KR200340344Y1 - 편광확대경 - Google Patents

Abstract

편광 확대경에 대해 개시한다. 본 고안은 피사체를 확대시키는 렌즈와, 상기 렌즈의 일측에 마련되어 피사체에 편광된 광을 조사하는 제1선형 편광필터와, 상기 렌즈의 타측에 마련되며, 상기 피사체로부터 반사된 광에 대해 편광정도를 조절하는 제2선형 편광필터와, 그리고 상기 렌즈를 수용함과 아울러 편광필터를 결합시키기 위한 중공된 하우징을 갖고, 사용자에 의해 파지되는 손잡이부가 하우징에 일체로 형성된 프레임을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 고안에 따르면, 피사체의 표면에 반사되어 입사되는 선형 편광된 광과 피사체 간에 상호 작용으로 인하여 반사되어 입사되는 광에 대해 사용자의 의도에 맞게 선택적으로 편광시켜 사용함으로써 피사체로부터 다양한 정보를 얻을 수 있다.

Description

편광 확대경{Polarization Magnifier}

본 고안은 편광 확대경에 관한 것으로, 특히 사용자의 다양한 요구에 대응하기 위해 2개의 편광필터를 이용하여 피사체의 표면 정보를 필터링함으로써 다양한 검사를 수행할 수 있는 편광 확대경에 관한 것이다.

피사체, 예를 들어 인체의 피부를 검사하는 일반적인 방법으로, 통상의 확대경을 이용하여 피부를 확대시킴으로써 육안으로 검사하는 것일 것이다. 그런데, 이와 같은 검사방법은 그 검사결과를 사람의 육안에 의존해야 하므로, 상기한 확대경을 통해 육안으로 피부 표면을 관찰할 경우에 피부 표면에서 반사되는 빛과 피하에서 반사되는 빛 간의 차이를 구분할 수 없어 정확한 진단의 신뢰성을 확보할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 일반 확대경에 LED(Light Emitted Diode) 등을 장착하여 특정 파장의 광을 피부에 조사하여 검사하는 방법 역시, 사람의 육안을 통해 검사가 이루어지므로 그 진단결과도 신뢰성을 확보할 수 없었다. 이와 같이, LED 등은 단순히 피사체의 관찰시 피사체를 밝히는 용도로만 사용되어, 피사체 표면에 대한 다양한 정보를 선택적으로 구분하여 관찰하는데는 한계가 있었다.

한편, 카메라 렌즈의 앞단에 편광필터를 설치하여 다양한 효과를 연출할 수 있는 방법은 이미 잘 알려진 주지의 사실이다. 즉, 편광필터를 이용하여 금속면 이외에 모든 면에서 오는 반사광을 없애 줌으로써 수중물고기, 쇼윈도우 안의 마네킹, 차내 인물들의 촬영 등에 유용하게 이용하고 있다. 이는 편광필터를 이용함으로써 피사체로부터 들어오는 반사광을 제거하여 선명하게 피사체를 필터링하는 기법을 이용한 것이다. 이와 같은 편광필터의 특성을 이용하여 사람의 육안으로는 불가능한 정밀한 검사가 이루어질 수 있게 되었다. 즉, 상기한 카메라와 편광필터를 선단에 형성시키고 이를 영상처리 및 디스플레이하는 장비와 연계시킴으로써 정밀한 피사체의 검사가 이루어질 수 있게 되었다.

그러나, 이와 같은 장비를 제조하기 위해서는 많은 비용이 소요되며, 장비의 특성상 이동하면서 사용하는데 한계가 있었다. 또한, 이렇게 고가의 장비를 특정목적, 즉 하나의 검사목적 용도로만 사용될 경우에는 피사체로부터 다양한 정보를 기대할 수 없는 단점도 있었다.

따라서, 본 고안의 목적은 기존의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 빛의 편광 특성을 이용하여 피사체의 표면 상태를 사용자 의도에 맞게 대응시켜 관찰할 수 있도록 2개의 편광필터를 이용하여 피사체의 표면 정보를 필터링함으로써 다양한 검사를 수행할 수 있는 편광 확대경을 제공하는데 있다.

