KR101418781B1 - 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치 - Google Patents

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KR101418781B1 KR1020140005696A KR20140005696A KR101418781B1 KR 101418781 B1 KR101418781 B1 KR 101418781B1 KR 1020140005696 A KR1020140005696 A KR 1020140005696A KR 20140005696 A KR20140005696 A KR 20140005696A KR 101418781 B1 KR101418781 B1 KR 101418781B1
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이상태
서정석
김재민
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Abstract

본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치는 빛을 공급하기 위하여 빛을 조사하는 LED 광원부과; 상기 LED 광원부에서 조사된 빛을 작은 입체각 내에 모아지게 집광하며, 하부에 결상시키는 집광렌즈부와; 상기 집광렌즈부를 통과한 빛의 인텐시티 프로파일을 균일하게 만들어 주는 조명균일화 필터부와; 상기 집광렌즈부에서 집광된 빛이 결상되며, 시야 주변 부분을 조정하여 반사된 빛과 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아 주어 플레어(Flare)를 효율적으로 제거하기 위한 시야조리개부와; 상기 시야조리개가 초점거리에 위치하며, 상기 시야조리개에 결상된 상에서 나온 빛이 평형광선이 되게 하여 상기 광학계의 시료 전면을 비추어 줄 수 있게 하는 콘덴서렌즈부와; 상기 광학계의 대물렌즈, 튜브렌즈와 동축 조명으로 사용할 수 있게 광축이 같도록 하기 위하여, 상기 콘덴서렌즈부에서 나온 평행광선을 반사시켜 평형광선의 방향을 90도 꺽어주는 미러부로 구성되며, 상기 조명균일화 필터부는 원형의 중심부로 통과하는 빛은 일부 차단하고 원형의 바깥 주변부를 통과하는 빛은 전부 통과하게 하여 빛을 고르게 통과하게 하는 아포다이징 필터(Apodizing Filter)나, 입사광의 분광 조성을 변경하지 않고 입사광량을 전파장 대역에 걸쳐서 균등하게 감소시키는 뉴트럴 덴시티 필터(Neutral Density Filter)를 사용한다.
본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명화 균일화 장치에 따르면 원형 단면에서 균일한 밝기의 조명을 공급함으로써 광학계에서의 정확한 물체의 확인이 보다 정밀하게 확인 가능하게 되었다.

Description

고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치{Illumination Uniformalizing Apparatus in High Resolution Optical System}
본 발명은 광학계에 부가되어 조명을 균일화하여 물체에 조사할 수 있도록 하는 조명 균일화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED 광원부에서 빛을 조사하고, 조사된 빛을 작은 입체각 내에 모아지게 집광하며, 하부에 결상시키며, 조사된 빛을 확산 분할하여 인텐시티를 균일하게 만들어 주고, 시야 주변 부분을 조정하여 반사된 빛과 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아 주어 플레어(Flare)를 효율적으로 제거한 후 결상된 상에서 나온 빛이 평형광선이 되게 하여 상기 광학계의 시료 전면을 비추어 줄 수 있게 하고, 평행광선을 반사시켜 평형광선의 방향을 90도 꺽어주어 원형 단면에서 균일한 밝기의 조명을 공급하는 고해상도 광학계에서의 조명화 균일화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 현미경과 같은 광학계에 있어서 보고자 하는 물체 즉, 시료를 관찰하기 위해서는 상기 대물 렌즈를 거쳐서 상기 피검체를 조명하는 조명광을 사출하는 광원을 가지는 조명부가 필요하다.
이 조명부는 반사된 빛과 불필요한 빛들에 의해 생기는 플레어(Flare)가 없어야 하며 평형광선이어야 한다.
최근의 반도체의 미세화에 따라, 광학식 현미경을 사용한 반도체 검사장치에는 고해상력이 요구되고 있다. 이것을 위해서는, 고NA(개구수)화와 단파장화라 하는 2가지 방법을 들 수 있지만, 반도체 검사의 용도에 있어서는, 액침(液浸) 대물 렌즈를 사용할 수 없기 때문에, 「NA< 1.0」라 하는 제한이 부과되어 있다.
그래서, 단파장화에 의해 고해상력을 얻기 위해서 딥 유브이(Deep UV) 레이저를 사용하여, 가시광의 대략 반의 파장으로 대상을 관찰함으로써 약 2배의 분해능을 얻을 수 있도록 한 장치가 알려져 있다.
그렇지만, 광원에 레이저를 사용한 경우에는, 화상에 스페클(speckle) 패턴(간섭성이 높은 광원을 사용하여, 결상광의 위상이 흐트러졌을 때 불규칙한 형상의 간섭 패턴이 상에 중첩된다.)이 발생하여, 소망의 해상력을 얻을 수 없다는 문제가 있어, 해당 패턴을 제거하기 위해서, (1) 조명 광학계 내에 회전 확산판을 설치하는 방법. (2) 조명 광학계에 파이버 번들(bundle)(레이저의 코히어런트 길이(長)보다도 길이의 차가 크게 되고 있다.)을 사용하는 방법(예를 들면, 일본 특개평 6-167640호 공보 등)이 있다.
그러나, 회전 확산판을 사용한 방법(1)에서는 확산판에서의 산란, 반사에 의한 에너지 손실이 크기 때문에, 효율이 좋지 않은 점과 확산판으로부터의 광의 사출 각도가 커짐에 따라서 방사 휘도가 낮아지기 때문에, 균일 조명을 필요로 하는 현미경 등의 장치에서는, 출사 각도가 작은 한정된 영역 부분에서의 광밖에 상 형성에 기여하지 않기 때문에, 그 대부분의 광이 버려져 쓸모없게 되어버려 광의 이용 효율이 낮은 점. 또한, 상기 방법(2)의 경우에는, 각각의 파이버에 대하여, 레이저의 코히어런트 길이보다도 큰 길이의 차를 준비할 필요가 있으며, 그 결과, 파이버 번들의 전체 길이가 대단히 길어져 버린다. 따라서, 파이버 내를 전파하는 광에 대해서 파이버 길이의 제곱에 비례하여 감쇠하기 때문에, 특히 투과율이 낮은 심자외선 영역에서는 에너지의 손실이 현저해진다.
