KR102275570B1

KR102275570B1 - 결상 렌즈 배열체 및 이를 구비하는 광간섭 단층 영상 시스템

Info

Publication number: KR102275570B1
Application number: KR1020190180019A
Authority: KR
Inventors: 장령기
Original assignee: (주)윈어스 테크놀로지
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2021-07-09
Also published as: KR20210086222A

Abstract

본 발명은 결상 렌즈 배열체 및 이를 구비하는 광간섭 단층 영상 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대상체의 표면을 촬영하는 결상 렌즈 배열체 및, 이러한 결상 렌즈 배열체와 대상체의 일정 깊이까지의 단층을 촬영하는 광간섭 단층 장치가 결합된 광간섭 단층 영상 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 하나의 시스템에서 별도의 광원을 사용하는 광간섭 단층 영상 장치와 표면 영상 장치를 하나의 시스템으로 결합하여, 대상체의 단층 영상과 표면 영상을 동시에 제공하는 시스템을 제공한다. 또한 표면 영상을 이미지 센서에 전달하는 이미징 렌즈 배열체에 있어서도, 특정한 곡률과 두께를 가지는 다수의 렌즈를 특정한 위치에 배열시키는 방식에 의하여, 렌즈의 가장자리 부분을 통과하는 빛까지도 사용하여 상의 왜곡 없이 선명한 상이 맺히도록 하면서 최대의 입사광효율을 확보하도록 하는 이미징 렌즈 배열체를 제공한다.

Description

결상 렌즈 배열체 및 이를 구비하는 광간섭 단층 영상 시스템{Imaging lens apparatus and optical coherence tomography system including the imaging lens apparatus}

본 발명은 결상 렌즈 배열체 및 이를 구비하는 광간섭 단층 영상 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대상체의 표면을 촬영하는 결상 렌즈 배열체 및, 이러한 결상 렌즈 배열체와 대상체의 일정 깊이까지의 단층을 촬영하는 광간섭 단층 장치가 결합된 광간섭 단층 영상 시스템에 관한 것이다.

종래 광간섭 단층 영상 장치는 대상체에 대한 일정 깊이까지의 단층 영상을 보여주었다. 그러나, 단층 영상 외에 해당 대상체의 표면 영상까지도 함께 볼 필요가 있는 경우, 광간섭 단층 영상 장치와 표면 영상 장치는 사용하는 광원의 파장이 서로 달라, 광간섭 단층 영상 장치 외에 표면 영상 장치를 별도로 구비하여야 하는 문제점이 있었다.

또한 표면 영상 장치에 사용되는 종래의 대물렌즈의 경우에는 유효한 상이 맺히게 하는 빛 통과 영역이 렌즈의 중심축을 중심으로 일부 영역에 국한되었다. 즉, 렌즈의 가장자리 부근 영역을 통과하는 빛은 선명한 상을 맺히게 하지 못하므로 렌즈의 중심 일부 영역만을 사용하게 되어, 상대적으로 입사광이 적어지는 문제점이 있었다.

KR

10-2014-0097727

A

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 하나의 시스템에서 별도의 광원을 사용하는 광간섭 단층 영상 장치와 표면 영상 장치를 하나의 시스템으로 결합하여, 대상체의 단층 영상과 표면 영상을 동시에 제공하는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 표면 영상을 이미지 센서에 전달하는 이미징 렌즈 배열체에 있어서도, 특정한 곡률과 두께를 가지는 다수의 렌즈를 특정한 위치에 배열시키는 방식에 의하여, 렌즈의 가장자리 부분을 통과하는 빛까지도 사용하여 상의 왜곡 없이 선명한 상이 맺히도록 하면서 최대의 입사광효율을 확보하도록 하는 이미징 렌즈 배열체를 제공하는데 다른 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 대상체의 표면 영상 취득을 위한 렌즈 배열체는 순차적으로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 빔 스플리터, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈, IR Filter 및, 상기 빔 스플리터와 제3 렌즈 사이에 배치되는 조리개를 포함하고, 상기 각 렌즈의 대상 물체 쪽 면을 전면, 초점면(focal plane) 쪽 면을 후면이라 할 경우, 상기 제1 렌즈의 전면 및 후면, 상기 제2 렌즈의 전면, 상기 제3 렌즈의 전면, 상기 제4 렌즈의 전면 및 후면, 상기 제5 렌즈의 전면 및 상기 제6 렌즈의 후면은 양의 곡률 반지름을 가지도록 형성되고, 상기 제2 렌즈의 후면, 상기 제3 렌즈의 후면, 상기 제5 렌즈의 후면 및 상기 제6 렌즈의 전면은 음의 곡률 반지름을 가지도록 형성되며, 상기 빔 스플리터의 전면 및 후면, 상기 IR Filter의 전면 및 후면은 평면으로서 무한대의 곡률 반지름을 가지도록 형성된다.

상기 제1 렌즈는, 중심축 상의 두께가 1.00, 전면의 곡률반지름이 12.380, 후면의 곡률반지름이 8.080이고, 상기 제2 렌즈는, 중심축 상의 두께가 1.52, 전면의 곡률반지름이 17.290, 후면의 곡률반지름이 -70.580이고, 상기 빔 스플리터는, 중심축 상의 두께가 1.26, 전면 및 후면의 곡률반지름이 무한대이고, 상기 제3 렌즈는, 중심축 상의 두께가 1.09, 전면의 곡률반지름이 6.860, 후면의 곡률반지름이 -16.980이고, 상기 제4 렌즈는, 중심축 상의 두께가 1.00, 전면의 곡률반지름이 15.940, 후면의 곡률반지름이 5.000이고, 상기 제5 렌즈는, 중심축 상의 두께가 1.50, 전면의 곡률반지름이 5.000, 후면의 곡률반지름이 -14.280이고, 상기 제6 렌즈는, 중심축 상의 두께가 1.23, 전면의 곡률반지름이 -5.000, 후면의 곡률반지름이 7.210이고, 상기 IR Filter는, 중심축 상의 두께가 1.00, 전면 및 후면의 곡률반지름이 무한대이고, 상기 제1 렌즈의 후면과 상기 제2 렌즈의 전면 간의 중심축 상의 간격은 0.52이고, 상기 제2 렌즈의 후면과 상기 빔 스플리터의 전면 간의 중심축 상의 간격은 6.87이고, 상기 빔 스플리터의 후면과 상기 조리개 간의 중심축 상의 간격은 6.87이고, 상기 조리개와 상기 제3 렌즈의 전면 간의 중심축 상의 간격은 0.00이고, 상기 제3 렌즈의 후면과 상기 제4 렌즈 전면 간의 중심축 상의 간격은 0.44이고, 상기 제4 렌즈의 후면과 상기 제5 렌즈 전면은 이격 간격 없이 접촉되어 있고, 상기 제5 렌즈의 후면과 상기 제6 렌즈 전면 간의 중심축 상의 간격은 0.78이고, 상기 제6 렌즈의 후면과 상기 IR Filter 전면 간의 중심축 상의 간격은 3.01이고, 상기 IR Filter의 후면과 초점면(focal plane) 간의 중심축 상의 간격은 0.992일 수 있으며, 상기 수치의 단위는 밀리미터(mm)이다.

