KR20120101870A

KR20120101870A - 공초점 라인스캔 장치

Info

Publication number: KR20120101870A
Application number: KR1020110019948A
Authority: KR
Inventors: 변대균
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2012-09-17
Also published as: KR101675437B1

Abstract

공초점 라인스캔 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 공초점 라인스캔 장치는 빛을 조사하는 광원부와, 상기 광원부의 전방에 라인 형태의 슬릿이 형성된 광조사부와, 상기 광조사부의 전방에 위치하는 집광렌즈부와, 시편의 상부에 위치하여 상기 집광렌즈부를 통과한 빛을 시편 방향으로 굴절시켜 시편의 일축을 따라 라인형태로 빛이 조사되도록 하고, 시편으로부터 반사된 빛은 통과 또는 상기 집광렌즈부와 다른 방향으로 굴절시키는 광분할부와, 상기 시편으로부터 반사된 빛을 라인 형태로 수광하여 이미지를 생성하는 라인형 광검출부를 포함하되, 상기 이미지는 상기 라인형 광검출부에 의해 수광되는 빛의 강도가 높을수록 밝은 영역으로 표시된다.

Description

공초점 라인스캔 장치{CONFOCAL LINE SCANNING DEVICE}

본 발명은 공초점 라인스캔 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스캔 속도를 향상시킨 공초점 라인스캔 장치에 관한 것이다.

반도체 및 LCD(Liquid Crystal Display) 등과 같은 디스플레이 산업 현장에서는 여러 공정을 거치며 제품에 대한 다양한 측정과 검사 과정을 필요로 한다. 이러한 반도체, LCD 등은 육안으로는 관찰할 수 없는 미세한 형상으로 되어 있는 반면 매우 미세한 형상적 결함조차도 전체 제품의 질을 불량하게 만들 수 있다.

예를 들어 LCD와 같은 경우, 단 한 개의 셀만이 결함이 있어 제대로 발광하지 못한다 하여도 해당 제품 자체가 불량품이 된다. 이와 같은 문제 때문에 반도체, 디스플레이 등의 산업 현장에서 형상의 측정 및 검사 작업은 매우 정밀하면서도 효율적으로 이루어져야 하며, 또한 이러한 측정 및 검사 작업이 매우 높은 중요도를 가지고 있음은 자명한 사실이다.

이러한 측정 및 검사 작업을 위한 장치들 중 최근 주목받고 있는 장비로서, 공초점 현미경을 들 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 공초점 현미경은 레이저(1)에서 조사된 일정파장의 빛이 홀이 형성된 조사부(2)를 통과하고, 광분할부(3)에 의해 굴절된 후 집광렌즈(4)를 통과하여 시편(5)에 닿고 그에 의해서 여기(excitation)되어 발광(emission)되는 빛이 다시 집광렌즈(4) 및 광분할부(3)를 거쳐 핀홀(6)을 통과하여 광감지부(7)에 닿는 원리를 이용한다.

시편(5)으로 초점이 맞지 않는 빛이 조사되면, 이에 의해 반사되는 빛도 초점거리에서 벗어나기 때문에 조리개 역할을 수행하는 핀홀(6)을 통과하지 못하고 차단되며, 초점이 일치하는 부분의 빛만이 핀홀(6)을 통과하여 광감지부(7)가 수광하여 콘트라스트 차이를 증가시킴으로 전체적인 해상도의 향상을 나타내게 된다.

한편, 도 2a에 도시된 바와 같이, 공초점 현미경은 전체 시편(5)의 3차원 입체 형상을 획득하기 위해, 시편 전체 면을 최소 이동단위 간격으로 x축 및 y축 방향으로 순차적으로 이동하게 된다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 시편(5)의 표면의 미세 형상에 의해 z축 상의 높낮이가 다르기 때문에, 공초점 현미경이 A위치에 있을 경우에 비해 B위치에 있을 경우의 높이가 낮게 제어된다.