공개특허 특2003-0003273로 게시된 회절형 렌즈 소자 및 이것을 사용한 조명 장치는 투명 기재에 대하여 깊이가 다른 다수의 오목부를 형성함으로써 단면 형상이 스텝형으로 형성되고, 1개 또는 복수개의 렌즈 및 랜덤 위상판의 광학적 작용을 겸비한 회절형 렌즈 소자로서, 렌즈 또는 렌즈 어레이와 등가인 스텝을 구성하는 오목부의 각각의 깊이에 대하여, 난수에 따른 변화량을 개별로 부여 또는 중첩함으로써, 불규칙한 위상 변화를 가진 오목부가 형성되어 있는 회절형 렌즈 소자를 사용하여 스페클이 제거된 균일한 조명광을 얻기 위한 조명 장치로서, 레이저 광원과, 상기 회절형 렌즈 소자를 회전시키기 위한 회전수단을 설치한 것을 특징으로 하나 본 발명과는 상이하다.
등록특허10-0270979로 게시된 광전송 현미경용 조명방법은 콘덴서 렌즈수단을 포함하는 광원경로를 따라 한 광선을 제공하는 콘덴서 렌즈 광축으로부터 벗어나 위치한 광원수단 및 콘덴서 렌즈의 광축에 대해 평행을 이루지 않도록 된 광원 광선경로를 이동시킬 수 있도록 하는 광선 경로 이동수단을 포함하는 바의 광축을 갖는 콘덴서 렌즈와 광축을 가지는 대물렌즈 포함의 광전송 현미경용 조명장치에 있어서, 상기 조명 광원수단이 콘덴서 렌즈 수단을 통과하는 광원경로를 따라 독립된 다수의 광선을 제공하고 상기 광선 경로이동수단이 다수의 광선경로를 이동시키는 것이나 본 발명과는 상이하다.
등록특허 10-0219823으로 게시된 조명장치는 광을 공급하는 광원수단과; 상기 광원수단으로부터의 광을 물체로 향하도록 해서 해당 물체를 조명하는 조명광학계와; 상기 조명광학계의 광로의 일부의, 상기 조명광학계에 대해서 물체와 광학적 공역위치에 설치되고, 또한 상기 광을 진폭분할하고, 분할된 광선을 소정의 방향으로 편향시키는 기능을 지닌 제 1 광학소자와, 상기 조명광학계의 광로의 일부의 위치에 설치되고, 상기 제 1 광학소자에 비해 물체쪽으로 더 가까우며, 상기 조명광학계의 동공면에 배치되고, 또한 상기 광을 진폭 분할하고, 분할된 광선을 소정의 방향으로 편향시키는 기능을 지닌 제 2 광학소자를 구비한 것을 특징으로 하나 노광 장치의 조명 광학계에 관한 것으로 현미경 광하계에서 사용하는 본 발명과는 구성요소가 상이하다.
등록특허 10-0839686로 게시된 조명 광학 장치, 투영 노광 장치, 노광 방법 및 전자디바이스 제조 방법에서의 조명 광학 장치는 상기 광원으로부터 조사되는 소정의 편광 상태의 조명광을 소망의 편광 상태의 광으로 변환하는 편광 제어 부재와, 상기 편광 제어 부재로부터 사출된 조명광 중, 특정의 입사 각도 범위에서 상기 물체에 조사되는 특정 조명광을, S편광을 주성분으로 하는 편광 상태의 광으로 하는 복굴절 부재로 구성되나 노광 장치의 조명 광학계에 관한 것으로 현미경 광하계에서 사용하는 본 발명과는 구성요소가 상이하다.
공개특허 10-2010-0099152로 게시된 조명 광학 장치 및 노광 장치에서의 조명 광학 장치는 상기 피조사면보다 상류에 배치되어, 상기 펄스광이 입사하는 위치에 따라서 상기 펄스광에 공간적인 변조를 가하는 복수의 광학 소자를 포함하는 광학 디바이스와, 적어도 하나의 상기 펄스광이 발광될 때마다, 상기 복수의 광학 소자에 의해서 상기 복수의 펄스광에 서로 다른 공간적인 변조를 가하고, 또한 상기 복수의 광학 소자에 의해서 공간적으로 변조된 상기 복수의 펄스광의 각각의 강도 분포가 소정면에서 실질적으로 대략 동일한 같은 강도 분포가 되도록 상기 복수의 광학 소자를 제어하는 것이나 노광 장치의 조명 광학계에 관한 것으로 현미경 광하계에서 사용하는 본 발명과는 상이하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 빛을 공급하기 위하여 빛을 조사하는 LED 광원부과; 상기 LED 광원부에서 조사된 빛을 작은 입체각 내에 모아지게 집광하며, 하부에 결상시키는 집광렌즈부와; 상기 집광렌즈부를 통과한 빛의 인텐시티 프로파일을 균일하게 만들어 주는 조명 균일화 필터부와; 상기 집광렌즈부에서 집광된 빛이 결상되며, 시야 주변 부분을 조정하여 반사된 빛과 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아 주어 플레어(Flare)를 효율적으로 제거하기 위한 시야조리개부와; 상기 시야조리개가 초점거리에 위치하며, 상기 시야조리개에 결상된 상에서 나온 빛이 평형광선이 되게 하여 상기 광학계의 시료 전면을 비추어 줄 수 있게 하는 콘덴서렌즈부와; 상기 광학계의 대물렌즈, 튜브렌즈와 동축 조명으로 사용할 수 있게 광축이 같도록 하기 위하여, 상기 콘덴서렌즈부에서 나온 평행광선을 반사시켜 평형광선의 방향을 90도 꺽어주는 미러부로 구성되는 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 조명 균일화 장치는 빛을 공급하기 위하여 빛을 조사하는 LED 광원부과; 상기 LED 광원부에서 조사된 빛을 작은 입체각 내에 모아지게 집광하며, 하부에 결상시키는 집광렌즈부와; 상기 집광렌즈부를 통과한 빛의 인텐시티 프로파일을 균일하게 만들어 주는 조명균일화 필터부와; 상기 집광렌즈부에서 집광된 빛이 결상되며, 시야 주변 부분을 조정하여 반사된 빛과 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아 주어 플레어(Flare)를 효율적으로 제거하기 위한 시야조리개부와; 상기 시야조리개가 초점거리에 위치하며, 상기 시야조리개에 결상된 상에서 나온 빛이 평형광선이 되게 하여 상기 광학계의 시료 전면을 비추어 줄 수 있게 하는 콘덴서렌즈부와; 상기 광학계의 대물렌즈, 튜브렌즈와 동축 조명으로 사용할 수 있게 광축이 같도록 하기 위하여, 상기 콘덴서렌즈부에서 나온 평행광선을 반사시켜 평형광선의 방향을 90도 꺽어주는 미러부로 구성된다.
