KR20110016922A

KR20110016922A - 이색성 필터를 사용하는 조명 각도 제어

Info

Publication number: KR20110016922A
Application number: KR1020107027657A
Authority: KR
Inventors: 아브라함 에이들러
Original assignee: 오르보테크 엘티디.
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2009-06-01
Publication date: 2011-02-18
Also published as: KR101649382B1; TWI407093B; CN102047168A; TW201007158A; CN102047168B; US20090310239A1; US8054553B2; WO2009150642A1

Abstract

타깃을 향하는 조명의 조명 각도 제한 방법이 제공된다. 이 방법은, 사전 선택된 파장을 가지는 둘 이상의 광원으로부터 발생한 광을 이용하여 타깃을 조명하는 단계를 포함하고, 여기서 둘 이상의 광원의 중심으로부터 타깃으로 이어지는 주 조명 축에 대해 개별적인 최대 조명 각도를 가지는 광원으로부터의 광에 의해 상기 타깃 상의 각 포인트가 조명된다. 이 방법은 또한, 필터에 대한 입사 각도의 함수로 둘 이상의 광원으로부터의 광을 송신하는 이색성 필터를 선택하는 단계, 그리고 상기 사전 선택된 파장을 가지는 광만이 전송되도록 제한하기 위해, 둘 이상의 조명과 상기 타깃 사이에, 상기 이색성 필터를 배치하는 단계를 포함하되, 상기 이색성 필터는 상기 타깃 상의 각 포인트를 조명하는 최대 조명 각도를 한정하도록 선택되는 것을 특징으로 한다.

Description

이색성 필터를 사용하는 조명 각도 제어{ILLUMINATION ANGLE CONTROL USING DICHROIC FILTERS}

본 발명은 넓게는 이색성 필터를 사용한 객체의 조명 각도 제어에 관한 것이다.

많은 응용예에서, 표면 검사시 원하는 명암(contrast)을 얻기 위해, 예를 들면 인쇄 회로 기판(PCB) 상의 전기 회로의 표면을 분석하기 위해, 특정한 조명 각도에서 타깃 상의 포인트를 비추는 것이 필요하다. 전형적으로, 인쇄 회로 기판, 배선 장치, 집적 회로 및 평판 디스플레이와 같은 전기 회로의 제조 프로세스에서, 자동화된 광학 검사 동작이 전기 회로 내 또는 기판상의 결함을 확인하는데 사용된다. 일반적으로, PCB의 검사는 하나 이상의 라인 광원을 이용하여 PCB 라인의 표면을 비춤으로써 그리고 분석을 위해 이러한 라인을 스캐닝함으로써 획득된다. 라인 광원은 다양한 방법, 예를 들면, 포인트 광원(점광원, 예, 할로겐 광)으로부터 발생된 글래스 파이버의 행(row)을 형성함으로써, 또는 LED 광원의 행을 형성함으로써 생성될 수 있다. 렌즈는 라인 광원과 PCB 사이의 라인을 따라 배치되어, 이러한 라인을 따라 위치한 각각의 포인트 상에서 최적의 조명 각도를 얻을 수 있다.

세로 방향 축을 따라, PCB 상의 라인의 각 포인트가 라인 광선을 형성하는 다중 광원으로부터 조명된다. 이러한 포인트의 조명의 전체 각도는 라인 광원이 만들어진 포인트 광원의 분산 각도에 의해 결정되고, 예를 들면, 할로겐 광원은 약 +/-25도의 각을 형성하며, 세로 방향 축을 따라 광원의 초점으로부터 퍼져나가는 광을 발생한다. LED 광원은 일반적으로 전 방향으로 약 70도의 각을 형성하며 퍼져 나가는 광을 생성하는 것이 일반적이다.

PCB 상의 포인트에 대한 최적의 분석을 위해, 포인트를 대칭적으로 비추어, 조명의 비대칭성을 보상하기 위한 연산을 수행해야할 필요성을 소거하는 것이 바람직하다. 그러나, 전 방향에서, 라인 광원을 구성하는 포인트의 조명 각도를 제어하는 것은 렌즈 메이커에게 기하학적 도전 과제가 된다. 이러한 솔루션은 라인 광원을 형성하는 포인트의 사이즈 및 수에 따라 불가능하거나 매우 비용이 비싸질 수 있다. 따라서, 광의 분산 각도를 제어하는 새로운 방법이 요구된다.