상기 제1 렌즈 전면의 Clear Aperture는 8.09이고, 상기 제1 렌즈 후면의 Clear Aperture는 7.88이고, 상기 제2 렌즈 전면의 Clear Aperture는 7.88이고, 상기 제2 렌즈 후면의 Clear Aperture는 7.36이고, 상기 빔 스플리터 전면의 Clear Aperture는 4.74이고, 상기 빔 스플리터 후면의 Clear Aperture는 4.43이고, 상기 조리개의 Clear Aperture는 1.84이고, 상기 제3 렌즈 전면의 Clear Aperture는 1.87이고, 상기 제3 렌즈 후면의 Clear Aperture는 2.01이고, 상기 제4 렌즈 전면의 Clear Aperture는 2.08이고, 상기 제4 렌즈 후면의 Clear Aperture는 2.11이고, 상기 제5 렌즈 전면의 Clear Aperture는 2.11이고, 상기 제5 렌즈 후면의 Clear Aperture는 2.21이고, 상기 제6 렌즈 전면의 Clear Aperture는 2.22이고, 상기 제6 렌즈 후면의 Clear Aperture는 2.46이고, 상기 IR Filter 전면의 Clear Aperture는 3.76이고, 상기 IR Filter 후면의 Clear Aperture는 4.05일 수 있으며, 상기 수치의 단위는 밀리미터(mm) 이다.

상기 제1 렌즈를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 755275이고, 상기 제2 렌즈를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 694533이고, 상기 빔 스플리터를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 517642이고, 상기 제3 렌즈를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 620603이고, 상기 제4 렌즈를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 755275이고, 상기 제5 렌즈를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 620603이고, 상기 제6 렌즈를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 517642이고, 상기 IR Filter를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 517642일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 광간섭 단층 영상 시스템은, 광간섭 영상 획득을 위한 빛을 조사하는 제1 광원을 구비하는 광원부; 상기 광원부에서 조사된 빛을 레퍼런스부와 스캔부로 나누어 전달하고, 상기 레퍼런스부에서 반사된 빛과 대상체에서 반사된 빛을 합하여 그 간섭영상을 광간섭 단층 영상 캡쳐부로 전달하는 커플러; 상기 광원부에서 조사된 빛을 상기 대상체에 스캔 시키고, 상기 대상체에서 반사된 빛을 다시 상기 커플러로 보내는 스캔부; 상기 스캔부에서 반사된 빛과 합하여 간섭영상을 형성하기 위해, 상기 광원부에서 조사된 빛을 받아 반사시키는 레퍼런스(reference)부; 상기 대상체에서 반사된 빛과 상기 레퍼런스부에서 반사된 빛의 간섭영상을 캡쳐하는 광간섭 단층 영상 캡쳐부; 상기 대상체의 표면 영상 캡쳐를 수행하며, 청구항 1의 렌즈 배열체를 구비하는 표면 영상 캡쳐부; 및, 상기 광간섭 단층 영상 캡쳐부에서 캡쳐된 대상체의 단층 라인 영상을 취합하여 대상체의 단층 면 영상을 구현하고 이를 디스플레이 장치(1810)에 제공하며, 또한 상기 표면 영상 캡쳐부에서 캡쳐된 상기 대상체의 표면 영상을 수신하여 상기 디스플레이 장치에 제공하는 제어 및 영상취득부를 포함한다.

상기 레퍼런스부는, 입사된 빛을 평행광으로 형성하는 콜리메이터(collimator); 상기 평행광을 레퍼런스 미러로 포커싱해주는 포커싱 렌즈; 및 상기 포커싱 렌즈를 통과한 빛을 반사시키는 레퍼런스 미러를 포함할 수 있다.

상기 스캔부는, 입사된 빛을 평행광으로 형성하는 콜리메이터(collimator); 상기 콜리메이터를 통과한 빛을 반사시켜 상기 대상체의 영상 획득 부위에 스캔시키는 멤스 미러(MEMS mirror); 상기 멤스 미러에서 반사된 빛을 다시 포커싱 렌즈로 반사시키는 빔 스플리터; 및, 상기 빔 스플리터에서 반사된 빛을 대상체로 포커싱해주는 포커싱 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 광간섭 단층 영상 시스템은, 상기 빛을 상기 대상체의 영상 획득 부위에 스캔시키기 위하여 상기 멤스 미러를 구동하는 멤스 미러(MEMS mirror) 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 멤스 미러(MEMS mirror) 제어부는, 상기 멤스 미러를 2축으로 구동할 수 있다.

상기 멤스 미러 제어부는, 상기 광간섭 단층 영상 캡쳐부에서 캡쳐한 영상을 획득하기 위한 트리거 신호 또는 상기 표면 영상 캡쳐부에서 캡쳐한 영상을 획득하기 위한 트리거 신호를 발생하는 기능을 더 포함할 수 있다.

상기 제어 및 영상취득부는, 멤스 미러 제어부를 제어하여, 상기 멤스 미러 구동 프로세스를 제어하는 기능을 더 포함할 수 있다.

상기 빔 스플리터는, 특정 파장(이하 '기준 파장'이라 한다) 이상의 빛은 반사시키고, 기준 파장 미만의 빛은 투과시키며, 상기 제1 광원의 빛은 상기 기준 파장 이상의 빛이고, 상기 표면 영상 캡쳐부는, 상기 대상체의 표면 영상을 획득하기 위한, 상기 기준 파장 미만의 빛을 상기 대상체의 표면에 조사하는 제2 광원; 및 상기 대상체에서 반사된 상기 제2 광원의 빛을 투과시켜 상기 렌즈 배열체로 진행시키는 상기 빔 스플리터를 더 구비할 수 있다.

상기 광간섭 단층 영상 캡쳐부는, 상기 커플러로부터의 빛을 평행광으로 형성시키는 콜리메이터; 상기 콜리메이터로부터의 평행광 영상을 더 길게 확장시키는 그레이팅(grating)부; 및, 상기 그레이팅부에서 나오는 빛을 통과시켜 초점면으로 전달하는 렌즈 배열체를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 하나의 시스템에서 별도의 광원을 사용하는 광간섭 단층 영상 장치와 표면 영상 장치를 하나의 시스템으로 결합하여, 대상체의 단층 영상과 표면 영상을 동시에 제공하는 시스템을 제공하는 효과가 있다.