상기 조명균일화 필터부는 원형의 중심부로 통과하는 빛은 일부 차단하고 원형의 바깥 주변부를 통과하는 빛은 전부 통과하게 하여 빛을 고르게 통과하게 하는 아포다이징 필터(Apodizing Filter)나, 입사광의 분광 조성을 변경하지 않고 입사광량을 전파장 대역에 걸쳐서 균등하게 감소시키는 뉴트럴 덴시티 필터(Neutral Density Filter)를 사용한다.
상기 LED 광원부는 빛을 발하는 광원인 LED 소자와; 상기 LED 소자와 사출렌즈가 하부에 설치되고 상기 LED 소자에서 발생하는 열을 방열시키는 방열부와; 상기 방열부의 하부에 설치되며, 상기 LED 소자와 사출렌즈를 보호하고, 하부의 상기 집광렌즈부와 결합되는 광원부 보호케이싱과; 상기 LED 소자에 전원을 공급하는 전원공급부로 구성된다.
상기 집광렌즈부는 상기 LED 광원부에서 나오는 빛을 잘받아들일 수 있도록 하는 오목렌즈와; 빛을 상기 시야조리개부에 모아주는 양볼록렌즈와; 상기 LED 광원부의 광량을 조절할 수 있는 집광렌즈부 조리개와; 상기 광원부 보호케이싱과 결합되고 내부에 상기 집광렌즈부 조리개가 설치되는 집광렌즈부 상부 마운트케이싱과; 상기 집광렌즈부 상부 마운트케이싱의 외부에 설치되어 상기 집광렌즈부 조리개를 조절하는 조리개 조절부와; 상기 오목렌즈와 양볼록렌즈가 설치되고 상기 조명균일화 필터부와 결합되는 집광렌즈 마운트케이싱으로 구성된다.
상기 집광렌즈 마운트케이싱의 내부에는 상기 오목렌즈를 고정시켜주며 상기 오목렌즈와 양볼록렌즈의 이격거리를 고정시켜주는 오목렌즈서포트와, 상기 양볼록렌즈의 하부에 설치되어 상기 양볼록렌즈가 이탈되는 것을 방지해주는 양볼록렌즈 서포트가 형성된다.
상기 조명균일화 필터부는 중심부에서 높은 옵티컬 덴시티(Optical Density)를 가지고 있어 중심부의 투과율이 낮아 가우시언 빔의 인텐시티 프로파일(Intensity Profile)을 균일하게 만들어주며, 중심부는 어둡고 가장자리는 밝은 형태를 가지는 균일화 필터와; 상기 균일화 필터가 설치되며, 상부의 상기 집광렌즈부가 결합되는 필터부 상부 마운트케이싱과; 상기 조명균일화 필터부와 시야조리개부를 연결해주는 필터부 하부 마운트케이싱으로 구성된다.
상기 시야조리개부는 시야 주변 부분을 조정하여 반사된 빛과 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아 주는 시야조리개와; 상기 시야조리개가 끼워지고 상부의 상기 조명균일화 필터부와 하부의 상기 콘덴서렌즈부와 결합하게 하는 시야조리개 마운트케이싱으로 구성된다.
상기 콘덴서렌즈부는 상기 시야조리개에 결상된 광원의 상이 상기 광학계의 대물렌즈의 스톱(Stop)에 결상될 수 있도록 하부의 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈까지 광경로를 조절해주며 오목렌즈와 볼록렌즈가 접합된 접합렌즈와; 상기 접합렌즈에서 발산되는 빛을 상기 광학계의 대물렌즈의 스톱(Stop)에 결상시켜주는 상기 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈와; 상기 접합렌즈와 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈가 내부에 설치되고 상부의 상기 시야조리개부와 하부의 미러부와 결합하게 하는 콘덴서렌즈부 케이싱으로 구성된다.
상기 미러부는 상기 콘덴서렌즈부에서 나온 평행광선의 조명을 반사시켜 상기 대물렌즈 및 튜브렌즈와 광축이 같도록 광경로를 90도 꺽어주는 미러와; 상기 미러가 내부에 설치되며 상부의 상기 콘덴서렌즈부와 측부의 상기 광학계와 결합할 수 있게 해주는 미러부 케이싱으로 구성되는 구조이며, 광학계 내부로 입사된 조명을 상기 대물렌즈의 스톱(Stop)으로 꺽어주며 카메라에서 볼 수 있도록 투과율과 반사율을 50 대 50으로 분할해주는 빔 분할기를 추가로 구성될 수도 있다.
상술한 조명 균일화 장치로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.
본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명화 균일화 장치에 따르면 원형 단면에서 균일한 밝기의 조명을 공급함으로써 광학계에서의 정확한 물체의 확인이 보다 정밀하게 확인 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 광학계에 결합된 제1실시예 전체도
도 2는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제1실시예 전체 조립외형도
도 3은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 전체 제1실시예 전체 조립단면도
도 4는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제1실시예 분해 단면도
도 5는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제1실시예 빛 통과도
도 6은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 광학계에 결합된 제2실시예 전체도
도 7은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제2실시예 전체 조립외형도
도 8은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제2실시예 전체 조립단면도
도 9는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제2실시예 분해 단면도
도 10은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제2실시예에 따른 빛 통과도
도 11은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 LED 광원부 단면도
도 12는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 집광렌즈부 단면도
도 13은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 조명균일화 필터부 단면도
도 14는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 시야조리개부 개략도
도 15는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 콘덴서렌즈부 단면도
도 16은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제1실시예 미러부 단면도
도 17은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제2실시예 미러부 단면도
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치"를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 "고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치"에 관한 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 광학계에 결합된 제1실시예 전체도이며, 도 2는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제1실시예 전체 조립외형도이고, 도 3은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 전체 제1실시예 전체 조립단면도이며, 도 4는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제1실시예 분해 단면도이고, 도 5는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제1실시예 빛 통과도이며, 도 6은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 광학계에 결합된 제2실시예 전체도이고, 도 7은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제2실시예 전체 조립외형도이며, 도 8은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제2실시예 전체 조립단면도이고, 도 9는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제2실시예 분해 단면도이며, 도 10은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제2실시예에 따른 빛 통과도이고, 도 11은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 LED 광원부 단면도이며, 도 12는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 집광렌즈부 단면도이고, 도 13은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 조명균일화 필터부 단면도이며, 도 14는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 시야조리개부 개략도이고, 도 15는 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 콘덴서렌즈부 단면도이며, 도 16은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제1실시예 미러부 단면도이고, 도 17은 본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치에 따른 제2실시예 미러부 단면도이다.