본 발명에 따른 일 실시예의 일 태양은, 조명된 타깃과 광원 사이에 이색성 필터를 배치함으로써, 타깃 상의 라인 또는 면적을 향해 둘 이상의 포인트로부터 발생하는 광선의 조명 각도를 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이색성 필터는 광원의 입사 각도 및 파장에 따라 광을 선택적으로 전송한다. 특정한 입사 각도에서 원하는 파장을 전송하는 이색성 필터의 선택은 타킷에서의 최종 조명 빔의 제어를 가능하게 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 복수의 광원으로 구성된 하나 이상의 행이 타깃 상의 라인 또는 면적을 조명하는데 사용된다. 선택적으로 광원의 행에 수직인 방향으로 광을 집중시키기 위해 렌즈가 사용되고, 이에 따라 그 방향에 대한 조명 각도를 제어한다. 본 발명의 일 실시예에서, 각각의 행은 완전한 각도 적용범위의 일부를 조명한다. 광원의 행에 평행한 방향으로, 이색성 필터가 필터에 대한 특정 범위의 입사각에서 특정한 파장의 광을 전송함으로써, 평행한 방향의 조명 각도가 제한될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 타깃에서의 조명 각도는 전 방향에서 동일하다. 택일적으로, 수직인 방향으로 광이 이색성 필터를 사용하는 평행한 방향에서보다 더 좁은 조명 각도로 렌즈를 사용하여 집중될 수 있다. 선택적으로, 렌즈가 광을 이색성 필터에 의해 제공된 것보다 넓은 각을 가지는 빔으로 집중시키는 경우에, 필터는 수직인 방향으로 조명 각도를 제한한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 이색성 필터는 광원으로 구성된 행에 평행하게 배치되어, 모든 광원이 대칭적으로 취급된다. 택일적으로, 이색성 필터는 광원의 행에 대해 하나의 각도를 형성하도록 배치되어 광원의 일부가 다른 광원보다 더 많은 광을 전송하고, 예를 들면, 조명의 행에 대해 둔각을 이루는 일부 광선으로부터 조명을 가능하게 한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 타깃을 향하는 광원으로부터 조명된 광선이 하나 이상의 필터를 통해 전송되어 조명 각도의 제어를 향상시킨다. 선택적으로, 이색성 필터는, 필터에 의해 지원되는 바람직한 각도 범위에서 필터에 도달하는 경우에, 필터를 통해 전송된 하나 이상의 파장 범위를 지원하는 다중-대역 통과 필터일 수 있다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따라, 타킷을 향하는 조명 각도를 제어하는 방법이 제공된다. 이 방법은 다음의 단계를 포함한다:

사전 선택된 파장을 가지는 둘 이상의 광원으로부터 발생한 광을 이용하여 타깃을 조명하는 단계, 여기서 둘 이상의 광원의 중심으로부터 타깃으로 이어지는 주 조명 축에 대해 개별적인 최대 조명 각도를 가지는 광원으로부터의 광에 의해 상기 타깃 상의 각 포인트가 조명되고;

필터에 대한 입사 각도의 함수로 둘 이상의 광원으로부터의 광을 송신하는 이색성 필터를 선택하는 단계;

상기 사전 선택된 파장을 가지는 광만이 전송되도록 제한하기 위해, 둘 이상의 조명과 상기 타깃 사이에, 상기 이색성 필터를 배치하는 단계.

여기서, 상기 이색성 필터는 상기 타깃 상의 각 포인트를 조명하는 최대 조명 각도를 한정하도록 선택되는 것을 특징으로 한다. 선택적으로 이색성 필터는 주 조명 축에 수직하게 배치된다. 택일적으로, 이색성 필터는 주 조명 축에 직각이 이외의 각을 형성한다.

본 발명의 일 실시예에서, 이색성 필터의 각도의 제어 방식은 사용자 제어형이다. 선택적으로, 다중 이색성 필터가 주 조명 축을 따라 일렬로 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 다중 이색성 필터는 서로 대해 하나의 각을 형성하도록 배치된다. 선택적으로 이색성 필터는 다중 통과 필터(multi pass filter)이다. 본 발명의 일 실시예에서, 이 방법은 둘 이상의 광원으로부터 타깃으로, 제 1 방향을 따라 광을 집중시키도록, 상기 둘 이상의 광원과 상기 타깃 사이에 렌즈를 배치하는 단계를 더 포함하되, 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 상기 타깃을 조명하는 광은 이색성 필터의 배치 결과로, 상기 제 1 방향과 동일한 조명 각도를 가진다.