이와 같이, 공초점 현미경은 시편의 한 점(spot)에 광을 조사한 후 이에 의해 반사된 빛을 수광하여 입체 영상을 획득하게 되기 때문에, 시편(5)의 전면(全面)을 스캔하기 위해서는 전체 시편(5)의 표면을 x축 및/또는 y축을 따라 이동하면서 동시에 한 지점에서의 정확한 초점을 얻기 위해 z축으로도 함께 이동하여 최적의 초점거리를 찾아내고 이를 바탕으로 영상을 획득한다.

따라서, 다른 장비에 비해 정밀도가 높고 분해능이 좋은 반면, 3차원 측정정보를 획득하는데 작업시간이 장시간 소요되기 때문에 실제 양산 단계에서의 불량 측정 등의 과정에서는 사용하기 어렵다. 특히, 고분해능을 가질수록 동일한 면적의 시편에서의 스팟(spot) 개수가 증가되기 때문에 시간이 더 소요된다는 단점이 있다.

본 발명은 이와 같은 점으로부터 착안된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 고분해능을 가지면서도 고속으로 시편의 3차원 스캔이 가능한 공초점 라인스캔 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공초점 라인스캔 장치는 빛을 조사하는 광원부와, 상기 광원부의 전방에 라인 형태의 슬릿이 형성된 광조사부와, 상기 광조사부의 전방에 위치하는 집광렌즈부와, 시편의 상부에 위치하여 상기 집광렌즈부를 통과한 빛을 시편 방향으로 굴절시켜 시편의 일축을 따라 라인형태로 빛이 조사되도록 하고, 시편으로부터 반사된 빛은 통과 또는 상기 집광렌즈부와 다른 방향으로 굴절시키는 광분할부와, 상기 시편으로부터 반사된 빛을 라인 형태로 수광하여 이미지를 생성하는 라인형 광검출부를 포함하되, 상기 이미지는 상기 라인형 광검출부에 의해 수광되는 빛의 강도가 높을수록 밝은 영역으로 표시된다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1은 종래의 공초점 현미경 구조를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 공초점 현미경의 작동원리를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공초점 라인스캔 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 공초점 라인스캔 장치가 시편의 xy평면을 고속스캔하는 원리를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 공초점 라인스캔 장치가 시편의 z축을 따라 초점조절하는 원리를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 의해 형성된 서로 다른 높이에서 획득된 복수의 이미지의 예를 나타내는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 구성 요소들 상호 간의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공초점 라인스캔 장치에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공초점 라인스캔 장치의 구조를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 공초점 라인스캔 장치가 시편의 xy평면을 고속스캔하는 원리를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 3의 공초점 라인스캔 장치가 시편의 z축을 따라 초점조절하는 원리를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 5에 의해 형성된 서로 다른 높이에서 획득된 복수의 이미지의 예를 나타내는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공초점 라인스캔 장치는 빛을 조사하는 광원부(10)와, 상기 광원부(10)의 전방에 라인 형태의 슬릿이 형성된 광조사부(20)와, 상기 광조사부(20)의 전방에 위치하는 집광렌즈부(30)와, 시편(50)의 상부에 위치하여 상기 집광렌즈부(30)를 통과한 빛을 시편(50) 방향으로 굴절시켜 시편(50)의 일축을 따라 라인형태로 빛이 조사되도록 하고, 시편(50)으로부터 반사된 빛은 통과 또는 상기 집광렌즈부(30)와 다른 방향으로 굴절시키는 광분할부(40)와, 상기 시편(50)으로부터 반사된 빛을 라인 형태로 수광하여 이미지를 생성하는 라인형 광검출부(70)를 포함하되, 상기 이미지는 상기 라인형 광검출부(70)에 의해 수광되는 빛의 강도가 높을수록 밝은 영역으로 표시된다.

광원부(10)는 본 실시예에 따른 공초점 라인스캔 장치에 필요한 빛을 공급한다. 광원부(10)는 레이저 광선을 조사하는 레이저 광원일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 종류의 광원 예를 들어 발광램프와 같은 형태일 수도 있다.