본 고안이 의료용으로 이용될 경우에는 2개의 편광필터를 이용하여 피부의 표면과 피하의 시각적인 정보를 분류함으로써 피부 상태를 사용자의 의도에 대응하여 다양하게 관찰할 수 있는 편광 확대경을 제공할 수 있다.

즉, 본 고안은 편광된 광을 피사체에 조사시키고, 이 피사체의 표면에서 반사되는 빛의 편광 현상을 이용하여 피사체의 표면 정보를 보다 다양하고 자세한 관찰을 육안으로 수행할 수 있는 편광 확대경을 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 의한 편광 확대경의 분리사시도,

도 2는 편광 확대경 하우징의 확대단면도,

도 3은 본 고안의 편광 확대경에서의 광경로를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 프레임 11 : 하우징

12 : 손잡이부 13 : 스위치

14 : 건전지 삽입도어 2, 3 : 필터링부

21 : 제1선형 편광필터 31 : 제2선형 편광필터

22, 32 : 커버 4 : 렌즈

5 : LED 6 : 베어링

7 : 배터리

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 편광 확대경은, 피사체를 확대시키는 렌즈; 상기 렌즈의 일측에 마련되어 피사체에 편광된 광을 조사하는 제1선형 편광필터; 상기 렌즈의 타측에 마련되며, 상기 피사체로부터 반사된 광에 대해 편광정도를 조절하는 제2선형 편광필터; 및 상기 렌즈를 수용함과 아울러 편광필터를 결합시키기 위한 중공된 하우징을 갖고, 사용자에 의해 파지되는 손잡이부가 하우징에 일체로 형성된 프레임을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 제2선형 편광필터는 회전체에 결합된다. 또한, 상기 제1선형 편광필터와 렌즈 사이에 광원을 하우징 내주면에 방사상으로 형성시킨다. 이 때, 상기 광원으로부터 1차 선형편광을 수행한 후 피사체로부터 반사된 광을 통과시키기 위해, 상기 제1선형 편광필터는 상기 광원으로부터 조사된 광의 편광이 이루어지는 영역을 제외한 영역에 관통공을 형성시키는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 광원이 광진행 경로의 방향성을 갖도록, 제1선형 편광필터의 테두리 방향을 향하도록 설치된다.

상기 광원으로는 LED를 주로 이용하며, 상기 광원에 전원을 공급하는 배터리와, 상기 배터리부터의 전원공급을 제어하는 스위치를 손잡이부에 형성시키는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 의한 편광 확대경의 분리사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 편광 확대경은, 크게 프레임(1)과 필터링부(2, 3)로 구성되어 있다. 상기 프레임(1)은 렌즈(4) 등이 고정되는 하우징(11)과 손잡이부(12)로 구성되어 있다. 상기 프레임(1)은 중량이 가벼운 플라스틱 재질로 사출 성형되어 플라스틱 고유의 탄성 및 성질을 가지는 것이 바람직하다.

상기 하우징(11)에는 렌즈(4) 및 LED(5)가 내주면에 고정 장착되게 되며, 하우징(11)의 양측에는 필터링부(2, 3)가 각각 끼워져 결합되게 된다. 하우징(11) 내부에 형성된 렌즈(4)를 기준으로 하여, 렌즈(4)의 일측 즉, 렌즈(4)와 피사체 사이에 제1선형 편광필터(21)가 형성되며, 렌즈(4)의 타측에는 제2선형 편광필터(31)가 형성되게 된다. 상기 렌즈(4)는 볼록렌즈를 이용하나, 광경로의 변경을 위해서는 볼록렌즈와 오목렌즈의 조합이 이루어질 수도 있다.