본 발명의 일 실시예에서, 둘 이상의 광원이 서로 평행한 광원으로 구성된 다중 행(row)에 제공되며, 제 1 방향을 따라 광원의 각각의 행으로부터 빔은 타깃으로, 렌즈를 이용하여 집중되며, 이에 따라 상기 제 1 방향을 따라 타깃을 조명하는 결합된 빔이, 이색성 필터의 배치 결과로, 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향과 동일한 조명 각도를 가진다. 선택적으로, 둘 이상의 광원은 각각 다중 파장의 광을 제공하고, 제어된 조명 각도는 각각의 파장마다 다르다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 타깃을 향하는 조명 각도의 제어 시스템이 추가로 제공된다. 이 시스템은, 타깃을 조명하기 위한 둘 이상의 광원; 필터에 대한 입사 각도의 함수로 상기 둘 이상의 광원으로부터 빛을 전송하는 이색성 필터를 포함하되, 상기 이색성 필터는 상기 둘 이상의 광원과 상기 타깃 사이에 배치되고,

상기 둘 이상의 광원의 광은 사전 선택된 파장을 가지며,

상기 타깃 상의 각 포인트는, 상기 둘 이상의 광원의 중심으로부터 상기 타깃으로 이어지는 주 조명 축에 대해 개별적인 최대 조명 각도를 가지는, 광원으로부터 발생된 광에 의해 조명되며,

상기 이색성 필터는 상기 타깃 상의 각 포인트를 조명하는 최대 조명 각도를 한정하도록 선택된다.

본 발명의 일 실시예에서, 이 시스템은 제 1 방향을 따라 둘 이상의 광원으로부터 타깃으로 광을 집중시키기 위해, 상기 둘 이상의 광원과 상기 타깃 사이에 배치된 렌즈를 더 포함하되, 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 타깃을 조명하는 광은 상기 타깃과 상기 둘 이상의 광원 사이의 이색성 필터의 배치 결과로, 상기 제 1 방향과 동일한 조명 각도를 가진다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 타킷을 조명하기 위한 조명 장치가 추가로 제공된다. 이 장치는 다음의 구성요소를 포함한다:

복수의 광원으로 이루어진 하나 이상의 행, 여기서 각각의 광원은 하나 이상의 파장을 가지는 광을 제공하고;

광원의 행으로부터 발생된 광을 집중시켜, 타깃을 조명하는 결합 광선이 둘 이상의 조명의 중심으로부터 타깃으로 이어진 주 조명 축에 대해 하나의 각도를 형성하도록, 광원의 각 행에 평행하게 배치된 렌즈;

상기 타깃과 렌즈 사이에 배치되며, 특정 각도 범위를 가지는 필터에 입사한 특정한 광 파장을 전송하여, 광원의 행에 수직인 방향을 따라 타깃 상에서, 하나 이상의 파장에 대한 최종 조명 각도가 조명의 행에 평행인 방향으로의 조명 각도와 대칭되게 하는 이색성 필터.

선택적으로, 이 장치는 다중 이색성 필터를 더 포함한다. 일 실시예에서, 광원의 행에 수직인 방향을 따라 타깃 상의 최종 조명 각도가, 단일 파장에 대해, 조명의 행에 평행인 방향으로의 조명 각도와 대칭이 된다. 선택적으로, 광원의 행에 수직인 방향을 따라 타깃 상의 최종 조명 각도가, 하나 이상의 파장에 대해, 조명의 행에 평행인 방향으로의 조명 각도와 대칭된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라, 전기 회로를 광학적으로 분석하는 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2A 및 2B는 본 발명의 실시예에 따라, 이색성 필터를 사용하고, 사용하지 않는 경우에 각각 세로 방향 축을 따라 타깃 상의 포인트의 조명을 나타내는 개략적인 측면도이다.
도 3A-3C는 본 발명의 일 실시예에 따라, 입사 각도의 함수로 이색성 필터 송신 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 이색성 필터를 통과하는 입사 각도 대 송신 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 광원으로부터 특정한 고아선을 전달하거나 이들을 차단하기 위해 그리고 이에 따라 타깃이 조명되는 각도를 제어하기 위해, 두 개의 기울어진 이색성 필터 및 미러를 사용하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6A는 본 발명의 실시예에 따라, 서로 다른 파장을 가진 두 개의 광 포인트로부터 라인 상의 각각의 포인트가 만들어지는, 라인 광원을 나타내는 도면이다.
도 6B는 본 발명의 일 실시예에 따라, 서로 다른 파장을 가진 두 개의 광 포인트를 이용하여 입사 각도 대 송신 결과를 나타내는 그래프이다.

