KR20100090281A - 반사 특성을 가진 물체의 밀리미터 또는 밀리미터 이하의 상세 구조를 관측하기 위한 광학 장치 - Google Patents

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Abstract

노출 영역에 배치되어 반사에 의해 적어도 부분적으로 반사하는 특성을 나타내는 물체(2)의 상세 구조를 관측하기 위한 장치는 특성들 중 적어도 어느 하나가 한 영역에서 다음 영역까지 다른 곳에서 방사의 스트림을 발산하는 적어도 두 개의 전혀 다른 영역(26, 27)들을 보유하는 방사면(6)을 가진 적어도 하나의 방사선 소스; 노출 영역에 대해 방사선 경로에서 방사선 소스와 일직선으로 배치된 광 프로젝션 시스템; 광 프로젝션 시스템의 입구 어퍼쳐(14)와 방사선 소스의 방사면(6)을 광학적으로 연결하도록 설계된 노광 시스템(18); 및 노출 영역에서 물체와 광학적으로 연결되고, 수신된 방사선이 물체(2) 위의 굴절에 의존하는 투영면(10)을 포함한다.

Description

반사 특성을 가진 물체의 밀리미터 또는 밀리미터 이하의 상세 구조를 관측하기 위한 광학 장치{An Optical Device for Observing Millimetric or Submillimetric Structural Details of an Object with Specular Behaviour}
본 발명은 특정 크기에서 확산 또는 산란(scattering) 뿐만 아니라 적어도 부분적으로 반사하는 광학적인 특성을 갖는 물체를 일반적인 감각으로 관측하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명은 밀리미터 또는 밀리미터 이하의 분해능에서 관측 시스템에 의해 수신된 광선(light ray)의 시야각이 큰 곳을 의미하는 특히, 시야가 넓은 물체의 표면 상태를 관측하고 계측하기 위해 설계된 장치에 관한 것이다.
본 발명은 표면의 평면 또는 곡선 특성과 금속, 플라스틱, 유리, 셸락 니스 등으로 만들어진 반사 물질의 관측 분야에 유용하다.
그러므로, 본 발명은 물체의 결함을 검출하고, 표면의 특성을 나타내며, 표면 상태(거침)를 기술하고, 표면 제도를 수행하며, 물체에 저장된 정보를 판독하고, 재료 등의 구조에서 데이터를 추출하기 위한 표면 검사에서 사용될 수 있다.
종래 기술에서, 다른 분해능들이 반사 특성을 나타내는 표면을 관측하기 위해 제안되었다.
예를 들면, 표면 결함을 검출하기 위해 프랑스 특허출원번호 제2285990호(FR 2285990)는 반사에 의해 비교적 뚜렷한 음영(줄무늬) 영역들을 생성하고, 검사되는 표면 위에 이러한 줄무늬들을 이동시키기 위해 물체의 표면을 밝게 하는 것을 제시하고 있다.
또한, 특허는 획득된 이미지에서 어두운 영역에서의 밝은 패턴 또는 밝은 영역에서의 어두운 패턴을 검출하고, 이들로부터 결함의 존재를 도출하기 위해 어둡거나 또는 밝은 영역의 이미지들을 획득하는 게 제안되었다.
이와 마찬가지로, 프랑스 특허출원번호 제2817042호(FR 2817042)에는 곡선 유리창과 같은 형태의 기판의 반사 표면을 검사하기 위한 장치가 제시되었다. 상기 문서는 기판 표면 위에 결함의 존재를 결정하는 패턴이 적어도 한 방향으로 형성된 테스트 카드의 순간적인 형상을 취하도록 이루어진 방법이 도시되어 있다.
상기 기술은 줄무늬를 토대로 한 코딩 이미지의 변형 측정에 의한 반사 물질의 관측에서 시작하고, 코딩 이미지에서의 줄무늬 품질과 양에 의해 제한된 공간 분해능을 가진다. 또한, 상기 기술은 종종 판독 에러가 되는 음영 영역 또는 양각(relief)에 대한 불확실성을 제거하는 중요한 디지털 프로세싱을 요구하고 있다.
다른 기술들은 입체 또는 편광 기술들과 같은 여러 가지 센서들 및/또는 여러 가지 연속 습득물의 사용으로 다수의 습득물들을 증가시킨다. 더욱이, 위상차 현미경(phase contrast) 이미징 또는 스트리오스코피(strioscopy)와 같은 다른 기술들은 그들의 감도 또는 그들 구성의 위상에서의 임의의 기술적 한계로 인해 임의의 산업 분야에서 실행하기 어렵거나 또는 심지어 불가능하다.
종래 기술에서, 또한 우리는 예를 들면, 미국 공개특허번호 제2003/026475호(US 2003/026475)와 미국 공개특허번호 제2002/001029호(US 2002/001029)를 통해 광의 확산 반사와 그 반사로 인한 음영 영역들(줄무늬)의 생성으로 물체를 관측하는 광학장치를 잘 알고 있다. 그러나, 재구성된 이미지를 나타내기 위해 이러한 장치들은 중요하고 복잡한 디지털 프로세싱을 요구하고 있다.
- 프랑스 특허출원번호 제2285990호 - 프랑스 특허출원번호 제2817042호 - 미국 특허공개번호 제2003/026475호 - 미국 특허공개번호 제2002/001029호
따라서, 본 발명의 논제는 실행하기에 용이하고, 고분해능을 제공하며, 광시야각 이용(wide field application)에서의 기능을 수행할 수 있고, 반사에 의해 반사 특성을 가진 물체의 밀리미터 또는 밀리미터 이하의 상세 구조의 관측을 위한 새로운 장치를 제안하여 상술한 결점을 개선하는 것을 목표로 하고 있다.
본 발명의 다른 논제는 모든 디지털 프로세싱을 제한 또는 제어하는 장점을 제공하고, 산업 환경에 적합한 견고함과 소형화를 나타내며, 특히 고속에서 관측하기 위한 표준 광학 구성요소로 설계된 새로운 관측 장치를 제안하는 것을 목표로 하고 있다.
