KR102005624B1 - Multi-wavelength digital holography system using quantum dot - Google Patents
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Abstract
개시된 본 발명에 의한 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템은, 광을 발생시키는 하나의 광원부, 광원부로부터 발생된 광을 복수의 다파장으로 변환시키는 양자점(Quantum Dot) 필름부 및, 양자점 필름부를 통과한 다파장의 광으로부터 대상체의 홀로그래피 이미지를 검출하는 검출부를 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 광 효율이 우수하면서도 대상체의 정밀한 검출이 가능해진다. A multi-wavelength digital holography system using quantum dots according to the present invention includes one light source for generating light, a quantum dot film for converting light generated from the light source into a plurality of wavelengths, And a detection unit for detecting a holographic image of the object from light having a plurality of wavelengths. According to such a configuration, it is possible to precisely detect a target object while the optical efficiency is excellent.
Description
본 발명은 다파장 디지털 홀로그래피 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 양자점에 의한 단일 파장의 광을 다파장으로 조절하여 측정 범위 조절에 따른 검출되는 이미지의 품질이 향상된 양자점을 이용한 다파장 디지털 홀로그래피 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-wavelength digital holography system, and more particularly, to a multi-wavelength digital holography system using quantum dots with improved quality of images detected by controlling a single wavelength of light by a multi- .
디지털 홀로그래피(digital holography)는 컴퓨터로 물체의 파면(波面)을 계산하여 디지털적으로 홀로그램을 제작하거나, 홀로그램 정보로부터 디지털적으로 화상을 재생하는 기술을 지칭한다. 이러한 디지털 홀로그래피의 주된 응용 분야는 위상 측정을 통해 3차원 이미징이다. 특히, 투명한 물체에 물체광을 통과시켜 홀로그램을 취득하는 투과형 디지털 홀로그래피의 경우, 매우 정밀한 수준의 위상 획득이 가능하므로, 마이크로 광학 소자 및 바이오 샘플 등의 측정에 활용되고 있다. Digital holography refers to a technique of digitally producing a hologram by computing a wavefront of an object with a computer, or digitally reproducing an image from the hologram information. The main application field of this digital holography is 3D imaging through phase measurement. In particular, in the case of the transmission type digital holography in which object light is passed through a transparent object to obtain a hologram, it is possible to obtain a very precise level of phase, and thus it is utilized for measurement of a micro optical element and a bio sample.
마이크로 광학 소자는 특정 기판(substrate) 위에 형상을 가공하는 방식으로, 바이오 샘플은 슬라이드 글라스 위에 올리는 형태로 제작된다. 측정된 위상은 광학적 특성에 의해 -л에서 л범위 내의 값으로 랩핑(wrapping)되어 저장되며, 이를 원래 위상으로 언랩핑(unwrapping)하는 작업을 거친 후에 물체의 3차원 정보를 취득한다. The micro-optical device is fabricated in such a manner that a shape is processed on a specific substrate, and a bio-sample is placed on a slide glass. The measured phase is wrapped with a value within the range of -L to 광학 by the optical characteristic, and it is obtained by unwrapping it into the original phase, and then acquires three-dimensional information of the object.
디지털 홀로그래피의 위상 정보를 활용한 3차원 측정은 나노미터 이하의 깊이 방향에 대한 해상도를 확보할 수 있지만, 랩핑된 영상을 언랩핑하는 과정에서 노이즈 등의 요인으로 인해 정밀도가 하락한다. 또한, 반 파장 이상의 단차 또는 급경사를 보이는 표면에 대해서는 언랩핑이 불가능하여 대응이 불가능하다. 이에 따라, 근래에는 마이크로 스케일의 측정에 디지털 홀로그래피를 적용하기 위한 다양한 연구가 지속적으로 이루어지고 있는 추세이다. The 3D measurement using the phase information of the digital holography can secure the resolution in the depth direction below the nanometer, but the accuracy is lowered due to factors such as noise during the unwrapping of the wrapped image. In addition, unripping can not be performed on a surface showing a step or a steep slope of half or more wavelengths, so that it is impossible to cope. Accordingly, various studies for applying digital holography to measurement of microscale have been continuously carried out in recent years.
본 발명의 목적은 단일 파장의 광을 다파장으로 변환하여 측정 범위 조절을 통해 검출되는 이미지의 품질을 향상시킬 수 있는 양자점을 이용한 디지털 홀로그래피 시스템을 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide a digital holography system using quantum dots capable of improving the quality of an image detected through conversion of a single wavelength of light into multiple wavelengths and adjusting the measurement range.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 양자점을 이용한 다파장 디지털 홀로그래피 시스템은, 광을 발생시키는 하나의 광원부, 상기 광원부로부터 발생된 광을 다파장으로 변환시키는 양자점(Quantum Dot) 필름부 및, 상기 양자점 필름부를 통과한 상기 광으로부터 대상체의 홀로그래피 이미지를 검출하는 검출부를 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-wavelength digital holography system using quantum dots, including a light source for generating light, a quantum dot film for converting light generated from the light source into multi-wavelengths, And a detector for detecting a holographic image of the object from the light passing through the quantum dot film portion.