이하에서, 첨부된 도면 및 실시예와 함께 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라, 예를 들면, PCB 등의 표면에 제조된 전기 회로를 광학적으로 분석하기 위한 장치(100)에 대한 단면도를 나타낸다. 선택적으로, 장치(100)는 타깃(180) 상으로 향하는 조명을 제어하고 타깃(180)으로부터의 반사광을 샘플링하는 광학 소자를 장착하기 위한 베이스(120)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 세 개의 라인 광원(130)이 베이스(120)에 장착되어 타깃(180)을 비춘다. 선택적으로, 타깃(180)은 회로 디자인에 근거하여 금속성 전도체로 선택적으로 코팅된 램버시안(Lambertian) 표면의 역할을 하는 물질로 구성된다. 전형적으로, 램버시안 표면 및 금속성 전도체는 다른 레벨의 반사도를 가지기 때문에, 타깃(180)으로부터 반사된 광을 샘플링함으로써, 예를 들면 제조 에러를 검출하여, 회로 제조가 검증된다.

본 발명의 일 실시예에서, 광 신호(125)는 타깃(180)으로부터 광원(130)의 반사에 의해 형성된다. 광 신호(125)는 미러(160)를 통해 및/또는 센서(170)를 향하는 임의의 광학 경로를 통해, 반-투명 미러(150)(이는 광신호(125)를 통과시킴)를 향해 반사된다. 센서(170)는 예를 들면, CCD(Charged Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor), 포토멀티플라이어, 또는 이외의 적합한 센서일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서(170)는 광 신호(125)를 샘플링하고, 이 샘플을 디지털화된 정보로, 컴퓨터에 제공하여, 회로 디자인과 이 정보를 비교함으로써, 타깃(180)이 분석된다. 택일적 또는 선택적으로, 이 외의 다른 종래기술에 알려진 방법이 전기 회로의 AOI(Automatic Optical Inspection)을 수행하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 세 개의 광원(130)이 타깃 상의 라인(185)을 조명하는 데 사용되다. 예를 들면, 제 1 조명(130)은 라인(185)의 일 측면으로부터 조명되도록 배치되고, 제 2 조명(130)은 라인(185)의 반대 측면으로부터 조명되도록 배치되며, 제 3 조명(130)은 라인(185) 상부로부터 직접 조명되도록 배치될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 더 많은 수의 광원이 사용될 수 있다(예, 4개 또는 5 개 또는 그 이상). 또는 더 적은 수의 광원이 사용될 수 있다(예, 1 또는 2 개). 선택적으로, 렌즈(135)는 광원(130)으로부터의 광을 집중시키도록 라인(185)을 향하는 광의 경로에 배치되며, 이에 따라 라인(185)에 입사된 결합 광은 도 1에 도시된 것과 같이, X 좌표에 평행한 평면에서 지정 각도(190)(예, 33도, 55도 또는 100도)로 라인을 조명한다. 본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 광원(130)은 전체 각도(190)로 조명함으로써, 역할을 한다. 택일적으로, 각각의 광원(130)은 각도(190)의 세그먼트를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서, 이색성 필터(145)가, 광 경로에서 예를 들면 렌즈(135) 뒤에 배치되어, 라인(185)의 각 포인트가 이하에 설명된 것과 같이 Y 방향으로 비춰 질 각도를 제어한다. 본 발명의 일부 실시예에서, 광학 소자의 위치가 변경될 수 있고, 예를 들면, 이색성 필터(145)가 렌즈(135)의 앞에 배치될 수 있다. 선택적으로, 광 경로의 일부가 더 복잡할 수 있으며, 일부는 덜 복잡할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 중심 광원은 나머지 두 개의 광원과 동일한 호(arc)를 따라 배치되지 않으나, 대신에 멀리 떨어져 배치되고 미러(140), 커브형 미러(115), 및 반-투명 미러(150)를 통과하여 이동되어, 반-투명 미러(150)를 거쳐 동일한 방향으로 반사 광이 복귀하고록 한다.

본 발명을 구현하기 위한 광원은 여기의 설명에서 일반적으로 사용되는 것과 같은 포인트 광원 또는 라인 광원에 한정되는 것이 아님을 주의해야 한다. 선택적으로, 다른 유형의 광원(예, 멀티라인 광원, 면적 광원, 또는 그 외의 변형 광원이)이 사용될 수 있으며, 이 명세서에 설명된 세부 사항은 이러한 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.