이러한, 목적을 얻기 위해 반사에 의해 적어도 부분적으로 반사하는 특성을 나타내고 노출된 영역에 배치된 특성을 나타내는 물체의 밀리리터 또는 밀리미터 이하의 상세 구조의 관측을 위한 장치는
- 방사의 스트림을 방사하는 적어도 두 개의 전혀 다른 영역을 가지고, 특성들 중 적어도 하나는 한 영역에서 다른 영역까지 다른 실제 또는 가상의 방사면을 가진 적어도 하나의 방사선 소스(radiation source);
- 입구 어퍼쳐(entry aperture)를 포함하는 방사 경로에 노출 영역에 대한 방사선 소스를 가진 라인에 배치되고, 광 프로젝션 시스템;
- 방사선 소스와 노출 영역 사이에 배치되고, 광 프로젝션 시스템의 입구 어퍼쳐와 방사선 소스를 광학적으로 연결하도록 설계된 노광 시스템; 및
- 광 프로젝션 시스템에 대한 노출 영역을 가진 라인에 배치되고, 노출 영역에서 물체와 광학적으로 연결되며, 물체에서 굴절되는 방사선을 수신하는 프로젝션 표면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
발명의 논제의 응용에 따르면, 상기 장치는 프로젝션 표면의 도움으로 물체에 의한 광 굴절 값에 대응하는 값을 측정하기 위해 사용된 국부적인 검출수단을 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 방사면은 작은 면적이고, 점광원(point source)에 가까우며, 그의 조리개를 가진 광학 프로젝션 시스템은 광선을 차단하는 구성요소이고, 물체와 프로젝션 면 사이에 배치된다.
상기 프로젝션 면은 방사선 소스의 방사선 형태에 민감하도록 설계되고, 전자 또는 광 프로세싱 시스템과 결합 된다.
일 실시 예에 따르면, 상기 방사선 소스는 가시광 및/또는 자외선 및/또는 적외선 광선을 방사한다.
다른 실시 예에 따르면, 상기 방사선 소스는 음파(sound wave), 입자 또는 전자기파를 방사한다.
하나의 유용한 수행 특성에 따르면, 방사면은 분리선 또는 완만한 전이 지역에 의해 형성된 전이 지역에 의해 분리된 다른 세기 및/또는 컬러 및/또는 편광을 나타내는 적어도 두 개의 영역들을 가진 이미지를 구비한다.
예시된 바와 같이, 방사면은 어두운 영역과 밝은 영역을 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 방사선 소스의 방사면은 방사선 소스에 대한 벌집 또는 홀로그램과 같은 특정 물질의 사용으로 인해 가상 면에 배치된다.
다른 실시 예에 따르면, 방사선 소스의 방사면은 무한대에 배치되고, 노광 시스템은 광 프로젝션 시스템의 입구 어퍼쳐와 함께 무한대에 연결된다.
다른 특성에 따르면, 상기 노광 시스템은 여분의 광학 구성요소들의 추가 없이 광 프로젝션 시스템의 입구 어퍼쳐와 함께 물체 및/또는 방사면을 배치 및/또는 조절하는 구성이다.
하나의 수행 예시에 따르면, 상기 장치는 특히, 방사면과 반반사판(semi-reflecting plate)이 통합되고, 상기 노광 시스템이 프레스널 형태의 실린더 렌즈를 포함하는 상자 내부를 포함한다.
유용하게, 상기 장치는 광 축 위에서 방사면 및/또는 렌즈, 및/또는 반 반사면 또는 시트에 의해 표시된 각의 위치를 조절하기 위한 수단을 포함한다.
하나의 바람직한 응용 예시에 따르면, 상기 장치는 예시용 물체의 특징에 대응하는 물체의 구조적 특징들을 추출하기 위해 한 세트의 굴절 값을 수신하기 위한 수단을 포함한다.
유용하게, 물체의 특징을 추출하기 위한 굴절 값을 수신하는 수단은 안전한 물체 추적 시스템에 연결된다.
본 발명은 향상된 반사 특성을 가진 물체의 밀리미터 또는 밀리미터 이하의 상세 구조를 관측하기 위한 광학 장치를 제공할 수 있다.
다양한 다른 특징들은 한정하지 않은 예로서 본 발명의 논제 수행의 다른 형태를 나타내고 있는 첨부 도면들을 참조하여 아래에 제공된 설명으로부터 알 수 있을 것이다.
도 1과 도 1A는 각각 굴절의 유무에 따른 전송에서 관측 장치의 원리를 나타내는 도면이다.
도 2와 도 3은 각각 반사와 전송에서 물체의 굴절 없이 확산하고 반사하는 특징을 나타내는 다이어그램이다.
도 4와 도 5는 각각 반사와 전송에서 물체의 굴절과 함께 확산하고 반사하는 특성을 나타내는 다이어그램이다.
도 6은 본 발명에 따른 관측 장치에 의해 채용된 전달 함수의 이행성을 나타내는 도면이다.
도 7A 내지 도 7E는 방사선 소스의 수행의 다양한 변형을 나타내는 도면이다.
도 8A 내지 도 8D는 방사면이 가상인 방사선 소스 수행의 다양한 변형을 나타내는 도면이다.
도 9는 반사에서 발명에 따른 관측 장치의 개략적인 다이어그램이다.
도 10은 본 발명에 따른 관측 장치의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 텔레센트릭 렌즈를 이용한 관측 장치의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 곡면에 대한 본 발명에 따른 관측 장치의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 미러에서 결함 관측을 위한 본 발명에 따른 장치의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 노광 시스템이 어떠한 렌즈도 구비하지 않고, 벌집 모양의 소스와 결합 된 텔레센트릭 렌즈를 이용하는 관측 장치의 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 15A 내지 도 15F는 본 발명에 따른 관측 장치로 얻어진 다른 물체들의 이미지이다.
도 1은 적어도 부분적으로 반사하는 특성을 나타내는 물체(2)의 밀리미터 또는 밀리미터 이하의 상세 구조를 관측하도록 설계되고, 노출 지역(3)에 배치된 장치(1)를 나타내고 있다. 용어 "물체(object)"는 공간과 시간 영역에 배치된 임의의 물질적인 또는 물리적인 또는 정보 현상에 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. "물체"에 대해서는, 판(plate) 또는 시트 또는 층류(liminar flow)와 시간 내의 선회(evolution) 또는 매체에 포함된 정보와 같은 것으로 물체 표면을 이해할 수 있다. 본 발명의 논제는 표면 반사로 플라스틱 카드, 유리병, 스크린 인쇄, 에칭 또는 패드 인쇄, 스마트 카드 위의 자기띠(magnetic strip)의 표면 상태를 관측하기 위한 장치(1)의 수행에 관한 것이다.