일측에 의하면, 상기 광원부는 저간섭 광을 발생시키는 LED 램프 및 할로겐 램프 중 적어도 어느 하나를 포함하며, UV 또는 청색광을 발광할 수 있다. According to one aspect, the light source unit includes at least one of an LED lamp and a halogen lamp that generate low interference light, and can emit UV or blue light.
일측에 의하면, 상기 양자점 필름부는 상기 광으로부터 각각 서로 다른 파장으로 상기 광을 각각 변환시키는 복수의 양자점 필름을 포함하며, 상기 복수의 양자점 필름은 상기 광의 경로상에 적어도 어나 하나로 교체 가능하게 배치될 수 있다. According to one aspect of the present invention, the quantum dot film portion includes a plurality of quantum dot films each converting the light into different wavelengths from the light, and the plurality of quantum dot films may be arranged to be exchangeable in at least one of the paths of the light have.
일측에 의하면, 상기 양자점 필름부는, 상기 광을 제1파장으로 변환시키는 제1양자점 필름, 상기 광을 제2파장으로 변환시키는 제2양자점 필름 및 상기 광을 제3파장으로 변환시키는 제3양자점 필름을 포함하며, 상기 제1 내지 제3양자점 필름 중 적어도 어느 하나가 상기 광원부와 검출부 사이에 설치되어 어느 한 파장으로 상기 광을 변환한 후, 상기 제1 내지 제3양자점 필름 중 적어도 다른 하나로 교체 가능할 수 있다. According to one aspect, the quantum dot film portion includes a first quantum dot film for converting the light to a first wavelength, a second quantum dot film for converting the light to a second wavelength, and a third quantum dot film for converting the light to a third wavelength. Wherein at least one of the first through third quantum dot films is provided between the light source unit and the detection unit so as to convert the light into any one of the wavelengths and then be replaceable with at least one of the first through third quantum dot films .
일측에 의하면, 상기 양자점 필름부는 상기 광원부와 마주하도록 상기 광의 진행방향을 기준으로 상기 광원부의 후측에 마련되는 양자점을 이용할 수 있다. According to one aspect, the quantum dot film portion may use a quantum dot provided on the rear side of the light source portion with respect to the traveling direction of the light so as to face the light source portion.
일측에 의하면, 상기 광원부로부터 발생된 광의 파면을 조정하는 공간 주파수 필터(Spatial filter)부를 포함하며, 상기 양자점 필름부와 상기 검출부 사이에 배치될 수 있다. According to one aspect of the present invention, a spatial filter unit for adjusting a wavefront of light generated from the light source unit may be disposed between the quantum dot film unit and the detection unit.
일측에 의하면, 상기 광원부로부터 발생된 광의 경로 상에 배치되어 상기 광을 시준하는 콜리메이터(Collimator)를 포함하며, 상기 콜리메이터는 상기 양자점 필터부와 마주하도록 상기 광의 진행방향을 기준으로 상기 양자점 필터부의 후측에 마련될 수 있다. According to one aspect of the present invention, there is provided a collimator disposed on a path of light generated from the light source to collimate the light, wherein the collimator is disposed on a rear side of the quantum dot filter unit with respect to a traveling direction of the light, As shown in FIG.
일측에 의하면, 상기 광원부로부터 발생된 광의 경로 상에 배치되어, 상기 광의 경로를 안내하는 적어도 하나의 대물렌즈가 마련될 수 있다. According to one aspect of the present invention, at least one objective lens disposed on a path of light generated from the light source unit and guiding the path of the light may be provided.
일측에 의하면, 상기 검출부는, 상기 양자점 필름부를 통해 다파장으로 변환된 광이 상기 대상체로 입사되어 반사 또는 투과되는 상기 변환된 광을 감지하는 감지부 및 상기 감지된 정보를 분석하여 상기 홀로그래피 이미지를 검출하는 분석부를 포함할 수 있다. According to one aspect of the present invention, the detection unit may include a sensing unit for sensing light converted into multi-wavelength through the quantum dot film unit to be incident on the object and being reflected or transmitted, and a controller for analyzing the sensed information, And an analyzing unit for detecting the analyzing unit.
일측에 의하면, 상기 양자점 필름부는 상기 광원부로부터 발생된 상기 광으로부터 각각 서로 다른 파장으로 상기 광을 변환시키는 복수의 양자점 필름을 포함하되, 상기 광의 경로상에 교체 가능하도록 단수개 또는 복수개 마련되며, 상기 검출부는 상기 복수의 양자점 필름에 의해 각각 변환된 광으로부터 각각 디지털 홀로그래피 이미지를 검출하여 합성시킬 수 있다. According to one aspect of the present invention, the quantum dot film portion includes a plurality of quantum dot films for converting the light into different wavelengths from the light generated from the light source portion, wherein a single or a plurality of quantum dot films are provided so as to be replaceable on the light path, The detection unit can detect and synthesize digital holography images from the lights respectively converted by the plurality of quantum dot films.
일측에 의하면, 상기 광원부는 청색광을 발광하며, 상기 양자점 필름부는 상기 청색광을 적생광 또는 녹색광으로 변환시킬 수 있다. According to one aspect, the light source unit emits blue light, and the quantum dot film unit converts the blue light into red light or green light.