광원부(10)로부터 조사된 빛은 시편(50)에 도달하여 시편(50) 표면에 위치하는 전자의 에너지 준위를 높이게 되며, 여기(excitation)된 전자는 다시 에너지를 빛의 형태로 방출하면서 원래의 에너지 준위로 회복된다. 이로 인해 발광(emission)된 빛을 라인형 광검출부(70)에서 수광하여 이미지를 획득할 수 있다.

광조사부(20)는 광원부(10)의 전방에 라인 형태의 슬릿이 형성된 패널 형태로서, 광원부(10)로부터 발생한 빛의 일부를 통과시킨다.

본 실시예에 따른 공초점 라인스캔 장치는 기존의 점(spot) 조사 방식과 달리 라인(line) 조사 방식을 사용하기 때문에, 종래에 광원으로부터 발생한 빛을 미세한 원형 홀 형태로 통과시켜 점광원을 구성하는 것과는 달리, 가늘고 일측으로 긴 라인 형태의 슬릿이 형성된 광조사부(20)를 통해 라인 형태의 빛을 조사한다.

슬릿의 크기는 가변적이며, 시편(50)의 형태 및 종류에 따라 슬릿의 가로 및/또는 세로의 길이는 상이할 수 있다.

광원부(10)로부터 발생한 빛의 일부 즉, 슬릿 형태의 관통구에 입사되는 빛만을 통과시켜 원하는 형태의 조사광을 형성할 수 있다.

집광렌즈부(30)는 광조사부(20)의 전방에 위치할 수 있으며, 도 3에는 집광렌즈부(30)가 하나의 볼록렌즈로 구성되는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 집광렌즈부(30)는 하나 또는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다.

광조사부(20)의 슬릿을 통과한 빛은 집광렌즈부(30)에 의해 집광되어 광분할부(40)로 향하게 된다.

종래의 공초점 현미경에 따르면 빛이 광원으로부터 조사되어 광분할부에 의해 굴절된 후 하나의 점광원을 형성하기 위해 광분할부와 시편의 사이에 구비되는 반면, 본 실시예에 따른 공초점 라인스캔 장치를 구성하는 집광렌즈부(30)는 광조사부(20)와 광분할부(40) 사이에 위치하게 된다.

광분할부(beam splitter)(40)는 집광렌즈부(30)를 통과한 빛을 시편(50) 방향으로 굴절시켜 시편(50)의 일축을 따라 라인형태로 빛이 조사되도록 하고, 시편(50)으로부터 반사된 빛은 통과 또는 집광렌즈부(30)와 다른 방향으로 굴절시킨다.

광조사부(20)에 의해 라인 형태로 형성된 빛은 집광렌즈부(30)를 통과하여 광분할부(40)로 향하게 되는데, 광분할부(40)는 입사각에 따라서 빛의 진행방향을 다르게 설정할 수 있도록 한다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 광분할부(40)의 좌측면에서 입사되는 광은 입사각에 따라 반사되어 시편(50)을 향하는 반면, 시편(50)으로부터 반사되어 다시 광분할부(40)로 향하는 광은 그대로 통과되도록 구성될 수 있다.

그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 앞서 설명한 바와 같이 시편(50)으로부터 반사되어 다시 광분할부(40)로 향하는 광은 집광렌즈부(30)와 다른 방향 예를 들어 도 3의 오른쪽 방향으로 굴절되도록 구성될 수 있다.

시편(50)은 표면의 형상을 측정하고자 하는 대상물이며, 광원부(10)로부터 조사된 광이 라인 형태로 시편(50)의 표면에 입사되기 때문에, 기존의 점광원에 의한 스캔 방식에 비해 x축 및 y축으로의 장치 이동횟수가 크게 감소하여 시편(50)의 영상 획득에 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다.

도 4를 참고하면, 광원부(10)로부터 출사된 광이 시편(50)의 표면에 입사되는 패턴 및 순서를 확인할 수 있다.

본 실시예에 따른 공초점 라인스캔 장치에서 시편(50)에 입사되는 광은 점광원 타입이 아닌 라인 타입이기 때문에, 도 4의 입사광 패턴(Y1 내지 Y8)과 같은 형태로 스캔된다.

