KR20180048823A - 샘플의 표면 구조 및 조성을 감지하기 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

샘플의 표면 구조 및 조성을 감지하기 위한 방법 및 디바이스 Download PDF

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KR20180048823A
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위르겐 막스
하인리히 알렉산더 에베를
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위르겐 막스
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Abstract

본 발명은 스캐닝 장치(2)를 이용하여 표면 구조 및 샘플의 속성, 특히 인체의 피부와 물체의 표면의 접촉에 의해서 야기되거나 마크 캐리어를 이용하여 수신되는 마크를 감지하기 위한 방법으로서, 샘플(P) 및 스캐닝 장치(2)는 서로에 대해서 운동하고, 샘플 표면은 스캐닝 장치(2)에 의해 방출되는 광 빔 또는 레이저 빔(L)으로 라인 단위로 조사되며, 샘플 표면에 의해 반사되는 광 빔 또는 레이저 빔(R)이 감지되고, 샘플 표면의 속성을 제공하기 위해서, 샘플 표면의 토포그래피 및 반사된 광 빔 또는 레이저 빔(R)의 세기의 디지털 이미지가, 반사된 광 빔 또는 레이저 빔(R)의 방출된 광 빔 또는 레이저 빔(L)으로부터의 편차로부터 생성되는, 방법에 관한 것이다.

Description

표면 구조 및 샘플의 조성을 획득하기 위한 방법 및 디바이스
본 발명은 제 1 항의 전제부에 따르는, 표면 구조 및 샘플의 조성을 획득하기 위한 방법, 및 제 12 항의 전제부에 따르는, 표면 구조 및 샘플의 조성을 획득하기 위한 디바이스에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법과 표면 구조 및 샘플의 조성을 스캐닝 유닛을 이용하여 획득하기 위한 디바이스는, 바람직하게는 피부암 검진 중의 입사 광 관찰을 위한 의료 기술, 그리고 표면 코팅을 획득하기 위한 그리고 물체의 내층의 두께 측정을 위한 산업 분야에서, 인체의 피부가 물체의 표면과 접촉할 때 유도되거나 트레이스 캐리어에 의해 흡수되는 트레이스를 획득하기 위해 사용될 수 있다.
트레이스 캐리어 상에 생긴 자국을 획득하기 위한 디바이스는 DE 10 2011 111168 A1 에서 공지되는데, 이것은 트레이스 캐리어 지지체, 적외선 빔을 기록하는 카메라를 가진 리셉터클 헤드, 및 리셉터클 헤드를 위한 마운트를 포함하고, 리셉터클 헤드는 마운트를 이용하여 트레이스 캐리어 홀더에 대해서 탑재된다. 적외선 카메라는 트레이스 캐리어 상의 자국에 의해 방출 및/또는 반사되는 적외선 빔을 기록한다. 리셉터클 헤드는 트레이스 캐리어로부터 리셉터클 헤드까지의 거리를 설정하기 위한 연장 칼럼을 포함하는 마운트 내에 배치되고, 트레이스 캐리어는 두 개의 바에 의해 홀딩된 바를 따라 수평으로 선형 이동될 수 있다. 리셉터클 헤드는 트레이스 캐리어 상에 침착된 증거 물체의 이미지를 제공하기 위한 디지털 카메라 및 적외선 카메라 주위에서 원형으로 이동될 수 있는 적외선 방출기를 더 포함한다.
이러한 경우에, 트레이스 캐리어의 스캐닝면이 리셉터클 헤드를 이동시키기 위한 바 장치의 치수로 한정된다는 것과 트레이스 캐리어 상의 자국을 스캐닝할 때 왜곡되고 음영이 발생할 위험성, 그리고 스캐닝된 이미지가 자국에 입사하는 외부 광 때문에 훼손될 수 있다는 것들이 불리한 것들이다.
지문을 획득하는 방법이 DE 100 22 143 A1 에 공지되는데, 이 경우에 트레이스 캐리어 상에 배치된 지문의 이미지가 카메라를 이용하여 보이지 않는 적외선 파장 범위에서 기록됨으로써, 입사 광의 반사 또는 흡수에 기인한 가시 파장 범위에서뿐만 아니라 방출된 열복사에 의해서도 이미지가 얻어진다. 이러한 목적을 위하여, 트레이스 캐리어는 온도가 조절되는 지지면 상에 배치되고, 측면으로 그리고 온도가 조절되는 지지면에 대해서 높이가 오프셋되어 배치되는 광원에 의해서 조사된다. 이미지는 온도가 조절되는 지지면 상에 위치된 트레이스 캐리어 위에 배치되는 카메라에 의해 기록된다. 트레이스 캐리어는 스펙트럼 필터를 광원 및 카메라 위에 배치함으로써 원하는 파장 범위의 광을 사용하여 조명된다.
트레이스 캐리어 상의 자국을 획득하기 위한 이러한 장치는, 광원이 배치되기 때문에 자국의 구성된 표면에 음영이 발생한다는 것과 카메라의 위치와 원추형 시야각에 기인하여 볼 수 없는 영역이 생긴다는 단점을 가지는데, 따라서 개개의 부분 이미지로부터 완전한 3-차원의 이미지를 계산할 수 있으려면 자국을 다양한 시야각에서 기록할 필요성이 생긴다.