본 발명의 다른 측면에 의한 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템은, 저간섭 단일 파장의 광을 발생시키는 하나의 광원부, 상기 광원부로부터 발생된 광을 서로 다른 다파장으로 변환시키는 복수의 양자점 필름을 포함하는 양자점(Quantum Dot) 필름부 및 상기 양자점 필름부를 통과한 다파장 상기 광으로부터 상기 대상체의 홀로그래피를 검출하는 검출부를 포함하며, 상기 복수의 양자점 필름은 적어도 어느 하나가 선택되어 상기 광원부와 검출부 사이에 교체 가능하게 배치될 수 있다. A multi-wavelength digital holography system using quantum dots according to another aspect of the present invention includes a single light source section for generating light with a low interference single wavelength, and a plurality of quantum dot films for converting light generated from the light source section into different multi- And a detector for detecting holography of the object from the multi-wavelength light that has passed through the quantum dot film portion, wherein at least one of the plurality of quantum dot films is selected, Can be interchangeably arranged.
일측에 의하면, 상기 광원부는 저간섭 광을 발생시키는 LED 램프 및 할로겐 램프 중 적어도 어느 하나를 포함하며, UV 또는 청색광을 발광할 수 있다. According to one aspect, the light source unit includes at least one of an LED lamp and a halogen lamp that generate low interference light, and can emit UV or blue light.
일측에 의하면, 상기 양자점 필름부는, 상기 광을 제1파장으로 변환시키는 제1양자점 필름, 상기 광을 제2파장으로 변환시키는 제2양자점 필름 및, 상기 광을 제3파장으로 변환시키는 제3양자점 필름을 포함하며, 상기 제1 내지 제3양자점 필름 중 적어도 어느 하나가 상기 광원부와 마주하도록 위치하여 어느 한 파장으로 상기 광을 변환한 후, 상기 제1 내지 제3양자점 필름 중 적어도 다른 하나로 교체 가능할 수 있다. According to one aspect of the invention, the quantum dot film portion includes a first quantum dot film for converting the light to a first wavelength, a second quantum dot film for converting the light to a second wavelength, and a third quantum dot film for converting the light to a third wavelength. Wherein at least one of the first to third quantum dot films is positioned so as to face the light source portion and is capable of being changed to at least one of the first to third quantum dot films after converting the light to any wavelength .
일측에 의하면, 상기 광원부로부터 발생된 광의 파면을 조정하는 공간 주파수 필터(Spatial filter)부를 포함하며, 상기 공간 주파수 필터는 상기 광원부와 상기 양자점 필름부 사이에 배치되거나, 상기 양자점 필름부와 상기 검출부 사이에 배치될 수 있다. According to one aspect of the present invention, there is provided a spatial filter for adjusting a wavefront of light generated from the light source unit, wherein the spatial frequency filter is disposed between the light source unit and the quantum dot film unit or between the quantum dot film unit and the detection unit As shown in FIG.
일측에 의하면, 상기 광원부로부터 발생된 광의 경로 상에 배치되어 상기 광을 시준하는 콜리메이터(Collimator)와, 상기 광원부로부터 발생된 광의 경로 상에 배치되어 상기 광의 경로를 안내하는 적어도 하나의 대물렌즈를 포함하며, 상기 콜리메이터는 상기 양자점 필터부와 마주하도록 상기 광의 진행방향을 기준으로 상기 양자점 필터부의 후측에 위치할 수 있다. According to one aspect of the present invention, a collimator is disposed on a path of light generated from the light source unit to collimate the light, and at least one objective lens disposed on a path of light generated from the light source unit and guiding the path of the light And the collimator may be positioned on the rear side of the QW filter unit with respect to the traveling direction of the light so as to face the QW filter unit.
일측에 의하면, 상기 검출부는, 상기 복수의 양자점 필름을 통해 각각 변환된 광이 상기 대상체로 입사되어 반사 또는 투과되는 상기 변환된 광을 감지하는 감지부 및 상기 복수의 양자점 필름을 통해 변환된 상기 광으로 각각 감지된 정보를 합성하여 상기 대상체에 대한 홀로그래피 이미지를 검출하는 분석부를 포함할 수 있다. According to one aspect of the present invention, the detection unit may include a sensing unit for sensing the converted light incident on the object and converted or reflected by the respective light beams converted through the plurality of quantum dot films, And an analyzing unit for detecting a holographic image of the object by synthesizing the sensed information.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 양자점 필름을 이용하여 단일 파장의 광을 다파장으로 변환하여 사용할 수 있음에 따라, 대상체에 따른 측정 범위 조절이 가능하여 이미지의 품질을 향상시킬 수 있게 된다. According to the present invention having the above-described configuration, first, since a single wavelength light can be converted into multiple wavelengths using a quantum dot film, the measurement range can be adjusted according to the object, .
둘째, 복수의 양자점 필름을 광의 경로상에 교체 가능하게 마련하여 광의 파장을 변환함으로써, 간단한 구성을 통해 낮은 단차에서 높은 단차에 이르는 범위에 대한 단차 및 경사에 대한 정확한 홀로그래피 이미징이 가능해진다. Second, a plurality of quantum dot films can be interchangeably provided on the light path so that the wavelength of light is changed, so that accurate holographic imaging can be performed for steps and inclination over a range from a low step to a high step through a simple structure.