또한 표면 영상을 이미지 센서에 전달하는 이미징 렌즈 배열체에 있어서도, 특정한 곡률과 두께를 가지는 다수의 렌즈를 특정한 위치에 배열시키는 방식에 의하여, 렌즈의 가장자리 부분을 통과하는 빛까지도 사용하여 상의 왜곡 없이 선명한 상이 맺히도록 하면서 최대의 입사광효율을 확보하도록 하는 이미징 렌즈 배열체를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 결상 렌즈 배열체를 포함하는 광간섭 단층 영상 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 광간섭 단층 영상 시스템에서, 대상체 표면 영상 촬영을 위한 결상 렌즈 배열체를 도시한 도면.
도 3은 도 2의 결상 렌즈 배열체를 구성하는 수치 데이터를 나타내는 도면.
도 4는 도 2의 결상 렌즈 배열체의 렌즈 성능을 나타내는 그래프.
도 5는 도 2의 렌즈 배열체의 MTF 성능을 나타내는 그래프.
도 6은 도 2의 렌즈 배열체를 통과한 상의 상대 조도(relative illumination)을 나타내는 그래프.
도 7은 도 2의 렌즈 배열체에 대한 점 다이어그램(spot diagram)을 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 광간섭 단층 영상 시스템에서, 광간섭 단층 영상 촬영을 위한 렌즈 배열체의 구성 및 집광상태를 도시한 도면.
도 9는 도 8의 렌즈 배열체를 구성하는 수치 데이터를 나타내는 도면.
도 10은 도 8의 렌즈 배열체의 렌즈 성능을 나타내는 그래프.
도 11은 도 8의 렌즈 배열체의 광선수차(ray aberration)를 나타내는 그래프.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 결상 렌즈 배열체(200)를 포함하는 광간섭 단층 영상 시스템(1000)을 도시한 도면이다.

광간섭 단층 영상 시스템(1000)은, 대상체(40)의 단층 영상 획득을 위하여, 광원부(1100), 커플러(1200), 레퍼런스(reference)부(1300), 스캔부(1400), 광간섭 단층 영상 캡쳐부(1500) 및 멤스 미러(MEMS mirror) 제어부(1600)를 포함한다.

또한 광간섭 단층 영상 시스템(1000)은, 대상체(40)의 표면 영상 획득을 위하여 표면 영상 캡쳐부(1700)를 더 포함한다.

제어 및 영상취득부(1800)는, 광간섭 단층 영상 캡쳐부(1500)에서 캡쳐된 대상체(40)의 단층 영상을 취합하여 대상체의 단층 영상을 구현하고 디스플레이 장치(1810)에 구현된 영상을 디스플레이하고, 또한 표면 영상 캡쳐부(1700)에서 캡쳐된 대상체(40)의 표면 영상을 수신하여 역시 디스플레이 장치(1810)에 표면 영상을 디스플레이한다.

나아가 제어 및 영상취득부(1800)는, 멤스 미러 제어부(1600)의 동작을 제어하여 광간섭 단층 영상 획득을 위한 전체 프로세스를 제어하는 역할을 수행한다.

이하에서는, 이와 같은 광간섭 단층 영상 시스템(1000)의 동작을, 각 구성요소들의 기능을 통하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

광원부(1100)에서 제1 광원(1110)은 840nm의 파장을 가진 빛을 발생시킨다. 아이솔레이터(isolator)(1120)는 반사된 빛이 커플러(coupler)(1200)를 통과 후에 다시 제1 광원(1110)으로 들어오지 못하도록 차단하는 역할을 수행하며, 이에 의해 커플러(1200)를 통과하여 되돌아오는 빛은 오직 광간섭 단층 영상 캡쳐부(1500)로만 진행하게 된다.

제1 광원(1110)에서 조사된 빛은 커플러(1200)를 통과하여 레퍼런스(reference)부(1300) 및 스캔부(1400)로 나누어져 진행한다.

레퍼런스부(1300)의 콜리메이터(collimator)(1310)를 통과하여 평행하게 진행하는 빛은 포커싱 렌즈(1320)를 통과한 후 레퍼런스 미러(1330)에서 반사되어 다시 커플러(1200)에 진입한다.

또한 스캔부(1400)의 콜리메이터(1410)를 통과하여 평행하게 진행하는 빛은 멤스 미러(MEMS mirror)(1420)에서 반사된다. 멤스 미러(1420)는 1개의 미러가 2축으로 회전함으로써 2개의 미러를 필요로 하지 않는다. 즉, 1축(x축)으로의 회전을 통해 대상체(40)의 1개의 x축 라인을 스캔하도록 함으로써 1면의 단층 영상을 취득할 수 있도록 하며, 다른 1축(y축)으로의 회전을 통해 대상체(40)의 다른 x축 라인들을 스캔하도록 함으로써, 이에 의해 획득된 영상은 결국 3차원 단층 영상의 획득을 가능하게 한다. 빔 스플리터(beam splitter)(1430)는 멤스 미러(1420)에서 반사된 빛을 다시 반사하여, 포커싱 렌즈(1440)를 통하여 대상체(40)로 빛이 입사하도록 해준다. 제1 광원(1110)의 빛이 예를 들어 5mm까지 투과가 가능한 빛이라면, 멤스 미러(1420)가 x축 스캔 중 일 지점에 있을 때, 빛이 대상체(40)의 5mm 깊이까지 투과되어, 대상체(40) 해당 지점의 표면부터 5mm 깊이까지의 영상이 반사되어 다시 커플러(1200)에 진입하게 된다.

이와 같이 레퍼런스부(1300)에서 반사된 빛과, 스캔부(1400)에서 반사된 빛이 커플러(1200)에서 합쳐지는 경우, 포커싱 렌즈(1320)와 레퍼런스 미러(1330) 간의 거리와, 포커싱 렌즈(1440)와 대상체(40) 간의 거리가 같을 때, 간섭무늬가 발생하게 되고, 이러한 간섭무늬는 광간섭 단층 영상 캡쳐부(1500)로 진입하게 된다. 이와 같이 광간섭 단층 영상 캡쳐부(1500)로 진입한 간섭 영상은 콜리메이터(1520)를 통과하여 평행하게 된 후, 그레이팅(grating)부(1530)에서 더 긴 길이로 확장되어 렌즈 배열체(100)를 통과하고, 초점 면(focal plane)(10)에 상이 맺히게 된다. 이러한 초점 면(10)은 일종의 라인 스캔 센서(line scan sensor)일 수 있다. 이러한 라인 스캔 센서(10)에 한번에 맺히는 영상은, 전술한 바와 같이, 멤스 미러(1420)가 x축 스캔 중 일 지점에 있을 때, 빛이 대상체(40)의 특정 깊이까지 투과되어, 대상체(40) 해당 지점의 표면부터 해당 깊이까지의 1 라인의 영상이 된다.

