KR20070029942A - Beam splitting method with a mirror and optical device thereof - Google Patents

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Abstract

A beam splitting method using a mirror and an optical device using the method are provided to apply for a wide wavelength band independently of a wavelength by using the reflection characteristic of the mirror and to cut down the cost by simplifying the structure. In a beam splitting method, a plane mirror(10) comprising a light reflecting unit(12) and a light transmitting unit(14) is inclined at a predetermined angle to the incident beam. One incident beam is split into two by reflecting the beam incident to the light reflecting unit and transmitting the beam incident to the light transmitting unit. The reflecting unit corresponds to the center portion of the plane mirror and the transmitting unit corresponds to the peripheral portion of the plane mirror.

Description

거울을 이용한 광선 분리 방법 및 이를 이용한 광학 장치{Beam Splitting Method with a Mirror and Optical Device Thereof}Beam splitting method with a mirror and optical device thereof

도 1은 광선 분리기의 역할을 설명하기 위한 개념도1 is a conceptual diagram for explaining the role of the light splitter

도 2는 종래 기술인 큐브형 광선 분리기의 개념도2 is a conceptual diagram of a prior art cube-type beam splitter

도 3은 종래 기술인 반도금 거울 광선 분리기의 개념도3 is a conceptual diagram of a semi-plated mirror ray separator of the prior art

도 4는 종래 기술인 색 선별 광선 분리기의 개념도4 is a conceptual diagram of a prior art color sorting beam splitter

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광선 분리 방법에 사용되는 거울의 평면도 및 측면도5 is a plan view and a side view of a mirror used in the beam separation method according to the first embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광선 분리 방법을 도시하는 개념도6 is a conceptual diagram illustrating a light beam splitting method according to a first embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광선 분리 방법을 이용하는 장치를 사용하는 광학 장치의 개념도7 is a conceptual diagram of an optical apparatus using the apparatus using the light beam separation method according to the first embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광선 분리 방법을 이용하는 장치의 시편에 조명되는 광선의 점 확산 함수(PSF)를 도시하는 그래프FIG. 8 is a graph showing the point spread function (PSF) of light rays illuminated on a specimen of a device using the light beam separation method according to the first embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광선 분리 방법에 사용되는 거울의 평면도 및 측면도9 is a plan view and a side view of a mirror used in the beam separation method according to the second embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광선 분리 방법을 도시하는 개념도10 is a conceptual diagram illustrating a light beam splitting method according to a second embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광선 분리 방법을 이용하는 장치를 사용하는 광학 장치의 개념도11 is a conceptual diagram of an optical apparatus using the apparatus using the light beam separation method according to the second embodiment of the present invention.

<도면의 부호의 설명><Explanation of symbols in the drawings>

10, 10′ : 광선 분리 거울 12, 12′ : 코팅 부분10, 10 ′: beam separation mirror 12, 12 ′: coating part

14, 14′ : 비-코팅 부분 16, 16′ : 코팅 박막14, 14 ′: non-coated portion 16, 16 ′: coated thin film

20 : 조명 장치 30 : 집광 장치20: lighting device 30: light collecting device

40 : 시편 50 : 검출 장치40: test piece 50: detection device

100 : 광선 분리기 100: Ray Separator

110 : 큐브형 광선 분리기 112, 114 : 프리즘 110: cube-type ray separator 112, 114: prism

116 : 수지116 resin

120 : 반도금 거울 광선 분리기 122 : 유리120: semi-plated mirror ray separator 122: glass

124 : 금속 박막124: metal thin film

130 : 색 선별 광선 분리기 132 : 유리130: color screening light separator 132: glass

134 : 다층 박막134: multilayer thin film

본 발명은 거울을 이용한 광선 분리 방법 및 이를 이용한 광학 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 일반 반사/형광 현미경, 공초점 현미경, 픽업 시스템 등과 같이 조명 광선과 검출 광선을 분리해야 하는 광학 시스템에서 거울을 이용하여 광선을 분리하는 방법 및 이를 이용한 광학 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light beam separation method using a mirror and an optical device using the same, and more particularly, in an optical system that must separate the illumination light and the detection light, such as a general reflection / fluorescence microscope, confocal microscope, pickup system, etc. It relates to a method for separating the light beam using the optical device using the same.

광선 분리기(beam splitter)는 하나의 광선을 두 개의 광선으로 분리하는 역할을 한다. 도 1은 광선 분리기의 역할을 설명한다. 도 1에서 도시되는 바와 같이, 광선 분리기(100)는 광선이 진행하는 경로에 광선 분리기를 설치하여 입사하는 하나의 광선(실선)을 두 방향으로 진행하는 광선(파선 및 점선)으로 분리한다. 이러한 광선 분리기는 간섭기, 현미경, 카메라 등의 광학계에 주로 사용된다.The beam splitter serves to split one ray into two rays. 1 illustrates the role of the beam splitter. As shown in FIG. 1, the beam splitter 100 installs a beam splitter on a path through which a beam proceeds, and separates one incident beam (solid line) into two beams (dashed lines and dashed lines). Such light splitters are mainly used in optical systems such as interferometers, microscopes, and cameras.

기존의 광선 분리기로는 큐브형 광선 분리기, 반도금 거울 광선 분리기 및 색 선별 거울 광선 분리기 등이 사용되었다.Conventional beam splitters include cube-shaped beam splitters, semi-plated mirror beam splitters, and color screening mirror beam splitters.

도 2는 기존에 가장 많이 사용되는 큐브형 광선 분리기(110)의 개념도이다. 큐브형 광선 분리기(110)는 두 개의 이등변 직각 삼각형 프리즘(112 및 114)을 캐나다 발삼과 같은 수지(116)로 접합하여 만들어진다. 입사 광선(실선)은 제 1 프리즘(112)으로 입사되며, 제 1 프리즘(112)과 제 2 프리즘(114)의 경계면의 수지(116)에서 특정 파장의 광선의 일부(파선)는 투과하고 나머지 일부(점선)는 반사한다. 큐브형 광선 분리기(110)는 수지(116)의 두께에 따라 사용 가능한 파장이 한정되며 효율이 정해진다. 그러므로 이는 형광 현미경과 같이 넓은 파장대의 광선이 사용되는 광학 시스템에서 적용에 한계가 있다.2 is a conceptual diagram of a cube-type beam splitter 110 that is most commonly used. Cube-shaped beam splitter 110 is made by joining two isosceles right-angled triangular prisms 112 and 114 with a resin 116 such as Canadian balsam. Incident light (solid line) is incident on the first prism 112, and a part of the light of a specific wavelength (dashed line) is transmitted through the resin 116 at the interface between the first prism 112 and the second prism 114, and the rest is transmitted. Some (dotted lines) reflect. The cube-shaped beam splitter 110 has a wavelength that can be used according to the thickness of the resin 116 and its efficiency is determined. Therefore, this is a limitation in applications in optical systems in which a wide range of light rays are used, such as a fluorescence microscope.

도 3은 다른 형태의 광선 분리기인 반도금 거울(half-silvered mirror) 광선 분리기(120)의 개념도이다. 반도금 거울 광선 분리기(120)는 평면 유리(122) 위에 얇은 금속 막(124)을 코팅하여 제작된다. 금속 막(124)은 수십 개 분자 두께로 이루어져 있으며, 특정 파장에서 45°로 입사한 광선(실선)의 일부는 금속 막을 투과하고(파선) 다른 일부는 금속 막에 반사된다(점선). 반도금 거울 광선 분리기(120) 는 금속 막(124)의 두께에 따라 사용 가능한 파장이 한정되며 효율이 정해진다. 그러므로 이는 형광 현미경과 같이 넓은 파장대의 광선이 사용되는 광학 시스템에서 적용에 한계가 있다.3 is a conceptual diagram of a half-silvered mirror ray splitter 120 which is another type of light splitter. Semi-plated specular light splitter 120 is fabricated by coating a thin metal film 124 over flat glass 122. The metal film 124 is made up of several tens of molecules thick, and a part of light rays (solid lines) incident at 45 ° at a specific wavelength is transmitted through the metal film (dashed lines) and the other part is reflected by the metal film (dashed lines). The half-plated specular light splitter 120 has a limited usable wavelength and efficiency depending on the thickness of the metal film 124. Therefore, this is a limitation in applications in optical systems in which a wide range of light rays are used, such as a fluorescence microscope.

도 4는 또 다른 형태의 광선 분리기인 색 선별(chromatic) 광선 분리기(130)의 개념도이다. 색 선별 거울은 평면 유리(132) 위에 다층 박막(134)을 코팅하여 제작된다. 서로 다른 2개 이상의 파장대의 광선(실선)이 45°로 입사할 때, 박막(134) 내에서 간섭 효과에 의해 특정 파장의 광선은 반사하고(점선) 다른 파장의 광선은 투과한다(파선). 색 선별 광선 분리기(130)는 파장에 따라 반사와 투과가 결정되는 특성상 사용하는 광선의 파장에 따라서 교체를 하여야 하며, 사용하는 다층 박막(134)의 코팅에 따라 효율에 차이가 생긴다.4 is a conceptual diagram of a chromatic light splitter 130 which is another type of light splitter. The color screening mirror is manufactured by coating the multilayer thin film 134 on the flat glass 132. When light rays (solid line) of two or more different wavelength bands are incident at 45 °, light rays of a specific wavelength are reflected (dashed lines) by an interference effect in the thin film 134, and light rays of different wavelengths are transmitted (dashed lines). Color-selective light splitter 130 has to be replaced according to the wavelength of the light beam used due to the characteristics of reflection and transmission depending on the wavelength, the efficiency is generated depending on the coating of the multilayer thin film 134 used.