셋째, 복수의 양자점 필름을 이용해 동일한 광량을 가지는 서로 다른 변환 파장을 확보함으로써, 검출된 이미지의 합성시의 노이즈 발생을 저감시킬 수 있게 되어 광 효율면에서 우수하다. Third, by securing different wavelengths of conversion having the same light quantity by using a plurality of quantum dot films, it is possible to reduce the occurrence of noise at the time of synthesizing the detected images, which is excellent in light efficiency.
넷째, 저간섭 광원부를 이용하여 다파장 디지털 홀로그래피 이미지를 검출할 수 있어, 소형화 및 단순화된 컴팩트한 구조를 제공할 수 있게 된다. Fourth, a multi-wavelength digital holography image can be detected by using the low-interference light source unit, and a compact and simplified compact structure can be provided.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 양자점을 이용한 다파장 디지털 홀로그래피 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 양자점 필름부가 교체된 상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 양자점 필름부의 복수의 양자점 필름을 개략적으로 도시한 도면이다. 그리고,
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 양자점을 이용한 다파장 디지털 홀로그래피 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다. 1 is a block diagram schematically showing a multi-wavelength digital holography system using quantum dots in a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a state in which the quantum dot film portion shown in FIG. 1 is replaced.
3 is a view schematically showing a plurality of quantum dot films of a quantum dot film portion. And,
4 is a block diagram schematically illustrating a multi-wavelength digital holography system using quantum dots according to another preferred embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 양자점을 이용한 다파장 디지털 홀로그래피 시스템(1)은 광원부(10), 양자점(Quantum Dot) 필름부(20) 및 검출부(30)를 포함한다. 1 and 2, a multi-wavelength
광원부(10)는 저간섭 광(L)을 발생시키며 단수개로 마련된다. 광원부(10)는 LED(Light Emitting Diode) 램프 및 할로겐 램프 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 본 실시예에서는 LED 램프를 포함하는 것으로 예시한다. 이러한 광원부(10)는 레이저와 같은 고간섭성 광원에 비해 낮은 반전잡음(speckle noise)을 갖는 장점을 가진다. The light source unit 10 generates low interference light L and is provided in a single number. The light source unit 10 includes at least one of an LED (Light Emitting Diode) lamp and a halogen lamp, and is exemplified as including an LED lamp in this embodiment. The light source unit 10 has an advantage of having low speckle noise as compared with a highly coherent light source such as a laser.
본 실시예에서는 광원부(10)가 LED 램프를 포함하여 효율이 우수한 특성을 가지는 청색의 광(L)을 발생시키는 것으로 예시한다. 그러나, 꼭 이에 한정하지 않으며, 광원부(10)가 UV 램프를 이용해 발광하는 것과 같은 다양한 변형예도 가능하다. In the present embodiment, the light source unit 10 includes an LED lamp to generate blue light L having a high efficiency. However, the present invention is not limited to this, and various modifications such as that the light source unit 10 emits light using a UV lamp are also possible.
양자점 필름부(20)는 광원부(10)로부터 발생된 단일 파장의 광(L)을 복수의 다파장으로 변환한다. 이러한 양자점 필름부(20)는 도 3과 같이 서로 다른 파장으로 광(L)을 변환시킬 수 있는 복수의 양자점 필름(21)(22)(23)를 포함한다. 예컨대, 양자점 필름부(20)는 도 3과 같이, 서로 다른 파장을 변환하도록 3개의 양자점 필름(21)(22)(23)을 포함할 수 있으며, 이러한 양자점 필름의 개수는 도시된 예로 한정되지 않는다. The quantum
보다 구체적으로, 양자점 필름부(20)는 600nm의 중심 파장 범위를 가지는 제1양자점 필름(21), 620nm의 중심 파장 범위를 가지는 제2양자점 필름(22) 및 640nm의 중심 파장 범위를 가지는 제3양자점 필름(23)를 포함할 수 있다. 즉, 양자점 필름부(20)는 복수의 양자점 필름(21)(22)(23)를 통해 광(L)의 중심 파장 범위를 조절하여, 측정 범위를 조절할 수 있다. 참고로, 제1 내지 제3양자점 필름(21)(22)(23)의 중심 파장 범위는 상술한 예로 한정되지 않음은 당연하다.More specifically, the quantum