이러한 1 라인의 영상이 제어 및 영상취득부(1800)에서 획득되고, 계속하여 멤스 미러(1420)의 x축 스캔에 따라, x축 각 지점의 특정 깊이까지의 1 라인의 영상들이 계속 제어 및 영상취득부(1800)에서 획득되는 것이다.

이로써 결과적으로 제어 및 영상취득부(1800)는 그와 같은 대상체(40)의 해당 깊이 특정 깊이까지의 1 라인의 영상들을 합하여 대상체의 x축 라인에 대한 특정 깊이까지의 1 면의 단층 영상을 획득하며, 나아가 멤스 미러(1420)가 y축 스캔을 함에 따라 인접면들의 단층 영상을 연속적으로 획득하는 경우, 대상체(40)의 특정 깊이까지의 3차원 단층 영상을 획득할 수도 있는 것이다. 이와 같은 단층 영상은 디스플레이 장치(1810)를 통하여 디스플레이된다.

광간섭 단층 영상 캡쳐부(1500)의 렌즈 배열체(100)에 대하여는 도 8 내지 도 11을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.

한편, 전술한 빔 스플리터(1430)는 파장이 예를 들어 800nm 이상인 빛은 반사하고 800nm 미만인 빛은 투과시키는 특징이 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 제1 광원(1110)에서 나오는 840nm 파장의 빛을 대상체(40) 방향으로 반사하였던 것이다.

도 1을 참조하면, 대상체(40) 위에는 400 ~ 630nm 파장의 빛을 대상체(40)를 향하여 조사하는 제2 광원(50)이 구비된다. 이 빛이 대상체(40) 표면에서 반사하여 빔 스플리터(1430)로 진입하면, 이 반사된 빛, 즉, 대상체(40) 표면 영상은 800nm 미만의 파장의 빛이므로 빔 스플리터(1430)를 투과하여 나가게 되며, 결상용 렌즈 배열체(200)를 통과한 후, 초점 면(focal plane)(20)에 상이 캡쳐되고, 캡쳐된 대상체(40) 표면 영상은 역시 제어 및 영상취득부(1800)에서 획득되어 디스플레이 장치(1810)를 통해 디스플레이되게 된다.

이와 같이 본 발명의 광간섭 단층 영상 시스템(1000)은, 대상체(40)의 단층 영상 및 표면 영상 획득을 동시에 획득하여 사용자에게 보여줌으로써 대상체(40)에 대한 분석을 더욱 효과적으로 수행할 수 있도록 해준다.

멤스 미러 제어부(1600)는 또한 위에서 '초점 면(10,20)'을 통칭한, 영상이 맺히는 장치(10,20)에 맺힌 영상을 읽어오기 위한 트리거 신호를 발생시키는 역할도 수행한다.

표면 영상 캡쳐부(1700)의 렌즈 배열체(200)에 대하여는 도 2 내지 도 7을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 광간섭 단층 영상 시스템에서, 대상체 표면 영상 촬영을 위한 결상 렌즈 배열체(200)를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 결상 렌즈 배열체를 구성하는 수치 데이터를 나타내는 도면이다.

도 2의 렌즈 배열체(200)에서 초점거리는 50mm이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 렌즈 배열체(200)는 제1 렌즈(G1, 210), 제2 렌즈(G2, 220), 빔 스플리터(DM, 230), 조리개(STO, 240), 제3 렌즈(G3, 250), 제4 렌즈(G4, 260), 제5 렌즈(G5, 270), 제6 렌즈(G6, 280) 및, IR Filter(290)를 포함한다. 이하에서 거리 단위는 모두 밀리미터(mm)인 것으로 하고, 표기는 생략한다.

전술한 각 렌즈의 대상 물체 쪽 면을 전면, 초점면(focal plane)(20) 쪽 면을 후면이라 할 때, 제1 렌즈(G1, 210)는 전면(G11) 및 후면(G12)이 양의 곡률반지름을 가지며, 제1 렌즈(G1, 210) 전면(G11)의 곡률반지름은 12.380, 후면(G12)의 곡률반지름은 8.080이다. 제1 렌즈(210)의 중심축(30) 상의 두께는 1.00이며, 제1 렌즈(210)의 후면(G12)과 제2 렌즈(220)의 전면(G21) 간의 중심축(30) 상의 간격은 0.52이다. 제1 렌즈(G1, 210)를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 755275이다.

글래스 물성번호의 앞 3자리는 굴절률을 나타내는 것으로서, '755275'에서 앞 3자리인 '755'가 굴절률을 나타내는데, 이 앞에 '1.'을 붙인 값이 굴절률이다. 즉, 1.755가 굴절률인 것이다. 또한 글래스 물성번호의 뒤 3자리는 'Abbe 넘버'라고 하며, 분산도를 나타내는 것으로서, '755275'에서 뒤 3자리인 '275'가 분산도를 나타내는데, 이 경우 분산도는 맨 뒷자리 앞에 소숫점을 붙인 27.5가 되는 것이다. 이와 같은 글래스 물성번호의 의미는 이하 모든 렌즈에서 동일하게 적용된다.

도 3에서 각 렌즈 면의 'Clear Aperture(CA)'란, 도 2의 렌즈 배열체(200)의 각 렌즈 면에서 광선 빔이 지나가는 영역의 지름을 말하는 것으로서, 예를 들어 도 2에서 전면인 G11면의 CA는, 광선 빔이 지나가는 극단 지점(41,42) 간의 거리를 말하는 것이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 렌즈 배열체(200)에서 제1 렌즈(G1, 210) 전면인 G11면의 Clear Aperture는 8.09이며, 후면인 G12면의 Clear Aperture는 7.88이다.

제2 렌즈(G2, 220)는 전면(G21)은 양의 곡률반지름, 후면(G22)은 음의 곡률반지름을 가지며 전면(G21)의 곡률반지름은 17.290이고, 후면(G22)의 곡률반지름은 -70.580이다. 제2 렌즈(220)의 중심축(30) 상의 두께는 1.52이며, 제2 렌즈(220)의 후면(G22)과 빔 스플리터(DM, 230)의 전면(DM1) 간의 중심축(30) 상의 간격은 6.87이다. 제2 렌즈(G2, 220)를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 694533이다. 전면인 G21면의 Clear Aperture는 7.88이며, 후면인 G22면의 Clear Aperture는 7.36이다.