일반적으로 광축 x를 구비하는 관측 장치(1)는 일반적인 감각의 광 환경(optical environment)으로 물체(2)를 관측하기 위해 사용된 방사선 소스(5)를 포함한다. 상기 방사선 소스(5)는 가시광 및/또는 자외선 및/또는 적외선 파장뿐만 아니라 모든 라디오미터(radiometric)(전자기) 방사선 파장, 모든 압력파(가청음(sound), 초저주파 불가청음(infrasound)(가청 주파수 이하(sub-audio)), 초음파 등) 등에서 전자기 방사선의 스트림 또는 입자 스트림(이온, 전자, 분자 등)을 제공할 수 있다. 용어 "광 환경"은 이런 방사선이 간섭 또는 비간섭 중 어느 것이라도 포커싱의 가능성이 존재하고, 전자기 파(방사선 측정 및 광 렌즈들/미러들, 자기 렌즈들 등), 압력파(음향 및 음향 렌즈들/미러들 등), 입자 스트림들(전자기 특성, 질량 특성 등을 갖는)을 포함하는 모든 영역을 의미하는 넓은 감각으로 설명된다.
이는 광선 또는 빔이 물체를 때릴 때 상기되고, 그것은 전달 함수에 따라 다양한 방향에서 나타나고, 세기가 출연 방향에 따라 변하는 다중 광선으로 나누어진다. 각각 반사되고 전달된 부분에서, 이러한 전달 함수는 두 함수들, 다시 말해 반사부의 전달 함수와 반사 또는 전달의 확산 또는 산란부의 전달 함수의 합으로 고려될 수 있다.
도 2는 반사 시 물체의 확산 및 반사 특성을 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 입사광(a)은 물체의 국소 평면(b)과 함께 입사각(c)을 형성한다. 반사광(d)의 주비상 모드(principal emergence mode)는 입사 점에서의 상태에 따라 입사광의 입사각(c)과 동일한 반사의 주비상 각(e)을 형성한다. 이러한 다이어그램은 입사각(c)에 대한 반사 확산부의 각 전달 함수(f), 입사각(c)에 대한 반사 반사부의 각 전달 함수(i), 및 입사각(c)에 대한 반사의 각 전달 함수(k)를 나타낸다.
반사 시 확산하고 반사하는 특성은 전달 시 확산하고 반사하는 특성과 교환될 수 있다. 전달 함수는 기본적으로 방향이 변하지 않고, 물체의 표면이 위치상 평행하며, 물체가 위치상 균일하다면 여러 방향에서 확산된 부분과 주비상 모드로 분해된다. 도 3은 위치상 균일하고 위치상 평행한 면을 구비하는 반투명 물체 대한 전송 시 확산하고 반사하는 특성을 나타내는 도면이다. 입사광(a)은 입사각(c)을 형성한다. 전송파(d)의 주비상 모드는 입사광의 입사각(c)과 동일한 전송의 주비상각(c)을 형성한다. 이러한 도 3은 입사각(c)에 대한 전송 확산부의 각 전달 함수(f), 입사각(c)에 대한 전송 반사부의 각 전달 함수(i) 및 입사각에 대한 전송의 각 전달 함수(k)를 나타내고 있다.
또한, 이는 나머지 설명을 위해 반사 또는 전송 시 광의 굴절을 결정할 필요가 있다. 광 입사 점에서 물체가 평탄 결함 또는 불균일성을 나타낼 때, 그의 주비상 모드는 그의 부재로 예상된 특성에 대해 굴절될 수 있다. 유도된 굴절로 명명된 이러한 편차는 관측자에게 광선이 다른 방향에서 오는 듯한 느낌을 준다. 도 4는 반사 시 입사광(a)의 굴절을 나타내는 다이어그램이다. 상기 입사광(a)은 물체의 입사 점에서의 상태에 따라 평탄 결함 또는 불균일성을 갖는 입사각(c)을 나타낸다. 평탄 결함을 갖는 상기 주반사 비상 모드(d1)는 그의 부재로 인해 예상되는 특성에 대해 굴절각(1)으로 굴절된다. 반사 시 상기 굴절은 특히 평탄 결함에서 오나 예로 표면 위의 광조(striation) 네트워크의 존재와 같은 굴절에 대한 다른 원인이 존재한다.
도 5는 전송 시 물체 평면에서의 상태에 따른 입사각(c)을 나타내는 입사광의 굴절 다이어그램을 나타내는 도면이다. 전송 시 굴절의 경우, 거기에는 물체 내에 결함을 갖지 않는 것으로 예상되는 주 전송 모드(d)에 따른 굴절각(1)을 나타내는 주 전송 모드(d1)가 나타난다. 전송 시 이러한 굴절들은 변경 가능한 두께(물체의 표면과 평행하지 않는) 또는 예로 광 굴절률에서의 불균일성들과 같은 물체 구조의 특성들에서 나타난다.
도 1이 전송 시 굴절이 없는 관측 장치(1)의 원리는 나타낸다는 것을 알 수 있다. 상기 관측 장치(1)는 소스에서 방사선을 확산하는 방사면(6)을 갖는 방사선 소스(5)를 포함한다. 특정 광학 장치의 사용으로 인해, 방사면(6)은 실제 또는 가상면일 수 있다. 이러한 방사선 소스(5)는 상기 방사면(6)이 특성들 중 적어도 하나가 하나의 영역에서 다음 영역까지 다른 방사의 흐름을 방출하는 적어도 두 개의 다른 영역들(8, 9)을 구비하도록 설계된다. 그 밖의 설명에서 상세히 설명된 것과 같이, 상기 방사면(6)은 다른 특성들, 세기, 편광 또는 컬러(예를 들면, L×a×b 컬러 모델을 이용하여)로 나타나는 영역들을 포함한다. 그러므로, 방사면(6)이 원하는 관측 유형에 맞는 형태를 나타내고 있다는 것을 이해할 수 있다.