추가로, 본 발명은 특정한 유형의 전자 회로 또는 특정한 유형의 표면(전자 회로가 제조된 타깃의 역할을 함)에 제한되는 것이 아니라는 사실에 주의한다. 예를 들어, 전자 회로는 인쇄 회로 기판, 배선형 장치, 집적 회로, 평판 디스플레이, 및 그 외의 다른 형태의 전자 회로 또는 표면으로 구현될 수 있다. 마찬가지로, 본 발명은 전자 회로에만 한정되는 것이 아니며, 다른 유형의 타깃에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 2A는 본 발명의 일 실시예에 따라, 이색성 필터를 사용하지 않고, 세로 방향 축(Y)을 따라 타깃 상의 포인트(225)를 비추는 측면(200)을 나타내는 도면이며, 도 2B는 본 발명의 일 실시예에 따라 이색성 필터(145)를 사용하여, 세로 방향 축(Y)을 따라 타깃 상의 포인트(225)를 조명하는 측면(250)을 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에서, X 방향으로, 모든 광이 렌즈(135)에 의해 Y 축(185)에 평행한 라인을 향해 함께 수집되며, 원하는 조명 각도에 의해 제한된 협폭의 집중형 조명 라인을 형성하도록 전달된다. 선택적으로,광 포인트의 분산이 포인트를 커버하는 경우에, Y 방향으로, 각각의 조명 포인트(205)는 포인트(225)의 조명에 기여한다. 본 발명의 일 실시예에서, 광원(130)은 광 포인트(205a-205t)(예, LED, 광섬유)로 구성된 라인으로 제조된다. 선택적으로, 각각의 포인트는 광원(130)에 대한 법선에 관하여 일정한 각(215)(예, 70도) 만큼 퍼지는 광선을 생성한다. 이 각은 광원의 속성에 따라 달라진다. 본 발명의 일 실시예에서, 광은 포인트(225)를 향해 렌즈(135)를 통과하여 이동한다. 선택적으로, 베이스(120)의 측면들은 고 반사 미러(210)(예, 96%의 반사율)를 형성하도록 코팅되며, 이에 따라 광원의 라인은 포인트(225)가 거의 무한대인 것으로 보일 수 있으며, 각각의 포인트(225)는 라인 광원(130)의 수많은 광 포인트(205)에 의해 조명된다. 도 2A에서, 광 포인트(205a-205t)는 특정한 포인트(225)를 조명하고, 이러한 포인트는 각각 다른 각도(235)(예, 235', 235'')로, 미러(210)를 통해 직간접적으로, 각도(215)와 동일한 최대 각도(245)에 이르기까지, 포인트(225)를 비춘다. 도 2A는 구체적으로 광 포인트(205a-205t)의 일부로부터 조명 라인을 도시한다. 그러나, 모든 포인트가 역할을 하며, 명확한 표현을 위해 일부만이 도시되는 것이 이해되어야 한다. 도 2B에서, 이색성 필터(145)는 렌즈(135) 뒤에 배치되어, 세로 방향(Y) 축을 따라 유효 조명 각도를 제한한다. 이에 따라 포인트(225)에 대한 최종 조명 각도는 원하는 응용예에 최적화되며, 예를 들어, 포인트(225)의 조명을, 필터(145) 없이, 각도(245)를 대신하여 각도(255)까지( 255 ≤ 각도(245)) 한정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 각도(255)까지 빛의 세기를 감소시키는 것은 표준적인 것이 아니며, 선택적으로 포인트(255)가 각도(255)보다 각도(235)에서 높은 빛의 세기로 조명되도록 완만한 경사를 가진다.

광 포인트(205)로부터 나온 광선이 필터에 대한 법선에 관하여 각도(235)로 이색성 필터(145)에 입사한다. 도 3A-3C는 본 발명의 일 실시예에 따라, 서로 다른 여러 입사 각도(235)에 대해 이색성 필터(145)의 송신 스펙트럼을 도시한다. 도 3A-3C에 도시된 것과 같이, 특정한 파장(나노미터(nm) 단위의 λ)에 대해, 특정한 각도로, 이색성 필터가 대부분의 광(예, 60% 또는 70% 이상)을 전송하고, 특정한 각도로 광이 반사되며, 적은 퍼센트만이 전송된다(예, 20% 또는 30% 이하). 각도(θ)로의 특정한 파장의 전송은 수직 입사한 다른 파장의 전송과 동일하다. 파장간의 비(공기 중에서)는 다음과 같다.