빔 스플리터(DM, 230)는 전면(DM1) 및 후면(DM2)은 평면으로서 무한대의 곡률반지름을 가진다. 빔 스플리터(DM, 230)의 중심축(30) 상의 두께는 1.26이며, 빔 스플리터(DM, 230)의 후면(DM2)과 조리개(STO, 240) 간의 중심축(30) 상의 간격은 6.87이다. 빔 스플리터(DM, 230)를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 517642이다. 전면인 DM1면의 Clear Aperture는 4.74이며, 후면인 DM2면의 Clear Aperture는 4.43이다.

제3 렌즈(G3, 250)는 전면(G31)은 양의 곡률반지름, 후면(G22)은 음의 곡률반지름을 가지며 전면(G31)의 곡률반지름은 6.860이고, 후면(G32)의 곡률반지름은 -16.980이다. 제3 렌즈(250)의 중심축(30) 상의 두께는 1.09이며, 조리개(STO, 240)와 제3 렌즈(250)의 전면(G31) 간의 중심축(30) 상의 간격은 0.00로서 동일한 위치에 있다. 제3 렌즈(250)의 후면(G32)과 제4 렌즈(G4, 260)의 전면(G41) 간의 중심축(30) 상의 간격은 0.44이다. 제3 렌즈(G3, 250)를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 620603이다. G31면의 Clear Aperture는 1.87이고, G32면의 Clear Aperture는 2.01이다.

제4 렌즈(G4, 260)는 전면(G41) 및 후면(G42)이 양의 곡률반지름을 가지며, 제4 렌즈(G4, 260) 전면(G41)의 곡률반지름은 15.940이고, 제4 렌즈(G4, 260)의 후면(G42)은 제5 렌즈(G5, 270)의 전면(G51)과 이격 간격 없이 접촉하고 있는 부분으로서, G42면의 곡률반지름은 G51면의 곡률반지름과 동일하게 5.000이다. 제4 렌즈(G2, 260)의 중심축(30) 상의 두께는 1.00이고, 제4 렌즈(G4, 260)를 구성하는 글래스의 물성번호는 755275이다. G41면의 Clear Aperture는 2.08이고, G42면의 Clear Aperture는 2.11이다.

제5 렌즈(G5, 270)는 전면(G51)은 양의 곡률반지름, 후면(G52)은 음의 곡률반지름을 가지며 전면(G51)의 곡률반지름은 5.000이고, 후면(G52)의 곡률반지름은 -14.280이다. 제5 렌즈(270)의 중심축(30) 상의 두께는 1.50이며, 제5 렌즈(270)의 후면(G52)과 제6 렌즈(280)의 전면(G61) 간의 중심축(30) 상의 간격은 0.78이다. 제5 렌즈(G5, 270)를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 620603이다. G51면의 Clear Aperture는 2.11고, G52면의 Clear Aperture는 2.21이다.

제6 렌즈(G6, 280)는 전면(G61)은 음의 곡률반지름, 후면(G62)은 양의 곡률반지름을 가지며 전면(G61)의 곡률반지름은 -5.000이고, 후면(G62)의 곡률반지름은 7.210이다. 제6 렌즈(280)의 중심축(30) 상의 두께는 1.23이며, 제6 렌즈(280)의 후면(G62)과 IR Filter(290)의 전면(IRF1) 간의 중심축(30) 상의 간격은 3.01이다. 제6 렌즈(280)를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 517642이다. G61면의 Clear Aperture는 2.22이고, G62면의 Clear Aperture는 2.46이다.

IR Filter(290)는 전면(IRF1) 및 후면(IRF2)이 평면으로서 무한대의 곡률반지름을 가지며, IR Filter(290)의 중심축(30) 상의 두께는 1.00이고, IR Filter(290)의 후면(IRF2)으로부터 초점면(focal plane)(20)까지의 중심축(30) 상의 간격은 0.992이다. IR Filter(290)를 구성하는 글래스의 물성번호는 517642이다. IRF1면에서 Clear Aperture는 3.76, IRF2면에서 Clear Aperture는 4.05이다.

이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하여, 전술한 바와 같은 도 2의 렌즈 배열체(200)의 구성에 의해 나타나는 결과의 차별점을 설명하기로 한다.

도 4는 도 2의 결상 렌즈 배열체(200)의 렌즈 성능을 나타내는 그래프이다.

도 4(a)는 렌즈 배열체(200)의 구면수차(spherical aberration), 도 4(b)는 비점수차(astiamatism), 도 4(c)는 왜곡수차(distortion)이다.

도 4(a)의 구면수차는, 초점면으로부터 실제 초점이 맺히는 지점까지의 수직거리를 말한다. 도 4(a)에서 세로축은, 초점면의 중심(=0)으로부터 좌우 방향으로의 거리이고, 가로축은, 해당 위치에서 초점면으로부터 실제 초점이 맺히는 지점까지의 수직거리(수차)이다. 도 4(a)에 나타난 바와 같이 본 발명의 렌즈 배열체(200)의 구면수차는 대략 0.1 이하로서, 우수한 성능을 보임을 알 수 있다.

도 4(b)의 비점수차는, 점 모양의 피사체가 비축상에서 방사상으로 수직하게 (동심원 방향으로) 늘어지게 맺히는 수차를 의미한다. 도 4(b)에 나타난 바와 같이 본 발명의 렌즈 배열체(200)의 비점수차는 대략 0.05 이하로서, 우수한 성능을 보임을 알 수 있다.

도 4(c)의 왜곡수차는 화면이 곡선으로 휘어보이는 정도를 %로 나타낸 것으로서, 상의 가장자리에서도 0%에 가까운 수차를 보임으로써 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있다.

도 5는 도 2의 렌즈 배열체(200)의 MTF 성능을 나타내는 그래프이다.

도 5의 가로축은 defocusing position으로서, 0인 부분이 상이 맺히는 중심이고, 그로부터 사방으로 멀어지는 위치를 나타내며, 세로축은 상이 얼마나 명확하게 맺히게 하는가 하는, 렌즈 배열체의 성능을 나타내는 지수이다. 도면을 참조하면, 상의 중심에서는 약 73%의 성능을 나타내는데, 이로부터 본 발명의 표면 영상 캡쳐를 위한 결상용 렌즈 배열체(200)의 성능이 매우 뛰어남을 알 수 있다.

도 6은 도 2의 렌즈 배열체(200)를 통과한 상의 상대 조도(relative illumination)을 나타내는 그래프이다.