즉, 시편(50)의 상면을 xy 평면으로 가정할 때, 라인 형태의 빛은 x축과 나란하게 입사될 수 있다. x축과 y축의 방향은 달라질 수 있다.

최초로 광원부(10)로부터 빛이 조사되어 제1 입사광(Y1)이 시편(50)에 도달하고, 제1 입사광(Y1)이 다시 반사되어 최종적으로 라인형 광검출부(70)에 포함된 이미지 센서에 수광되어 이미지를 제1 입사광(Y1)에 의한 이미지를 얻을 수 있다.

이어서, 본 실시예에 따른 공초점 라인스캔 장치는 제2 입사광(Y2)을 시편(50)에 조사한다. 제1 입사광(Y1)에 비해 제2 입사광(Y2)은 Y축 방향으로 소정의 단위만큼 이동할 수 있으며, 상기 소정의 단위는 공초점 라인스캔 장치의 분해능에 따라 달라질 수 있다.

제2 입사광(Y2)을 제1 입사광(Y1)과 이격시키는 방법은 시편(50) 자체를 이동시키는 방법 또는 광원부(10), 광조사부(20), 집광렌즈부(30) 및 광분할부(40) 전체를 이동시키는 방법이 있을 수 있으며, 그 외에도 광원부(10), 광조사부(20), 집광렌즈부(30) 및 광분할부(40) 중 하나 이상의 구성요소를 이동시켜 제2 입사광(Y2)을 y축 방향으로 이동시킬 수 있다.

제2 입사광(Y2)도 동일하게 최종적으로 라인형 광검출부(70)에 수광되어 이미지를 형성한다.

이어서 제3 입사광(Y3) 내지 제n 입사광(Yn)까지 시편(50)의 y축 길이만큼 이동을 반복하여, 시편(50)의 전체 이미지를 획득할 수 있다.

시편(50)의 일면에 대한 전체 이미지 획득이 종료되면, 시편(50)의 다른 면을 상면으로 하여 상기 과정을 반복할 수 있으며, 이로 인해 시편(50) 전체의 3차원 입체 이미지를 신속하게 획득할 수 있다.

라인형 광검출부(70)는 시편(50)으로부터 반사된 빛을 라인 형태로 수광하여 이미지를 생성한다.

라인형 광검출부(70)는 이미지 센서 예를 들어, CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)와 같은 타입의 빛을 감지하는 감광셀(미도시)이 라인 형태로 복수(2k, 4k, 8k 등; k는 1000 단위)로 구비될 수 있다.

앞서 도 3에 도시된 바와 같이, 라인형 광검출부(70)의 전방에 형성되어 시편(50)으로부터 반사된 빛 중 초점이 벗어난 빛이 라인형 광검출부(70)로 입사되지 않도록 차단하는 수광차단부(60)를 더 포함할 수 있으며, 수광차단부(60)는 종래의 핀홀 타입이 아닌 가늘고 긴 개구가 형성된 슬릿 타입일 수 있다.

복수의 감광셀은 매우 미세하여 예를 들어 액정표시장치(LCD)의 각 화소보다 더 미세한 크기를 가질 수 있으며, 이로 인해 액정표시장치의 단위셀과 같은 미세한 시편도 수등분으로 분할하여 미세하게 촬영할 수 있다.

촬영을 담당하는 이미지 센서는 광량(photon)에 의한 각 셀 내의 자유전하량의 변화를 전기적 신호로 변환하는 구조를 가진다. 예를 들어, CCD 센서는 실제 광량에 의해 전하가 축적되는 감광영역(photo effective 영역)과 축전된 전하를 차례대로 전송하는 통로역할을 하는 쉬프트 레지스터(shift register)로 크게 구분된다.

라인형 광검출부(70)에 의해 시편(50)의 일부가 촬영되면, 입력되는 광량정보는 단위 셀에서 전기신호로 변환되어 축적될 수 있다. 광량이 전하로 축적되는 원리는 광전효과이론에 의해 설명될 수 있다. 즉, 광자가 입력되면 그 광자의 에너지를 받은 전하는 여기되고, 상기 여기되는 전하를 상기 단위 셀이 축적하는 것이다.