상기한 바와 같이 기존의 광선 분리기는 파장에 따라 투과 및 반사 특성이 변화하여 넓은 파장대에서 사용하는데 한계가 있으며, 구조가 간단하지 않은 문제가 있다.As described above, the conventional beam splitter has a limitation in using in a wide wavelength range because its transmission and reflection characteristics change depending on the wavelength, and there is a problem in that the structure is not simple.

한편, Stefan W. Hell et al.의 “Annular aperture two-photon excitation microscopy”, Optical communications, pp. 20-24, 1995에서 공초점 현미경에서 아포다이제이션(apodization) 효과(또는 테이퍼링(tapering) 효과)에 의하여 현미경의 분해능이 향상되는 것이 개시되었다. 이 경우, 아포다이제이션 효과를 위하여 대물렌즈 앞에 대물렌즈 직경의 85%인 지름을 가지는 원형 스탑(stop)을 설치하여 환형의 구경으로 광선을 통과시켜 분해능의 향상을 유도하였다.Meanwhile, Stefan W. Hell et al., “Annular aperture two-photon excitation microscopy”, Optical communications, pp. 20-24, 1995, it is disclosed that the resolution of a microscope is improved by an apodization effect (or tapering effect) in a confocal microscope. In this case, a circular stop having a diameter of 85% of the objective lens diameter is installed in front of the objective lens for the apodization effect, and the light beam is passed through an annular aperture to improve the resolution.

이러한 스탑은 공초점 현미경에서뿐만 아니라 다른 광학 장치에서도 분해능 의 향상을 유도할 것으로 보인다. 그러나, 스탑을 설치하여 아포다이제이션 효과에 의하여 분해능의 향상을 유도하는 경우, 기존의 부품에 스탑을 추가하여 그 구조가 복잡해지며 광학계를 소형으로 구성하는 것에 어려움이 생길 수 있다.This stop is expected to lead to an improvement in resolution not only in confocal microscopy but also in other optical devices. However, when the stop is installed to induce the improvement of resolution by the apodization effect, the structure is complicated by adding a stop to an existing component, and it may be difficult to configure the optical system in a small size.

본 발명의 목적은 기존의 광선 분리기가 사용하는 파장에 따라 영향을 받는 것을 극복하여 파장에 독립적이며, 기존의 광선 분리기에 비하여 구조가 간이한 거울을 이용한 광선 분리 방법 및 장치를 제공하는 것이며, 또한 동시에 아포다이제이션 효과에 의하여 광학적 분해능을 향상시킬 수 있는 거울을 이용한 광선 분리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a light separation method and apparatus using a mirror that is independent of the wavelength and has a simple structure compared to the conventional light splitter by overcoming the influence of the wavelength used by the conventional light splitter. At the same time, to provide a beam separation method and apparatus using a mirror that can improve the optical resolution by the apodization effect.

전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 빛을 반사시키는 반사부 및 빛을 투과시키는 투과부로 구성된 평면 거울을 입사 광선에 대하여 소정의 각도로 기울여서 사용하여, 평면 거울의 상기 입사 광선 중 반사부로 입사한 광선은 반사되고 투과부로 입사한 광선은 투과되어, 한 개의 입사 광선을 두 개의 광선으로 분리하는 것을 특징으로 하는 거울을 이용한 광선 분리 방법을 제공한다. In order to achieve the object of the present invention described above, the present invention uses a planar mirror composed of a reflecting portion for reflecting light and a transmitting portion for transmitting light, by tilting at a predetermined angle with respect to the incident light beam. The light beam incident on the reflector is reflected and the light beam incident on the transmissive part is transmitted to provide a beam separation method using a mirror, characterized in that one incident light beam is separated into two light beams.

이러한 경우, 반사부는 평면 거울의 중심부이고 투과부는 평면 거울의 주변부이거나, 반사부는 평면 거울의 주변부이고 투과부는 평면 거울의 중심부인 것이 가능하다. 이러한 경우, 평면 거울이 입사 광선에 대하여 소정의 각도 θ로 기울어졌을 때, 평면 거울 및 반사부 또는 투과부는 단축에 대한 장축의 길이의 비가 1 / cosθ인 타원이며, 입사 광선의 경로에 수직인 면에 투영하였을 때 평면 거울 및 반사부 또는 투과부는 원으로 투영되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 소정의 각도는 45°이고, 상기 단축의 길이에 대한 장축의 길이는

Figure 112005050786342-PAT00001
이다.In this case, it is possible that the reflecting part is the center of the flat mirror and the transmitting part is the periphery of the flat mirror, or the reflecting part is the periphery of the flat mirror and the transmitting part is the center of the flat mirror. In this case, when the plane mirror is inclined at a predetermined angle θ with respect to the incident light beam, the plane mirror and the reflecting or transmissive part are ellipses having a ratio of the length of the major axis to the minor axis being 1 / cosθ, and the plane perpendicular to the path of the incident light beam. When projected onto the plane mirror and the reflecting or transmissive portion is preferably projected in a circle. More preferably, the predetermined angle is 45 °, and the length of the major axis relative to the length of the minor axis is
Figure 112005050786342-PAT00001
to be.

전술한 반사부는 반사 코팅 박막이 코팅된 유리로, 그리고 투과부는 반사 코팅 박막이 코팅되지 않은 유리 또는 빈 공간으로 구성될 수 있다.The above-mentioned reflector may be made of glass coated with a reflective coating thin film, and the transmissive part may be made of glass or an empty space not coated with a reflective coating thin film.

또한 본 발명은, 광원을 포함하는 조명 장치; 광선을 반사시키기 위한 반사부와 광선을 투과시키기 위한 투과부로 구성되어 있는 평면 거울을 포함하며, 평면 거울은 조명 장치에서 방출되는 조명 광선에 대하여 소정의 각도로 기울어진 것을 특징으로 하는 광선 분리 장치; 볼록렌즈 또는 오목 거울을 포함하는 집광 장치; 관측 대상을 고정하기 위한 시편; 및 관측 대상으로부터의 광선을 검출하기 위한 검출 장치;를 포함하며, 조명 장치에서부터의 조명 광선은 광선 분리 장치에서 두 개 광선으로 분리되고, 조명 광선으로부터 분리된 두 개 광선 중 하나는 집광 장치로 진행하며 집광 장치에 의하여 시편에 초점이 맺히면서 시편을 조명하고, 시편에서부터의 반사 또는 형광 광선은 집광 장치를 통과하여 광선 분리 장치에서 두 개 광선으로 분리되고, 반사 또는 형광 광선으로부터 분리된 두 개 광선 중 하나는 검출 장치로 진행하는 것을 특징으로 하는 광학 장치를 제공한다.In another aspect, the present invention, the lighting device including a light source; A planar mirror comprising a reflector for reflecting light and a transmissive part for transmitting light, wherein the planar mirror is inclined at a predetermined angle with respect to the illumination beam emitted from the illumination device; A light collecting device including a convex lens or a concave mirror; Specimens for fixing the object to be observed; And a detection device for detecting the light beam from the observation target, wherein the light beam from the lighting device is divided into two light beams in the light beam splitting device, and one of the two light beams separated from the light beam travels to the light collecting device. The specimen is focused on the specimen by a condenser, and the reflection or fluorescent light from the specimen passes through the concentrator and is split into two beams in a beam splitter and two beams separated from the reflected or fluorescent beam. One provides an optical device characterized in that it proceeds to a detection device.

이러한 경우, 반사부는 평면 거울의 중심부이고 투과부는 평면 거울의 주변부이거나, 반사부는 평면 거울의 주변부이고 투과부는 평면 거울의 중심부인 것이 가능하다. 이러한 경우, 평면 거울이 입사 광선에 대하여 소정의 각도 θ로 기울어졌을 때, 평면 거울 및 반사부 또는 투과부는 단축에 대한 장축의 길이의 비가 1 / cosθ인 타원이며, 입사 광선의 경로에 수직인 면에 투영하였을 때 평면 거울 및 반사부 또는 투과부는 원으로 투영되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 소정의 각도는 45°이고, 상기 단축의 길이에 대한 장축의 길이는

Figure 112005050786342-PAT00002
이다. In this case, it is possible that the reflecting part is the center of the flat mirror and the transmitting part is the periphery of the flat mirror, or the reflecting part is the periphery of the flat mirror and the transmitting part is the center of the flat mirror. In this case, when the plane mirror is inclined at a predetermined angle θ with respect to the incident light beam, the plane mirror and the reflecting or transmissive part are ellipses having a ratio of the length of the major axis to the minor axis being 1 / cosθ, and the plane perpendicular to the path of the incident light beam. When projected onto the plane mirror and the reflecting or transmissive portion is preferably projected in a circle. More preferably, the predetermined angle is 45 °, and the length of the major axis relative to the length of the minor axis is
Figure 112005050786342-PAT00002
to be.