매우 큰 렌즈를 사용하지 않는 한, 중심(0.00인 위치)으로부터 멀어져 갈수록 상대 조도는 감소될 수 밖에 없다. 본 발명의 렌즈 배열체(200)는 작은 렌즈들을 이용하면서도, 그 렌즈 배열체(200)를 통과한 상의 상대 조도는, 가장 멀리 떨어진 2.25mm 위치에서도 약 86.3%의 상대 조도를 보임으로써 전체적으로 매우 뛰어난 성능을 보임을 알 수 있다.

도 7은 도 2의 렌즈 배열체(200)에 대한 점 다이어그램(spot diagram)을 도시한 도면이다.

렌즈를 대상을 통해 바라볼 때, 렌즈의 중심을 통해 보는 경우는 명확하게 보이나, 렌즈를 통해서 사선으로 바라볼수록 대상의 모양이 흐트러지게 된다. 도 7은 점 형상의 대상을 본 발명의 렌즈 배열체(200)를 통해 본 경우, 그 보이는 형상을 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 좌우로 사선으로 바라보거나, 위아래로 사선을 바라보더라도 모양의 흐트러짐이 극히 적은, 즉, 균일한 형상을 보임으로써 매우 뛰어난 렌즈 품질을 가짐을 알 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 최대 입사광효율을 확보하기 위한 렌즈 배열체(100)의 구성 및 집광상태를 도시한 도면이고, 도 9는 도 8의 렌즈 배열체(100)를 구성하는 수치 데이터를 나타내는 도면이다.

도 8의 렌즈 배열체(100)에서 초점거리는 60mm이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 렌즈 배열체(100)는 제1 렌즈(G1, 110), 제2 렌즈(G2, 120), 제3 렌즈(G3, 130), 제4 렌즈(G4, 140) 및 조리개(STO, 150)를 포함한다. 이하에서 거리 단위는 모두 밀리미터(mm)인 것으로 하고, 표기는 생략한다.

전술한 각 렌즈의 대상 물체 쪽 면을 전면, 초점면(focal plane)(10) 쪽면을 후면이라 할 때, 제1 렌즈(G1, 110)는 전면(G11) 및 후면(G12)이 양의 곡률반지름을 가지며, 제1 렌즈(G1, 110) 전면(G11)의 곡률반지름은 29.79, 후면(G12)의 곡률반지름은 80.49이다. 제1 렌즈(110)의 중심축(30) 상의 두께는 5.21이며, 제1 렌즈(110)의 후면(G12)과 제2 렌즈(120)의 전면(G21) 간의 중심축(30) 상의 간격은 0.2이다. 제1 렌즈(G1, 110)를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 744449이다.

도 9에서 각 렌즈 면의 'Clear Aperture(CA)'란, 도 8의 렌즈 배열체(100)의 각 렌즈 면에서 광선 빔이 지나가는 영역의 지름을 말하는 것으로서, 예를 들어 도 8에서 전면인 G11면의 CA는, 광선 빔이 지나가는 극단 지점(31,32) 간의 거리를 말하는 것이다. 도 9을 참조하면, 본 발명의 렌즈 배열체(100)에서 제1 렌즈(G1, 110) 전면인 G11면의 Clear Aperture는 31.8이며, 후면인 G12면의 Clear Aperture는 30.0이다.

제2 렌즈(G2, 120)는 전면(G21) 및 후면(G22)이 양의 곡률반지름을 가지며 전면(G21)의 곡률반지름은 17.08이다. 후면(G22)은 제3 렌즈(G3, 130)의 전면(G31)과 이격 간격 없이 접촉하고 있는 부분으로서, G22면의 곡률반지름은 G31면의 곡률반지름과 동일하게 125.8이다. 제2 렌즈(G2, 120)의 중심축(30) 상의 두께는 7.68이고, 제2 렌즈(G2, 120)를 구성하는 글래스의 물성번호는 678555이다. G21면의 Clear Aperture는 24.6이고, G22면의 Clear Aperture는 19.9이다.

제3 렌즈(G3, 130)는 전면(G31) 및 후면(G32)이 양의 곡률반지름을 가지며, 제3 렌즈(G3, 130) 전면(G31)의 곡률반지름은 125.8, 후면(G32)의 곡률반지름은 10.37이며, G31면의 곡률반지름은 전술한 바와 같이 G22면의 곡률반지름과 같다. 제3 렌즈(G3, 130)의 중심축(30) 상의 두께는 1.55이며, 제3 렌즈(G3, 130)의 후면(G32)으로부터 조리개(150)까지의 중심축(30) 상의 간격은 8.01이다. 제3 렌즈(G3, 130)를 구성하는 글래스의 물성번호는 755275이다. G31면의 Clear Aperture는 G22면과 동일하게 19.9, G32면의 Clear Aperture는 14.0이다.

조리개(STO, 150)에서 제4 렌즈(G4, 140)의 전면(G41)까지의 중심축(30) 상의 간격은 13.95이고, 조리개(STO, 150)의 Clear Aperture는 11.3이다.

제4 렌즈(G4, 140)는 전면(G41) 및 후면(G42)이 음의 곡률반지름을 가지며, 제4 렌즈(G4, 140) 전면(G41)의 곡률반지름은 -52.54, 후면(G42)의 곡률반지름은 -22.3이다. 제4 렌즈(G4, 140)의 중심축(30) 상의 두께는 4.53이며, 제4 렌즈(G4, 140)의 후면(G42)으로부터 초점면(focal plane)(10)까지의 중심축(30) 상의 간격은 28.62063이다. 제4 렌즈(G4, 10)를 구성하는 글래스의 물성번호는 744449이다. G41면에서 Clear Aperture는 22.0, G42면에서 Clear Aperture는 23.8이다.

렌즈 시스템에서 f-number는 초점거리(f')를 빛이 통과하는 직경(D)으로 나눈 값(=f'/D)으로서, 렌즈의 종류에 상관없이 같은 값을 가지면 같은 양의 빛이 들어옴을 의미한다. f-number의 값이 클 때에는 들어오는 빛의 양이 적다는 의미이고, 반대로 값이 작아지면 들어오는 빛의 양이 크다는 것을 의미한다.

전술한 바와 같이 정확히 구성된 본 발명의 렌즈 배열체(100)에서는, f-number= f'/D = 60/31.8 이다. D는 빛이 통과하는 최초의 렌즈면인 제1 렌즈(G1, 110)의 G11면의 빛 통과 직경, 즉, Clear Aperture 값이고, f'는 렌즈 배열체(100)의 초점 거리 60이다.