이러한 제1 내지 제3양자점 필름(21)(22)(23)는 도 1 및 도 2의 도시와 같이, 광(L)의 경로 상에 교체 가능하게 배치됨으로써, 광(L)을 다양한 파장으로 변환하여 분리할 수 있다. 즉, 양자점 필름부(20)는 디지털 홀로그래피 이미지를 추출하는 과정 동안에 각각 서로 다른 파장으로 광(L)을 변환할 수 있도록 복수의 양자점 필름(21)(22)(23) 중 어느 하나로 교체 가능한 것이다. The first through third
예컨대, 도 1과 같이, 제1 내지 제3양자점 필름(21)(22)(23) 중 적어도 어느 하나 예컨대, 제1양자점 필름(21)이 광원부(10)와 검출부(30) 사이에 설치되어 600nm파장으로 광(L)을 변환한다. 그 후, 도 2와 같이, 제1 내지 제3양자점 필름(21)(22)(23) 중 적어도 다른 하나인 제2양자점 필름(22)로 교체되어 620nm 파장으로 광(L)을 변환하여 추출한다. For example, as shown in FIG. 1, at least one of the first to third
참고로, 본 실시예에서는 도 1 내지 도 3과 같이, 제1 내지 제3양자점 필름(21)(22)(23)를 포함하여 그 중 2개의 양자점 필름(21)(22)로 교체하는 것으로 도시 및 예시하나, 꼭 이에 한정되지 않는다. 즉, 디지털 홀로그래피 이미징 조건에 따라, 양자점 필름부(20)가 4개 이상의 양자점 필름을 구비하여 3회 이상 교체 가능한 다양한 실시예도 가능하다. For reference, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the first to third
이러한 양자점 필터부(20)는 광원부(10)와 마주하도록 광(L)의 진행방향을 기준으로 광원부(10)의 후측에 마련될 수 있다. 그로 인해, 양자점 필름부(20)는 광원부(10)로부터 발생된 단일 파장의 광(L)을 직접 전달받아 흡수한 후 다른 파장으로 변환하여 재발광한다. 이때, 양자점 필름부(20)를 통해 변환되어 재발광되는 광(L)이 모든 방향으로 발광함에 따라, 콜리메이터(Collimator)(11)에 의한 콜리메이션이 요구된다. The quantum
이러한 콜리메이터(11)는 양자점 필름부(20)와 마주하도록 광(L)의 진행방향을 기준으로 후측에 마련되어, 양자점 필름부(20)를 통해 변환된 광(L)의 크기 및 방향을 조절하여 평행 광선으로 시준한다. 이렇게 콜리메이터(11)를 통해 조절된 광(L)은 공간 주파수 필터(Spatial filter)부(40)로 안내한다. The
공간 주파수 필터부(40)는 양자점 필름부(20)와 검출부(30) 사이에 배치될 수 있으며, 핀홀(Pin hole)과 같은 공간 주파수 필터(Spatial filter)를 포함하여 광(L)의 파면을 균일하게 조정한다. 즉, 공간 주파수 필터부(40)는 광원부(10)로부터 발생된 저간섭 특성을 가지는 광(L)의 특징 중, 하나인 고르지 못한 파면을 균일하게 조정하는 것이다. The spatial frequency filter unit 40 may be disposed between the quantum
여기서, 콜리메이터(11)와 공간 주파수 필터부(40)의 사이에는 대물렌즈(50)가 마련되어, 시준된 광(L)을 공간 주파수 필터부(40)로 안내한다. 아울러, 공간 주파수 필터부(40)와 후술할 검출부(30) 사이에도 대물렌즈(50)가 마련되어 광(L)의 경로를 안내한다. An
검출부(30)는 양자점 필름부(20)를 통과한 복수의 파장의 광(L)으로부터 대상체(80)의 홀로그래피를 검출한다. 검출부(30)는 대상체(80)로부터 반사되는 광(L)을 감지하는 감지부(31)와, 감지된 정보를 분석하여 홀로그래피 이미지를 검출하는 분석부(32)를 포함하여, 반사방식에 의해 대상체(80)를 검출한다. 본 실시예에서는 감지부(31)가 대상체(80)로부터 반사되는 광(L)을 촬영하는 CCD(Charge-Coupled Device)를 포함하는 것으로 예시하며, 분석부(32)는 컴퓨터를 포함하는 것으로 예시한다. The
한편, 양자점 필름부(20)를 통해 특정 파장으로 변환된 광(L)을 분리하여 대상체(80)와 분석부(32)로 안내하는 분리부(60)가 마련된다. 분리부(60)는 빔스플리터(beam splitter)를 포함한다. The separation unit 60 separates light L converted into a specific wavelength through the quantum
분리부(60)는 양자점 필름부(20)를 통과한 광(L)을 2개로 분리함으로써, 분리된 광(L) 중 일부는 대상체(80)에 조명시켜 반사되는 물체파를 형성시키고 나머지 일부는 분석부(32)로 조명되어 기준파를 형성시킨다. 이때, 분리부(60)를 통해 분리된 광(L)의 누출을 차단하여 광(L)의 경로를 안내하기 위한 반사경(70)이 위치 조정 가능하게 마련된다. 즉, 본 일 실시예에 의한 다파장 디지털 홀로그래피 시스템(1)은 대상체(80)로부터 반사되는 광을 통해 홀로그래피 이미지를 검출하는 반사방식이다. The separating section 60 separates the light L having passed through the quantum
상기와 같은 구성을 가지는 일 실시예에 의한 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템(1)의 대상체(80)에 대한 홀로그래피 이미지를 검출하는 동작을 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다. An operation of detecting a holographic image of a target object 80 of a multi-wavelength
도 1과 같이, 하나의 저간섭 광을 발생시키도록 광원부(10)로부터 발생된 광(L)은 양자점 필름부(20)를 통해 변환된다. 보다 구체적으로, 양자점 필름부(20)는 복수의 양자점 필름(21)(22)(23)들 중에서 제1파장의 광(L)만을 변환시키는 제1양자점 필름(21)가 광(L)의 경로 상에 마련됨으로써, 광(L)이 제1파장으로 변환된다.1, the light L generated from the light source unit 10 is converted through the quantum