본 발명은 표면 구조 및 샘플의 조성을 획득하기 위한 방법 및 디바이스를 제공할 때의 전술된 문제점에 기초하고 있으며, 본 발명은 높은 해상도를 가지는 스캐닝 프로시저에서, 토포그래피의 무왜곡 및 무음영 기록 및 샘플의 세기 이미지 및, 필요할 경우, 적어도 이론적으로는 크기 제한이 없는 샘플 표면을 가지는 컬러 이미지(RGB 이미지)가 얻어지게 한다.
이러한 목적은, 제 1 항의 특징에 따라 표면 구조 및 샘플의 조성을 획득하기 위한 본 발명에 따른 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 방법에 의하면, 단일 스캐닝 프로시저를 사용하여, 표면에 대한, 표면 위와 안에 있는 화학물질을 특징짓는 샘플의 토포그래피 및 세기 이미지가 높은 해상도를 가지고 왜곡과 음영이 없으며 적어도 이론적으로는 무제한 크기의 샘플 표면을 가지고 획득되고, 입사하는 외부 광이 있는 경우에도 신뢰성이 높게 동작하게 되며, 필요할 경우 컬러 이미지(RGB 이미지)를 기록할 수 있다.
샘플 표면을 라인 단위로 스캐닝함으로써, 샘플 표면의 토포그래피 및 반사된 광 빔의 세기 양자 모두, 그리고 따라서 샘플 또는 샘플 또는 샘플 표면 내에 포함된 화학물질의 조성을 높은 해상도로 왜곡과 음영이 없이 기록하는 것이 보장된다. 그러므로, 라인 단위 스캐닝의 개개의 픽셀이 조합됨으로써, 샘플 또는 샘플 또는 샘플 표면 내에 보유된 화학물질의 조성을 평가하기 위한, 샘플 표면의 토포그래피 및 반사된 광 빔의 세기의 정보성 디지털 이미지를 형성할 수 있다.
스캐닝 유닛으로부터 방출된 광 빔은 샘플 표면 상에서 획득되기 위한 화학물질의 이전에 확인된 유효 흡수 피크의 파장 범위에 대응하는 파장에서 방출되거나, 스캐닝 유닛은 스캐닝 유닛으로부터 방출된 광 빔이 적외선 스펙트럼의 범위에서 방출되거나 튜닝된 광이 되도록 구성된다. 첫 번째로 언급된 경우는, 검사할 샘플의 흡수 피크에 대한 지식에 기초하는 반면에, 두 번째 언급된 경우에서는 샘플 또는 화학물질의 흡수 피크를 확인하기 위해서 "사전스캔"이 발생한다.
바람직하게는, 샘플 표면은 레이저 빔 직경에 대응하는 스텝 폭인 바람직하게는 0.1 mm 이하의 미리 규정된 레이저 빔 직경을 가지는 레이저 빔을 사용하여 라인 단위로 조사되고, 반사된 레이저 빔은 방출된 레이저 빔과 관련하여 동축 상에서 획득되며, 샘플 표면으로부터 반사된 레이저 빔의 진행 시간은 샘플 표면의 토포그래피에 대응하는 거리 이미지를 마련하도록 분석되고, 스캐닝 유닛으로부터 방출된 레이저 빔으로부터의 샘플 표면으로부터 반사된 레이저 빔의 편차는 샘플 표면 상의 그리고 샘플 표면 내의 화학물질에 대응하는 세기 이미지를 마련하도록 분석된다.
특히 IR 레이저 스캐너로서 설계되는 스캐닝 유닛을 레이저 빔 직경을 제한하는 시준 렌즈와 함께 사용하기 때문에, 샘플 표면 상에 있는 화학물질을 획득할 때 높은 해상도가 보장되면서, 반사된 광 빔이 방출된 광 빔과 관련하여 동축 상에서 획득되기 때문에 샘플 표면을 최적으로 예시하고 분석하기 위한 무왜곡 및 무음영 스캐닝이 보장된다.
샘플 표면의 토포그래피를 확인하기 위하여, 샘플 표면으로부터 스캐닝 유닛의 거리에 따라 달라지는, 스캐닝 유닛에 의해 방출되고 샘플 표면으로부터 반사되는 레이저 빔의 진행 시간이 샘플 표면의 토포그래피에 대응하는 거리 이미지를 형성하도록 획득되고 분석되거나, 스캐닝 유닛으로부터 방출된 레이저 빔과 샘플 표면으로부터 반사된 레이저 빔 사이의 위상 천이가 샘플 표면의 토포그래피를 확인하도록 획득되고 분석된다.
이러한 방법을 사용하면, 외층과는 다른 샘플의 내층의 두께도 역시 분석될 수 있다.
바람직하게는, 스캐닝 유닛으로부터 방출된 광 빔 또는 레이저 빔은, 스캐닝 유닛으로부터 방출되는 광 빔 또는 레이저 빔과 샘플 표면으로부터 반사되는 광 빔 또는 레이저 빔 사이의 위상 천이를 결정하기 위하여 정현파로 변조되고, 스캐닝 유닛에 의해 획득되는 반사된 광 빔 또는 레이저 빔은 방출된 광 빔 또는 레이저 빔과 동기화되는 레퍼런스 신호와 상관된다.