상기와 같이 축적된 전하는 예를 들어 CCD 센서의 양측에 배열되는 쉬프트 레지스터에 의해 전송된다. 전송되는 상기 아날로그 정보는 아날로그-디지털 컨버터(AD convertor)에 의해 디지탈화된다. 상기 CCD 센서가 몇개의 단위 셀을 가지는가에 따라 2k, 4k, 8k로 구분될 수 있다.

상기 각 셀이 어떻게 배열되어 영상을 생성하느냐에 따라 에어리어 스캔(area scan)과 라인 스캔(line scan)등으로 나눌 수 있는데, 에어리어 스캔 방식은 한번의 촬영에 의한 노출 및 전송이 플레임 또는 필드 단위로 이루어지는 배열방식이고, 라인 스캔 방식은 한번에 한 라인씩 노출 및 전송이 이루어지는 배열방식이다.

본 실시예에 따른 공초점 라인스캔 장치를 구성하는 라인형 광검출부(70)는 라인 스캔 타입이기 때문에, 감광셀이 일측으로 길게 배치되는 형태를 가진다.

시편(50)에 의해 반사된 빛을 수광하여 획득한 이미지는 라인형 광검출부(70)에 의해 수광되는 빛의 강도가 높을수록 밝은 영역으로 표시될 수 있다.

따라서, 광원부(10)와 시편(50) 과의 거리가 초점거리에 대응하면, 최대 밝기의 빛이 라인형 광검출부(70)에 수광될 수 있으며, 이러한 원리에 의해, 특정 지점에서의 라인형 광검출부(70)로부터 시편(50) 표면까지의 거리를 획득할 수 있으며, 이를 이용하여 시편(50)의 형상을 3차원적으로 획득할 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 라인형 광검출부(70)는 시편(50)의 동일한 지점의 서로 다른 높이에서 반복적으로 빛을 조사한 후 반사된 빛을 수광하여 상기 동일한 지점에서의 복수의 이미지를 생성할 수 있다.

예를 들어, 도 5에 도시된 시편(50)의 단면이 도 4의 제8 입사광(Y8)을 따라 시편(50)을 절단한 도면이라고 할 때, 제8 입사광(Y8)과 xy 평면에서의 위치는 동일하되 z축으로의 높이를 다르게 하여 빛을 반복적으로 조사하여 동일한 지점에서의 복수의 이미지를 도 6과 같이 획득할 수 있다.

도 5의 제1 동위입사광(Z1) 내지 제9 동위입사광(Z9)은 서로 xy 평면 상의 위치는 동일하나 높이 즉 초점거리가 상이하도록 빛이 입사된다.

이와 같이 높이를 변화시키면서 빛을 조사하여 이를 라인형 광검출부(70)에 의해 수광하면 도 6에 도시된 바와 같은 복수의 이미지를 획득할 수 있다.

도 6은 제1 동위입사광(Z1)에 의해 획득한 이미지를 최하단에 도시하였으며, 순차적으로 제2 내지 제9 동위입사광(Z2 내지 Z9)의 입사광에 따라 이미지 센서에 의해 획득한 이미지를 나타낸다.

획득한 이미지 중 명부(I2)는 초점이 정확하게 형성된 것을 의미하며, 시편(50)의 표면이 광원부(10)의 초점거리에 맞게 위치하는 것을 의미한다. 반대로 암부(I1)는 시편(50)으로부터의 반사광이 획득되지 않은 것을 의미한다.

이는 앞서 살펴본 바와 같이, 수광차단부(60)가 라인형 광검출부(70)의 전방에 형성되어 시편(50)으로부터 반사된 빛 중 초점이 벗어난 빛이 라인형 광검출부(70)로 입사되지 않도록 차단하기 때문이다.

도 5의 시편(50)의 제1 영역(50a)과 제2 영역(50b)에 대응되는, 도 6의 제1 영역(50a)과 제2 영역(50b)을 제외하고는 복수의 이미지 모두 암부로 표시된다.