이와 같이 본 발명의 도 9와같은 수치 데이터로 구성된 도 8의 렌즈 배열체(100)의 f-number는 2 이하의 값으로 설계되어, 원하는 성능을 낼 수 있는 최대한의 직경의 렌즈를 이용하여 많은 빛을 흡수하여, 렌즈의 가장자리 부분을 통과하는 빛까지도 사용하여 상의 왜곡없이 선명한 상을 맺히도록 하면서 최대의 입사광효율을 확보하는, 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있다.

도 10은 렌즈 배열체(100)의 렌즈 성능을 나타내는 그래프이고, 도 11은 렌즈 배열체의 광선수차(ray aberration)를 나타내는 그래프로서, 물체거리를 무한대로 하여 산출한 광선수차를 나타낸 그래프이다.

도 10(a)는 렌즈 배열체(100)의 구면수차(spherical aberration), 도 10(b)는 비점수차(astiamatism), 도 10(c)는 왜곡수차(distortion)이다.

도 10(a)의 구면수차는, 초점면으로부터 실제 초점이 맺히는 지점까지의 수직거리를 말한다. 도 10(a)에서 세로축은, 초점면의 중심(=0)으로부터 좌우 방향으로의 거리이고, 가로축은, 해당 위치에서 초점면으로부터 실제 초점이 맺히는 지점까지의 수직거리(수차)이다. 도 10(a)에 나타난 바와 같이 본 발명의 렌즈 배열체(100)의 구면수차는 대략 0.1 이하로서, 우수한 성능을 보임을 알 수 있다.

도 10(b)의 비점수차는, 점 모양의 피사체가 비축상에서 방사상으로 수직하게 (동심원 방향으로) 늘어지게 맺히는 수차를 의미한다.

도 10(c)의 왜곡수차는 화면이 곡선으로 휘어보이는 정도를 %로 나타낸 것으로서, 상의 가장자리에서도 2.5% 이하의 수차를 보임으로써 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있다.

10, 20: 초점면(focal plane)
30: 렌즈 중심축
40: 대상체
50: 제2 광원
100: 렌즈 배열체
110: 제1 렌즈
120: 제2 렌즈
130: 제3 렌즈
140: 제4 렌즈
150: 조리개
200: 렌즈 배열체
210: 제1 렌즈
220: 제2 렌즈
230: 빔 스플리터(beam splitter)
240: 조리개
250: 제3 렌즈
260: 제4 렌즈
270: 제5 렌즈
280: 제6 렌즈
290: IR Filter
1000: 광간섭 단층 영상 시스템
1100: 광원부
1110: 제1 광원
1120: 아이솔레이터(isolator)
1200: 커플러(coupler)
1300: 레퍼런스(reference)부
1310: 콜리메이터(collimator)
1320: 포커싱 렌즈
1330: 레퍼런스 미러(mirror)
1400: 스캔부
1410: 콜리메이터(collimator)
1420: 멤스 미러(MEMS mirror)
1430: 빔 스플리터(beam splitter)
1440: 포커싱 렌즈
1500: 광간섭 단층 영상 캡쳐부
1510: 제3 광원
1520: 콜리메이터(collimator)
1530: 그레이팅(grating)부
1600: 멤스 미러 제어부
1700: 표면 영상 캡쳐부
1800: 제어 및 영상취득부
1810: 디스플레이 장치