바람직한 실시예에서, 샘플 표면은 변조된 광 빔 또는 레이저 빔을 사용하여 포인트 단위로 순차적으로 스캐닝되고, 디지털 이미지의 이미지 요소들은 매트릭스로 배열된 거리 및 세기 측정으로부터 에뮬레이션된다.
RGB 이미지를 마련하기 위하여, 반사된 광 빔 또는 레이저 빔은, RGB 이미지 컴퓨터 유닛에서 처리되고 디스플레이 스크린에 디스플레이되는, 스캐닝된 샘플 표면의 컬러 값을 확인하도록 RGB 센서를 이용하여 획득될 수 있다.
표면 구조 및 샘플의 조성을 획득하기 위한 디바이스는, 샘플 리셉터클, 스캐닝 유닛으로서, 화학물질의 알려지거나 이전에 확인된 유효 흡수 피크의 파장 범위를 가지는 광 빔을 방출하거나, 상기 유효 흡수 피크를 확인하기 위한 광원 - 상기 광 빔은 적외선 스펙트럼의 범위에서 튜닝됨 -, 샘플 표면으로부터 투과되거나 반사되는 광 빔을 수광하기 위한 수광기, 및 상기 광원으로부터 방출된 광 빔을 사용하여 상기 샘플 표면을 스캔하는 X-Y 축 편향 유닛을 포함하는 스캐닝 유닛, 및 분석 유닛으로서, 상기 화학물질을 포함하는 샘플 표면의 토포그래픽 거리 이미지를 생성하기 위한 제 1 컴퓨터 유닛, 상기 화학물질을 포함하는 샘플 표면의, 반사된 광 빔의 세기를 나타내는 적외선 이미지를 생성하기 위한 제 2 컴퓨터 유닛, 및 메모리, 디스플레이 유닛 또는 제 1 및 제 2 컴퓨터 유닛에 양방향으로 연결되는 중앙 컴퓨터 유닛을 포함하는, 분석 유닛을 포함한다.
샘플 리셉터클과 스캐닝 유닛 사이의 거리를 변경하기 위하여, 샘플 리셉터클 및/또는 스캐닝 유닛은 Z 축 드라이브 유닛에 연결되고, Z 축 드라이버 유닛을 통해 중앙 컴퓨터 유닛에 양방향으로 연결된다.
거리 및 세기 이미지에 대한 보충으로서 RGB 이미지를 생성하기 위하여, 샘플 표면을 향해 배향되고 제 3 컴퓨터 유닛을 통해 양방향으로 중앙 컴퓨터 유닛에 연결되는 RGB 이미지 기록 유닛이 제공될 수 있다.
스캐닝 유닛의 광원이 방출된 광 빔을 투과 렌즈 및 X-Y 축 편향 유닛을 통해 샘플 표면을 향해 지향시키는 반면에, 바람직하게는 적외선 포토다이오드 수광기를 포함하는 스캐닝 유닛의 수광기는 반사된 광 빔을 기록하는 수광측에서 수광 렌즈에 연결된다.
하나의 바람직한 실시예에서, 스캐닝 유닛은, IR 레이저 빔을 레이저 활성화 전자부에 의해 활성화되는 변조기를 통해서, 제한된 레이저 빔 직경을 가지는 IR 레이저 빔을 편향 유닛을 향해 방출하는 시준기를 향해 지향시키는 적외선 레이저 방출기를 포함하고, 편향 유닛은 바람직하게는 전기 모터에 의해 구동되는 다각형 편향 미러를 포함하고, IR 레이저 빔을 샘플 상에 라인 단위로 편향시키고 샘플 표면으로부터 반사된 IR 레이저 빔을 포토다이오드로 편향시킨다.
시준기와 편향 유닛 사이의 빔 경로에 배치되는 빔 분할기는, 한편으로는 시준기로부터 방출된 IR 레이저 빔을 편향 유닛을 향해 투과시키고, 편향 유닛에 의해 순차적으로 조합되고 샘플 표면으로부터 반사되는 IR 레이저 빔을 포토다이오드를 향해 편향시킨다.
편향 유닛에 의해 라인 단위로 팬아웃되는 IR 레이저 빔, 및 편향 유닛에 의해 수광되는 반사된 IR 레이저 빔은 교정 렌즈 및 재지향 미러를 통해 샘플로 유도되는데, 편향 유닛에 의해 라인 단위로 팬아웃되는 IR 레이저 빔의 적어도 일부는 동기화 포토다이오드를 향해 편향된다.
본 발명의 기본 개념은 도면에 도시된 예시적인 실시예에 기초하여 더 상세히 설명될 것이다. 도면에서:
도 1 은 통합된 RGB 센서를 가지는 스캐닝 및 분석 유닛의 블록도를 도시한다;
도 2 는 광펄스 진행 시간 측정의 기능적인 원리를 설명하기 위한 스캐닝 및 분석 유닛의 블록도를 도시한다;
도 3 은 위상차 측정을 설명하기 위한, 방출된 광 빔 또는 레이저 빔 및 레퍼런스 광 빔 또는 레이저 빔의 시간 곡선을 도시한다;
도 4 는 광빔 경로의 예시를 가지는, 스캐닝 유닛의 디자인의 개략적인 예시도를 도시한다, 그리고
도 5 는 스캐닝 유닛으로부터 방출되는 변조된 광 빔 또는 레이저 빔, 및 반사된 변조된 광 빔 또는 레이저 빔의 평행 빔 경로의 개략적인 예시도를 도시한다.