이는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 영역(50a)과 제2 영역(50b)을 제외하고는 시편(50)의 표면으로부터 초점이 맞는 동위입사광(Z1 내지 Z9)이 라인형 광검출부(70)로 도달하지 않기 때문에 영상을 획득할 수 없기 때문이다.

반면, 도 5의 제1 영역(50a)과 제2 영역(50b)은 다른 영역에 비해 시편(50)의 표면이 상부로 돌출되어 있기 때문에 도시된 바와 같이 동위입사광 중 일부(Z1 내지 Z6)와 부정확한 초점을 형성하여 상대적으로 다수의 광이 차단되어 라인형 광검출부(70)로 소량의 빛만이 수광됨으로써 흐린 이미지를 형성하며, 제7 동위입사광(Z7)과 정확한 초점을 이루어 라인형 광검출부(70)로 다량의 빛이 수광됨으로써 가장 밝은 이미지를 형성한다.

이와 같은 이미지는 도 6에서도 확인할 수 있다. 즉, 제1 영역(50a)과 제2 영역(50b) 중 제1 동위입사광(Z1)에 의한 이미지는 흐리게 형성되지만, 제7 동위입사광(Z7)에 인접할수록 점점 밝은 이미지가 형성되며, 시편(50) 표면과 광원부(10)의 거리가 정확한 초점을 이루도록 입사되는 제7 동위입사광(Z7)에서 가장 밝은 이미지가 형성된다.

이와 같이, 복수의 이미지를 분석하여, 시편의 3차원 형상을 획득할 수 있으며, 본 실시예에 따른 공초점 라인스캔 장치는 이와 같이 복수의 이미지를 분석하여 시편(50)의 3차원 형상을 렌더링하는 이미지분석부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 이미지분석부는, 상기 동일한 지점에서의 복수의 이미지 중 가장 밝은 이미지를 획득한 높이에서의 초점위치를 계산하여 시편의 3차원 형상을 획득할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 공초점 라인스캔 장치는 고분해능을 가지면서도 고속으로 시편의 3차원 스캔이 가능한 장점이 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 광원부
20: 광조사부
30: 집광렌즈부
40: 광분할부
50: 시편
60: 수광차단부
70: 라인형 광검출부

Claims

빛을 조사하는 광원부;
상기 광원부의 전방에 라인 형태의 슬릿이 형성된 광조사부;
상기 광조사부의 전방에 위치하는 집광렌즈부;
시편의 상부에 위치하여
상기 집광렌즈부를 통과한 빛을 시편 방향으로 굴절시켜 시편의 일축을 따라 라인형태로 빛이 조사되도록 하고, 시편으로부터 반사된 빛은 통과 또는 상기 집광렌즈부와 다른 방향으로 굴절시키는 광분할부;
상기 시편으로부터 반사된 빛을 라인 형태로 수광하여 이미지를 생성하는 라인형 광검출부를 포함하되,
상기 이미지는 상기 라인형 광검출부에 의해 수광되는 빛의 강도가 높을수록 밝은 영역으로 표시되는 공초점 라인스캔 장치.
제1항에 있어서,
상기 라인형 광검출부는,
시편의 동일한 지점의 서로 다른 높이에서 반복적으로 빛을 조사한 후 반사된 빛을 수광하여 상기 동일한 지점에서의 복수의 이미지를 생성하는 공초점 라인스캔 장치.
제2항에 있어서,
상기 복수의 이미지를 분석하여, 시편의 3차원 형상을 획득하는 이미지분석부를 더 포함하는 공초점 라인스캔 장치.
제3항에 있어서,
상기 이미지분석부는,
상기 동일한 지점에서의 복수의 이미지 중 가장 밝은 이미지를 획득한 높이에서의 초점위치를 계산하여 시편의 3차원 형상을 획득하는 공초점 라인스캔 장치.
제1항에 있어서,
상기 라인형 광검출부의 전방에 형성되어 상기 시편으로부터 반사된 빛 중 초점이 벗어난 빛이 상기 라인형 광검출부로 입사되지 않도록 차단하는 수광차단부를 더 포함하는 공초점 라인스캔 장치.