Claims

대상체의 표면 영상 취득을 위한 렌즈 배열체로서,
순차적으로 배치되는 제1 렌즈, 제2 렌즈, 빔 스플리터, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈, 제6 렌즈, IR Filter 및, 상기 빔 스플리터와 제3 렌즈 사이에 배치되는 조리개
를 포함하고,
상기 각 렌즈의 대상 물체 쪽 면을 전면, 초점면(focal plane) 쪽 면을 후면이라 할 경우,
상기 제1 렌즈의 전면 및 후면, 상기 제2 렌즈의 전면, 상기 제3 렌즈의 전면, 상기 제4 렌즈의 전면 및 후면, 상기 제5 렌즈의 전면 및 상기 제6 렌즈의 후면은 양의 곡률 반지름을 가지도록 형성되고,
상기 제2 렌즈의 후면, 상기 제3 렌즈의 후면, 상기 제5 렌즈의 후면 및 상기 제6 렌즈의 전면은 음의 곡률 반지름을 가지도록 형성되며,
상기 빔 스플리터의 전면 및 후면, 상기 IR Filter의 전면 및 후면은 평면으로서 무한대의 곡률 반지름을 가지도록 형성되는,
대상체의 표면 영상 취득을 위한 렌즈 배열체.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 렌즈는,
중심축 상의 두께가 1.00, 전면의 곡률반지름이 12.380, 후면의 곡률반지름이 8.080이고,
상기 제2 렌즈는,
중심축 상의 두께가 1.52, 전면의 곡률반지름이 17.290, 후면의 곡률반지름이 -70.580이고,
상기 빔 스플리터는,
중심축 상의 두께가 1.26, 전면 및 후면의 곡률반지름이 무한대이고,
상기 제3 렌즈는,
중심축 상의 두께가 1.09, 전면의 곡률반지름이 6.860, 후면의 곡률반지름이 -16.980이고,
상기 제4 렌즈는,
중심축 상의 두께가 1.00, 전면의 곡률반지름이 15.940, 후면의 곡률반지름이 5.000이고,
상기 제5 렌즈는,
중심축 상의 두께가 1.50, 전면의 곡률반지름이 5.000, 후면의 곡률반지름이 -14.280이고,
상기 제6 렌즈는,
중심축 상의 두께가 1.23, 전면의 곡률반지름이 -5.000, 후면의 곡률반지름이 7.210이고,
상기 IR Filter는,
중심축 상의 두께가 1.00, 전면 및 후면의 곡률반지름이 무한대이고,
상기 제1 렌즈의 후면과 상기 제2 렌즈의 전면 간의 중심축 상의 간격은 0.52이고,
상기 제2 렌즈의 후면과 상기 빔 스플리터의 전면 간의 중심축 상의 간격은 6.87이고,
상기 빔 스플리터의 후면과 상기 조리개 간의 중심축 상의 간격은 6.87이고,
상기 조리개와 상기 제3 렌즈의 전면 간의 중심축 상의 간격은 0.00이고,
상기 제3 렌즈의 후면과 상기 제4 렌즈 전면 간의 중심축 상의 간격은 0.44이고,
상기 제4 렌즈의 후면과 상기 제5 렌즈 전면은 이격 간격 없이 접촉되어 있고,
상기 제5 렌즈의 후면과 상기 제6 렌즈 전면 간의 중심축 상의 간격은 0.78이고,
상기 제6 렌즈의 후면과 상기 IR Filter 전면 간의 중심축 상의 간격은 3.01이고,
상기 IR Filter의 후면과 초점면(focal plane) 간의 중심축 상의 간격은 0.992이며,
상기 수치의 단위는 밀리미터(mm) 인 것
을 특징으로 하는 대상체의 표면 영상 취득을 위한 렌즈 배열체.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 렌즈 전면의 Clear Aperture는 8.09이고,
상기 제1 렌즈 후면의 Clear Aperture는 7.88이고,
상기 제2 렌즈 전면의 Clear Aperture는 7.88이고,
상기 제2 렌즈 후면의 Clear Aperture는 7.36이고,
상기 빔 스플리터 전면의 Clear Aperture는 4.74이고,
상기 빔 스플리터 후면의 Clear Aperture는 4.43이고,
상기 조리개의 Clear Aperture는 1.84이고,
상기 제3 렌즈 전면의 Clear Aperture는 1.87이고,
상기 제3 렌즈 후면의 Clear Aperture는 2.01이고,
상기 제4 렌즈 전면의 Clear Aperture는 2.08이고,
상기 제4 렌즈 후면의 Clear Aperture는 2.11이고,
상기 제5 렌즈 전면의 Clear Aperture는 2.11이고,
상기 제5 렌즈 후면의 Clear Aperture는 2.21이고,
상기 제6 렌즈 전면의 Clear Aperture는 2.22이고,
상기 제6 렌즈 후면의 Clear Aperture는 2.46이고,
상기 IR Filter 전면의 Clear Aperture는 3.76이고,
상기 IR Filter 후면의 Clear Aperture는 4.05이며,
상기 수치의 단위는 밀리미터(mm) 인 것
을 특징으로 하는 대상체의 표면 영상 취득을 위한 렌즈 배열체.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 렌즈를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 755275이고,
상기 제2 렌즈를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 694533이고,
상기 빔 스플리터를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 517642이고,
상기 제3 렌즈를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 620603이고,
상기 제4 렌즈를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 755275이고,
상기 제5 렌즈를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 620603이고,
상기 제6 렌즈를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 517642이고,
상기 IR Filter를 구성하는 글래스(glass)의 물성번호는 517642인 것,
을 특징으로 하는 대상체의 표면 영상 취득을 위한 렌즈 배열체.
광간섭 단층 영상 시스템으로서,
광간섭 영상 획득을 위한 빛을 조사하는 제1 광원을 구비하는 광원부;
상기 광원부에서 조사된 빛을 레퍼런스부와 스캔부로 나누어 전달하고, 상기 레퍼런스부에서 반사된 빛과 대상체에서 반사된 빛을 합하여 그 간섭영상을 광간섭 단층 영상 캡쳐부로 전달하는 커플러;
상기 광원부에서 조사된 빛을 상기 대상체에 스캔 시키고, 상기 대상체에서 반사된 빛을 다시 상기 커플러로 보내는 스캔부;
상기 스캔부에서 반사된 빛과 합하여 간섭영상을 형성하기 위해, 상기 광원부에서 조사된 빛을 받아 반사시키는 레퍼런스(reference)부;
상기 대상체에서 반사된 빛과 상기 레퍼런스부에서 반사된 빛의 간섭영상을 캡쳐하는 광간섭 단층 영상 캡쳐부;
상기 대상체의 표면 영상 캡쳐를 수행하며, 청구항 1의 렌즈 배열체를 구비하는 표면 영상 캡쳐부; 및,
상기 광간섭 단층 영상 캡쳐부에서 캡쳐된 대상체의 단층 라인 영상을 취합하여 대상체의 단층 면 영상을 구현하고 이를 디스플레이 장치(1810)에 제공하며, 또한 상기 표면 영상 캡쳐부에서 캡쳐된 상기 대상체의 표면 영상을 수신하여 상기 디스플레이 장치에 제공하는 제어 및 영상취득부
를 포함하는 광간섭 단층 영상 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 레퍼런스부는,
입사된 빛을 평행광으로 형성하는 콜리메이터(collimator);
상기 평행광을 레퍼런스 미러로 포커싱해주는 포커싱 렌즈; 및
상기 포커싱 렌즈를 통과한 빛을 반사시키는 레퍼런스 미러
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 영상 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 스캔부는,
입사된 빛을 평행광으로 형성하는 콜리메이터(collimator);
상기 콜리메이터를 통과한 빛을 반사시켜 상기 대상체의 영상 획득 부위에 스캔시키는 멤스 미러(MEMS mirror);
상기 멤스 미러에서 반사된 빛을 다시 포커싱 렌즈로 반사시키는 빔 스플리터; 및,
상기 빔 스플리터에서 반사된 빛을 대상체로 포커싱해주는 포커싱 렌즈
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 영상 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 빛을 상기 대상체의 영상 획득 부위에 스캔시키기 위하여 상기 멤스 미러를 구동하는 멤스 미러(MEMS mirror) 제어부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 영상 시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 멤스 미러(MEMS mirror) 제어부는,
상기 멤스 미러를 2축으로 구동하는 것
을 특징으로 하는 광간섭 단층 영상 시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 멤스 미러 제어부는,
상기 광간섭 단층 영상 캡쳐부에서 캡쳐한 영상을 획득하기 위한 트리거 신호 또는 상기 표면 영상 캡쳐부에서 캡쳐한 영상을 획득하기 위한 트리거 신호를 발생하는 기능
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 영상 시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 제어 및 영상취득부는,
멤스 미러 제어부를 제어하여, 상기 멤스 미러 구동 프로세스를 제어하는 기능
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 영상 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 빔 스플리터는,
특정 파장(이하 '기준 파장'이라 한다) 이상의 빛은 반사시키고, 기준 파장 미만의 빛은 투과시키며,
상기 제1 광원의 빛은 상기 기준 파장 이상의 빛이고,
상기 표면 영상 캡쳐부는,
상기 대상체의 표면 영상을 획득하기 위한, 상기 기준 파장 미만의 빛을 상기 대상체의 표면에 조사하는 제2 광원; 및
상기 대상체에서 반사된 상기 제2 광원의 빛을 투과시켜 상기 렌즈 배열체로 진행시키는 상기 빔 스플리터
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 영상 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 광간섭 단층 영상 캡쳐부는,
상기 커플러로부터의 빛을 평행광으로 형성시키는 콜리메이터;
상기 콜리메이터로부터의 평행광 영상을 더 길게 확장시키는 그레이팅(grating)부; 및,
상기 그레이팅부에서 나오는 빛을 통과시켜 초점면으로 전달하는 렌즈 배열체
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광간섭 단층 영상 시스템.