도 6 은 기름막에 의해 단색 광의 세기가 감소되는 것을 보여준다;
도 7 은 흡수분광법에 의해 층 두께가 감소되는 것의 개략적인 예시도를 도시한다;
도 8 은 샘플 표면 위에 위치된 구리스 층을 가지는 샘플의 개략적인 예시도를 도시한다;
도 9 는 분광법을 사용하는, 두 개의 선택된 측정 포인트에서의 샘플 표면의 측정의 파장에 대한 흡수 대역의 개략적인 예시도를 도시한다;
도 10 은 세기 이미지의 개략적인 2-차원의 예시도를 도시한다;
도 11 은 세기 이미지의 개략적인 3-차원의 예시도를 도시한다; 그리고
도 12 는 그레이스케일로 표시된 물체 및 컬러로 표시된 표면 상에 위치된 화학물질의 개략적인 3-차원의 예시도를 도시한다.
도 1 은 표면 구조 및 샘플 또는 측정된 물체(P)의 조성을 획득하기 위한 디바이스의 블록도를 도시한다. 샘플 또는 측정된 물체(P)는 샘플 리셉터클(1) 상에 배치되는데, 이것은 스캐닝 유닛(2)과 샘플 리셉터클(1) 사이의 거리를 설정하기 위한 Z 축 드라이브 유닛(5)에 연결된다. 일점쇄선으로 사각형에 둘러싸인 스캐닝 유닛(2)은 IR 레이저 광원(22), 레이저 활성화 전자부(21), 및 투과 렌즈(23)를 포함하는 송신기, 및 IR 포토다이오드 수광기(25), 로그인 신호 증폭기(24), 및 수광 렌즈(26)를 포함하는 수광기로 이루어진다.
IR 레이저 광원(22)은, 펄스 발생기(8)에 의해 클로킹되는 레이저 활성화 전자부(21)에 의해 활성화된다. IR 레이저 광원(22)으로부터 방출되는 레이저 빔(L)은, 예를 들어 시준기의 형태인 투과 렌즈(23)를 이용하여 0.1 mm 이하의 레이저 빔 직경으로 시준되고, 샘플 리셉터클(1) 상에 위치된 샘플(P) 상에 지향된다. 샘플 표면은 레이저 빔 직경에 대응하는 스텝 폭인 레이저 빔(L)을 이용하여 라인 단위로 트래버스되고, 샘플 표면으로부터 반사되는 레이저 빔(R)은 수광 렌즈(26)에 의해 수광되고, 출력측에서 증폭된 측정 신호를 분석 유닛(3)으로 출력하는 로그인 신호 증폭기(24)에 연결되는 IR 포토다이오드 수광기(25)로 방출되는데, 분석 유닛은 일점쇄선으로 사각형에 둘러싸이며, 샘플 표면의 토포그래피에 대응하는 거리 이미지를 계산하기 위한 제 1 컴퓨터 유닛(31) 및 샘플 표면의 화학물질에 대응하는 세기 이미지를 계산하기 위한 것으로서 펄스 발생기(8)에 의해 역시 클로킹되는 제 2 컴퓨터 유닛(32)을 포함한다. 제 1 및 제 2 컴퓨터 유닛(31, 32)은 중앙 컴퓨터 유닛(CPU)(30)에 양방향으로 연결되는데, 중앙 컴퓨터 유닛에는 메모리 유닛(61) 및 외부 메모리 유닛(62)이 양방향으로 연결된다.
스캐닝 유닛(2)의 송신기(21, 22, 23)로부터 방출되는 레이저 빔(L)은 연구될 샘플(P)의 흡수 스펙트럼에 속하는 파장 범위에서 방출된다. 또는, 송신기(21, 22, 23)는 적외선 스펙트럼에서 샘플 표면을 향해 광대역 레이저 빔을 방출하는데, 파장은 0.2 nm 스텝의 범위에서 변경되거나 조절된다.
IR 레이저 광원(22)으로부터 방출된 레이저 빔은, 0.1 mm 이하의 직경으로 시준된 투과 렌즈(23)내에서 샘플 표면을 향해 배향되고, 편향 유닛을 이용하여, 예를 들어 다각형 미러 또는 검류계를 이용하여, 빔 직경에 대응하는 스텝 폭으로 라인 단위로 트래버스됨으로써, X-Y 면을 스캐닝하기 위해서 편향 유닛을 이용하여 샘플 표면의 스캐닝이 하나의 축(X 축)에서 발생하게 하고, 샘플 또는 스캐닝 유닛이 전진함으로써 다른 축(Y 축)에서 발생하게 한다.
스캐닝 유닛(2) 또는 샘플 리셉터클(1)을 Z 축에 수직인 X-Y 평면에서 이동시키는 X-Y 축 편향 유닛(4)은, 샘플 표면의 전체 영역이 스캐닝 유닛(2)을 이용하여 스캐닝되게 한다. 10 m까지의 폭과 임의의 길이의 샘플 표면이 X-Y 축 변위와 함께 샘플 표면의 라인 단위 스캐닝을 통해서 스캐닝될 수 있다.