여기서, θ = 입사 각도,

λ_θ= 입사 각도에서의 파장,

λ₀= 동일 전송에서 수직 입사시의 파장,

N^*= 필터의 유효 굴절률 이다.

본 발명의 일 실시예에서, 광 포인트(205)는 특정 범위의 파장 또는 특정 파장을 가지는 빛을 생성한다. 선택적으로, 이색성 필터(145)는 광 포인트(205)에 의해 조명된 광 파들을 일치시키도록 선택되며, 이에 따라 포인트(225)를 비추는 최종 각도는 광 포인트(205)에 의해 생성된 빔을 형성하는 원 각도에 비해 감소될 것이다. 도 3A-3C에도시된 것과 같이, 광 포인트(205)가 약 630nm의 파장을 가지는 붉은 광선을 생성하면, 0도의 각도로 이색성 필터(145)에 입사한 광선(예, 도 3A)는 거의 완전히(예, 96%) 필터를 통해 전송된다. 30도의 각도로 이색성 필터(145)에 입사한 광선(예, 도 3B)에 대해, 약 80%만이 전송될 것이다, 60도의 각도로 이색성 필터(145)에 입사한 광선(예, 도 3C)은 주로 반사되고 전송되지 않는다. 따라서, 광 포인트(205)에 의해 생성된 광의 파장을 일치시키기 위해 이색성 필터를 선택 또는 제조함으로써, 포인트(225) 상의 입사 각도가 포인트(225)의 모든 측면으로부터 대칭적인 조명을 얻도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 이중-대역 또는 다중-대역 이색성 필터(예, SEMROCK FF01-468/624-25)가 하나 이상의 파장이 광 포인트(205)에 의해 제공될 수 있도록 그리고 이색성 필터(145)의 사용에 의해 제어된 조명 각도를 가지도록 사용된다. 선택적으로, 각각의 광 포인트(205)는 서로 다른 파장의 다중 LED 조명광을 포함하거나, (예를 들면, 램버시안 LED 또는 광섬유를 사용하여) 각각의 광 포인트(205)가 서로 다른 파장의 광을 제공할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 타깃(180)은 하나의 파장의 광 또는 다중 파장의 광에 의해 조명될 수 있다. 선택적으로, 이색성 필터(145)는 각각의 파장이 서로 다른 최대 각도를 가지는 라인(185) 상의 포인트(225)를 조명하도록, 선택될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 이색성 필터를 통과하는 입사 각도 대 송신 결과를 나타내는 그래프(400)를 도시한다. 라인(410)은 예를 들면 램버시안 LED에 의해 생성된 전송 광선을 나타낸다. 선택적으로, 광서는 이중 대역 통과 필터(예, SEMROCK FF01-468/624-25)를 향해 송신된다. 필터의 평준화 송신이 라인(420) 및 라인(430)에 의해 표시된다. 필터에 의해 전송되는 파장으로서, 라인(420)은 460nm의 중심 파장을 가지는 광선(청색광)을 나타내고, 라인(430)은 630nm의 중심 파장을 가지는 광선(적색광)을 나타낸다. 0도와 약 20도 사이에서 두 개의 파장의 대부분이 송신된다. 그러나, 법선에 대한 입사 각도의 증가가 전송을 감소시키기 때문에, 약 40도-50도 이상의 각도로는 거의 빛이 전송되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에서, 단일 이색성 필터와 사용된 광 파장을 선택함으로써, 조명 포인트(225)의 각도가 결정된다. 택일적으로 또는 추가적으로, 둘 이상의 이색성 필터(145)가 직렬로 또는 병렬로, 서로에 대해 다양한 각도를 형성하도록 배치되어, 예를 들면 큰 입사 각도에서 광을 전송하기 위해 또는 비대칭적으로 포인트를 조명하기 위해, 광선의 조명 포인트(225)의 조명 각도 및 강도를 추가로 제어한다. 도 5는 광원(505)으로부터 특정한 광선을 전송하고 그리고 이들을 차단하여, 타깃(530)이 조명된 각도를 제어하도록, 두 개의 기울어진 이색성 필터(510)와 미러(520)를 사용하는 것을 나타내는 도면이다. 본 발명의 일 실시예에서, 예를 들면, 0도 내지 30 대신에 20도 내지 50도 사이의 각도로 타깃에 최대 조명을 제공하기 위해, 조명 각도가 이동될 수 있으며, 추가로 제한 또는 확장될 수 있다. 선택적으로, 이색성 필터(510)는 이동될 수 있으며, 예를 들면 모터에 의해 제어되어 사용자가 타킷에 조명될 빛을 제어하게 할 수 있다.