상기한 바와 같이 필터링부(2, 3)는 제1선형 편광필터(21)와 제2선형 편광필터(31)를 포함하여 이루어지는데, 상기 제1선형 편광필터(21) 및 제2선형 편광필터(31)는 각각 렌즈(4)의 직경과 비슷한 크기로 관통된 커버(22, 32)에 의해 고정되게 되며, 상기 제1선형 편광필터(21) 및 제2선형 편광필터(31)의 고정을 위해 커버(22, 32)에는 턱(221)이 형성되어 있다. 한편, 상기 제1선형 편광필터(21) 및 제2선형 편광필터(31)를 고정시키는 커버(22, 32)가 하우징(11)의 양측에서 각각 끼워져 결합될 수 있도록 하우징(11) 외주면 양측이 단턱지게 형성되어 있다. 그리고, 도시된 바와 같이 커버(22)의 내주면에 결합홈(222) 및 결합돌기(15)를 형성시켜서 삽입후 회전에 따라 결합이 이루어질 수 있도록 하는 것도 바람직할 것이다. 한편, 상기 제1선형 편광필터(21)는 관통공이 형성되어 있다. 이는 상기 LED(5)로부터 발상된 광이 상기 제1선형 편광필터(21)의 테두리를 통과하여 편광되고, 이후 피사체로부터 반사된 광을 전부 통과시키기 위한 것이다. 만약, 제1선형 편광필터(21)에 관통공을 형성시키지 않게 되면 반사되는 광의 일부가 다시 차단되므로, 반사되는 광이 어두워지는 단점을 보완하기 위한 것이다.

한편, 본 고안의 중요한 특징 중의 하나로서, 제2선형 편광필터(31)를 회전시키기 위해, 하우징(11) 단턱 외주면과 커버(32) 내주면 사이에는 베어링(6)을 형성시키는 것이 바람직하다. 이는 통상의 카메라의 렌즈(4)를 회전시키는 구조를 이용하는 것이 가장 바람직하며, 본 실시예에서는 통상적으로 사용되는 베어링(6)을 장착하여 설명하기로 한다. 물론, 상기한 베어링(6)을 장착하지 않고 단순히 끼워 맞춰진 상태에서 커버(32)의 슬라이딩에 의해 회전시킬 수도 있을 것이다.

그리고, 본 고안은 제1선형 편광필터(21)와 렌즈(4) 사이에 LED(5)를 마련하는데, 상기 하우징(11) 내주면에 형성시킨다. 상기 LED(5)에 전원공급을 원활하게 수행할 수 있도록 띠형상의 전원공급라인(51)을 하우징(11) 내주면에 삽입 고정시키고, 이 전원공급라인(51)에 LED(5)를 접속시키고 있다. 여기서, 상기 LED(5)는 렌즈(4)와 제1선형 편광필터(21) 사이에도 형성시킬 수 있다. 이 LED(5)는 방사상으로 대칭되게 형성되고, 본 실시예에서는 3개를 1조로 하여 전원공급라인(51)에 직렬 혹은 병렬 형태로 접속되어 있으며, 표면실장형 또는 리드타입 백색 발광 다이오드를 이용하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 공간의 제약이 비교적 적은 표면실장형 백색 발광 다이오드를 장착하는 것이 좋을 것이다. 또한, 상기 LED(5)는제1선형 편광필터(21)의 테두리를 향하여 배치된다. 이는 LED(5)로부터 발산되는 광이 제1선형 편광필터(21)의 테두리를 거쳐 편광시킨 광을 피사체에 조사시키기 위함이다. 일반적으로 LED(5)는 그 구조상 그릇모양의 반사요부를 가지므로 광의 방향성이 생기게 된다. 이와 같이, LED(5)가 전방을 향하게 설치함으로써 광경로 진행의 방향성을 형성시켜 피사체에 편광된 광을 조사한다. 한편, 상기 전원공급라인(51)은 하우징(11)과 손잡이부(12) 사이에 형성된 관통홀(H)을 통해 배터리(7)에 접속되게 된다.

상기 배터리(7)는 손잡이부(12)에 내삽될 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 전원공급을 제어하기 위한 스위치(13)는 손잡이부(12)의 측면 또는 정면에 형성시킨다. 상기 배터리(7)는 손잡이부(12) 후면에 형성된 건전지 삽입도어(14)를 통해 용이하게 교체할 수 있도록 한다.