X-Y 축 편향 유닛(4)은 X-Y 축 드라이버 유닛(40)에 의해 활성화되고, 위치 신호를 X-Y 축 드라이버 유닛에 출력한다. X-Y 축 드라이버 유닛(40)은 중앙 컴퓨터 유닛(30)에 양방향으로 연결된다. Z 축 드라이브 유닛(5)은 Z 축 드라이버 유닛(50)에 의해 활성화되고, 높이 위치 신호를 Z 축 드라이버 유닛으로 출력하는데, Z 축 드라이버 유닛(50)도 역시 중앙 컴퓨터 유닛(30)에 양방향으로 연결된다.
스캐닝 유닛(2)에 의해 스캐닝되는 샘플 표면의 컬러 값을 확인하기 위하여, 외부 RGB 이미지 기록 유닛(7)이 더 제공될 수 있는데, 이것은 샘플 표면을 향해 배향되고, 중앙 컴퓨터 유닛(30)에 역시 양방향으로 연결되는 제 3 컴퓨터 유닛(33)에 연결된다.
샘플 표면의 토포그래피 또는 컨투어 및 샘플(P)의 화학물질의 조성을 획득하기 위하여, 레이저 광 신호 또는 레이저 광 펄스의 진행 시간이 측정되는데, 이것은 샘플 표면의 컨투어의 개개의 포인트의 거리에 따라 달라지므로, 샘플 표면의 토포그래피의 정확한 묘사는 거리 이미지의 계산에 의해 획득된다.
연구할 화학물질이 특정한 흡수 성질을 가지기 때문에, 반사된 레이저 빔(R)의 강도 또는 세기가 샘플 또는 샘플 표면의 조성 또는 성질에 대해 알려준다. 그러므로, 샘플 표면의 세기 이미지는 샘플 표면의 스캐닝 시에 개개의 세기 측정 포인트로부터 획득되고 분석될 수 있다. 이를 위하여, 각각의 개개의 측정 포인트가, 예를 들어 0 내지 100 의 세기 스케일의 형태로 묘사될 수 있는데, 상이한 컬러 스케일을 세기 값들에 지정함으로써 이미지 디스플레이 유닛 또는 디스플레이 스크린(9) 상에 세기 이미지의 쉽게 인식가능한 복원과 대응하는 이미징 묘사가 가능해진다.
샘플 표면의 토포그래피를 확인하기 위하여 필요한, 샘플 표면의 개개의 포인트와 스캐닝 유닛(2) 사이의 거리의 측정에 대해 도 2 및 도 3 을 기초하여 상세히 설명할 것이다.
도 2 는 광펄스 진행 시간 측정(이동 시간(time of flight; TOF))의 기능적인 원리를 설명하기 위한 개략적인 블록도를 도시한다. 도 1 에 따른 블록도와 유사하게, 레이저 광원(22)이 제공되고 그 방출된 레이저 빔(L)이 투과 렌즈(23)에 의해 시준되어 샘플 리셉터클(1) 상에 위치된 샘플(P)의 샘플 표면을 향해 배향된다. 반사된 레이저 빔(R)은 수광 광학기(26)에 의해 수광되고 포토다이오드 수광기(25)로 방출된다. 레이저 광원(22) 및 포토다이오드 수광기(25) 양자 모두는, 출력측에서 마이크로프로세서(300)에 연결되는 시간 측정 유닛(27)으로 출력 신호를 방출한다. 측정 유닛의 디지털 출력(28) 및 선택적으로는 아날로그 출력(29)이 마이크로프로세서(300)에 연결된다.
레이저 광원(22)은 시간 측정 유닛(27)을 레이저 광 펄스(L)의 방출과 동시에 트리거링한다. 레이저 광 펄스(L)는 샘플 표면에 입사하고, 그로부터 반사되며, 수광 렌즈(26)에 의해 반사된 레이저 광 펄스(R)로서 수광되고, 거리-의존적 신호 진행 시간이 측정되도록 시간 측정 유닛(27)을 중지시키는 포토다이오드 수광기(25)에 의해 검출되는데, 이러한 진행 시간은 스캐닝 유닛(2)으로부터의 샘플 표면의 각각의 측정 포인트의 거리에 직접적으로 대응한다.
샘플 표면의 윤곽이 매우 평평한 경우 레이저 빔의 거리-의존적 신호 진행 시간에 있는 미세한 차이만이 측정되기 때문에, 샘플 표면의 토포그래피의 획득, 분석, 및 복원의 정확도는 시간 측정의 정확도에 따라 달라진다. 이러한 이유로, 대안적으로는 위상 천이를 이용한 거리 측정 방법이 사용되는데, 그 기능적인 이론은 도 3 에 도시되고, 이것은 시간 측정 유닛(27) 대신에 위상 측정 유닛이 사용된다는 점에서 도 2 에서와 같은 것과 본질적으로 동일한 디바이스를 사용한다.
이러한 방법에서는 위상 천이가 측정되는데, 이것은 광학적으로 변조된 측정 신호가 레퍼런스 신호에 대한 자신의 경로-의존적 신호 진행 시간의 결과로서 경험하는 것이다. 이러한 경우에, 광펄스 진행 시간 측정의 경우에서의 레이저 광 펄스는, 포토다이오드 수광기(25)에 의해 수신되는 신호가 동기 레퍼런스 신호와 상관된다는 점에서 그 위상이 결정되는 정현파로 변조된 신호로 대체된다. 따라서 확인된 위상 천이 또는 위상차 Δφ는 레이저 광원(22)으로부터 포토다이오드 수광기(25)까지의 레이저 광 펄스의 진행 시간에 비례한다.