이러한 경우, 조명 장치는 광선 분리 장치, 집광 장치 및 시편과 일직선 위에 위치하고 검출 장치는 시편으로부터의 반사 또는 형광 광선 중 광선 분리 장치에 반사된 광선의 경로에 위치하거나, 검출 장치는 광선 분리 장치, 집광 장치 및 시편과 일직선 위에 위치하고, 조명 장치는 조명 장치로부터의 조명 광선 중 광선 분리 장치에 반사된 광선이 시편으로 향하도록 위치하도록 광학 장치를 구성할 수 있다.In this case, the illumination device is in line with the beam splitting device, the light collecting device and the specimen and the detection device is located in the path of the beam reflected from the specimen or reflected by the beam splitting device among the fluorescent beams, or the detection device is a beam splitting device, the light collecting device. Located in alignment with the device and the specimen, the illumination device may configure the optical device such that the light beam reflected by the beam splitter of the illumination beam from the illumination device is directed to the specimen.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[제 1 실시예][First Embodiment]

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에서 사용되는 광선 분리 거울(10)을 도시한다.5 shows a beam splitting mirror 10 used in the first embodiment of the present invention.

거울(10)은 평면 거울이며, 입사 광선 및 후술할 투과 광선 및 반사 광선의 특성에 따라 그 형태 및 입사 광선에 대한 기울기를 조정할 수 있다. 본 실시예에서는 입사 광선이 원형이고 투과 광선 및 반사 광선이 수직으로 분리되는 경우를 예를 들어 설명한다. 입사 광선이 반경이 ‘a’인 원형인 경우, 평면 거울(10)이 입사 광선에 대하여 각도 θ가 기울어졌을 때, 평면 거울(10)은 단축의 길이(rb)는 ‘a’이고 장축의 길이(ra)는 ‘a / cosθ’인 타원이어야 한다.The mirror 10 is a planar mirror, and its shape and inclination with respect to the incident light beam may be adjusted according to the characteristics of the incident light beam and the transmission light beam and the reflected light beam to be described later. In this embodiment, the case where the incident light beam is circular and the transmitted light beam and the reflected light beam are vertically separated will be described as an example. When the incident light beam is circular having a radius of 'a', when the plane mirror 10 is inclined at an angle θ with respect to the incident light beam, the plane mirror 10 has a short axis length r b of 'a' and The length r a must be an ellipse of 'a / cosθ'.

일 예로서 평면 거울(10)이 입사 광선에 대하여 45° 기울어진 예가 도 6에서 도시된다. 평면 거울(10)은 장축의 길이(ra)와 단축의 길이(rb)의 비가

Figure 112005050786342-PAT00003
인 타원 모양이다. 도 6에서 도시되는 바와 같이, 평면 거울(10)은 평면 거울(10)로의 입사 광선에 대하여 45° 기울어지게 설치된다. 그러므로 평면 거울(10)이 입사 광선에 수직인 면에 투영되었을 때, 단축의 길이(rb)는 변하지 아니하고 장축의 길이(ra)는
Figure 112005050786342-PAT00004
로 작아지게 되어, 타원 거울(10)은 반지름이 단축의 길이(rb)와 같은 원으로 투영된다. 여기에서, 타원 거울(10)이 투영된 원의 반지름(rb)는 입사 광선의 구경과 같다.As an example an example in which the planar mirror 10 is tilted 45 ° with respect to the incident light is shown in FIG. 6. The planar mirror 10 has a ratio of the length r a of the major axis to the length r b of the minor axis.
Figure 112005050786342-PAT00003
It is an ellipse shape. As shown in FIG. 6, the planar mirror 10 is installed at an inclination of 45 ° with respect to the incident light beam to the planar mirror 10. Therefore, when the plane mirror 10 is projected on a plane perpendicular to the incident light beam, the length of the short axis r b does not change and the length of the long axis r a is
Figure 112005050786342-PAT00004
The ellipsoidal mirror 10 is projected onto a circle whose radius is equal to the length of the short axis r b . Here, the radius r b of the circle on which the elliptical mirror 10 is projected is equal to the diameter of the incident ray.

평면 거울(10)의 중심부는 유리에 코팅 박막(16)으로 코팅이 되어 있는 코팅 부분(12)이며, 상기 평면 거울의 주변부는 유리에 코팅 박막(16)으로 코팅이 되어 있지 않은 비-코팅 부분(14)이다. 상기 코팅 박막(16)은 입사 광선의 파장에 관계없이 전반사를 할 수 있는 통상적인 거울 코팅 물질을 사용할 수 있다. The central portion of the planar mirror 10 is a coating portion 12 which is coated with a coating thin film 16 on glass, and the periphery of the flat mirror is a non-coating portion which is not coated with a coating thin film 16 on glass. (14). The coating thin film 16 may use a conventional mirror coating material capable of total reflection regardless of the wavelength of the incident light.

코팅 부분(12)은 또한 장축의 길이(ra1)와 단축의 길이(rb1)의 비가

Figure 112005050786342-PAT00005
인 타원이며, 평면 거울(10)이 입사 광선에 수직인 면에 투영되었을 때, 반지름이 단축의 길이(rb1)와 같은 원으로 투영된다. 평면 거울(10)로의 입사 광선 중 코팅 부분(12)으로 입사한 광선은 코팅 부분(12)에서 입사 광선에 대하여 수직으로 반사되 며, 비-코팅 부분(14)으로 입사한 광선은 비-코팅 부분(14)을 투과하여 통과한다. 그러므로 도 6에서 도시되는 바와 같이 반지름이 rb인 원형의 입사 광선이 평면 거울(10)로 입사하는 경우, 상기 입사 광선은 코팅 부분(12)에서 반사한 반지름이 rb1인 원형의 반사 광선과 비-코팅 부분(14)을 통과한 환형의 투과 광선으로 분리된다. 입사 광선이 위치에 따라 광량이 일정한 평면파인 경우, 반사 광선과 투과 광선의 광량의 비는 수학식 1과 같다.The coating portion 12 also has a ratio of the length r a1 of the major axis to the length r b1 of the minor axis.
Figure 112005050786342-PAT00005
When the planar mirror 10 is an ellipse and is projected onto a plane perpendicular to the incident light beam, the radius is projected onto a circle equal to the length of the short axis r b1 . Of the incident light rays entering the planar mirror 10, light rays incident on the coating portion 12 are reflected perpendicularly to the incident light rays on the coating portion 12, and light rays incident on the non-coating portion 14 are non-coated. Passes through part 14. Therefore, as shown in FIG. 6, when a circular incident light beam having a radius r b is incident on the plane mirror 10, the incident light beam includes a circular reflection light beam having a radius r b1 reflected by the coating part 12. It is separated into an annular transmission beam passing through the non-coated portion 14. When the incident light beam is a plane wave whose light quantity is constant according to the position, the ratio of the light amounts of the reflected light beam and the transmitted light beam is expressed by Equation 1 below.

Figure 112005050786342-PAT00006
Figure 112005050786342-PAT00006

수학식 1로부터 e값이 0.7071일 때 반사 광선과 투과 광선의 광량은 같아지며, 0.7071보다 크면 반사 광선의 광량이 투과 광선의 광량보다 크며, 0.7071보다 작으면 반사 광선의 광량이 투과 광선의 광량보다 작아지게 된다.From Equation 1, when the e value is 0.7071, the light quantity of the reflected light beam and the transmitted light beam is the same, and when it is larger than 0.7071, the light amount of the reflected light beam is larger than the light beam amount of the transmitted light beam. It becomes small.

이상에서 설명한 바와 같이 입사 광선은 두 개의 광선으로 분리가 가능하며, 파장에 상관없이 전반사하는 코팅 재질로 코팅한 거울을 사용하기 때문에, 반사 광선 및 투과 광선의 광량은 코팅 면적에 따라 결정된다. As described above, since the incident light can be separated into two light beams and a mirror coated with a coating material that totally reflects irrespective of the wavelength, the amount of reflected light and transmitted light is determined according to the coating area.

전술한 예에서는 중심부는 코팅된 유리이고 주변부는 코팅되지 않은 유리로 구성된 광선 분리 거울에 대하여 기술하였다. 그러나, 입사 광선의 구경에 비하여 작은 구경을 가지는 반사 물질이 코팅된 유리, 즉 거울을 사용하는 것도 가능하다. 이러한 경우 중심부에 위치한 거울은 광선을 반사시키는 전술한 코팅 부분(12)과 같이 작용하고, 주변부의 빈 공간은 광선을 투과시키는 전술한 비-코팅 부분(14)과 같이 작용하는 것이 명백할 것이다.In the above example, a beam splitting mirror is described in which the center is coated glass and the periphery is made of uncoated glass. However, it is also possible to use glass, ie mirrors, coated with a reflective material having a small aperture compared to the aperture of the incident light beam. It will be clear in this case that the mirror located at the center acts like the aforementioned coating part 12 which reflects the light rays, and the empty space at the periphery acts as the aforementioned non-coating part 14 which transmits the light rays.