제1양자점 필름(21)에 의해 제1파장으로 변환된 광(L)은 콜리메이터(11)를 통해 콜리메이션된 후, 대물렌즈(50)를 거쳐 공간 주파수 필터부(40)로 입사되어 표면이 균일하게 조정된다. 이러한 광(L)은 대물렌즈(50)를 거친 후 분리부(60)에서 분리되어 대상체(80)에 조명되어 반사됨과 아울러, 검출부(30)로 안내된다. The light L converted into the first wavelength by the first
이 후, 양자점 필름부(20)의 제1양자점 필름(21)을 제2양자점 필름(22)으로 교체하여, 광(L)을 제2파장의 광(L)으로 변환한다. 제2파장으로 변환된 광(L)은 또 다시, 콜리메이터(11)와 공간 주파수 필터부(40)를 순차적으로 거침으로써, 분리부(60)에서 분리되어 대상체(80)에 조명되어 반사됨과 아울러, 검출부(30)로 안내된다. Thereafter, the first
참고로, 양자점 필름부(20)는 광원부(10)로부터 발생된 단일 파장의 청색광(L)을 적색광 또는 녹색광으로 변환할 수 있다. For reference, the quantum
검출부(30)의 감지부(31)는 변환된 파장의 광을 이용해 대상체(80)에 대한 이미지를 촬영한 후, 분석부(32)는 이러한 이미지를 분석하여 최종적으로 홀로그래피 이미지를 검출한다. 즉, 분석부(32)는 제1 및 제2파장으로 추출된 광(L)들에 의해 감지부(31)에 의해 촬영된 대상체(80)의 홀로그래피 데이터를 합성하여, 각 위상값을 빼준 후 언랩핑(unwrapping) 과정을 통하여 원래의 단차를 구한다. After the
한편, 상술한 일 실시예에서는 광(L)의 경로 상에 어느 한 양자점 필름만이 배치되는 것으로 도시 및 설명하였으나, 꼭 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 광(L)이 복수개로 분리되어 각 복수의 광(L)의 경로 상에 각각 서로 다른 파장 범위를 가지는 양자점 필름이 배치됨으로써 동시에 서로 다른 파장으로 광(L)을 변환시키는 변형예도 가능하다.
In the above-described embodiment, only one quantum dot film is disposed on the path of the light L, but the present invention is not limited thereto. For example, a modified example in which a plurality of light Ls are separated and a quantum-dot film having a different wavelength range is disposed on the path of each of the plurality of lights L, thereby simultaneously converting the light L to different wavelengths .
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 양자점을 이용한 다파장 디지털 홀로그래피 시스템(100)을 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 4를 참고하면, 다른 실시예에 의한 양자점을 이용한 다파장 디지털 홀로그래피 시스템(100)은 광원부(110), 양자점 필름부(120) 및 검출부(130)를 포함한다. FIG. 4 is a diagram schematically showing a multi-wavelength
여기서, 광원부(110), 양자점 필름부(120) 및 검출부(130)의 구성은 앞서 설명하 일 실시예와 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다. 또한, 양자점 필름부(120)와 마주하게 콜리메이터(111)가 마련되고, 콜리메이터(111)의 후측에 대물렌즈(150)와 공간 주파수 필터부(140)가 마련되어 광(L)을 안내하는 구성도 일 실시예와 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다. Here, the configurations of the
본 다른 실시예에 의하면, 양자점 필름부(120)를 통해 다파장으로 변환된 광(l)은 분리부(160)로부터 분리되어, 일부는 대상체(180)로 투과되고 다른 일부는 검출부(130)로 조명된다. 즉, 다른 실시예에 의하면, 대상체(180)로 광(L)을 투과시켜 홀로그래피 이미지를 검출하는 투과방식이 적용된다. According to another embodiment of the present invention, the
보다 자세히 설명하면, 도 4와 같이 광원부(110)로부터 발생된 단일 저간섭 광(L)은 양자점 필름부(120)를 통과하여 특정 파장으로 변환된 후, 콜리메이터(111)와 대물렌즈(150)를 거쳐 공간 주파수 필터부(140)로 유입되어 파면이 조정된다. 조정된 광(L)은 다시 대물렌즈(150)에 의해 안내되어 분리부(160)의 제1분리부(161)에 의해 분리되어 각각 제1 및 제2반사경(171)(172)에 반사되어 경로가 안내된다. 이때, 제1반사경(171)에 의해 안내되는 분리된 광(L) 중 일부는 대상체(O)를 투과하여 제2분리부(162)를 거쳐 검출부(130)로 안내되고, 제2반사경(172)에 의해 안내되는 분리된 광(L) 중 다른 일부는 대상체(O)를 투과하여 제2분리부(162)를 거쳐 검출부(130)로 안내된다. 그러면, 검출부(130)의 감지부(131)는 광(L)으로부터 특정 파장의 홀로그래피 데이터를 감지한다. 4, the single low-interference light L generated from the
또한, 자세히 도시되지 않았으나, 다른 실시예에 의한 양자점을 이용한 다파장 디지털 홀로그래피 시스템(100)도 양자점 필름부(120)가 복수의 양자점 필름을 구비하여 교체 가능하다. 그로 인해, 양자점 필름부(120)가 복수의 양자점 필름의 교체를 통해 다양한 파장으로 광(L)을 변환하여 대상체(180)를 투과방식으로 검출하게 된다. 이러한 양자점 필름의 교체를 통한 다파장 홀로그래피 이미지들은 상술한 일 실시예와 마찬가지로 합성하여, 각 위상값을 ?준 후 언랩핑(unwrapping) 과정을 통하여 원래의 단차를 구한다.