도 6A는 본 발명의 일 실시예에 따라, 라인 광원(600)을 나타내는 도면이다. 여기서, 라인의 각각의 포인트는 서로 다른 파장을 가지는 두 개의 광 포인트(610, 620)로 구성된다. 선택적으로, 광원(600)으로부터의 빛은 다중 대역 이색성 필터(625)를 통해 전송된다. 이 필터는 각 파장에 대해 다르게 반응하여, 각각의 각도 범위가 다른 파장의 빛을 제공하도록 한다. 선택적으로, 각 광원의 빛의 세기를 제어함으로써, 타깃(630)을 향하는 조명 각도가 제어될 수 있다.

도 6B는 본 발명의 일 실시예에 따라, 서로 다른 파장의 두 개의 광 포인트(610, 620)을 사용하여 입사 각도 대 송신 결과를 나타내는 그래프(650)이다. 선택적으로, 라인(660)은 램버시안 광원의 송신을 나타낸다. 라인(670)은 590nm의 파장을 가지는 LED의 송신을 나타내며, 라인(680)은 620nm의 파장을 가지는 LED의 송신을 나타낸다. 그래프(650)에 의해 도시된 경우에 따르면, 법선으로부터 약 25도까지 대부분의 광 조명 타깃(630)에서의 빛의 세기는 620nm LED에 의한 것이다. 25도 이상 약 60도까지의 각도에서 대부분의 빛의 세기는 590nm LED에 의한 것이다. 본 발명의 일 실시예에서에서, 다중 파장의 사용은 다른 파장에 다르게 반응하는 표면의 분석 결과를 향상시킬 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들은 단지 예시와 설명을 위한 것일 뿐이며, 본 발명을 설명된 형태로 한정하려는 것이 아니다. 따라서, 다양한 변화 및 변경을 할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게 자명하다. 또한, 이 명세서의 상세한 설명이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해서 정의된다.

본 발명은 몸체 및 광 전도 광섬유 광학장치 및 렌즈 컴포넌트 모두가 간단한 몰딩 플라스틱 또는 다른 적합한 물질, 구성요소로 제조될 수 있다. 유리 또는 다른 광 전도 물질이 광 전도 구성요소에 사용될 수 있다. 본 발명은 레이저가 사용된 산업분야, 특히 의료분야 및 팁 교체가 위생적인 서비스 환경을 만드는 그 외의 다른 분야에서 사용될 수 있다.