또한, 상기 장치(1)는 장치에 의해 관측된 물체(2)의 이미지가 형성된 표면을 구성하는 투영면(projection surface)(10)을 포함한다. 이러한 투영면(10)은 예를 들면, 관측자 눈의 망막, 스크린, 또는 획득 및 프로세싱 유닛에 연결된 방사 센서(예를 들면, 카메라)에 해당한다. 이러한 투영면(10)은 소스(5)로부터의 방사 특성과 대응되고, 어둡게 된 챔버(11) 내에 배치된다.
표면(10) 위의 이미지 투영은 노출 지역(3)에 대해 방사선 소스(5)와 일직선으로 방사 통로 내에 배치된 광 프로젝션 시스템(12)에 의해 수행된다. 이러한 광 프로젝션 시스템(12)은 입구 어퍼쳐(14)를 포함한다. 이러한 입구 어퍼쳐(14)는 광 프로젝션 시스템(12)의 일부를 형성하는 조리개(예를 들면, 카메라에 있는 렌즈의 조리개)의 존재로 설정된다. 전통적으로, 이러한 조리개는 광선이 그의 중앙을 통해 통과하는 형태를 갖는다. 이러한 조리개가 단지 물체(2)와 투영면(10) 사이에 존재하는 구성요소를 효과적으로 숨긴다는 것을 알 수 있다. 장치의 원리 표현에 대한 단순한 관심에 있어, 상기 광 프로젝션 시스템(12)은 어퍼쳐 조리개를 형성하는 그의 물리적인 치수로 인해 공간적으로 제한된 간단한 렌즈로 감소 된다. 이는 도 1, 8, 9, 12 및 도 13에서 사용한다. 상기 투영면(10)이 광 프로젝션 시스템(12)에 대해 노출 지역(3)과 일직선으로 배치된다는 것을 알 수 있다. 그런 투영면(10)은 노출 지역(3)에서 물체(2)와 광학적으로 연결된다.
또한, 상기 관측 장치(1)는 방사선 소스(5)와 노출 지역(3) 사이에 배치된 노광 시스템(18)을 포함한다. 이러한 노광 시스템(18)은 광 프로젝션 시스템(12)의 입구 어퍼쳐(14)와 방사선 소스의 방사면(6)을 광학적으로 연결하도록 설계된다. 예로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 노광 시스템(18)은 방사면(6)과 광 프로젝션 시스템(12)의 입구 어퍼쳐(14) 사이의 연결을 이루기 위해 렌즈로 선택된다. 이때, 이러한 연결은 광 축(x)에 대해 가로 축 또는 두 개의 가로 축들 위에 있다. 그러나, 잔여 설명(도 13)에서 설명된 바와 같이, 이는 방사면(6)과 입구 어퍼쳐(14) 사이의 배치 및/또는 구성요소들을 조절하여 연결을 생성하도록 배열될 수 있다.
상술 된 관측 장치(1)의 동작은 전적으로 이전 설명으로 된다. 이 점에 있어서, 방사선 소스의 특정 지점에 의해 방출된 광선에 의해 뒤따르는 광 경로 위에서의 추론이 아니라 원리는 투영면(10) 위에 점을 노출하는 모든 광 경로에 대해 기술된다. 관측 장치(1)의 동작 설명은 전도된 반송 광의 원리를 토대로 하고, 가우시안 근사치의 맥락으로 분류된다. 이에 더해, 상기 원리 표현은 이곳에 광 축에 대한 두 개의 축들 중 하나로 제한된다. 상기 원리는 일제히 자연적으로 두 개의 축들로 보편화 될 수 있다.
투영면(10)(다시 말해 도 1에서 A1과 A2) 위의 임의의 지점(Ai)에 대해, 그것은 항상 감지된 방사선 소스(5)의 방사면(6)의 동일 지역(7)이다. 방사선 소스(5)의 방사면(6)은 투영면(10)이 균일한 조명을 감지하도록 굴절 결핍을 나타내는 등방성 방법으로 확산한다.
도 1A는 출처가 도 5와 관련된 설명에서 상기되고, 굴절을 유도하는 불균등성을 나타내는 물체(2)의 예시를 나타내고 있다. 특정 굴절 각이 주어지면, 그때 관측된 물체(2)의 지점이 어떠든 간에 그것은 항상 투영면(10) 위의 지점(Ai)에 의해 감지된 방사면(6)의 동일 지역(7)이다. 그러나, 굴절 각과 함께 감지된 방사면 위의 이러한 지역(7)은 굴절 각의 부재(도 1)에서 감지된 방사면의 지역(7)과 다르다. 그러므로, 그것은 물체 위의 굴절 값과 방사면 위의 감지된 영역(7)의 배치 사이의 고유 관계에 있도록 나타난다.
이러한 고유 관계의 광에서, 그것은 감지된 지역(7)의 공간 배치에 따른 고유 방법으로 변화시키기 위해 방사면(6)에 의해 확산 된 방사 특성(예를 들면, 그의 세기, 컬러)을 유발하도록 배치된다. 그러므로 이행성(transitivity)에 의해 그곳에는 관측된 물체의 지점에 관계없이 물체 위의 굴절 값과 투영면(10)에 의해 감지된 방사 특성 값 사이에 고유 관계가 존재한다. 지점(Ai)에 의해 감지된 지역의 넓이는 지점(20)에 있는 물체 때문에 굴절에 대해 배율 순서 내에 해당하고, 입구 어퍼쳐(14)의 형태에 해당한다. 이러한 형태는 물체의 관측 지점에서 굴절에 따라 방사면(6) 위에서 고유의 방법으로 보완한다. 그 결과, 지점(Ai)에 의해 수신된 방사 스트림의 통합은 방사면(6) 위에 제공된 형태의 간략화에 해당한다. 그러므로, 기능들의 이행성은 도 6과 같이 표현될 수 있다.
도 6의 그래프 A는 광학 축(x)에 대해 두 개의 가로 축들 중 하나에 그 자신을 제한하는 상술한 원리를 나타내고 있고, 방사면(6) 위의 그 자신의 위치(P)에 따른 방사면(6) 위의 방사 특성(R) 값의 전개를 나타내고 있다. 이러한 방사 특성(R)은 하나의 성장 함수(f1)에 따라 도출된다.