Also, although not shown in detail, in the multi-wavelength
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. It can be understood that
1, 100: 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템
10: 광원부 20: 양자점 필름부
30: 검출부 40: 공간 주파수 필터부
50: 대물렌즈 60: 분리부
70: 반사경 80: 대상체
L: 광1, 100: Multi-wavelength digital holography system using quantum dots
10: Light source part 20: Quantum dot film part
30: Detection unit 40: Spatial frequency filter unit
50: objective lens 60:
70: reflector 80: object
L: Light
Claims (17)
상기 광원부로부터 발생된 광을 다파장으로 변환시키는 양자점(Quantum Dot) 필름부; 및
상기 양자점 필름부를 통과한 상기 광으로부터 대상체의 홀로그래피 이미지를 검출하는 검출부;
를 포함하며,
상기 양자점 필름부는 각각 서로 다른 파장으로 상기 광을 변환시키는 복수의 양자점 필름을 포함하고, 상기 광의 경로에 복수의 양자점 필름 중 적어도 어느 하나가 선택되어 배치되되 다른 하나로 교체 가능한 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템. A light source for generating light;
A quantum dot film unit for converting the light generated from the light source unit into multiple wavelengths; And
A detector for detecting a holographic image of the object from the light having passed through the quantum dot film portion;
/ RTI >
Wherein the quantum dot film portion includes a plurality of quantum dot films for converting the light to different wavelengths, and at least one of the plurality of quantum dot films is selectively disposed in the light path, and a multi-wavelength digital holography system.
상기 광원부는 저간섭 광을 발생시키는 LED 램프 및 할로겐 램프 중 적어도 어느 하나를 포함하며, UV 또는 청색광을 발광하는 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the light source unit includes at least one of an LED lamp and a halogen lamp that generates low interference light and uses a quantum dot that emits UV or blue light.
상기 양자점 필름부는,
상기 광을 제1파장으로 변환하는 제1양자점 필름;
상기 광을 제2파장으로 변환하는 제2양자점 필름; 및
상기 광을 제3파장으로 변환하는 제3양자점 필름;
를 포함하며,
상기 제1 내지 제3양자점 필름 중 적어도 어느 하나가 상기 광원부와 검출부 사이에 설치되어 어느 한 파장으로 상기 광을 변환한 후, 상기 제1 내지 제3양자점 필름 중 적어도 다른 하나로 교체 가능한 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템. The method according to claim 1,
The quantum-
A first quantum dot film for converting the light into a first wavelength;
A second quantum dot film for converting the light to a second wavelength; And
A third quantum dot film for converting the light to a third wavelength;
/ RTI >
At least one of the first to third quantum dot films is provided between the light source section and the detection section and uses the quantum dots that can be replaced with at least one of the first to third quantum dot films after converting the light to a certain wavelength Wavelength digital holography system.
상기 양자점 필름부는 상기 광원부와 마주하도록 상기 광의 진행방향을 기준으로 상기 광원부의 후측에 마련되는 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the quantum dot film portion uses quantum dots provided on a rear side of the light source portion with respect to a traveling direction of the light so as to face the light source portion.
상기 광원부로부터 발생된 광의 파면을 조정하는 공간 주파수 필터(Spatial filter)부;
를 포함하며,
상기 공간 주파수 필터는 상기 양자점 필름부와 상기 검출부 사이에 배치되는 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템. The method according to claim 1,
A spatial filter unit for adjusting a wavefront of light generated from the light source unit;
/ RTI >
Wherein the spatial frequency filter uses a quantum dot disposed between the quantum dot film portion and the detection portion.
상기 광원부로부터 발생된 광의 경로 상에 배치되어 상기 광을 시준하는 콜리메이터(Collimator)를 포함하며,
상기 콜리메이터는 상기 양자점 필터부와 마주하도록 상기 광의 진행방향을 기준으로 상기 양자점 필터부의 후측에 마련되는 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템. The method according to claim 1,
And a collimator disposed on a path of light generated from the light source to collimate the light,
Wherein the collimator uses quantum dots provided on a rear side of the quantum-dot filter unit with respect to a traveling direction of the light so as to face the quantum-dot filter unit.
상기 광원부로부터 발생된 광의 경로 상에 배치되어, 상기 광의 경로를 안내하는 적어도 하나의 대물렌즈가 마련되는 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템. The method according to claim 1,
And a quantum dot disposed on a path of light generated from the light source unit and provided with at least one objective lens for guiding the path of the light.
상기 검출부는,
상기 양자점 필름부를 통해 다파장으로 변환된 광이 상기 대상체로 입사되어 반사 또는 투과되는 상기 변환된 광을 감지하는 감지부; 및
상기 감지된 광을 분석하여 상기 홀로그래피 이미지를 검출하는 분석부;
를 포함하는 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템. The method according to claim 1,
Wherein:
A sensing unit for sensing light converted into multi-wavelength light through the quantum dot film unit to be reflected or transmitted through the object; And
An analyzer for analyzing the sensed light to detect the holographic image;
And a quantum dot including the quantum dot.