도 1 내지 도4에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 조명균일화 장치(B)는 광학계(A)에 부가되어 조명을 균일화하여 물체에 조사할 수 있도록 역할을 한다.
제1실시예의 조명균일화 장치(B)는 빛을 공급하기 위하여 빛을 조사하는 LED 광원부(1)와; 상기 LED 광원부(1)에서 조사된 빛을 작은 입체각 내에 모아지게 집광하며, 하부에 결상시키는 집광렌즈부(2)와; 상기 집광렌즈부(2)를 통과한 빛의 인텐시티 프로파일(Intensity Profile)을 균일하게 만들어 주는 조명균일화 필터부(3)와; 상기 집광렌즈부(2)에서 집광된 빛이 결상되며, 시야 주변 부분을 조정하여 반사된 빛과 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아 주어 플레어(Flare)를 효율적으로 제거하기 위한 시야조리개부(4)와; 상기 시야조리개부(4)의 시야조리개(41)가 초점거리에 위치하며, 상기 시야조리개(41)에 결상된 상에서 나온 빛이 평형광선이 되게 하여 상기 광학계(A)의 시료 전면을 비추어 줄 수 있게 하는 콘덴서렌즈부(5)와; 상기 광학계(A)의 대물렌즈, 튜브렌즈와 동축 조명으로 사용할 수 있게 광축이 같도록 하기 위하여, 상기 콘덴서렌즈부(5)에서 나온 평행광선을 반사시켜 평형광선의 방향을 90도 꺽어주는 미러부(6)로 구성되며, 본 발명의 상기 미러부(6)에 빔 분할기(62)가 포함되지 않고 튜브렌즈(A1)과 대물렌즈(A2) 사이의 상기 광학계(A)에 포함되어 있으며, 상기 광학계(A)에 결합되는 광학계 결합부(631)까지만 포함된다.
상기 광학계(A)에는 본 발명의 조명균일화 장치(B)를 설치할 조명균일화 장치 브래킷(A3)가 설치되는 것이 바람직하다.
도 5에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 조명균일화 장치(B)의 빛은 상기 LED 광원부(1)의 LED 소자(11)에서 발산된 빛을 사출렌즈에서 빛을 모아줌으로써 빛의 손실을 줄이고, 광원부 보호케이싱(14) 내부를 통해, 상기 집광렌즈부의 집광렌즈부 조리개(23)를 통하면서 광량이 조정되며, LED 광원의 빛을 잘 받아들일 수 있도록 한 오목렌즈(21)를 통과한 후, 빛을 상기 시야조리개(41)에 모아주는 양볼록렌즈(22)를 거쳐, 중심부에서 높은 옵티컬 덴시티(Optical Density)를 가지고 있어 중심부의 투과율이 낮아 가우시언 빔의 인텐시티 프로파일(Intensity Profile)을 균일하게 만들어주며 중심부는 어둡고 가장자리는 밝은 형태를 가지는 상기 조명균일화 필터부(6)의 균일화 필터(31)를 통과하고, 시야 주변 부분을 조정하여 반사된 빛과 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아 주어 필요한 시야만 조명하도록 하는 상기 시야조리개부(4)의 시야조리개(41)에서 상이 맺혀 통과하며, 상기 시야조리개(41)에 결상된 광원의 상이 상기 광학계(A)의 대물렌즈(A2)의 스톱(Stop)에 결상될 수 있도록 하부의 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈(52)까지 광경로를 조절해주며 오목렌즈(511)와 볼록렌즈(512)가 접합된 접합렌즈(51)를 지나고, 상기 접합렌즈(51)에서 발산되는 빛을 상기 광학계(A)의 대물렌즈(A2)의 스톱(Stop)에 결상시켜주는 상기 콘덴서렌즈부(5)의 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈(52)를 통과한 후 상기 콘덴서렌즈부(5)에서 나온 평행광선의 조명을 반사시켜 상기 대물렌즈(A2) 및 튜브렌즈(A1)와 광축이 같도록 광경로를 90도 꺽어주는 상기 미러부(6)의 미러(61)에서 90도로 방향이 전환되어 상기 광학계(A)로 인입된다.
1차 광원으로부터의 빛은 집광렌즈에 의해 모아지고 AS(Aperture Stop) 포지션에 이미지가 형성되며, 이 이미지가 2차광원으로써 대물렌즈의 외부 퓨필 포지션(Pupil Position)에 재생산되고 이미지의 표면에 텔레센트릭 광선(평행한 광선)광원을 형성하는 것을 일반적으로 퀄러조명(Koehler Illumination)이라고 불리며 두개의 주요한 요소를 가지고, 본 발명의 조명은 퀄러조명(Koehler Illumination)이다.
두개의 주요한 요소는 하나는 밝기의 균일성이고, 다른 하나는 AS(Aperture Stop)와 FS(Field Stop) 모두 독립적으로 셋팅되는 것이 허용된다.
FS 설정은 시야 주변부분을 조정하여 반사된 빛 등 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아주며, 이것의 사용은 이미지 전체적으로 플레어(Flare)를 효율적으로 제거해준다.
AS(Aperture Stop)는 광원의 N.A(Numerical Aperture) 값을 조정하거나 이미지 콘트라스트(Contrast)를 변화하는데 효과적이며, 일반적으로 최적의 콘트라스트는 대물렌즈로 보이는 부분의 80%를 닫음으로써 얻어지고, 그러나 100X 이상의 대물렌즈 사용 시는 더 나은 콘트라스트를 위하여 50% 이하로 조정하기도 한다.