도 6의 그래프 B는 방사면 위에서 감지된 지역(7)의 위치(P)에 따른 투영면(10) 위의 지점(Ai)에 의해 감지된 방사 특성(R1) 값의 전개를 나타내고 있다. 투영면(10) 위의 지점(Ai)에 의해 감지된 지역(7)의 통합 광에 있어서, 그곳은 감지된 방사 특성의 값이 감지된 지역의 위치에 따라 엄격하게 증가하는 연속 함수(f2)에 따라 도출되도록 감지된 모든 지역에 걸쳐 함수의 간략화를 따른다.
도 6의 그래프 C는 굴절 각(α)에 따른 감지된 지역의 위치(P)의 전개를 나타내고 있다. 이는 파라미터(예를 들면, 확산 된 형태)들을 조절하여 아핀(affine) 또는 선형 함수에 근접한 상태가 될 수 있는 엄격하게 증가하는 연속 함수(f3)이다.
그래프 B와 C의 합성 함수를 통해, 그래프 D에 도시된 바와 같이 우리는 굴절 각(α)에 따라 투영면 위의 지점(Ai)에 의해 감지된 방사 특성(R1) 값의 전개를 얻는다. 이러한 방사 특성(R1) 값은 엄격하게 증가하는 연속 함수(f4)에 따라 도출된다.
물론, 그래프 E에 도시된 바와 같이, 투영면 위의 지점에 의해 감지된 방사면 위의 방사 특성(R1) 값에 따른 굴절 각(α)의 전개에 상응하는 역함수(f5)(엄격하게 증가하는 연속 함수)를 얻는 게 가능하다.
상술한 설명으로부터 굴절 각(α)의 값과 투영면(10) 위의 지점(Ai)에 의해 감지된 지역(7)의 위치 사이에 직접적인 관계가 존재한다는 것을 알 수 있다. 각각 굴절 각(α)에 대응하는 각각의 감지된 지역(7)과 함께 고유의 스트림 강도를 결합시킴으로써 불명확함 없이 반사하는 물체 위에서의 변화를 관측하는 게 가능하다.
이런 장치(1)는 사람이 물체의 표면 위에서의 변화를 관측하게 한다. 예를 들면, 투영면이 센서인 한 분야에 따르면, 상기 장치는 투영면(10)의 사용으로 물체(2)에 의한 광 굴절 값에 상응하는 값을 측정하는 데 국한된 검출 수단을 포함한다. 상기 센서는 방사면(6)에 의해 확산 된 방사 형태로 설계되고, 측정하거나 또는 관측된 물체로부터 특성들을 추출하며, 후자가 적합하다.
그것은 다른 변형들이 원하는 관측 형태를 위해 설계된 이러한 선택과 함께 방사면(6)을 위한 형태의 선택을 고려하여 이전 원리의 이용을 위해 가능한 도 6에 도시된 원리의 설명으로 분명해진다. 그것은 광 축(x)에 대해 두 개의 가로 축들에 의해 생성된 공간에서 감지된 지역의 굴절과 위치 사이의 고유 관계가 존재하는 것이 상기된다.
방사면(6)이 점광원(point source)에 접근하는 경우 광 프로젝션 시스템(12)의 다이어그램(14)은 광선들이 그의 중앙을 통해 통과하는 것을 허용한다. 점광원은 공간 넓이가 관측된 시계의 공간 넓이에 비해 매우 작은 광원을 의미한다.
방사면(6)을 생성하기 위한 변형들은 한 영역에서 다른 영역까지 적어도 하나의 다른 특성을 가진 방사 스트림을 방출하는 적어도 두 개의 전혀 다른 영역들을 포함한다. 방사 스트림의 특성은 예를 들면, 다른 세기 및/또는 컬러일 수 있다.
도 7A와 도 7B에 도시된 예시들은 다른 가로 축 위의 굴절과는 상관없이 x축에 대한 두 개의 가로 축들 중 하나에서의 고유 수신 굴절 세기 관계를 보여주고 있다. 이러한 예시들에 따르면, 방사면(6)은 급격한 수직 전이대(transition zone)(Z)(도 7A) 또는 완만한 또는 완만한 경사(도 7B)(세기 경사)를 갖는 전이대(Z)에 의해 분리된 광 또는 밝은 영역(8)과 어두운 영역(9)을 포함한다.
도 7C와 도 7D는 두 개의 수직 하고 수평 한 직교 지역의 겹침으로 이루어지고, 각각 다른 컬러(예를 들면, 녹색 컬럼(column)을 가진 적색 선)를 할당하는 축(x)에 가로인 각각의 두 축 위에 고유의 컬러로 수신 굴절 세기 관계를 나타내는 방사면(6)의 실시 예를 도시하고 있다. 도 7C에 도시된 예시에서, 영역들은 선명한 한계점을 갖는 전이대에 의해 분리되고, 그때, 도 7D에서, 상기 영역들은 완만한 전이대에 의해 분리된다.
도 7E는 물체 위에서 관측된 표면에 수직인 굴절 각이 관측된 표면에서 굴절 방향에 관계없이 결정된 값을 구비한 지역을 관측하는 것을 허용하는 어두운 배경 위에 밝은 환형 지역의 형태로 동축 형태를 갖는 방사면(6)을 도시하고 있다.
이전 실시 예에서, 상기 방사면(6)은 선택된 패턴을 발산하는 실제 방사면(6)을 포함한다. 이러한 발산면은 실제 또는 가상 이미지의 생성에 의한 대체 광학 장치일 수 있다. 도 8A 내지 도 8D는 이런 원리의 실시 예를 나타내고 있다.
도 8A는 물리적인 표면(61)이 노광 시스템(18)과 방사면(6)에 사용된 모든 함수를 시뮬레이트하는 홀로그램을 이용한 수행 변화를 나타내고 있다. 그를 대체하는 장치와 마찬가지로, 광 프로젝션 시스템(12)의 입구 어퍼쳐(14)의 평면에서 방사면(6)의 실제 이미지를 생성한다. 지역(8, 9)(81, 91)들은 각각 도 7A에서 확산된 형태의 예시 사용과 렌즈(18)에 의한 정렬(lining up) 시뮬레이션에 대응하는 실제 이미지의 형성을 나타내고 있다. 홀로그램으로 노광 시스템(18)을 통합하는 것은 더 작은 장치가 될 수 있는 장점을 갖는다.