Claims

사전 선택된 파장을 가지는 둘 이상의 광원으로부터 발생한 광을 이용하여 타깃을 조명하는 단계, 여기서 둘 이상의 광원의 중심으로부터 타깃으로 이어지는 주 조명 축에 대해 개별적인 최대 조명 각도를 가지는 광원으로부터의 광에 의해 상기 타깃 상의 각 포인트가 조명되고;
필터에 대한 입사 각도의 함수로 둘 이상의 광원으로부터의 광을 송신하는 이색성 필터를 선택하는 단계;
상기 사전 선택된 파장을 가지는 광만이 전송되도록 제한하기 위해, 둘 이상의 조명과 상기 타깃 사이에, 상기 이색성 필터를 배치하는 단계를 포함하되,
상기 이색성 필터는 상기 타깃 상의 각 포인트를 조명하는 최대 조명 각도를 한정하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 타깃을 향하는 조명의 조명 각도 제한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 이색성 필터는 주 조명 축에 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 타깃을 향하는 조명의 조명 각도 제한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 이색성 필터는 주 조명축에 대해 직각 이외의 각을 형성하는 것을 특징으로 하는 타깃을 향하는 조명의 조명 각도 제한 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 이색성 필터의 각도의 제어 방식은 사용자 제어형인 것을 특징으로 하는 타깃을 향하는 조명의 조명 각도 제한 방법.
제 1 항에 있어서,
다중 이색성 필터가 주 조명 축을 따라 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 타깃을 향하는 조명의 조명 각도 제한 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 다중 이색성 필터는 서로 대해 하나의 각을 형성하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 타깃을 향하는 조명의 조명 각도 제한 방법.
제 1 항에 있어서,
이색성 필터는 다중 통과 필터(multi pass filter)인 것을 특징으로 하는 타깃을 향하는 조명의 조명 각도 제한 방법.
제 1 항에 있어서,
둘 이상의 광원으로부터 타깃으로 제 1 방향을 따라 광을 집중시키도록, 상기 둘 이상의 광원과 상기 타깃 사이에 렌즈를 배치하는 단계를 더 포함하되,
상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 상기 타깃을 조명하는 광은 이색성 필터의 배치 결과로, 상기 제 1 방향과 동일한 조명 각도를 가지는 것을 특징을 하는 타깃을 향하는 조명의 조명 각도 제한 방법.
제 1 항에 있어서,
둘 이상의 광원이 서로 평행하게 광원으로 구성된 다중 행(row)에 제공되며,
제 1 방향을 따라 광원의 각각의 행으로부터 빔이 타깃으로, 렌즈를 이용하여 집중되며, 이에 따라 상기 제 1 방향을 따라 타깃을 조명하는 결합된 빔이, 이색성 필터의 배치 결과로, 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향과 동일한 조명 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 타깃을 향하는 조명의 조명 각도 제한 방법.
제 1 항에 있어서,
둘 이상의 광원은 각각 다중 파장의 광을 제공하고 제어된 조명 각도는 각각의 파장마다 다른 것을 특징으로 하는 타깃을 향하는 조명의 조명 각도 제한 방법.
타깃을 조명하기 위한 둘 이상의 광원;
필터에 대한 입사 각도의 함수로 상기 둘 이상의 광원으로부터 빛을 전송하는 이색성 필터를 포함하되,
상기 이색성 필터는 상기 둘 이상의 광원과 상기 타깃 사이에 배치되고,
상기 둘 이상의 광원의 광은 사전 선택된 파장을 가지며,
상기 타깃 상의 각 포인트는, 상기 둘 이상의 광원의 중심으로부터 상기 타깃으로 이어지는 주 조명 축에 대해 개별적인 최대 조명 각도를 가지는, 광원으로부터 발생된 광에 의해 조명되며,
상기 이색성 필터는 상기 타깃 상의 각 포인트를 조명하는 최대 조명 각도를 한정하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 타깃을 향하는 조명 각도의 제어 시스템.
제 11 항에 있어서,
제 1 방향을 따라 둘 이상의 광원으로부터 타깃으로 광을 집중시키기 위해, 상기 둘 이상의 광원과 상기 타깃 사이에 배치된 렌즈를 더 포함하되,
상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 타깃을 조명하는 광은 상기 타깃과 상기 둘 이상의 광원 사이의 이색성 필터의 배치 결과로, 상기 제 1 방향과 동일한 조명 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 타깃을 향하는 조명 각도의 제어 시스템.
복수의 광원으로 이루어진 하나 이상의 행, 여기서 각각의 광원은 하나 이상의 파장을 가지는 광을 제공하고;
광원의 행으로부터 발생된 광을 집중시켜, 타깃을 조명하는 결합 광선이 둘 이상의 조명의 중심으로부터 타깃으로 이어진 주 조명 축에 대해 하나의 각도를 형성하도록, 광원의 각 행에 평행하게 배치된 렌즈;
상기 타깃과 렌즈 사이에 배치되며, 특정 각도 범위를 가지는 필터에 입사한 특정한 광 파장을 전송하여, 광원의 행에 수직인 방향을 따라 타깃 상에서, 하나 이상의 파장에 대한 최종 조명 각도가 조명의 행에 평행인 방향으로의 조명 각도와 대칭이되게 하는 이색성 필터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 타킷을 조명하기 위한 조명 장치.
제 13 항에 있어서,
다중 이색성 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타킷을 조명하기 위한 조명 장치.
제 13 항에 있어서,
광원의 행에 수직인 방향을 따라 타깃 상의 최종 조명 각도가, 단일 파장에 대해, 조명의 행에 평행인 방향으로의 조명 각도와 대칭이 되는 것을 특징으로 하는 타킷을 조명하기 위한 조명 장치.
제 13 항에 있어서,
광원의 행에 수직인 방향을 따라 타깃 상의 최종 조명 각도가, 하나 이상의 파장에 대해, 조명의 행에 평행인 방향으로의 조명 각도와 대칭이 되는 것을 특징으로 하는 타킷을 조명하기 위한 조명 장치.