polarized in the second direction orthogonal to the first direction may be generated. In addition, the first light and the second light may be incident on the object. When the first light and the second light are reflected from the object, the reflected first light and the second light may be combined by the optical assembly to generate interference light. Interfering light can be captured as an image by an imaging device coupled to the optical assembly. The imaging device may be mounted to a fixture connected to the optical assembly.

일 실시예에 따른 이미징 방법에서, 제1 광 및 제2 광은 광학 조립체의 일 부분을 통과하여 대상체에 입사될 수 있다. 또한, 대상체에서 반사된 제1 광 및 제2 광은, 광학 조립체의 일 부분을 통과하여 촬영 기기에 입사될 수 있다. In an imaging method according to an embodiment, the first light and the second light may pass through a portion of the optical assembly and be incident on the object. In addition, the first light and the second light reflected from the object may pass through a portion of the optical assembly and enter the imaging device.

또한, 일 실시예에 따른 이미징 방법에서, 광학 조립체는 광원을 포함할 수도 있다. 광학 조립체의 광원에 전력을 공급함으로써, 광원의 빛을 이용하여 제1 광 및 제2 광을 생성할 수 있다. 이때, 광원은 고정부에 장착된 촬영 기기로부터 전력을 공급받을 수도 있다. In addition, in the imaging method according to an embodiment, the optical assembly may include a light source. By powering the light source of the optical assembly, the light of the light source can be used to generate the first light and the second light. In this case, the light source may be supplied with power from the photographing device mounted on the fixing unit.

이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. However, it should be understood that such modifications are within the technical scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (17)