전술한 광선 분리 방법의 예에서는 입사 광선이 원형이고, 반사 광선은 입사 광선에 대하여 수직으로 반사되는 경우에 대하여 기술하였다. 그러나, 입사 광선이 사각형, 타원 등의 다른 형태로 입사하는 것도 가능하며, 또한 투과 광선 또는 반사 광선이 사각형, 타원 등의 다른 형태로 광선 분리 거울을 통과하는 것도 가능하다. 그리고, 광선 분리 거울이 입사 광선에 대하여 45°가 아닌 소정의 각도로 기울어져, 광선 분리 거울로부터의 반사 광선이 입사 광선에 대하여 수직이 아닌 다른 각도로 방출되는 것도 가능하다. 거울의 형태와 기울기는 사용 목적에 따라 조정될 것이다.In the above-described example of the beam separation method, the case where the incident light beam is circular and the reflected light beam is reflected perpendicularly to the incident light beam has been described. However, it is also possible for the incident light rays to be incident in other forms such as squares, ellipses, and the like, and it is also possible for the transmitted light or reflected rays to pass through the beam splitting mirror in other forms such as rectangles and ellipses. It is also possible that the beam splitting mirror is inclined at a predetermined angle rather than 45 ° with respect to the incident beam so that the reflected beam from the beam splitting mirror is emitted at an angle other than perpendicular to the incident beam. The shape and tilt of the mirror will be adjusted according to the intended use.

도 7은 전술한 거울을 사용하는 광학 장치의 일 예이다. 광학 장치는 광선 분리 장치(10)(전술한 광선 분리 거울), 조명 장치(20), 집광 장치(30), 시편(40) 및 검출 장치(50)로 구성된다. 이러한 광학 장치는 반사 또는 형광 현미경, 공초점 현미경 및 픽업 시스템 등에서 사용된다. 7 is an example of an optical device using the mirror described above. The optical device is composed of a light beam splitting device 10 (beam splitting mirror described above), an illumination device 20, a light collecting device 30, a specimen 40, and a detection device 50. Such optical devices are used in reflection or fluorescence microscopy, confocal microscopy and pickup systems.

조명 장치(20)는 시편(40)을 조명하기 위한 광원을 포함한다. 광원은 넓은 파장의 빛을 방출하는 전구, 특정 파장의 빛만을 방출하는 레이저 등 다양한 장치가 사용 가능하다.The lighting device 20 includes a light source for illuminating the specimen 40. The light source may be a variety of devices, such as a light bulb that emits light of a wide wavelength, a laser that emits only light of a specific wavelength.

집광 장치(30)는 평행하게 입사하는 광선을 초점으로 모으거나 한 점으로부터 입사하는 광선을 평행하게 투과시키기 위한 볼록렌즈 또는 오목 거울이 사용된다.The light concentrating device 30 uses a convex lens or a concave mirror for focusing light rays incident in parallel or transmitting light rays incident from one point in parallel.

시편(40)은 관측 대상을 고정하기 위한 장치이다.The test piece 40 is a device for fixing an object to be observed.

검출 장치(50)는 시편(40) 상의 관측 대상이 조명 장치(20)로부터의 광선을 반사하거나 형광한 빛을 검출하기 위한 장치이다. 검출 장치(50)에는 직접 눈으로 관측하기 위한 접안렌즈 또는 데이터 파일로 영상을 저장하기 위한 CCD, 광전검출기 등의 장치 등이 사용될 수 있다. 또는 공초점 현미경에서는 바늘 구멍(pin hole)을 더 포함할 수 있다.The detection device 50 is a device for detecting light in which the observation target on the specimen 40 reflects or fluoresces the light beam from the illumination device 20. The detection device 50 may be an eyepiece for direct eye observation or a device such as a CCD or a photodetector for storing an image as a data file. Alternatively, the confocal microscope may further include a pin hole.

도 7에서, 조명 장치(20)에서 방출되는 조명 광선은 광선 분리 장치(10)로 진행한다. 광선 분리 장치(10)로 입사한 조명 광선 중 중심부로 입사한 광선은 반사되며, 주변부로 입사한 광선은 투과된다. 도 7에서, 반사된 광선은 사용되지 아니하며 투과된 광선, 즉 중심부가 제거된 환형 광선만이 집광 장치(30)로 진행한다. 집광 장치(30)로 진행한 조명 광선은 집광 장치(30)에 의하여 시편(40)에 초점이 맺히게 된다. 그리하여 시편(40)에 있는 관측 대상은 조명을 받으면, 조명 광선을 반사하거나 조명 광선에 의하여 여기된 후 관측 대상의 에너지 준위에 해당하는 조명 광선의 파장보다 장파장의 광선을 방출한다. 이렇게 시편(40) 상의 관측 대상으로부터 반사 또는 형광된 광선은 다시 집광 장치(30)로 진행한다. 집광 장치(30)로 진행한 반사/형광 광선은 광선 진행 장치(30)에서 평행파가 된다. 집광 장치(30)를 통과한 반사/형광 광선은 다시 광선 분리 장치(10)로 진행한다. 광선 분리 장치(10)로 입사한 반사/형광 광선 중 주변부로 입사한 광선은 광선 분리 장치(10)를 투과해서 조명 장치(20)로 진행하여 사용되지 않고, 중심부로 입사한 광선은 광선 분리 장치(10)에 반사되어 검출 장치(50)로 진행되어 시편(40) 상의 관측 대상 의 영상을 관측하게 된다.In FIG. 7, the illumination rays emitted from the illumination device 20 go to the ray separation device 10. Of the illumination light rays incident on the light beam splitter 10, the light rays incident to the center portion are reflected, and the light rays incident on the peripheral portion are transmitted. In FIG. 7, the reflected light beam is not used and only the transmitted light beam, that is, the annular light beam from which the center is removed, proceeds to the light collecting device 30. The illumination light beams traveling to the light collecting device 30 are focused on the specimen 40 by the light collecting device 30. Thus, when the object to be observed in the specimen 40 is illuminated, it emits light having a longer wavelength than the wavelength of the light beam corresponding to the energy level of the object after reflecting or being excited by the light beam. The light reflected or fluoresced from the object to be observed on the specimen 40 then proceeds to the light collecting device 30. Reflected / fluorescent light rays propagated to the light converging device 30 become parallel waves in the light propagating device 30. Reflected / fluorescent light beams passing through the light collecting device 30 go back to the light beam splitting device 10. Of the reflection / fluorescence beams incident on the beam splitter 10, the beams incident on the periphery are transmitted through the beam splitter 10 to the lighting device 20 and are not used. Reflected by (10) and proceeds to the detection device 50 to observe the image of the observation target on the specimen (40).

이러한 장치에서 조명 광선의 중심부가 제거된 환형의 광선만이 광선 분리 장치(10)를 통과하여 시편(40)을 조명하기 때문에 아포다이제이션 효과가 생기게 된다. In such a device, only the annular beam from which the center of the illumination beam is removed passes through the beam splitter 10 to illuminate the specimen 40, resulting in an apodization effect.

평면파(조명 광선)가 집광 장치(30)에 의하여 시편(40)에 초점이 맺히게 될 때, 실제로는 초점면(시편(40))에서 상은 점이 아니라 일정한 크기를 가지게 된다. 초점면에서 밝기(I(r)) 분포 함수(점 확산 함수, point spread function(PSF))는 구경(즉 집광 장치(30))에서 아포다이제이션 함수(A(r'))를 푸리에 변환하여 얻을 수 있다. PSF를 극좌표계로 표현하면 수학식 2와 같이 주어진다.When the plane wave (lighting ray) is focused on the specimen 40 by the light collecting device 30, the image is actually a constant size rather than a point on the focal plane (the specimen 40). The brightness ( I (r) ) distribution function (point spread function (PSF)) at the focal plane is Fourier transformed by the apodization function A (r ') at the aperture (i.e., condenser 30). You can get it. When the PSF is expressed in polar coordinates, it is given by Equation 2.

Figure 112005050786342-PAT00007
Figure 112005050786342-PAT00007

수학식 2에서 r은 시편(40) 면에서 광선의 중심으로부터의 거리이고, r'는 집광 장치(30) 면에서 광선의 중심으로부터의 거리이다. λ는 광선의 파장이며, f는 집광 장치의 초점 거리이다. J 0 는 0차 베셀 함수이다.In Equation 2, r is the distance from the center of the light beam on the specimen 40 surface, r ' is the distance from the center of the light beam on the light collecting device 30 surface. λ is the wavelength of the light beam, and f is the focal length of the light collecting device. J 0 is the zero-order Bessel function.

비교예로서 아포다이제이션 효과가 없는 경우, 즉 집광 장치(30)의 원형의 구경 내에 일정한 광선이 입사하는 경우 또는 광선 분리 장치(10)에 입사하는 광선이 모두 투과하는 경우(0 ≤ r' ≤ rb일 때 A(r′) = 1이고 r' > rb일 때 A(r') = 0 인 경우)에 광도(I(r))의 분포는 수학식 2로부터 수학식 3으로 유도된다.As a comparative example, when there is no apodization effect, that is, when a constant light beam enters a circular aperture of the light converging device 30 or when all light beams incident on the light beam splitting device 10 are transmitted (0 ≤ r ' ≤ distribution of intensity (I (r)) for r b day when a (r ') = 1 and r'> r b day when a (r ') = 0 If) is derived by the following equation 3 from equation (2) .