한편, 상기 제1선형 편광필터(21) 및 제2선형 편광필터(31)는 다양한 피사체에 대해 다양한 표면검사를 수행할 수 있도록 탈착이 용이한 구조로 되어 있다. 즉, 상기 제1선형 편광필터(21) 및 제2선형 편광필터(31)에 띠형상의 고리를 상기 편광필터의 외주부에 결합시켜 편광필터를 고정시키는 고정틀(212, 312)으로써 작용하도록 한다. 물론, 편광필터가 통상의 두 장의 접착된 유리 사이에 격자 구성으로 된 금속박을 가진 구성일 경우에는 상기 고정틀(212, 312)이 반드시 필요치는 않으나, 셀로판 등의 고정되지 않은 형상일 경우에는 이를 팽팽하게 유지시키기 위해 고정틀(212, 312)을 형성시키는 것이 바람직할 것이다.

도 2는 편광 확대경 하우징의 확대단면도이다. 여기서, 도 1에서 설명한 구성에 대한 중복 설명은 생략하기로 하고, 도 1에서 설명하지 않은 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제2선형 편광필터(31)는 회전이 용이하도록 하우징(11) 단턱의 단부와 제2선형 편광필터(31) 사이에 갭(Gap)을 형성시키고, 제2선형 편광필터(31)는 커버(32)에 결합되게 형성시키고 있다. 물론, 제1선형 편광필터(21)는 회전을 필요치 않으므로 커버(22)에 결합될 필요는 없다.

한편, 제2선형 편광필터(31)를 결합시키고 있는 커버(32)의 내주면에 베어링(6)이 장착되는데, 이 베어링(6)을 포함한 커버(32)의 탈착이 용이하도록 하우징(11) 단턱의 외주면에는 탈착 가이드홈(311)을 일정부위에만 형성시킨다. 이는 상기한 바와 같이 프레임(1)을 플라스틱 고유의 탄성을 갖는 재질로 제조함으로써 커버(32)의 탈부착을 가능하게 한다.

이 탈착 가이드홈(311)을 통해 끼워진 커버(32)는 하우징(11) 단턱의 외주면에 형성된 가이드 레일(312)을 따라 회전하게 된다. 이 때, 가이드 레일(312)에 결합된 베어링(6)에 의해 상기한 갭(Gap)을 형성시키는 것도 바람직하다.

도 3은 본 고안의 편광 확대경에서의 광경로를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자가 스위치(13)를 온시켜 배터리(7)에서 LED(5)로 전원공급이 이루어지면 광이 발산되고, 이어서 발산된 광은 그 주변을 밝힘과 아울러 제1선형 편광필터(21)의 테두리를 통과하여 피사체에 조사된다. 이 때 발산되는 광은LED(5)에서 450∼470nm 파장의 청색광원에 의해 상부층에 위치한 황색형광체를 여기 시킴으로써 청색과 황색의 혼합에 의해 이루어지게 된다. 조사된 광은 피사체의 표면에서 반사되어 제1선형 편광필터(21)의 관통공을 통과하고, 렌즈(4) 및 제2선형 편광필터(31)를 연속적으로 통과하면서 사용자의 눈에 입사되게 된다.

이 때, 상기 제1선형 편광필터(21)를 통해 진행하는 광은 1차로 선형편광된 광이 피사체에 입사되게 되며, 이후 상기 제2선형 편광필터(31)를 회전시키면서 사용목적에 대응시켜 2차로 편광됨으로써 하나의 피사체를 통해 다양한 표면검사의 목적을 이룰 수 있다.

상기 필터링 과정을 구체적으로 설명하면, 상기 제1선형 편광필터(21)에 의해 편광된 광을 피사체에 조사하므로 반사되는 광은 자연광의 반사광에 대비하여 훨씬 선명한 상태를 유지시킨다. 편광의 정도는 입사광의 각도에 따라 다르며 입사각은 물질의 특성에 따라 다르게 나타난다. 아주 매끄럽게 표면이 가공된 금속 표면을 제외하고는 거의 모든 피사체로부터 반사된 광을 편광시킨다. 이후, 제2선형 편광필터(31)를 돌리면서 피사체의 표면으로부터 반사되는 광을 통과시키거나 차단시키는 조작을 연속성을 가지고 수행하게 된다.