전술된 1-차원의 진행 시간 측정부터 3-차원의 거리 측정까지 얻기 위하여, 샘플 표면을 스캐닝 유닛(2)의 도움을 받아 변조된 레이저 광 빔으로 스캐닝되고, 샘플 표면은 순차적으로 포인트 단위로 측정된다. 매트릭스로 배열되는 측정 결과는, 거리 이미지 및 따라서 샘플 표면의 토포그래피 및 샘플 표면의 세기 이미지를 복원하는 디지털 이미지의 이미지 요소인데, 디지털 이미지는 샘플 표면의 조성에 대응한다. RGB 센서가 추가적으로 사용된다면, 측정된 포인트의 확인된 컬러 값으로부터 RGB 이미지가 추가적으로 마련될 수 있다.
측정 데이터, 즉 거리 값, 세기 값, 및 RGB 컬러 값은 도 1 의 스캐닝 유닛(2)과 분석 유닛(3) 사이의 인터페이스를 통해 분석 유닛(3), 예를 들어 PC 또는 랩탑으로 전달되는데, 이러한 분석 유닛에서 이들은 소프트웨어에 의해 조합되어 거리, 세기, 및 선택적으로 트루 컬러 이미지를 형성하고, 이미지 디스플레이 유닛 또는 디스플레이 스크린(9) 상에 시각화된다.
측정 데이터를 시각적으로 표시하는 것에 추가하여, 분석 유닛(3)은 또한 스캐닝 유닛(2)의 기록을 제어하는데, 예를 들어 스캐닝될 샘플 표면의 영역을 선택하고, 스캐닝 프로시저 중의 스텝 폭을 특정하며, 샘플 리셉터클(1)의 높이를 설정하는 등을 수행한다.
도 4 는 본 발명에 따르는 디바이스 및 샘플 리셉터클(1) 상에 배치된 3차원으로 구조화된 샘플(P)을 스캐닝하기 위한 광빔 경로의 예시적인 실시예의 개략적인 예시도를 도시한다.
스캐닝 유닛(2)은 회로 보드(20) 상에, 라인(10)을 통해 전압 서플라이에 연결되는 레이저 광원(22), 레이저 광원(22)으로부터 방출된 레이저 빔의 빔 경로에 배치되고 제어 라인(101)을 통해 레이저 활성화 전자부(더 자세하게 도시되지는 않음)에 연결되는 변조기(11), 및 레이저 빔의 빔 경로에 배치되고 레이저 빔을 1 mm 이하, 특히 0.1 mm 이하의 직경으로 시준하며, 레이저 빔을 반투명 미러(14)를 통해 다각형 편향 미러(15)를 향해 배향하는 시준기(13)를 포함한다. 전기 모터(16)에 의해 구동되는 다각형 편향 미러(15)는 레이저 빔을 교정 렌즈(17)를 향해 편향시키는데, 레이저 빔은 표시된 화살표에 의해 개략적으로 표시된 다각형 편향 미러(15)의 회전의 결과로서 교정 렌즈(17)의 길이에 걸쳐서 편향된다.
시준기(11)와 다각형 편향 미러(15) 사이의 빔 경로에 배치되는 반투명 미러(14)는 한편으로는 시준기(11)로부터 방출된 레이저 빔(L)을 다각형 편향 미러(15)로 투과시키고, 다각형 편향 미러(15)에 의해 순차적으로 결합되고 샘플 표면으로부터 반사되는 레이저 빔(R)을 이미지 기록 포토다이오드(12)로 편향시킨다.
동기화 포토다이오드(19)는 방출된 레이저 빔(L)을 반사된 레이저 빔(R)과 동기화시키기 위해 사용되고, 역시 다각형 편향 미러(15)로부터 편향된 레이저 빔에 의해 시동된다. 한번에 하나의 라인을 기술하는 레이저 빔은 재지향 미러(18)를 통해 샘플 리셉터클(1) 상에 위치된 샘플(P)을 향해 배향되어, 샘플 표면의 토포그래피 및 그 조성을 획득하는데, 이것은 샘플 표면의 흡수 성질에 의해 결정되고, 개개의 세기 측정 포인트로부터 조합된 세기 이미지에 대응한다.
샘플 표면으로부터 반사된 레이저 빔(R)은 재지향 미러(18) 및 교정 렌즈(17)를 통해서 회전하는 다각형 편향 미러(15)로 유도되고, 반사된 레이저 빔(R)은 이러한 편향 미러에 의해 반투명 미러(14)를 통해 이미지 기록 포토다이오드(12)로 재지향된다.
도 4 는 토포그래피 및 샘플(P)의 조성이 축상 방향(X 축)으로 획득되도록 스캐닝 유닛에 의해 스캐닝되는 스캐닝 라인(SL)을 보여주는데, 전체 샘플 표면을 획득하려면, 샘플 리셉터클(1) 또는 스캐닝 유닛(2)이 해당 축에 수직으로(Y 축) 이동됨으로써 2-차원의 이미지가 픽셀 단위로 마련되게 하며, 이것은 IR 레이저 광(L)의 진행 시간 또는 위상 천이를 3차원으로, 즉 샘플(P)의 토포그래피를 획득함으로써 확장된다.