Figure 112005050786342-PAT00008
Figure 112005050786342-PAT00008

수학식 3에서 ν는 시편(40)에서 광선에서부터의 거리(r)를 파장 및 초점 거리로 정규화한 거리이고, J 1 은 1차 베셀 함수이다. 수학식 3은 도 8에서 실선(e≡ rb1/rb = 0)으로 도시된다. 도 8에서 가로축은 정규화된 거리(ν)이며, 세로축은 (ν = 0)에서 광도가 1로 정규화된 광도(I(ν)/I(0))이다. In Equation 3, ν is a distance obtained by normalizing the distance ( r ) from the light ray to the wavelength and focal length in the specimen 40, J 1 is the first order Bessel function. Equation 3 is shown by the solid line (e≡ r b1 / r b = 0) in FIG. In FIG. 8, the horizontal axis is a normalized distance ν, and the vertical axis is a light intensity I (ν) / I (0) normalized to 1 at (ν = 0).

본 실시예에서 e값이 0과 1 사이의 값을 가지는 경우, A(r')은 rb×e(= rb1) ≤ r' ≤ rb 일 때 1이고 다른 구간에서는 0인 분포를 가진다. e값이 0.5인 경우와 0.9인 경우에 대하여 수학식 2의 푸리에 변환을 통하여 I(k)/I(0)의 분포를 구하고 도 8에서 각각 파선과 점선으로 도시하였다. 도 8에서 도시되는 바와 같이, e값이 증가함에 따라 주빔(main beam)의 폭이 작아지므로 분해능이 향상되는 것을 볼 수 있다. 다만, e값이 증가함에 따라 조명 장치(20)에서 방출되는 전체 조명 광량에 대한 시편(40)에 입사되는 조명 광량의 비((1 - e2)에 비례)가 줄어들며, 사이드 로브(side lobe)의 상대적인 강도가 증가(도 8 참조)하는 단점이 있으므로, 적절한 e값을 사용하는 것이 바람직하다.In the present embodiment, when e has a value between 0 and 1, A (r ') has a distribution of 1 when r b × e (= r b1 ) ≤ r' ≤ r b and 0 in other intervals. . The distribution of I (k) / I (0) was obtained by Fourier transform of Equation 2 for the case where the e value was 0.5 and 0.9, and the dashed line and the dotted line were respectively shown in FIG. 8. As shown in FIG. 8, as the value of e increases, the width of the main beam decreases, so that the resolution is improved. However, as the e value increases, the ratio of the amount of illumination light incident on the specimen 40 to the total amount of illumination light emitted from the illumination device 20 (proportional to (1-e 2 )) decreases, and the side lobe It is preferable to use an appropriate value of e, since there is a disadvantage in that the relative strength of () increases (see Fig. 8).

한편, 도 7에서와는 다르게 광선 분리 장치(10)에서 반사된 빛을 이용하여 시편(40)을 조명하는 것도 가능하다. 이러한 경우, 조명 장치(20)에서 방출된 광선 중 광선 분리 장치(10)의 중앙부에서 반사된 광선이 집광 장치(30)를 통과하여 시편(40)을 조명하고, 시편(40)에서 반사/형광된 광선은 집광 장치(30)를 통과하여 광선 분리 장치(10)의 주변부를 투과하여 검출 장치(50)로 진행한다. On the other hand, unlike in Figure 7, it is also possible to illuminate the specimen 40 using the light reflected from the light beam splitter 10. In this case, the light rays emitted from the central portion of the light beam splitter 10 among the light rays emitted from the lighting device 20 pass through the light collecting device 30 to illuminate the specimen 40, and the specimen 40 reflects / fluoresces. The light beam passes through the light concentrator 30, passes through the periphery of the light beam splitter 10, and proceeds to the detection apparatus 50.

이러한 경우에는 집광 장치(30)에 입사하는 광선의 구경이 rb에서 rb1으로 작아진 효과가 있으므로 시편(40)에서 초점면에 맺힌 광선의 크기가 증가하게 된다. 그러나, 시편(40)에서 반사/형광된 빛은 광선 분리 장치(10)의 주변부만 통과하여 검출 장치로 진행하므로, 결국 검출 장치에서 얻는 영상의 분해능은 향상된다.In this case, since the diameter of the light beam incident on the light converging device 30 is reduced from r b to r b1 , the size of the light beam formed on the focal plane in the specimen 40 increases. However, since the light reflected / fluoresced by the specimen 40 passes through only the periphery of the beam splitter 10 and proceeds to the detector, the resolution of the image obtained by the detector is improved.

전술한 광학 장치의 예에서는 조명 광선 및 반사/형광 광선이 원형이고, 광선 분리 장치에서의 반사 광선은 광선 분리 장치로의 입사 광선에 대하여 수직으로 반사되는 경우에 대하여 기술하였다. 그러나, 광선 분리 장치로의 입사 광선이 사각형, 타원 등의 다른 형태로 광선 분리 장치로 입사하는 것도 가능하며, 또한 투과 광선 또는 반사 광선이 사각형, 타원 등의 다른 형태로 광선 분리 장치를 통과하는 것도 가능하다. 그리고, 광선 분리 거울이 입사 광선에 대하여 45°가 아닌 소정의 각도로 기울어져, 광선 분리 거울로부터의 반사 광선이 입사 광선에 대하여 수직이 아닌 다른 각도로 방출되는 것도 가능하다. 거울의 형태와 기울기는 본 발명에 의한 광선 분리 방법을 사용하는 광학 장치의 설계 변수에 따라 조정될 것이다.In the example of the optical device described above, the case where the illumination light and the reflection / fluorescence light are circular and the reflection light in the light beam splitting device is reflected perpendicularly to the incident light beam to the light beam splitting device has been described. However, it is also possible for the incident light beam to enter the beam splitting device to enter the beam splitting device in other forms such as a rectangle and an ellipse, and also for the transmitted or reflected light to pass through the beam splitting device in other forms such as a rectangle and an ellipse. It is possible. It is also possible that the beam splitting mirror is inclined at a predetermined angle rather than 45 ° with respect to the incident beam so that the reflected beam from the beam splitting mirror is emitted at an angle other than perpendicular to the incident beam. The shape and tilt of the mirror will be adjusted according to the design parameters of the optical device using the light beam separation method according to the present invention.

[제 2 실시예]Second Embodiment

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에서 사용되는 광선 분리 거울(10′)을 도시한다.9 shows a beam splitting mirror 10 'used in the second embodiment of the present invention.

거울(10')은 평면 거울이며, 입사 광선 및 후술할 투과 광선 및 반사 광선의 특성에 따라 그 형태 및 입사 광선에 대한 기울기를 조정할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 실시예에서와 같이 입사 광선이 원형이고 투과 광선 및 반사 광선이 수직으로 분리되는 경우를 예를 들어 설명한다. 입사 광선이 반경이 ‘a’인 원형인 경우, 평면 거울(10')이 입사 광선에 대하여 각도 θ가 기울어졌을 때, 평면 거울(10')은 단축의 길이(rb)는 ‘a’이고 장축의 길이(ra)는 ‘a / cosθ’인 타원이어야 한다.The mirror 10 'is a planar mirror, and the shape and the tilt of the incident light can be adjusted according to the characteristics of the incident light and the transmitted light and the reflected light which will be described later. In this embodiment, as in the first embodiment, the case where the incident light beam is circular and the transmitted light beam and the reflected light beam are vertically separated will be described as an example. When the incident light is circular with a radius of 'a', when the plane mirror 10 'is inclined at an angle θ with respect to the incident light, the plane mirror 10' has a short axis length r b of 'a' The length of the long axis (r a ) must be an ellipse with 'a / cosθ'.

일 예로서 평면 거울(10)이 입사 광선에 대하여 45° 기울어진 예가 도 10에서 도시된다. 거울(10′)은 장축의 길이(ra)와 단축의 길이(rb)의 비가

Figure 112005050786342-PAT00009
인 타원 모양인 평면 거울이다. 도 10에서 도시되는 바와 같이, 평면 거울(10′)은 평면 거울(10′)로의 입사 광선에 대하여 45° 기울어지게 설치된다. 그러므로 평면 거울(10)이 입사 광선에 수직인 면에 투영되었을 때, 단축의 길이(rb)는 변하지 아니하고 장축의 길이(ra)는
Figure 112005050786342-PAT00010
로 작아지게 되어, 타원 거울(10′)은 반지름이 단축의 길이(rb)와 같은 원으로 투영된다. As an example an example in which the planar mirror 10 is tilted 45 ° with respect to the incident light beam is shown in FIG. 10. The mirror 10 'has a ratio of the length r a of the major axis to the length r b of the minor axis.
Figure 112005050786342-PAT00009
It is a flat mirror that is an elliptic shape. As shown in FIG. 10, the planar mirror 10 ′ is installed at an inclination of 45 ° with respect to the incident light beam to the planar mirror 10 ′. Therefore, when the plane mirror 10 is projected on a plane perpendicular to the incident light beam, the length of the short axis r b does not change and the length of the long axis r a is
Figure 112005050786342-PAT00010
The ellipsoidal mirror 10 'is projected onto a circle whose radius is equal to the length r b of the minor axis.