휴대용 촬영 기기를 고정하도록 구성된 고정부; 및
제1 방향으로 편광된 제1 광 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 편광된 제2 광을 생성하고, 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 대상체에 조사하며, 상기 대상체에서 반사된 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 결합하여 간섭광을 생성하는 광학 조립체를 포함하되,
상기 고정부는, 상기 간섭광이 상기 촬영 기기에 입사되도록 상기 광학 조립체와 정렬된 광학 창을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 이미징 장치.
A fixing unit configured to fix the portable photographing device; And
Generating a first light polarized in a first direction and a second light polarized in a second direction orthogonal to the first direction, irradiating the first light and the second light to an object, and reflecting from the object An optical assembly that combines the first light and the second light to produce interference light,
And the fixing part comprises an optical window aligned with the optical assembly such that the interference light is incident on the imaging device.
제 1항에 있어서,
상기 광학 조립체는,
빛을 일 방향으로 편광시키는 제1 편광판; 및
상기 제1 편광판을 통과한 빛으로부터 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 생성하고, 상기 대상체에서 반사된 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 결합하여 상기 간섭광을 생성하는 월러스톤 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 이미징 장치.
The method of claim 1,
The optical assembly includes:
A first polarizing plate for polarizing light in one direction; And
A wallerstone prism generating the first light and the second light from the light passing through the first polarizing plate and combining the first light and the second light reflected from the object to generate the interference light; Portable imaging device, characterized in that.
제 2항에 있어서,
상기 월러스톤 프리즘의 결정 방향은 상기 제1 편광판의 편광 방향과 45도의 차이를 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 이미징 장치.
3. The method of claim 2,
And the crystallization direction of the wallerstone prism has a difference of 45 degrees from the polarization direction of the first polarizing plate.
제 2항에 있어서,
상기 광학 조립체는,
상기 제1 편광판을 통과한 빛을 상기 월러스톤 프리즘을 향하도록 반사시키는 반사 프리즘; 및
상기 월러스톤 프리즘에 의해 생성된 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 상기 대상체에 집속시키는 대물 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 이미징 장치.
3. The method of claim 2,
The optical assembly includes:
A reflecting prism for reflecting light passing through the first polarizing plate toward the wallerstone prism; And
And an objective lens for focusing the first light and the second light generated by the wallerstone prism on the object.
제 4항에 있어서,
상기 대상체에서 반사된 상기 제1 광 및 상기 제2 광은 상기 대물 렌즈를 통과하여 상기 월러스톤 프리즘에 입사되며,
상기 월러스톤 프리즘에 의해 생성된 상기 간섭광은 상기 반사 프리즘을 통과하여 상기 촬영 기기에 입사되는 것을 특징으로 하는 휴대용 이미징 장치.
5. The method of claim 4,
The first light and the second light reflected from the object pass through the objective lens and enter the Wallerstone prism.
And the interference light generated by the wallerstone prism passes through the reflective prism and is incident on the photographing device.
제 2항에 있어서,
상기 광학 조립체는, 상기 월러스톤 프리즘과 상기 촬영 기기 사이의 광 경로상에 위치하며, 상기 제1 편광판의 편광 방향과 직교하는 편광 방향을 갖는 제2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 이미징 장치.
3. The method of claim 2,
The optical assembly further comprises a second polarizing plate positioned on an optical path between the Wallerstone prism and the photographing device, the second polarizing plate having a polarization direction orthogonal to the polarization direction of the first polarizing plate. .
제 2항에 있어서,
상기 광학 조립체는, 상기 제1 편광판에 빛을 공급하는 광원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 이미징 장치.
3. The method of claim 2,
The optical assembly further comprises a light source for supplying light to the first polarizing plate.
제 7항에 있어서,
전력을 수신하여 상기 광원에 공급하기 위해 상기 광원에 전기적으로 연결된 전원 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 이미징 장치.
8. The method of claim 7,
And a power connection electrically connected to the light source for receiving and supplying power to the light source.
제 8항에 있어서,
상기 전원 연결부는 상기 촬영 기기에 전기적으로 연결되어 전력을 수신하는 것을 특징으로 하는 휴대용 이미징 장치.
The method of claim 8,
And the power connection unit is electrically connected to the photographing device to receive power.
제 1항에 있어서,
상기 고정부는,
상기 광학 창을 구비한 지지판; 및
상기 지지판상에 위치하며 상기 촬영 기기를 고정하기 위한 하나 이상의 구속구를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 이미징 장치.
The method of claim 1,
The fixing unit includes:
A support plate having the optical window; And
And at least one restraint positioned on the support plate to secure the imaging device.
제 1항에 있어서,
상기 고정부와 연결되며 상기 광학 조립체를 수용하는 몸체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 이미징 장치.
The method of claim 1,
And a body connected to the fixing portion to receive the optical assembly.
제 1항에 있어서,
상기 고정부에 장착된 상기 촬영 기기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 이미징 장치.
The method of claim 1,
And a photographing device mounted to the fixing unit.
광학 조립체에 의하여, 제1 방향으로 편광된 제1 광 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 편광된 제2 광을 생성하는 단계;
상기 제1 광 및 상기 제2 광을 대상체에 입사시키는 단계;
상기 광학 조립체에 의하여, 상기 대상체에서 반사된 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 결합하여 간섭광을 생성하는 단계; 및
상기 광학 조립체에 결합된 휴대용 촬영 기기에 의하여, 상기 간섭광을 이미지로 촬영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미징 방법.
Generating, by the optical assembly, first light polarized in a first direction and second light polarized in a second direction orthogonal to the first direction;
Injecting the first light and the second light into an object;
Generating, by the optical assembly, interference light by combining the first light and the second light reflected from the object; And
Imaging the interference light by means of a portable imaging device coupled to the optical assembly.
제 13항에 있어서,
상기 제1 광 및 상기 제2 광을 생성하는 단계 전에, 상기 촬영 기기를 상기 광학 조립체에 연결된 고정부에 장착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미징 방법.
14. The method of claim 13,
And prior to generating the first and second lights, mounting the imaging device to a fixture connected to the optical assembly.
제 13항에 있어서,
상기 제1 광 및 상기 제2 광은 상기 광학 조립체의 일 부분을 통과하여 상기 대상체에 입사되며,
상기 대상체에서 반사된 상기 제1 광 및 상기 제2 광은, 상기 광학 조립체의 상기 일 부분을 통과하여 상기 촬영 기기에 입사되는 것을 특징으로 하는 이미징 방법.
14. The method of claim 13,
The first light and the second light are incident to the object through a portion of the optical assembly,
And the first light and the second light reflected from the object are incident to the imaging device through the portion of the optical assembly.
제 13항에 있어서,
상기 제1 광 및 상기 제2 광을 생성하는 단계는,
상기 광학 조립체의 광원에 전력을 공급하는 단계; 및
상기 광원의 빛을 이용하여 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미징 방법.
14. The method of claim 13,
Generating the first light and the second light,
Supplying power to a light source of the optical assembly; And
And generating the first light and the second light by using the light of the light source.
제 16항에 있어서,
상기 광원에 전력을 공급하는 단계는, 상기 촬영 기기로부터 상기 광원에 전력을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미징 방법. 17. The method of claim 16,
Supplying power to the light source comprises supplying power to the light source from the photographing device.
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