또한, 그들 앞에 위치되는 대물렌즈(93, 94)를 포함하는 IR 검출기(91, 92)가 샘플 리셉터클(1)에 대하여 사선으로 위치되는데, 한 IR 검출기(91)는 Y 축을 따라 배향되는 반면에 다른 IR 검출기(92)는 해당 축에 수직으로 X 축을 따라 배향된다.
도 5 는 변조된 IR 레이저 빔(L)을 방출하고 반사된 변조된 IR 레이저 빔(R)을 수광하기 위한 스캐닝 유닛(2)의 기본 기능을 역시 개략적인 예시도로 보여주는데, 거리 이미지를 결정하도록, 또한 따라서 샘플(P)의 표면의 토포그래피를 결정하도록 변조된 IR 레이저 빔(L)에 대한 레이저 빔의 진행 시간 또는 위상 천이는 결합되며, 세기 이미지를 형성하도록 그 흡수 성질 및 따라서 그 화학적 조성이 결합된다.
IR 검출기(91, 92) 및 대물렌즈(93, 94)는 샘플 리셉터클(1)에 대하여 사선으로 위치되는데, 한 IR 검출기(91)는 Y 방향을 따라 배향되는 반면에 다른 IR 검출기(92)는 X 방향으로 배향된다.
본 발명에 따른 솔루션에 의하면, 화학물질의 층 두께가 각각의 측정 포인트에서의 세기 측정을 통해서 결정될 수 있고, 이것은 개요에서 언급된 응용 분야에 추가하여 재료 코팅, 막 상의 접착층, 및, 다중층 구조에서는 내층을 측정하기 위해서도 사용될 수 있다. 그 예들이 도 6 내지 도 11 에 도시된다.
도 6 은 샘플(1)의 시트 금속 스트립(100) 상의 기름막(101)에 의해 단색 광의 세기가 감소되는 것을 개략적으로 나타낸다. 시작 세기 I0를 가지는 단색 광, 예를 들어 레이저 빔이 샘플(1)을 향해 배향된다. 단색 광의 세기는 기름막(101)의 층-두께-의존적 흡수 IA, 기름막(101)의 표면의 계면에서의 반사 IR, 및 기름막(101)과 시트 금속 스트립(100)의 표면 사이의 계면에 의해, 그리고 코팅의 산란된 광 IS에 의해 감소된다.
도 7 은 도 6 에 따른 장치의 흡수 분광법에 의한 층 두께의 감소를 파장에 걸친 흡수의 개략도로서 도시한다.
도 7 은 기름막(101)의 층-두께 의존적 흡수 IA를 나타내는 피크 A1을, 그리고 기름막(101)의 표면에서의 반사에 의한, 코팅의 산란된 광 및 기름막(101)과 시트 금속 스트립(100)의 계면의 반사에 의한 단색 광의 세기의 감소를 A2로 표시한다.
도 8 및 도 9 는 분광기를 사용한 측정의 일 예를 도시한다. 도 8 에 개략적으로 도시되며 그 위에 위치된 구리스 층 및 두 개의 측정 포인트 M1 및 M2를 가지는 플레이트가 샘플로서 사용된다.
도 9 는 플레이트 샘플 상의 두 개의 측정 포인트 M1 및 M2 에서 측정된, 구리스 층을 가지는 플레이트 샘플 상에서 측정된 두 개의 스펙트럼들을 보여준다. 도 9 의 그래프에서, 흡수 피크는 연관된 작용기와 함께 표시된다. 약 1000 cm-1에서의 넓고 강한 흡수 피크에 추가하여, 추가적인 흡수 피크가 약 1500 cm-1에서(메틸렌(CH2) 및 메틸린(CH2) 및 메틸(CH3)), 약 1750 cm-1(케톤(C=0), 2700 cm-1, 및 3000 cm-1에서 발생한다. 넓은 흡수 피크가 3700 cm-1와 3350 cm-1(H2O 및 OH) 사이에서 발생한다. 이러한 추가적인 피크 모두는 구리스 층이 존재하기 때문에 생길 수 있고, OH 기의 흡수 피크는 플레이트 표면에 축적된 구리스 또는 주변 습기로부터 유래할 수 있다.
도 9 에 도시된 바와 같이, 도 8 의 두 개의 측정 포인트 M1 및 M2 에서의 파 번호에 걸친 흡수는, 800 내지 3750 cm-1의 파 번호 범위에 있는 특정한 재료에 대해서 전형적인 피크를 보여준다. 2850 cm-1 및 2900 cm-1에서, 손가락 트레이스 구리스에 대한 특성 대역이 인식될 수 있다. 손가락 트레이스 스캔의 경우, 바람직하게는 이러한 대역만이 분석되고, 1 내지 10 μm 파장에 걸친 전체 흡수 대역에 대해서 분석되지 않는다.
도 10 은 각각의 픽셀의 각각의 X/Y 위치의 표시와 그레이스케일 예시를 이용하여 묘사되는 각각의 픽셀의 세기를 가짐으로써, 그로부터 샘플의 표면에 대한 구조적인 예시도가 얻어지는 세기 이미지의 2-차원의 예시도를 도시한다.