도 6 내지 도 9 본 발명의 제2실시예의 조명균일화 장치(B)는 빛을 공급하기 위하여 빛을 조사하는 LED 광원부(1)와; 상기 LED 광원부(1)에서 조사된 빛을 작은 입체각 내에 모아지게 집광하며, 하부에 결상시키는 집광렌즈부(2)와; 상기 집광렌즈부(2)를 통과한 빛의 인텐시티 프로파일(Intensity Profile)을 균일하게 만들어 주는 조명균일화 필터부(3)와; 상기 집광렌즈부(2)에서 집광된 빛이 결상되며, 시야 주변 부분을 조정하여 반사된 빛과 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아 주어 플레어(Flare)를 효율적으로 제거하기 위한 시야조리개부(4)와; 상기 시야조리개부(4)의 시야조리개(41)가 초점거리에 위치하며, 상기 시야조리개(41)에 결상된 상에서 나온 빛이 평형광선이 되게 하여 상기 광학계(A)의 시료 전면을 비추어 줄 수 있게 하는 콘덴서렌즈부(5)와; 상기 광학계(A)의 대물렌즈, 튜브렌즈와 동축 조명으로 사용할 수 있게 광축이 같도록 하기 위하여, 상기 콘덴서렌즈부(5)에서 나온 평행광선을 반사시켜 평형광선의 방향을 90도 꺽어주는 미러부(6)로 구성되며, 본 발명의 상기 미러부(6)에 빔 분할기(62)가 포함되고, 상부의 광학계 결합부(631)와 튜브렌즈(A1)의 하부가 결합되며, 하부의 광학계 결합부(631)와 대물렌즈(A2)의 상부가 결합된다. 즉, 상기 튜브렌즈(A1)과 대물렌즈(A2) 사이에 본 발명의 제2실시예의 조명균일화 장치(B)가 삽입되는 형태이다.
상기 빔 분할기(62)는 광학계 내부로 입사된 조명을 상기 대물렌즈(A2)의 스톱(Stop)으로 꺽어주며, 물체를 조명하고 카메라에서 볼 수 있도록 투과율과 반사율을 50 대 50으로 분할해주는 역할을 한다.
상기 광학계(A)에는 본 발명의 조명균일화 장치(B)를 설치할 조명균일화 장치 브래킷(A3)가 설치되는 것이 바람직하다.
도 10에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 조명균일화 장치(B)의 빛은 상기 LED 광원부(1)의 LED 소자(11)에서 발산된 빛을 사출렌즈에서 빛을 모아줌으로써 빛의 손실을 줄이고, 광원부 보호케이싱(14) 내부를 통해, 상기 집광렌즈부의 집광렌즈부 조리개(23)를 통하면서 광량이 조정되며, LED 광원의 빛을 잘 받아들일 수 있도록 한 오목렌즈(21)를 통과한 후, 빛을 상기 시야조리개(41)에 모아주는 양볼록렌즈(22)를 거쳐, 중심부에서 높은 옵티컬 덴시티(Optical Density)를 가지고 있어 중심부의 투과율이 낮아 가우시언 빔의 인텐시티 프로파일(Intensity Profile)을 균일하게 만들어주며 중심부는 어둡고 가장자리는 밝은 형태를 가지는 상기 조명균일화 필터부(6)의 균일화 필터(31)를 통과하고, 시야 주변 부분을 조정하여 반사된 빛과 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아 주어 필요한 시야만 조명하도록 하는 상기 시야조리개부(4)의 시야조리개(41)에서 상이 맺혀 통과하며, 상기 시야조리개(41)에 결상된 광원의 상이 상기 광학계(A)의 대물렌즈(A2)의 스톱(Stop)에 결상될 수 있도록 하부의 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈(52)까지 광경로를 조절해주며 오목렌즈(511)와 볼록렌즈(512)가 접합된 접합렌즈(51)를 지나고, 상기 접합렌즈(51)에서 발산되는 빛을 상기 광학계(A)의 대물렌즈(A2)의 스톱(Stop)에 결상시켜주는 상기 콘덴서렌즈부(5)의 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈(52)를 통과한 후 상기 콘덴서렌즈부(5)에서 나온 평행광선의 조명을 반사시켜 상기 대물렌즈(A2) 및 튜브렌즈(A1)와 광축이 같도록 광경로를 90도 꺽어주는 상기 미러부(6)의 미러(61)에서 90도로 방향이 전환되고, 상기 광학계(A) 내부로 입사된 조명을 상기 대물렌즈(A2)의 스톱(Stop)으로 꺽어주며 카메라에서 볼 수 있도록 투과율과 반사율을 50 대 50으로 분할해주는 빔 분할기(62)를 거쳐, 50%의 광량은 물체(광학계의 시료)를 조명하기 위해 90도 방향 전환하여 반사되고, 나머지 50%는 카메라에서 보기 위하여 투과된다.
1차 광원으로부터의 빛은 집광렌즈에 의해 모아지고 AS(Aperture Stop) 포지션에 이미지가 형성되며, 이 이미지가 2차광원으로써 대물렌즈의 외부 퓨필 포지션(Pupil Position)에 재생산되고 이미지의 표면에 텔레센트릭 광선(평행한 광선)광원을 형성하는 것을 일반적으로 퀄러조명(Koehler Illumination)이라고 불리며 두개의 주요한 요소를 가지고, 본 발명의 조명은 퀄러조명(Koehler Illumination)이다.
두개의 주요한 요소는 하나는 밝기의 균일성이고, 다른 하나는 AS(Aperture Stop)와 FS(Field Stop) 모두 독립적으로 셋팅되는 것이 허용된다.
FS 설정은 시야 주변부분을 조정하여 반사된 빛 등 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아주며, 이것의 사용은 이미지 전체적으로 플레어(Flare)를 효율적으로 제거해준다.
AS(Aperture Stop)는 광원의 N.A(Numerical Aperture) 값을 조정하거나 이미지 콘트라스트(Contrast)를 변화하는데 효과적이며, 일반적으로 최적의 콘트라스트는 대물렌즈로 보이는 부분의 80%를 닫음으로써 얻어지고, 그러나 100X 이상의 대물렌즈 사용 시는 더 나은 콘트라스트를 위하여 50% 이하로 조정하기도 한다.