평면 거울(10′)의 주변부는 유리에 코팅 박막(16′)으로 코팅이 되어 있는 코팅 부분(12′)이며, 상기 평면 거울의 중심부는 유리에 코팅 박막(16′)으로 코팅이 되어 있지 않은 비-코팅 부분(14′)이다. 상기 코팅 박막(16′)은 제 1 실시예에서와 같이 입사 광선의 파장에 관계없이 전반사를 할 수 있는 통상적인 거울 코팅 물질을 사용할 수 있다. The periphery of the flat mirror 10 'is a coating portion 12' which is coated with glass thin film 16 ', and the center of the flat mirror is uncoated with glass thin film 16'. Uncoated portion 14 '. The coating thin film 16 ′ may use a conventional mirror coating material capable of total reflection regardless of the wavelength of incident light as in the first embodiment.

비-코팅 부분(12′)은 또한 장축의 길이(ra2)와 단축의 길이(rb2)의 비가

Figure 112005050786342-PAT00011
인 타원이며, 평면 거울(10′)이 입사 광선에 수직인 면에 투영되었을 때, 반지름이 단축의 길이(rb2)와 같은 원으로 투영된다. 평면 거울(10′)로의 입사 광선 중 코팅 부분(12′)으로 입사한 광선은 코팅 부분(12′)에서 입사 광선에 대하여 수직으로 반사되며, 비-코팅 부분(14′)으로 입사한 광선은 비-코팅 부분(14′)을 투과하여 통과한다. 그러므로 도 10에서 도시되는 바와 같이 반지름이 rb인 원형의 입사 광선이 평면 거울(10′)로 입사하는 경우, 상기 입사 광선은 비-코팅 부분(14′)을 투과한 반지름이 rb2인 원형의 반사 광선과 코팅 부분(12′)을 통과한 환형의 반사 광선으로 분리된다. 입사 광선이 위치에 따라 광량이 일정한 평면파인 경우, 반사 광선과 투과 광선의 광량의 비는 수학식 4와 같다.The non-coated portion 12 'also has a ratio of the length r a2 of the major axis to the length r b2 of the minor axis.
Figure 112005050786342-PAT00011
When the planar mirror 10 'is projected on a plane perpendicular to the incident ray, the radius is projected onto a circle equal to the length of the short axis r b2 . Of the light incident to the planar mirror 10 ', the light incident on the coating portion 12' is reflected perpendicularly to the light incident on the coating portion 12 ', and the light incident on the non-coating portion 14' is reflected. It passes through the non-coated portion 14 '. Therefore, as shown in FIG. 10, when a circular incident light ray having a radius r b is incident on the plane mirror 10 ′, the incident light ray is circular having a radius r b2 transmitted through the non-coated portion 14 ′. It is separated into the reflected light beam of the light beam and the annular reflected light beam passing through the coating portion 12 '. When the incident light beam is a plane wave whose light quantity is constant according to the position, the ratio of the light amounts of the reflected light beam and the transmitted light beam is expressed by Equation 4.

Figure 112005050786342-PAT00012
Figure 112005050786342-PAT00012

수학식 1로부터 e값이 0.7071일 때 반사 광선과 투과 광선의 광량은 같아지며, 0.7071보다 크면 반사 광선의 광량이 투과 광선의 광량보다 작고, 0.7071보다 작으면 반사 광선의 광량이 투과 광선의 광량보다 커지게 된다.When the e value is 0.7071 from Equation 1, the light quantity of the reflected light beam and the transmitted light beam is the same, and if it is larger than 0.7071, the light amount of the reflected light beam is smaller than the light beam beam of light. It becomes bigger.

이상에서 설명한 바와 같이 입사 광선은 두 개의 광선으로 분리가 가능하며, 파장에 상관없이 전반사하는 코팅 재질로 코팅한 거울을 사용하기 때문에, 반사 광선 및 투과 광선의 광량은 코팅 면적에 따라 결정된다. As described above, since the incident light can be separated into two light beams and a mirror coated with a coating material that totally reflects irrespective of the wavelength, the amount of reflected light and transmitted light is determined according to the coating area.

전술한 예에서는 주변부는 코팅된 유리이고 중심부는 코팅되지 않은 유리로 구성된 광선 분리 거울에 대하여 기술하였다. 그러나, 중심부가 제거된 거울을 사용하는 것도 가능하다. 이러한 경우 중심부가 제거된 거울은 광선을 반사시키는 전술한 코팅 부분(12′)과 같이 작용하고, 중심부의 빈 공간은 광선을 투과시키는 전술한 비-코팅 부분(14′)과 같이 작용하는 것이 명백할 것이다.In the above example, a light separation mirror is described in which the periphery is coated glass and the center is made of uncoated glass. However, it is also possible to use mirrors with the center removed. In this case it is clear that the mirror with the center removed acts like the aforementioned coating portion 12 'reflecting the light rays, and the empty space in the center acts like the aforementioned non-coated portion 14' transmitting the light rays. something to do.

도 11은 전술한 거울을 사용하는 광학 장치의 일 예이다. 도 11은 도 7과 유사하며 다만 중심부가 코팅 부분이고 주변부가 비-코팅 부분이 광선 분리 장치(10) 대신에 중심부가 비-코팅 부분이고 주변부가 코팅 부분인 광선 분리 장치(10′)를 사용한 것이 다르다. 도 11에서 도 7과 같은 부호에 대하여는 설명이 생략된다.11 is an example of an optical apparatus using the mirror described above. FIG. 11 is similar to FIG. 7 except using a light splitting device 10 'in which the central part is a coating part and the peripheral part is a non-coating part and the central part is a non-coating part and the peripheral part is a coating part instead of the light splitting device 10 Is different. In FIG. 11, the description of the same reference numerals as in FIG. 7 is omitted.

도 11에서, 조명 장치(20)에서 방출되는 조명 광선은 광선 분리 장치(10′)로 진행한다. 광선 분리 장치(10′)로 입사한 조명 광선 중 주변부로 입사한 광선은 반사되며, 중심부로 입사한 광선은 투과된다. 도 11에서, 반사된 광선은 사용되지 아니하며 투과된 광선, 즉 구경이 작아진 광선만이 집광 장치(30)로 진행한다. 집광 장치(30)로 진행한 조명 광선은 집광 장치(30)에 의하여 시편(40)에 초점이 맺히게 된다. 그리하여 시편(40)에 있는 관측 대상은 조명을 받으면, 조명 광선을 반사하거나 조명 광선에 의하여 여기된 후 관측 대상의 에너지 준위에 해당하는 조명 광선의 파장보다 장파장의 광선을 방출한다. 이렇게 시편(40) 상의 관측 대상으로부터 반사 또는 형광된 광선은 다시 집광 장치(30)로 진행한다. 집광 장치(30)로 진행한 반사/형광 광선은 광선 진행 장치(30)에서 평행파가 된다. 집광 장치(30)를 통과한 반사/형광 광선은 다시 광선 분리 장치(10′)로 진행한다. 광선 분리 장치(10′)로 입사한 반사/형광 광선 중 중심부로 입사한 광선은 광선 분리 장치(10′)를 투과해서 조명 장치(20)로 진행하여 사용되지 않고, 주변부로 입사한 광선은 광선 분리 장치(10′)에 반사되어 검출 장치(50)로 진행되어 시편(40) 상의 관측 대상의 영상을 관측하게 된다.In FIG. 11, the illumination light rays emitted from the illumination device 20 proceed to the ray separation device 10 ′. Light rays incident to the periphery of the illumination light rays incident on the light beam splitter 10 'are reflected, and light rays incident on the center portion are transmitted. In FIG. 11, the reflected light beam is not used, and only the transmitted light beam, that is, the light beam having a small diameter, travels to the light collecting device 30. The illumination light beams traveling to the light collecting device 30 are focused on the specimen 40 by the light collecting device 30. Thus, when the object to be observed in the specimen 40 is illuminated, it emits light having a longer wavelength than the wavelength of the light beam corresponding to the energy level of the object after reflecting or being excited by the light beam. The light reflected or fluoresced from the object to be observed on the specimen 40 then proceeds to the light collecting device 30. Reflected / fluorescent light rays propagated to the light converging device 30 become parallel waves in the light propagating device 30. Reflected / fluorescent light beams passing through the light collecting device 30 go back to the light beam splitter 10 '. Of the reflection / fluorescence beams incident on the beam splitter 10 ', the beams incident on the center portion do not pass through the beam splitter 10' and proceed to the lighting device 20, and the beams incident on the periphery are not used. Reflected by the separation device 10 ', the detection device 50 proceeds to observe the image of the object to be observed on the specimen 40.

이러한 경우, 시편(40)을 조명하는 광선은 제 1 실시예에서 광선 분리기(10)에서 반사된 광선과 같다. 즉 집광 장치(30)로 입사하는 광선의 구경이 rb에서 rb2로 작아진 효과가 있으므로 시편(40)에서 초점면에 맺힌 광선의 크기는 증가하게 된다. 그러나, 시편(40)에서 반사/형광된 빛은 광선 분리 장치(10′)의 주변부만 통과하여 검출 장치로 진행하므로, 결국 검출 장치에서 얻는 영상의 분해능은 향상된다.In this case, the light beam illuminating the specimen 40 is the same as the light beam reflected by the beam splitter 10 in the first embodiment. That is, since the diameter of the light beam incident on the light collecting device 30 is reduced from r b to r b2 , the size of the light beam formed on the focal plane in the specimen 40 increases. However, since the light reflected / fluoresced by the specimen 40 passes through only the periphery of the beam splitter 10 'and proceeds to the detector, the resolution of the image obtained by the detector is improved.