상기 복수의 양자점 필름은 상기 광의 경로상에 단수개 또는 복수개가 배치 가능하며,
상기 감지부는 상기 복수의 양자점 필름에 의해 각각 변환된 광을 감지하고, 상기 분석부는 상기 복수의 양자점 필름을 통해 변환된 상기 광으로부터 각각 감지된 정보를 합성하여 상기 홀로그래피 이미지를 검출하는 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템. 10. The method of claim 9,
The plurality of quantum dot films may be disposed in a single or a plurality of paths on the light path,
The sensing unit senses the light converted by the plurality of quantum dot films, and the analyzing unit combines the sensed information from the light converted through the plurality of quantum dot films to use the quantum dot for detecting the holographic image Wavelength digital holography system.
상기 광원부는 청색광을 발광하며,
상기 양자점 필름부는 상기 청색광을 적생광 또는 녹색광으로 변환시키는 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템. The method according to claim 1,
The light source unit emits blue light,
Wherein the quantum dot film portion uses quantum dots that convert the blue light into red light or green light.
상기 광원부로부터 발생된 광을 서로 다른 파장으로 각각 변환시키는 복수의 양자점 필름을 포함하는 양자점(Quantum Dot) 필름부; 및
상기 양자점 필름부를 통과한 상기 광으로부터 대상체의 홀로그래피를 검출하는 검출부;
를 포함하며,
상기 복수의 양자점 필름은 적어도 어느 하나가 선택되어 상기 광원부와 검출부 사이에 교체 가능하게 배치되는 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템. A single light source for generating low interference light having a single wavelength;
A quantum dot film part including a plurality of quantum dot films each converting the light generated from the light source part to different wavelengths; And
A detector for detecting holography of the object from the light passing through the quantum dot film portion;
/ RTI >
Wherein at least one of the plurality of quantum dot films is selected to use a quantum dot that is disposed interchangeably between the light source section and the detection section.
상기 광원부는 저간섭 광을 발생시키는 LED 램프 및 할로겐 램프 중 적어도 어느 하나를 포함하며, UV 또는 청색광을 발광하는 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템.13. The method of claim 12,
Wherein the light source unit includes at least one of an LED lamp and a halogen lamp that generates low interference light and uses a quantum dot that emits UV or blue light.
상기 양자점 필름부는,
상기 광을 제1파장으로 변환시키는 제1양자점 필름;
상기 광을 제2파장으로 변환시키는 제2양자점 필름; 및
상기 광을 제3파장으로 변환시키는 제3양자점 필름;
를 포함하며,
상기 제1 내지 제3양자점 필름 중 적어도 어느 하나가 상기 광원부와 마주하도록 위치하여 어느 한 파장으로 상기 광을 변환한 후, 상기 제1 내지 제3양자점 필름 중 적어도 다른 하나로 교체 가능한 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템. 13. The method of claim 12,
The quantum-
A first quantum dot film for converting the light into a first wavelength;
A second quantum dot film for converting the light into a second wavelength; And
A third quantum dot film for converting the light to a third wavelength;
/ RTI >
Wherein at least one of the first to third quantum dot films is positioned so as to face the light source portion and the light is converted to a wavelength and then a quantum dot that can be replaced with at least one of the first to third quantum dot films is used, Digital holography system.
상기 광원부로부터 발생된 광의 파면을 조정하는 공간 주파수 필터(Spatial filter)부;
를 포함하며,
상기 공간 주파수 필터는 상기 양자점 필름부와 상기 검출부 사이에 배치되는 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템.13. The method of claim 12,
A spatial filter unit for adjusting a wavefront of light generated from the light source unit;
/ RTI >
Wherein the spatial frequency filter uses a quantum dot disposed between the quantum dot film portion and the detection portion.
상기 광원부로부터 발생된 광의 경로 상에 배치되어 상기 광을 시준하는 콜리메이터(Collimator)와, 상기 광원부로부터 발생된 광의 경로 상에 배치되어 상기 광의 경로를 안내하는 적어도 하나의 대물렌즈;
를 포함하며,
상기 콜리메이터는 상기 양자점 필터부와 마주하도록 상기 광의 진행방향을 기준으로 상기 양자점 필터부의 후측에 위치하는 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템. 13. The method of claim 12,
A collimator disposed on a path of light generated from the light source to collimate the light; at least one objective lens disposed on a path of light generated from the light source to guide a path of the light;
/ RTI >
Wherein the collimator uses quantum dots located on a rear side of the quantum-dot filter unit with respect to a traveling direction of the light so as to face the quantum-dot filter unit.
상기 검출부는,
상기 복수의 양자점 필름을 통해 각각 변환된 광이 상기 대상체로 입사되어 반사 또는 투과되는 상기 변환된 광을 감지하는 감지부; 및
상기 복수의 양자점 필름을 통해 변환된 상기 광으로 각각 감지된 정보를 합성하여 상기 대상체에 대한 홀로그래피 이미지를 검출하는 분석부;
를 포함하는 양자점을 이용하는 다파장 디지털 홀로그래피 시스템. 13. The method of claim 12,
Wherein:
A sensing unit that senses the converted light that is incident on the target and is reflected or transmitted through the plurality of quantum dot films; And
An analyzer for synthesizing information sensed by the light converted through the plurality of quantum dots and detecting a holographic image of the object;
And a quantum dot including the quantum dot.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
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