도 11에 도시되어 있는 것 같이 상기 LED 광원부(1)는 빛을 공급하기 위하여 빛을 조사하며, 빛을 발하는 광원인 LED 소자(11)와; 상기 LED 소자(11)가 하부에 설치되고 상기 LED 소자(11)에서 발생하는 열을 방열시키는 방열부(13)와; 상기 방열부(13)의 하부에 설치되며, 상기 LED 소자를 보호하고, 하부의 상기 집광렌즈부와 결합되는 광원부 보호케이싱(14)과; 상기 LED 소자(11)에 전원을 공급하는 전원공급부(15)로 구성되나 추가로 상기 LED 소자에서 발산되는 빛을 모아줌으로써 빛의 손실을 줄이기 위한 플라스틱을 재료로 사출하여 제작된 사출렌즈가 구성될 수도 있으며, 상기 사출렌즈는 상기 LED 소자(11)하부에 설치되고, 상기 광원부 보호케이싱(14)에 의해 보호된다.
상기 LED 소자(11)는 상기 방열부 하주 중앙에 설치되고, 상기 광원부 보호케이싱(14)은 상기 방열부(13)의 하부에 설치되어 상기 LED 소자(11)와 사출렌즈(12)를 보호하고, 상기 광원부 보호케이싱(14)의 내부에는 중공(141)이 형성되어 LED 광원의 빛이 하부의 상기 집광렌즈부(2)로 내려가는 통로가 된다.
상기 방열부(13)과 광원부 보호케이싱(14)은 방열이 원활히 되도록 알루미늄 재질로 제작하는 것이 바람직하다.
도 12에 도시되어 있는 것 같이 상기 집광렌즈부(2)는 상기 LED 광원부(1)에서 조사된 빛을 작은 입체각 내에 모아지게 집광하며, 하부에 결상시키는 역할을 하며, 상기 LED 광원부(1)에서 나오는 빛을 잘받아들일 수 있도록 하는 오목렌즈(21)와; 빛을 상기 시야조리개부(4)에 모아주는 양볼록렌즈(22)와; 상기 LED 광원부의 광량을 조절할 수 있는 집광렌즈부 조리개(23)와; 상기 광원부 보호케이싱(14)과 결합되고 내부에 상기 집광렌즈부 조리개(23)가 설치되는 집광렌즈부 상부 마운트케이싱(24)과; 상기 집광렌즈부 상부 마운트케이싱(24)의 외부에 설치되어 상기 집광렌즈부 조리개(23)를 조절하는 조리개 조절부(25)와; 상기 오목렌즈(21)와 양볼록렌즈(22)가 설치되고 상기 조명균일화 필터부(3)와 결합되는 집광렌즈 마운트케이싱(26)으로 구성된다.
상기 집광렌즈 마운트케이싱(26)의 내부에는 상기 오목렌즈(21)를 고정시켜주며 상기 오목렌즈와 양볼록렌즈(22)의 이격거리를 고정시켜주는 오목렌즈서포트와, 상기 양볼록렌즈(22)의 하부에 설치되어 상기 양볼록렌즈(22)가 이탈되는 것을 방지해주는 양볼록렌즈 서포트가 형성된다.
상기 조리개 조절부(25)는 상기 집광렌즈부 조리개(23)의 직경을 조절하여 상기 집광렌즈부 조리개(23)를 통과하는 광량을 조절한다.
도 13에 도시되어 있는 것 같이 상기 조명균일화 필터부(3)는 상기 집광렌즈부(2)를 통과한 빛의 인텐시티 프로파일(Intensity Profile)을 균일하게 만들어 주는 역할을 하며, 중심부에서 높은 옵티컬 덴시티(Optical Density)를 가지고 있어 중심부의 투과율이 낮아 가우시언 빔의 인텐시티 프로파일(Intensity Profile)을 균일하게 만들어주며, 중심부는 어둡고 가장자리는 밝은 형태를 가지는 균일화 필터(31)와; 상기 균일화 필터(31)가 설치되며, 상부의 상기 집광렌즈부(2)가 결합되는 필터부 상부 마운트케이싱(32)과; 상기 조명균일화 필터부(3)와 시야조리개부를 연결해주는 필터부 하부 마운트케이싱(33)으로 구성된다.
균일화 필터(31)는 원형의 중심부로 통과하는 빛은 일부 차단하고 원형의 바깥 주변부를 통과하는 빛은 전부 통과하게 하여 빛을 고르게 통과하게 하는 아포다이징 필터(Apodizing Filter) 또는 입사광의 분광 조성을 변경하지 않고 입사광량을 전파장 대역에 걸쳐서 균등하게 감소시키는 뉴트럴 덴시티 필터(Neutral Density Filter)인 것이 바람직하다.
상기 필터부 하부 마운트케이싱(33)의 하부 외주에는 상기 시야조리개부(4)와의 결합을 위하여 시야조리개부 결합나사가 형성된다.
도 14에 도시되어 있는 것 같이 상기 시야조리개부(4)는 상기 집광렌즈부(2)에서 집광된 빛이 결상되며, 시야 주변 부분을 조정하여 반사된 빛과 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아 주어 Flare를 효율적으로 제거하기 위한 역할을 하며, 시야 주변 부분을 조정하여 반사된 빛과 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아 주는 시야조리개(41)와; 상기 시야조리개(41)가 끼워지고 상부의 상기 조명균일화 필터부(3)와 하부의 상기 콘덴서렌즈부(5)와 결합하게 하는 시야조리개 마운트케이싱(42)으로 구성된다.
상기 시야조리개(41)의 중앙부분은 빛이 통과하는 조리개중공(412)이 형성되고, 상기 시야조리개(41)의 빛이 들어오는 부분은 직경이 작아지는 경사부(411)가 형성된다.
상기 시야조리개 마운트케이싱(42)의 상부 내측에는 상기 시야조리개(41)이 나사 회전하여 삽입되고 상기 필터부 하부 마운트케이싱(33)의 시야조리개부 결합나사과 결합을 위한 암나사 형태의 시야조리개 삽입 및 필터부 결합나사(421)가 형성된다.
도 15에 도시되어 있는 것 같이 상기 콘덴서렌즈부(5)는 상기 시야조리개부(4)의 시야조리개(41)가 초점거리에 위치하고, 상기 시야조리개(41)에 결상된 상에서 나온 빛이 평형광선이 되게 하여 상기 광학계(A)의 시료 전면을 비추어 줄 수 있게 하는 역할을 하며, 상기 시야조리개(41)에 결상된 광원의 상이 상기 광학계(A)의 대물렌즈(A2)의 스톱(Stop)에 결상될 수 있도록 하부의 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈(52)까지 광경로를 조절해주며 오목렌즈(511)와 볼록렌즈(512)가 접합된 접합렌즈(51)와; 상기 접합렌즈(51)에서 발산되는 빛을 상기 광학계(A)의 대물렌즈(A2)의 스톱(Stop)에 결상시켜주는 상기 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈(52)와; 상기 접합렌즈(51)와 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈(52)가 내부에 설치되고 상부의 상기 시야조리개부(4)와 하부의 미러부(5)와 결합하게 하는 콘덴서렌즈부 케이싱(53)으로 구성된다.