한편, 도 11에서와는 다르게 광선 분리 장치(10′)에서 반사된 빛을 사용하여 시편(40)을 조명하는 것도 가능하다. 이러한 경우, 조명 장치(20)에서 방출된 광선 중 광선 분리 장치(10′)의 주변부에서 반사된 광선이 집광 장치(30)를 통과 하여 시편(40)을 조명하고, 시편(40)에서 반사/형광된 광선은 집광 장치(30)를 통과하여 광선 분리 장치(10′)의 중심부를 투과하여 검출 장치로 진행한다.On the other hand, unlike in Figure 11 it is also possible to illuminate the specimen 40 using the light reflected from the light beam splitter (10 '). In this case, the light rays reflected from the periphery of the light splitter 10 ′ of the light rays emitted from the lighting device 20 pass through the light collecting device 30 to illuminate the specimen 40, and reflect / reflect from the specimen 40. The fluorescence light beam passes through the light collecting device 30 and passes through the center portion of the light beam separating device 10 'to the detection device.

이러한 경우, 시편(40)을 조명하는 광선은 제 1 실시예에서 광선 분리 장치(10)를 투과한 광선과 같다. 즉 중심부가 제거된 환형의 광선만이 광선 분리 장치(10′)를 통과하여 시편(40)을 조명하게 된다. 제 1 실시예에서 전술된 바와 같이, 이러한 경우에 아포다이제이션 효과에 의하여 시편(40)에 맺히는 상의 점 퍼짐 함수는 도 8에서 도시된 바와 같다. 그러므로 시편(40)을 조명하는 광선의 분해능은 향상되는 것을 볼 수 있다.In this case, the light beam illuminating the specimen 40 is the same as the light beam passing through the beam splitting apparatus 10 in the first embodiment. That is, only the annular light beam from which the center is removed passes through the light beam splitter 10 'to illuminate the specimen 40. As described above in the first embodiment, in this case, the point spread function of the phase formed on the specimen 40 by the apodization effect is as shown in FIG. 8. Therefore, the resolution of the light beam illuminating the specimen 40 can be seen to be improved.

전술한 광선 분리 방법 및 광학 장치의 예에서는 광선 분리 거울 또는 장치로의 입사 광선이 원형이고, 광선 분리 거울 또는 장치에서의 반사 광선은 광선 분리 장치로의 입사 광선에 대하여 수직으로 반사되는 경우에 대하여 기술하였다. 그러나, 광선 분리 거울 또는 장치로의 입사 광선이 사각형, 타원 등의 다른 형태로 광선 분리 거울 또는 장치로 입사하는 것도 가능하며, 또한 투과 광선 또는 반사 광선이 사각형, 타원 등의 다른 형태로 광선 분리 장치를 통과하는 것도 가능하다. 그리고, 광선 분리 거울이 입사 광선에 대하여 45°가 아닌 소정의 각도로 기울어져, 광선 분리 거울 또는 장치로부터의 반사 광선이 입사 광선에 대하여 수직이 아닌 다른 각도로 방출되는 것도 가능하다. 거울의 형태와 기울기는 본 발명에 의한 광선 분리 방법을 사용하는 광학 장치의 설계 변수에 따라 조정될 것이다.In the above-described example of the beam splitting method and the optical device, the incident beam to the beam splitting mirror or the device is circular, and the reflected beam at the beam splitting mirror or the device is reflected perpendicularly to the incident beam to the beam splitting device. Described. However, it is also possible for the incident light beam to the beam splitting mirror or device to be incident on the beam splitting mirror or device in other forms, such as a square or an ellipse, and also the beam splitting device in the form of transmitted beams or reflected beams to another shape such as a square or an ellipse. It is also possible to pass through. It is also possible for the beam splitting mirror to be inclined at a predetermined angle rather than 45 ° with respect to the incident beam so that the reflected beam from the beam splitting mirror or device is emitted at an angle other than perpendicular to the incident beam. The shape and tilt of the mirror will be adjusted according to the design parameters of the optical device using the light beam separation method according to the present invention.

이러한 광선 분리 방법 및 광학 장치는 기존의 광선 분리 방법 및 장치에 비 하면, 거울의 반사 특성을 이용하기 때문에 파장에 독립적으로 넓은 파장대에서 사용 가능하고, 구조가 간이하여 낮은 단가에서 사용 가능하며 광학 장치를 소형화시킬 수 있으며, 아포다이제이션 효과에 의하여 광학 장치의 분해능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.Compared to the conventional beam separation method and device, the beam separation method and the optical device use the reflection characteristics of the mirror, and thus can be used in a wide wavelength range independently of the wavelength. It can be miniaturized, there is an advantage that can improve the resolution of the optical device by the apodization effect.

이러한 본 발명에 의한 광선 분리 방법 및 광학 장치는 일반 반사 또는 형광 현미경, 공초점 현미경, 픽업 시스템에서 주로 사용 가능하다. 또한 본 발명에 의한 광선 분리 방법 및 광학 장치는 렌즈로 입사한 광선을 접안부와 촬상부로의 경로로 나누는 카메라, 다른 경로로 입사한 복수의 광선의 간섭 효과를 이용하는 간섭계 등에서도 사용 가능할 것이다.The light beam separation method and optical device according to the present invention can be mainly used in a general reflection or fluorescence microscope, a confocal microscope, and a pickup system. In addition, the light beam separation method and the optical device according to the present invention may be used in a camera for dividing light rays incident on a lens into paths to the eyepiece and an image pickup unit, an interferometer using an interference effect of a plurality of light rays incident on different paths, and the like.

본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 당업자에게 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Various modifications and variations are possible to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will cover such modifications and variations as fall within the spirit of the invention.

Claims (18)