도 8B는 광을 평평하게 하는 것을 허용하는 구조의 실시 예를 나타내고 있다. 예시는 이 축에서 오프셋 될 때 적어도 축과 불투명체 위에서 반투명인 축을 따라 확장된 벌집 구조(20)를 도시하고 있다. 이러한 확산 소스(diffuse source)(도 8C) 앞에 이러한 벌집 구조를 사용하는 것은 광 프로젝션 시스템(12)의 입구 어퍼쳐(14)와 함께 무한 연결로 노광 시스템의 역할을 수행하는 렌즈(18)의 사용을 통해 콜리메이티드 소스(collimated source)를 시뮬레이트한다. 굴절의 존재(도 8D)에 있어서, 지점(A1)으로 통하는 통로의 광선은 감지된 세기가 감소하도록 벌집 구조의 축에 대해 경사진다.
도 1과 도 1A에 도시된 예시에서, 상기 장치(1)는 전송 시 관측을 수행하기 위한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 장치(1)는 반사에 의한 굴절을 관측하기 위한 것이다.
도 9는 투영면(10)과 물체(2) 사이의 광 경로 상에 배치된 반반사판(21)을 사용하여 반사에 의한 관측을 위해 사용된 본 발명에 따른 장치(1)의 응용 예시를 나타내고 있다. 도 9는 먼저, 물체(2) 위의 지점(24)에서 굴절이 없는 스트림의 모든 소스 경로(23)를 보여주고 있고, 두 번째로, 물체(2) 위의 지점(24)에서 굴절을 갖는 스트림의 모든 소스 경로(25)를 보여주고 있다. 그러므로, 물체(2) 위의 지점(24)은 지점(24)에서 굴절이 없는 방사면(6) 위의 지역(26)과 지점(24)에서 굴절을 갖는 지역(26)과 다른 방사면의 지역(27)을 감지하는 투영면(10) 위의 지점(Ai)에 의해 관측된다. 도 5, 도 7A 내지 도 7E의 설명에서 도시된 방법에 따른 방사면의 확산 형태로 인한 사용은 지점(Ai)에서 굴절을 관측하는 것을 허용한다.
도 10은 그의 방사선 소스(5)가 급격한 수직 경계에 의해 분리된 밝은 영역과 어두운 영역을 갖는 형태를 보이는 확산 수단의 형태로 방사면(6)을 구비할 때 확산하는 게 아니라 단지 관측 장치(1) 앞에서 컨베이어(30)에 의해 통과하는 특성들을 가진 물체(2) 표면의 반사를 관측하기 위한 장치(1)의 일 실시 예를 나타내고 있다. 상기 방사면(6)은 전계 발광 다이오드와 같은 광원에 의해 후방에서 예시로 도시된다. 상기 방사면(6)은 예를 들면, 수직 축 위에 원형 프레넬 렌즈의 형태로 노광 시스템(18)에서 떨어진 곳에 놓여 진다. 이러한 프레넬 렌즈는 카메라의 일부를 형성하는 광 프로젝션 시스템(12)과 투영면(10)이 배치된 곳의 위에 있는 방사면(6)과 반반사판(21) 사이에 배치된다. 상기 방사선 소스(5), 프레넬 렌즈(18) 및 반반사판(21)은 카메라가 고정되어 있는 상대적으로 작은 박스 내에 설치된다.
이행에 있어서, 방사면(6)과 노광 시스템(18) 사이에 배치된 수평 축과 함께 원형 프레넬 렌즈를 부가하는 것은 투영면(10)에 의해 감지된 이미지에서 비네팅 현상(vignetting phenomenon)을 제거하기 위해 사용된다.
바람직한 이행 특성에 따르면, 관측 장치(1)는 방사면(6), 및/또는 프레넬 렌즈(18) 및/또는 광축(x)에 대해 가로 축들 중 어느 하나 또는 둘 모두에 대해 반반사판(21)에 의해 나타난 각의 광축(x) 위의 위치를 조절하기 위한 수단을 포함한다. 이러한 조절 수단들은 제어 루프로 가능한 수동 또는 자동일 수 있고, 예들 들면, 장치가 관측된 물체(2)의 부정확한 표현을 조절하도록 사용될 수 있다.
도 10은 반사에 의한 관측을 위한 본 발명에 따른 장치(1)의 이행을 도시하고 있다. 반반사판(21)의 사용이 어떤 식으로든 발명을 한정하지 않는다는 것을 알 수 있다. 일반적으로, 여전히 동일한 형태의 관측을 허용하더라도 다른 방법으로 장치(1)의 구성요소들을 생성하는 것을 예측할 수 있다.
예를 들면, 도 11은 물체 측면 위에 텔레센트릭 렌즈를 그의 광 프로젝션 시스템(12)으로 반사 시 광학적으로 펼쳐진 관측 장치(1)의 다이어그램을 도시하고 있다. 이 실시 예에 따르면, 입구 어퍼쳐(14)는 텔레센트릭 렌즈의 조리개(iris)(141)에 의해 형성된다. 노광 시스템(18)이 항상 광 프로젝션 시스템(12)으 입구 어퍼쳐(14)와 방사선 소스의 방사면(6)을 광학적을 연결하도록 선택된다는 것을 알 수 있다.
이런 이행 변형들은 반사 시 굴절 특성들이 입사각에 의존하는 물체를 관측할 때뿐만 아니라 특히 이미지 왜곡을 제거하는 데 유용하다.
도 12는 굴절 각의 큰 동적 범위가 되는 곡면을 더 바람직하게 관측하기 위해 설계된 광학적으로 펼쳐진 장치의 다이어그램을 나타내고 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 물체(2)와 특히 관측 면은 거시적으로 관측 장치(1)의 추가적인 광학 시스템으로 비유될 수 있다. 예를 들면, 관측 면은 원형 또는 구면의 내부 또는 외부에 대응한다. 그러므로, 이러한 표면은 수렴 또는 발산하는 원형 또는 구면 미러에 비유된다. 이러한 경우에 있어서, 상기 노광 시스템(18)은 가상 이미지인 방사면(6)과 광 프로젝션 시스템(12)의 입구 어퍼쳐(14) 사이의 연결을 생성하도록 설계된다. 상기 투영면(10) 위에서 관측된 이미지는 동일한 광학 시스템과 같이 가동하는 결합이 없는 물체에 대해 중립적이다.