상기 콘덴서렌즈부 케이싱(53)의 내부에는 상기 접합렌즈(51)와 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈(52) 사이의 거리를 고정해주는 렌즈이격거리 고정부가 형성된다.
상기 콘덴서렌즈부 케이싱(53)의 하부 내부에는 상기 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈(52)를 받쳐주는 양볼록렌즈 지지부가 형성된다.
도 16에 도시되어 있는 것 같이 제1실시예의 상기 미러부(6)는 상기 광학계(A)의 대물렌즈, 튜브렌즈와 동축 조명으로 사용할 수 있게 광축이 같도록 하기 위하여, 상기 콘덴서렌즈부(5)에서 나온 평행광선을 반사시켜 평형광선의 방향을 90도 꺽어주는 역할을 하며, 상기 미러부(6)는 상기 콘덴서렌즈부(5)에서 나온 평행광선의 조명을 반사시켜 상기 대물렌즈(A2) 및 튜브렌즈(A1)와 광축이 같도록 광경로를 90도 꺽어주는 미러(61)와; 상기 미러(61)가 내부에 설치되며 상부의 상기 콘덴서렌즈부(5)와 측부의 상기 광학계(A)와 결합할 수 있게 해주는 미러부 케이싱(63)으로 구성되는 구조이다.
상기 미러부 케이싱(63)에는 상기 광학계(A)와 결합하는 광학계 결합부(631)가 형성된다.
도 17에 도시되어 있는 것 같이 제2실시예의 상기 미러부(6)는 상기 광학계(A)의 대물렌즈, 튜브렌즈와 동축 조명으로 사용할 수 있게 광축이 같도록 하기 위하여, 상기 콘덴서렌즈부(5)에서 나온 평행광선을 반사시켜 평형광선의 방향을 90도 꺽어주는 역할을 하며, 상기 미러부(6)는 상기 콘덴서렌즈부(5)에서 나온 평행광선의 조명을 반사시켜 상기 대물렌즈(A2) 및 튜브렌즈(A1)와 광축이 같도록 광경로를 90도 꺽어주는 미러(61)와; 광학계 내부로 입사된 조명을 상기 대물렌즈(A2)의 스톱(Stop)으로 꺽어주며, 물체를 조명하고 카메라에서 볼 수 있도록 투과율과 반사율을 50 대 50으로 분할해주는 빔 분할기(62)와; 상기 미러(61)가 내부에 설치되며 상부의 상기 콘덴서렌즈부(5)와 측부의 상기 광학계(A)와 결합할 수 있게 해주는 미러부 케이싱(63)으로 구성된다.
상기 미러부 케이싱(63)에는 상기 광학계(A)와 결합하는 광학계 결합부(631)가 형성된다.
본 발명의 고해상도 광학계에서의 조명화 균일화 장치에 따르면 원형 단면에서 균일한 밝기의 조명을 공급함으로써 광학계에서의 정확한 물체의 확인이 보다 정밀하게 확인 가능하게 된다.
A : 광학계 A1 : 튜브렌즈
A2 : 대물렌즈 A3 : 조명균일화 장치 브래킷
B : 조명균일화 장치 1 : LED 광원부
11 : LED 소자
13 : 방열부 14 : 광원부 보호케이싱
141 : 중공 15 : 전원공급부
2 : 집광렌즈부 21 : 오목렌즈
22 : 양볼록렌즈 23 : 집광렌즈부 조리개
24 : 집광렌즈부 상부 마운트케이싱 25 : 조리개 조절부
26 : 집광렌즈 마운트케이싱
3 : 조명균일화 필터부 31 : 균일화 필터
32 : 필터부 상부 마운트케이싱 33 : 필터부 하부 마운트케이싱
4 : 시야조리개부 41 : 시야조리개
42 : 시야조리개 마운트케이싱
421 : 시야조리개 삽입 및 필터부 결합나사
5 : 콘덴서렌즈부 51 : 접합렌즈
511 : 오목렌즈 512 : 볼록렌즈
52 : 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈 53 : 콘덴서렌즈부 케이싱
6 : 미러부 61 : 미러
62 : 빔 분할기 63 : 미러부 케이싱
631 : 광학계 결합부

Claims (4)

  1. 광학계(A)에 부가되어 조명을 균일화하여 물체에 조사할 수 있도록 하는 조명균일화 장치(B)에 있어서,
    상기 조명균일화 장치(B)는 빛을 공급하기 위하여 빛을 조사하는 LED 광원부(1)와;
    상기 LED 광원부(1)에서 조사된 빛을 작은 입체각 내에 모아지게 집광하며, 하부에 결상시키는 집광렌즈부(2)와;
    상기 집광렌즈부(2)를 통과한 빛의 인텐시티 프로파일(Intensity Profile)을 균일하게 만들어 주는 조명균일화 필터부(3)와;
    상기 집광렌즈부(2)에서 집광된 빛이 결상되며, 시야 주변 부분을 조정하여 반사된 빛과 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아 주어 플레어(Flare)를 효율적으로 제거하기 위한 시야조리개부(4)와;
    상기 시야조리개부(4)의 시야조리개(41)가 초점거리에 위치하며, 상기 시야조리개(41)에 결상된 상에서 나온 빛이 평형광선이 되게 하여 상기 광학계(A)의 시료 전면을 비추어 줄 수 있게 하는 콘덴서렌즈부(5)와;
    상기 광학계(A)의 대물렌즈, 튜브렌즈와 동축 조명으로 사용할 수 있게 광축이 같도록 하기 위하여, 상기 콘덴서렌즈부(5)에서 나온 평행광선을 반사시켜 평형광선의 방향을 90도 꺽어주는 미러부(6)로 구성되고,
    상기 조명균일화 필터부(3)에 사용되는 균일화 필터(31)는 원형의 중심부로 통과하는 빛은 일부 차단하고 원형의 바깥 주변부를 통과하는 빛은 전부 통과하게 하여 빛을 고르게 통과하게 하는 아포다이징 필터(Apodizing Filter) 또는 입사광의 분광 조성을 변경하지 않고 입사광량을 전파장 대역에 걸쳐서 균등하게 감소시키는 뉴트럴 덴시티 필터(Neutral Density Filter)인 것을 특징으로 하는 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 LED 광원부(1)는 빛을 발하는 광원인 LED 소자(11)와;
    상기 LED 소자(11)와 사출렌즈(12)가 하부에 설치되고 상기 LED 소자(11)에서 발생하는 열을 방열시키는 방열부(13)와;
    상기 방열부(13)의 하부에 설치되며, 상기 LED 소자를 보호하고, 하부의 상기 집광렌즈부와 결합되는 광원부 보호케이싱(14)과;
    상기 LED 소자(11)에 전원을 공급하는 전원공급부(15)로 구성되며,