빛을 반사시키는 반사부 및 빛을 투과시키는 투과부로 구성된 평면 거울을 입사 광선에 대하여 소정의 각도로 기울여서 사용하여, 상기 평면 거울의 상기 입사 광선 중 상기 반사부로 입사한 광선은 반사되고 상기 투과부로 입사한 광선은 투과되어, 한 개의 입사 광선을 두 개의 광선으로 분리하는 것을 특징으로 하는 거울을 이용한 광선 분리 방법.Using a planar mirror composed of a reflecting unit for reflecting light and a transmitting unit for transmitting light, the light is incident on the reflecting unit among the incident light beams of the planar mirror, and is incident on the transmissive unit. 1. A beam separation method using a mirror according to claim 1, wherein one light beam is transmitted to separate one incident light beam into two light beams. 제 1 항에 있어서, 상기 반사부는 상기 평면 거울의 중심부이고 상기 투과부는 상기 평면 거울의 주변부인 것을 특징으로 하는 거울을 이용한 광선 분리 방법.The method of claim 1, wherein the reflector is a central portion of the planar mirror and the transmission part is a periphery of the planar mirror. 제 2 항에 있어서, 상기 평면 거울이 상기 입사 광선에 대하여 상기 소정의 각도 θ로 기울어졌을 때, 상기 평면 거울 및 상기 반사부는 단축의 길이에 대한 장축의 길이의 비가 1 / cosθ인 타원이며, 상기 입사 광선의 경로에 수직인 면에 투영하였을 때 상기 평면 거울 및 상기 반사부는 원으로 투영되는 것을 특징으로 하는 거울을 이용한 광선 분리 방법.3. The plane mirror and the reflector are ellipses having a ratio of the length of the major axis to the length of the minor axis when the plane mirror is inclined at the predetermined angle θ with respect to the incident light beam. And the planar mirror and the reflector are projected in a circle when projected onto a plane perpendicular to the path of incident light. 제 1 항에 있어서, 상기 반사부는 상기 평면 거울의 주변부이고 상기 투과부는 상기 평면 거울의 중심부인 것을 특징으로 하는 거울을 이용한 광선 분리 방법.The method of claim 1, wherein the reflector is a periphery of the planar mirror and the transmission part is a central part of the planar mirror. 제 4 항에 있어서, 상기 평면 거울이 상기 입사 광선에 대하여 상기 소정의 각도 θ로 기울어졌을 때, 상기 평면 거울 및 상기 투과부는 단축의 길이에 대한 장축의 길이의 비가 1 / cosθ인 타원이며, 상기 입사 광선의 경로에 수직인 면에 투영하였을 때 상기 평면 거울 및 상기 투과부는 원으로 투영되는 것을 특징으로 하는 거울을 이용한 광선 분리 방법.The ellipse of claim 4, wherein when the plane mirror is inclined at the predetermined angle θ with respect to the incident ray, the plane mirror and the transmission portion are ellipses having a ratio of the length of the major axis to the length of the minor axis being 1 / cos. And the planar mirror and the transmission part are projected in a circle when projected onto a plane perpendicular to the path of the incident light beam. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 소정의 각도는 45°이고, 상기 단축의 길이에 대한 장축의 길이의 비는
Figure 112005050786342-PAT00013
인 것을 특징으로 하는 거울을 이용한 광선 분리 방법.
The said predetermined angle is 45 degrees, and the ratio of the length of the long axis with respect to the length of the said short axis is
Figure 112005050786342-PAT00013
Ray separation method using a mirror, characterized in that.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사부는 반사 코팅 박막이 코팅된 유리이고 상기 투과부는 반사 코팅 박막이 코팅되지 않은 유리인 것을 특징으로 하는 거울을 이용한 광선 분리 방법.The method of claim 1, wherein the reflecting part is glass coated with a reflective coating thin film and the transmitting part is glass which is not coated with a reflecting coating thin film. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사부는 반사 코팅 박막이 코팅된 유리이고 상기 투과부는 빈 공간인 것을 특징으로 하는 거울을 이용한 광선 분리 방법.The method of claim 1, wherein the reflecting part is glass coated with a reflective coating thin film and the transmitting part is an empty space. 광원을 포함하는 조명 장치;An illumination device including a light source; 광선을 반사시키기 위한 반사부와 광선을 투과시키기 위한 투과부로 구성되어 있는 평면 거울을 포함하며, 상기 평면 거울은 상기 조명 장치에서 방출되는 조명 광선에 대하여 소정의 각도로 기울어진 것을 특징으로 하는 광선 분리 장치;And a planar mirror comprising a reflector for reflecting light rays and a transmitter for transmitting light rays, wherein the planar mirror is inclined at a predetermined angle with respect to the light beam emitted from the lighting device. Device; 볼록렌즈 또는 오목 거울을 포함하는 집광 장치;A light collecting device including a convex lens or a concave mirror; 관측 대상을 고정하기 위한 시편; 및 Specimens for fixing the object to be observed; And 관측 대상으로부터의 광선을 검출하기 위한 검출 장치;를 포함하며,A detection device for detecting light rays from the observation target; 상기 조명 장치에서부터의 상기 조명 광선은 상기 광선 분리 장치에서 두 개 광선으로 분리되고, 상기 조명 광선으로부터 분리된 두 개 광선 중 하나는 상기 집광 장치로 진행하며 상기 집광 장치에 의하여 상기 시편에 초점이 맺히면서 상기 시편을 조명하고, 상기 시편에서부터의 반사 또는 형광 광선은 상기 집광 장치를 통과하여 상기 광선 분리 장치에서 두 개 광선으로 분리되고, 상기 반사 또는 형광 광선으로부터 분리된 두 개 광선 중 하나는 상기 검출 장치로 진행하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.The illumination beam from the illumination device is split into two beams in the beam splitter, one of the two beams separated from the illumination beam travels to the condenser and focuses on the specimen by the condenser. While illuminating the specimen, the reflected or fluorescent light beam from the specimen passes through the light concentrator and is split into two beams in the beam splitter, and one of the two beams separated from the reflected or fluorescent beam is detected. Optical device, characterized in that proceeds to the device. 제 9 항에 있어서, 상기 반사부는 상기 평면 거울의 중심부이고 상기 투과부는 상기 평면 거울의 주변부인 것을 특징으로 하는 광학 장치.10. The optical device of claim 9, wherein the reflecting portion is a central portion of the planar mirror and the transmissive portion is a periphery of the planar mirror. 제 10 항에 있어서, 상기 평면 거울이 상기 입사 광선에 대하여 상기 소정의 각도 θ로 기울어졌을 때, 상기 평면 거울 및 상기 반사부는 단축의 길이에 대한 장축의 길이의 비가 1 / cosθ인 타원이며, 상기 입사 광선의 경로에 수직인 면에 투영하였을 때 상기 평면 거울 및 상기 반사부는 원으로 투영되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.11. The method of claim 10, wherein when the plane mirror is inclined at the predetermined angle θ with respect to the incident light, the plane mirror and the reflector are ellipses having a ratio of the length of the major axis to the length of the minor axis being 1 / cos. And the planar mirror and the reflecting portion are projected in a circle when projected onto a plane perpendicular to the path of incident light. 제 9 항에 있어서, 상기 반사부는 상기 평면 거울의 주변부이고 상기 투과부는 상기 평면 거울의 중심부인 것을 특징으로 하는 광학 장치.10. The optical device of claim 9, wherein the reflecting portion is a periphery of the planar mirror and the transmissive portion is a central portion of the planar mirror. 제 12 항에 있어서, 상기 평면 거울이 상기 입사 광선에 대하여 상기 소정의 각도 θ로 기울어졌을 때, 상기 평면 거울 및 상기 투과부는 단축의 길이에 대한 장축의 길이의 비가 1 / cosθ인 타원이며, 상기 입사 광선의 경로에 수직인 면에 투영하였을 때 상기 평면 거울 및 상기 반사부는 원으로 투영되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.The planar mirror and the transmission portion are ellipses according to claim 12, wherein when the plane mirror is inclined at the predetermined angle θ with respect to the incident light beam, the plane mirror and the transmission portion have an ratio of the length of the major axis to the length of the minor axis is 1 / cos. And the planar mirror and the reflecting portion are projected in a circle when projected onto a plane perpendicular to the path of incident light. 제 11 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 소정의 각도는 45°이고, 상기 단축의 길이에 대한 장축의 길이의 비는
Figure 112005050786342-PAT00014
인 것을 특징으로 하는 광학 장치.
The method of claim 11 or 13, wherein the predetermined angle is 45 degrees, and the ratio of the length of the long axis to the length of the short axis is
Figure 112005050786342-PAT00014
It is an optical device characterized by the above-mentioned.
제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 장치는 상기 광선 분리 장치, 상기 집광 장치 및 상기 시편과 일직선 위에 위치하고, 상기 검출 장치는 상기 시편으로부터의 상기 반사 또는 형광 광선 중 상기 광선 분리 장치에 반사된 광선의 경로에 위치하여, 상기 조명 장치로부터의 광선은 상기 광선 분리 장치의 상기 투과부를 투과한 뒤 상기 집광 장치를 통과하여 상기 시편으로 진행하며, 상기 시편으로부터 반사 또는 형광 광선은 상기 집광 장치를 통과한 뒤 상기 광선 분리 장치의 상기 반사부에 반사하여 상기 검출 장치로 진행하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.14. The light emitting device according to any one of claims 9 to 13, wherein the illumination device is positioned in line with the light beam separation device, the light collecting device, and the specimen, and the detection device is the light beam of the reflected or fluorescent light beam from the specimen. Located in the path of the light beam reflected by the separation device, the light beam from the lighting device passes through the transmission portion of the light beam separation device and then passes through the light collecting device to the specimen, and the reflected or fluorescent light beam from the specimen And after passing through the light converging device, reflects to the reflecting unit of the light beam splitter and proceeds to the detection device. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 장치는 상기 광선 분리 장치, 상기 집광 장치 및 상기 시편과 일직선 위에 위치하고, 상기 조명 장치는 상기 조명 장치로부터의 상기 조명 광선 중 상기 광선 분리 장치에 반사된 광선이 상기 시편으로 향하도록 위치하여, 상기 조명 장치로부터의 광선은 상기 광선 분리 장치의 상기 반사부에 반사한 뒤 상기 집광 장치를 통과하여 상기 시편으로 진행하며, 상기 시편으로부터 반사 또는 형광 광선은 상기 집광 장치를 통과한 뒤 상기 광선 분리 장치의 상기 투과부를 투과하여 상기 검출 장치로 진행하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.14. The light emitting device according to any one of claims 9 to 13, wherein the detection device is positioned in line with the light beam separating device, the light collecting device, and the specimen, and the lighting device separates the light beam among the light beams from the light device. The light beam reflected from the device is directed toward the specimen, the light beam from the illumination device reflects on the reflecting portion of the beam splitting device and then passes through the light collecting device to the specimen and reflects from the specimen or And a fluorescent light beam passes through the light concentrating device and then passes through the transmission part of the light beam splitting device to proceed to the detection device. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사부는 반사 코팅 박막이 코팅된 유리이고 상기 투과부는 반사 코팅 박막이 코팅되지 않은 유리인 것을 특징으로 하는 광학 장치.The optical device according to any one of claims 9 to 13, wherein the reflecting portion is glass coated with a reflective coating thin film and the transmitting portion is glass uncoated with a reflective coating thin film. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사부는 반사 코팅 박막이 코팅된 유리이고 상기 투과부는 빈 공간인 것을 특징으로 하는 광학 장치.The optical device according to any one of claims 9 to 13, wherein the reflecting portion is glass coated with a reflective coating thin film and the transmitting portion is an empty space.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS593411A (en) 1982-06-29 1984-01-10 Takashi Mori Optical branching mechanism
JPS6321602A (en) 1986-07-16 1988-01-29 Mitsubishi Electric Corp Beam splitter
JPS6325618A (en) 1986-07-18 1988-02-03 Mitsubishi Electric Corp Beam splitter device
JPH08327810A (en) * 1995-05-30 1996-12-13 Jiyuu Denshi Laser Kenkyusho:Kk Optical mirror and laser beam splitting device using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180078424A (en) * 2016-12-29 2018-07-10 극동대학교 산학협력단 Optical device for virtual image projection display

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