도 13은 망원경의 미러와 같이 미러 위에 나타나는 결함의 관측을 위해 도 12에 도시된 원리의 응용 예시를 나타내고 있다. 이러한 실시 예에 따르면, 노광 시스템(18)은 방사면(6)과 입구 어퍼쳐(14) 사이에 연결을 만들기 위해 배치하는 광학 구성요소들로 이루어진다. 이는 방사면(6)과 입구 어퍼쳐(14) 사이의 연결을 만드는 콘케이브 미러이다. 이 예시의 이행에 있어서, 반사판(21)은 투영면(10)과 물체(2) 사이에 배치된다.
도 14는 텔레센트릭 렌즈와 결합 된 벌집 구조를 의미하는 도 8C, 도 8D 및 도 11에 도시된 변형에서 소개된 광학 구성요소들을 결합하는 관측 장치(1)의 다른 이행 변형의 광학적으로 펼쳐진 다이어그램을 나타내고 있다. 이러한 변형들은 렌즈들이 없는 노광 시스템(18)을 포함한다. 다시 말해, 이러한 결합은 필요 이상의 광학 구성요소들을 추가하지 않고 노광 시스템(18)에 의해 수행되는 연결을 만들기 위해 사용될 수 있다. 사실 이러한 형태의 방사선 소스(5)는 텔레센트릭 렌즈의 입구 구성요소가 노광 시스템(18)에 의해 만들어진 결합과 함께 이루어져 무한대에서 광 프로젝션 시스템(12)의 입구 어퍼쳐에 놓여 있는 동안 조리개(141)에 의해 결정된 무한대에서 방사면(6)에 배치된다.
이행 방법 또는 실시 예 중 어떤 경우라도, 상기 관측 장치(1)는 다양한 성질의 물체에서 양각을 관측하고, 정보 내에서 특히 선명한 이미지를 얻는 것을 허용한다. 도 15A 내지 도 15F는 스크린 인쇄 또는 패드 인쇄에 관계없이 각각 투명 유리(도 16A) 또는 색유리(플라스크, 병, 유리창 등)에서의 표면, 카드 표면(적층 또는 조성물(plasticfied) 카드), 복잡함에 관계없는 포장 케이스(packing case), 은 도금된 래커드(laquered) 카드 박스(도 16B), 금 도금된 박스(도 16C), 도금에 관계없는 인쇄를 갖는 플라스틱 표면, 인쇄된 투명 셀프-스틱(self-stick) 플라스틱 라벨(도 16D), 도금된 플라스틱 지지대를 갖는 안전한 홀로그램(도 16E), 또는 예를 들면, 스마트카드(도 16F) 위의 자기 띠의 표면과 같은 금속 표면에 대해 관측 장치(1)에 의해 획득된 다양한 이미지를 도시하고 있다.
상기 관측 장치(1)는 적어도 반사하는 임의의 표면을 관측하도록 설계되고, 특히 알려진 기술은 액체, 반사하는 특성을 가진 가스들, 표면 또는 체적 위의 다양한 영역, 홀로그램 특성을 가진 표면들, 다중 스케일 구조, 다양한 굴절률들을 가진 투명판, 불활성 또는 활성 물체들 등의 결과를 만들지 못한다.
본 발명의 대상은 광계측(optical metrology)과 표면 상태 증명(거칠기, 표면 설명(surface characterisation), 표면 모양(surface appearance), 표면 인식, 표면 지도(surface cartography), 기하 공차(geometrical tolerance), 저장된 정보의 판독, 저장된 정보의 평형 판독(흐름 증가), 인증 방법을 위한 구조 추출, 정보 코딩, 및 특히 프랑스 특허출원번호 제2866139호(FR 2 866 139), 국제특허출원번호 제2005/2622350호(WO 2005/2622350), 프랑스 특허출원번호 제2870376호(FR 2 870 376), 프랑스 특허출원번호 제0513231호(FR 0513231), 프랑스 특허출원번호 제0601342호(FR 0601342)에 도시된 동작들, 수명 데이터 추출, 소나(sonar)와 레이더의 정교함, 전자 현미경 등)과 같은 많은 분야에 이르고 있다.
관측 장치(1)는 경쟁 기술에 비해 많은 장점을 갖는다.
- 저 비용 : 단순하고 표준적인 사용으로 값싼 광학 구성요소들, 그런 장치의 비용이 저렴하다.
- 평이성(simplicity)
ⅰ) 어셈블리와 조절의 평이성, 그의 소형화 : 그런 장치의 조절은 대부분의 다른 장치와 비교하여 매우 민감하지 않다. 다수의 구성요소들이 줄어들고, 광 경로는 상대적으로 짧아 소형화되고, 어셈블리와 조절의 복잡성이 감소한다.
ⅱ) 감소 된 수식 계산, 시스템의 자율성이 이뤄진다 - 정보의 재구성을 위한 전처리를 수행할 필요가 없다(다른 상황들 중에서 위상 검출 또는 상호상관성(intercorrelation) 계산 단계를 채용하여 패턴의 손상을 이용하는 시스템과 함께 할 때), 물체의 관측 또는 계산이 오퍼레이터에 의한 직접적인 관찰 또는 획득된 값의 사용을 만드는 것들 중 어느 하나로 유도될 수 있다. 더욱이, 시스템의 올바른 동작은 불명확한 것(예를 들면, 위상 재조정 등에 대해)을 해결하기 위해 다른 시스템에 필요할 수 있는 어떠한 관리도 요구하지 않는다.
- 효율성 : 약간의 계산 단계가 줄어들고 단지 하나의 획득물만 필요하기 때문에 동일한 구성요소들로 센서의 획득률을 제한하는 요인과 함께 연속적이고 심지어 고속으로 관측할 필요가 있다. 측정은 "완전한 분해능"이다 : 정보가 재구성된 후 다른 장치들이 삽입될 필요가 있는 곳에서 측정에 의해 얻어진다. 부가적으로, 관측된 시계는 전체 장치의 크기에 비해 넓을 수 있다. 이런 시스템은 측정 스캔(예를 들면, 레이저 스캔)을 토대로 하지 않고, 그래서 모든 획득물들이 동시에 발생할 수 있고, 이는 관측이 고속(예를 들면 매우 빠른 현상을 관측하기 위해)에서 이루어져야 하는 분야에서 중요할 수 있다.