    상기 집광렌즈부(2)는 상기 LED 광원부(1)에서 나오는 빛을 잘받아들일 수 있도록 하는 오목렌즈(21)와;
    빛을 상기 시야조리개부(4)에 모아주는 양볼록렌즈(22)와;
    상기 LED 광원부의 광량을 조절할 수 있는 집광렌즈부 조리개(23)와;
    상기 광원부 보호케이싱(14)과 결합되고 내부에 상기 집광렌즈부 조리개(23)가 설치되는 집광렌즈부 상부 마운트케이싱(24)과;
    상기 집광렌즈부 상부 마운트케이싱(24)의 외부에 설치되어 상기 집광렌즈부 조리개(23)를 조절하는 조리개 조절부(25)와;
    상기 오목렌즈(21)와 양볼록렌즈(22)가 설치되고 상기 조명균일화 필터부(3)와 결합되는 집광렌즈 마운트케이싱(26)으로 구성되고,
    상기 조명균일화 필터부(3)는 중심부에서 높은 옵티컬 덴시티(Optical Density)를 가지고 있어 중심부의 투과율이 낮아 가우시언 빔의 인텐시티 프로파일(Intensity Profile)을 균일하게 만들어주며, 중심부는 어둡고 가장자리는 밝은 형태를 가지는 균일화 필터(31)와;
    상기 균일화 필터(31)가 설치되며, 상부의 상기 집광렌즈부(2)가 결합되는 필터부 상부 마운트케이싱(32)과;
    상기 조명균일화 필터부(3)와 시야조리개부를 연결해주는 필터부 하부 마운트케이싱(33)으로 구성되고,
    상기 시야조리개부(4)는 시야 주변 부분을 조정하여 반사된 빛과 불필요한 빛들이 들어오는 것을 막아 주는 시야조리개(41)와;
    상기 시야조리개(41)가 끼워지고 상부의 상기 조명균일화 필터부(3)와 하부의 상기 콘덴서렌즈부(5)와 결합하게 하는 시야조리개 마운트케이싱(42)으로 구성되며,
    상기 콘덴서렌즈부(5)는 상기 시야조리개(41)에 결상된 광원의 상이 상기 광학계(A)의 대물렌즈(A2)의 스톱(Stop)에 결상될 수 있도록 하부의 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈(52)까지 광경로를 조절해주며 오목렌즈(511)와 볼록렌즈(512)가 접합된 접합렌즈(51)와;
    상기 접합렌즈(51)에서 발산되는 빛을 상기 광학계(A)의 대물렌즈(A2)의 스톱(Stop)에 결상시켜주는 상기 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈(52)와;
    상기 접합렌즈(51)와 콘덴서렌즈부 양볼록렌즈(52)가 내부에 설치되고 상부의 상기 시야조리개부(4)와 하부의 미러부(5)와 결합하게 하는 콘덴서렌즈부 케이싱(53)으로 구성되며,
    상기 미러부(6)는 상기 콘덴서렌즈부(5)에서 나온 평행광선의 조명을 반사시켜 상기 대물렌즈(A2) 및 튜브렌즈(A1)와 광축이 같도록 광경로를 90도 꺽어주는 미러(61)와;
    상기 미러(61)가 내부에 설치되며 상부의 상기 콘덴서렌즈부(5)와 측부의 상기 광학계(A)와 결합할 수 있게 해주는 미러부 케이싱(63)으로 구성되는 구조인 것을 특징으로 하는 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 미러부(6)는 광학계 내부로 입사된 조명을 상기 대물렌즈(A2)의 스톱(Stop)으로 꺽어주며, 투과율과 반사율을 50 대 50으로 분할해주는 빔 분할기(62)가 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 고해상도 광학계에서의 조명 균일화 장치
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101663039B1 (ko) 2016-06-16 2016-10-14 에스피오주식회사 반구프리즘 빔 스프리터를 갖는 내부동축 광학계
KR102116667B1 (ko) * 2020-03-09 2020-05-29 (주)하이비젼시스템 현미경의 대물 렌즈에 적용이 가능한 텔레센트릭 조명 시스템
CN117111319A (zh) * 2023-10-18 2023-11-24 深圳市信润富联数字科技有限公司 一种平行光源装置及暗场检测系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990030327A (ko) * 1997-09-30 1999-04-26 이데이 노부유끼 투사형 액정표시장치
KR20040024496A (ko) * 2002-09-12 2004-03-20 샤프 가부시키가이샤 마이크로 렌즈 어레이의 노광 장치 및 노광 방법
KR20060046383A (ko) * 2004-07-13 2006-05-17 요코가와 덴키 가부시키가이샤 검사용 광원 장치
JP2011134687A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Nikon Corp 照明装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990030327A (ko) * 1997-09-30 1999-04-26 이데이 노부유끼 투사형 액정표시장치
KR20040024496A (ko) * 2002-09-12 2004-03-20 샤프 가부시키가이샤 마이크로 렌즈 어레이의 노광 장치 및 노광 방법
KR20060046383A (ko) * 2004-07-13 2006-05-17 요코가와 덴키 가부시키가이샤 검사용 광원 장치
JP2011134687A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Nikon Corp 照明装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101663039B1 (ko) 2016-06-16 2016-10-14 에스피오주식회사 반구프리즘 빔 스프리터를 갖는 내부동축 광학계
KR102116667B1 (ko) * 2020-03-09 2020-05-29 (주)하이비젼시스템 현미경의 대물 렌즈에 적용이 가능한 텔레센트릭 조명 시스템
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