본 실시예에서는 백색광을 이용한 LED(5)에 대해서만 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 다양한 색을 발광하는 LED(5)를 사용할 수 있다. 또한, 편광필터에 색을 가미함으로써 다양한 검사목적에 대응할 수 있다. 물론, LED(5)와 편광필터의 조합(Combination)이 이루어질 수 있음은 주지의 사실이다. 예를 들어 인체의표면을 검사시에 특정 파장의 광원을 이용하여 특정 편광필터를 이용하게 되면 기존 데이터베이스와의 대비를 통해 인체의 내부에 흐르는 혈액의 상태를 파악할 수도 있을 것이다.

이와 같이, 본 고안은 백색광 LED(5)를 피사체에 조사하는 광원을 사용하여, 검사 필요시에만 전원을 공급함에 따라, 광원으로부터 조사되는 빛은 임의의 방향에서 선형 편광되게 된다. 제2선형 편광필터(31)는 제1선형 편광필터(21)가 부착된 렌즈(4)의 반대편에 위치하게 되며 360°회전할 수 있도록 설계되어 피사체로부터 반사된 빛의 편광 특성을 선택적으로 사용하여 사용자가 볼 수 있게 한다. 따라서, 사용자는 제2선형 편광필터(31)를 회전하면서 원하는 피사체의 표면 정보를 선택적으로 볼 수 있게 된다. 본 고안에서는 주로 의학 분야에서의 응용을 주로 하나, 광원과 렌즈(4)의 선형 편광필터의 조합으로 다른 모든 피사체의 표면 관찰에 응용될 수 있다.

본 고안은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 고안의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 편광 확대경은, 피사체의 표면에 반사되어 입사되는 선형 편광된 광과 피사체 간에 상호 작용으로 인하여 반사되어 입사되는 광에 대해 후단에서 사용자의 의도에 맞게 선택적으로 편광시켜 사용함으로써 피사체로부터 다양한 정보를 얻을 수 있다.

또한, 광원이 제공되는 상태에서 사물을 확대하여 볼 수 있으므로, 인체의 피부 검사, 공정과정에서 생성된 물품 검사, 미세 형상의 인식 등에 모두 대응할 수 있다. 그리고, 그 크기가 비교적 작으므로 소형화하여 이동하면서 사용할 수 있다.

한편, 다양한 필터와 다양한 LED를 적용시킴으로써 다양한 사용목적에 대응할 수 있을 것이다. 또한, 복잡한 전자기기를 마련할 필요가 없으므로 간편하면서도 정교한 표면상태 파악을 수행할 수 있다.

Claims (7)

1. 피사체를 확대시키는 렌즈;

   상기 렌즈의 일측에 마련되어 피사체로 조사되는 광을 편광시키는 제1선형 편광필터;

   상기 렌즈의 타측에 마련되며, 상기 피사체로부터 반사된 광에 대해 편광정도를 조절하는 제2선형 편광필터; 및

   상기 렌즈를 수용함과 아울러 편광필터를 결합시키기 위한 중공된 하우징을 갖고, 사용자에 의해 파지되는 손잡이부가 하우징에 일체로 형성된 프레임

   을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 편광 확대경.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2선형 편광필터는 회전체에 결합되는 것을 특징으로 하는 편광 확대경.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1선형 편광필터와 렌즈 사이에 광원을 하우징 내주면에 방사상으로 형성시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 편광 확대경.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 광원으로부터 1차 선형편광을 수행한 후 피사체로부터 반사된 광을 통과시키기 위해, 상기 제1선형 편광필터는 상기 광원으로부터 조사된 광의 편광이 이루어지는 영역을 제외한 영역을 제거하여 이루어진 것을 특징으로 하는 편광 확대경.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 광원이 광진행 경로의 방향성을 갖도록, 제1선형 편광필터의 테두리 방향을 향하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 편광 확대경.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 LED인 것을 특징으로 하는 편광 확대경.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 광원에 전원을 공급하는 배터리와, 상기 배터리부터의 전원공급을 제어하는 스위치를 손잡이부에 더 형성시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 편광 확대경.