- 거칠기 : 조정은 매우 민감하지 않다. 본 발명의 원리에 따르면, 수신된 스트림의 통합에 의해 이루어진 평탄함(smoothing)은 특정 시스템들이 가장 작은 불균일(그들의 손상 등을 토대로 시스템을 위한 부수적인 패턴의 불균일)에 민감한 곳에서 구성요소들 및/또는 조절들에서의 결함에 대한 측정을 안정적으로 하기 위해 필요할 수 있다. 이러한 거칠기는 또한 노광 시스템(18)을 위해 프레넬 렌즈들의 사용이 가능하도록 조금의 이미징 품질도 가지지 않는 시스템의 사용을 허용한다. 본 발명의 원리는 간섭 현상을 토대로 하지 않기 때문에, 다양한 기생 요인들을 가질 때 동일한 민감도를 받지는 않는다. 부가적으로 이용하는 시스템에서, 일치는 획득된 이미지의 전체 영역과 방사면의 영역 사이에서 구해진다. 반대로, 본 발명에 따르면, 획득된 이미지 각각의 픽셀에 대해 그 값은 영역들 사이의 전이대에서의 위치에 대응하여 감지되고, 이미지에서 픽셀의 위치에 관계없이 각 굴절 값에 대응하여 감지된다.
- 다목적성 : 다른 형태의 방사와 함께 물체의 매우 넓은 부분을 관측하는 게 가능하다.
- 확장 가능 : 코딩 형태에 대한 다양한 선택으로 인해 측정 유형은 매우 다양할 수 있고, 또한 사용된 광학 구성요소들의 선택에서 상당히 자유롭다.
1 : 관측 장치 2 : 물체
3 : 노출 영역 5 : 방사선 소스
6 : 방사면 10 : 투영면
12 : 광 프로젝션 시스템 14 : 입구 어퍼쳐
18 : 노광 시스템

Claims (15)

  1. 반사에 의해 적어도 부분적으로 반사하는 특성을 나타내고, 노출 영역(3)에 배치된 물체(2)의 밀리미터 또는 밀리미터 이하의 상세 구조를 관측하기 위한 장치에 있어서,
    특성들 중 적어도 어느 하나가 한 영역에서 다음 영역까지 다른 곳에서 방사의 스트림을 발산하는 적어도 두 개의 전혀 다른 영역(8, 9)들을 보유하는 실제 또는 가상의 방사면(6)을 가진 적어도 하나의 방사선 소스(5);
    노출 영역에 대해 방사선 경로에서 방사선 소스와 일직선으로 배치되고, 입구 어퍼쳐(14)를 포함하는 광 프로젝션 시스템(12);
    방사선 소스(5)와 노출 영역(3)에 사이에 배치되고, 광 프로젝션 시스템(12)의 입구 어퍼쳐(14)와 방사선 소스의 방사면(6)을 광학적으로 연결하도록 설계된 노광 시스템(18); 및
    광 프로젝션 시스템(12)에 대해 노출 영역(3)과 일직선으로 배치되고, 노출 영역(3)에서 물체와 광학적으로 연결되며, 수신된 방사선이 물체(2) 위의 굴절에 의존하는 투영면(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    투영면(10) 위의 수단으로 물체(2)에 의한 광 굴절의 값에 대응하는 값을 측정하기 위해 사용되는 국부적인 검출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 획득 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 방사면(6)은 크기가 점광원에 가깝고, 물체(2)와 투영면(10) 사이에 배치된 광 프로젝션 시스템(12)의 조리개(14)는 단지 광을 차단하는 구성요소인 것을 특징으로 하는 획득 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투영면(10)은 방사선 소스(5)의 방사선 형태에 민감하도록 설계되고, 전자 또는 광 프로세싱 시스템과 결합 되는 것을 특징으로 하는 획득 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 소스(5)는 가시광선 및/또는 자외선 및/또는 적외선인 밝은 방사선을 발산하는 것을 특징으로 하는 획득 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 소스(5)는 음파, 입자 또는 전자기파를 발산하는 것을 특징으로 하는 획득 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사면(6)은 전이 영역(Z)에 의해 분리되고, 분리선 또는 완만한 전이대에 의해 형성되어 다른 세기 및/또는 컬러 및/또는 편광을 나타내는 적어도 두 개의 영역(8, 9)들을 가진 형태를 나타내는 것을 특징으로 하는 획득 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 방사면(6)은 어두운 영역(9)과 밝은 영역(8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 획득 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 소스(5)의 방사면(6)은 방사선 소스(5)에 대해 벌집과 홀로그램과 같은 특정 물질을 사용하여 가상 표면에 배치되는 것을 특징으로 하는 획득 장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 소스(5)의 방사면(6)은 무한대에 배치되고, 노광 시스템(18)은 광 프로젝션 시스템(12)의 입구 어퍼쳐(14)로 무한대를 연결하는 것을 특징으로 하는 획득 장치.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    노광 시스템(18)은 여분의 광학 구성요소들의 추가 없이 광학 프로젝션 시스템(12)의 입구 어퍼쳐(14)와 함께 물체(2) 및/또는 방사면(6)을 배치 및/또는 조절하는 구성인 것을 특징으로 하는 획득 장치.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    내부에 방사면(6)과 반반사판(21)이 통합되고, 프레넬 형태의 원형 렌즈를 포함하는 노광 시스템(18)을 포함하는 박스(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 획득 장치.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    광축(x) 위에 방사면(6) 및/또는 렌즈 및/또는 반반사판(21)에 의해 표시된 각의 위치를 조절하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 획득 장치.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    물체의 흔적에 대응하는 물체의 구조적인 특성들을 추출하기 위해 한 세트의 굴절 값을 획득하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 획득 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    안전한 물체 추적 시스템에 연결되어 물체의 흔적을 추출하기 위해 굴절 값을 수신하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 획득 장치.
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