도 11 은 샘플 표면 상의 각각의 개개의 측정 포인트의 세기 이미지의 3-차원의 예시도 및 그것에 대략적으로 가깝게 예시된 스펙트럼 세기의 스케일인 이미지를 도시하는데, 스케일은 바람직하게는 컬러로 적용되고 측정 포인트의 각각의 컬러에 대응함으로써, 샘플 표면의 정성적인 판단에 추가하여 정량적인 판단도 가능하게 한다. 도 11 에서 그레이스케일로 표시되는 토포그래피는 도면에 표시되는 것처럼 2-차원일 수 있지만, 도 12 에 도시되는 것처럼 그 위에 위치된 물질(S)을 포함하여 3-차원일 수도 있다.
도 12 는 그레이스케일인 샘플(P)의 높이 프로파일 Z1 을 가지는 샘플(P) 및 샘플(P)의 표면에 위치되고 예를 들어 적색 스케일로 표시되는 높이 프로파일 Z2를 가지는 화학물질(S)의 개략적인 2-차원의 예시도를 도시한다. 물질(S)의 높이 Z2 의 함수로서, 이것은 2차원 이미지에서 옅은 적색으로부터 짙은 적색까지의 컬러 팔레트에서 표시될 수 있다.
본 발명에 따른 스캐닝 방법과 그로부터 유도되는 스캐닝 디바이스를 사용하면, 단일 스캐닝 프로시저를 사용하여 샘플 표면의 무음영 및 무왜곡 기록을 가능하게 하는 기술로서,
- 거리 이미지,
- 세기 이미지,
- 선택적으로, RGB 센서가 측정된 포인트들의 컬러 값을 확인하기 위해 배치될 경우 RGB 이미지가 약 1 mm, 특히 0.1 mm 이하의의 거리 해상도에서 마련되는 기술이 구현되는데, 여기에서 각각의 스캐닝된 픽셀은 이미지 및 거리 정보를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 방법과 본 발명에 따른 디바이스는, 배경 광이 억제되도록 보장함으로써, 외부 광이 존재할 경우 스캐닝 방법이 신뢰성을 가지도록 기능하도록 역시 보장한다.
참조 번호들의 목록
1 샘플 리셉터클
2 스캐닝 유닛
3 분석 유닛
4 X-Y 축 편향 유닛
5 Z 축 드라이브 유닛
7 RGB 이미지 기록 유닛(RGB 센서)
8 펄스 발생기
9 이미지 디스플레이 유닛(디스플레이 스크린)
10 라인
11 변조기
12 이미지 기록 포토다이오드
13 시준기
14 반투명 미러
15 다각형 편향 미러
16 전기 모터
17 교정 렌즈
18 재지향 미러
19 동기화 포토다이오드
20 회로 보드
21 레이저 활성화 전자부
22 IR 레이저 광원
23 투과 렌즈
24 로그인 신호 증폭기
25 포토다이오드 수광기
26 수광 렌즈
27 시간 또는 위상 측정 유닛
28 디지털 출력
29 아날로그 출력
30 중앙 컴퓨터 유닛(CPU)
40 X-Y 축 드라이버 유닛
50 Z 축 드라이버 유닛
61 메모리 유닛
62 외부 메모리 유닛
91, 92 IR 검출기
93, 94 대물렌즈
100 시트 금속 스트립
101 기름막
300 마이크로프로세서
A1, A2 피크
I 투과된 광
IA 층-두께 의존적 흡수
I0 시작 세기
IR 반사
IS 산란된 광
L 방출된 레이저 빔
M1, M2 측정 포인트 및 곡선
R 반사된 레이저 빔
S 물질
P 샘플 또는 측정된 물체
Δφ 위상 천이 또는 위상차

Claims (23)

  1. 스캐닝 유닛을 이용하여 표면 구조 및 샘플의 조성을 획득하고, 특히 샘플 표면 상의 그리고 샘플 표면 내의 화학물질을 획득하는 방법으로서,
    상기 샘플과 스캐닝 유닛은 서로에 대하여 이동되고,
    상기 샘플 표면은 상기 스캐닝 유닛(2)으로부터 방출된 광 빔(L)을 사용하여 라인 단위로 조사되며,
    상기 샘플 표면으로부터 반사된 광 빔(R)이 획득되고,
    상기 샘플 표면의 토포그래피 및 반사된 광 빔(R)의 세기의 디지털 이미지가 상기 방출된 광 빔(L)으로부터의 상기 반사된 광 빔(R)의 편차로부터 생성되는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 빔(L)은, 상기 샘플 표면의 조성, 특히 획득될 화학물질의 흡수 스펙트럼의 파장 범위에 대응하는 파장에서 방출되는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스캐닝 유닛(2)은 적외선 스펙트럼 내에서 광대역 광을 방출하는 광 빔을 방출하는, 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샘플 표면은, 미리 규정된 레이저 빔 직경에 대응하는 스텝 폭으로 상기 레이저 빔 직경을 가지는 레이저 빔(L)을 사용하여 라인 단위로 조사되고,
    반사된 레이저 빔(R)은 방출된 레이저 빔(L)에 대해서 동축 상에서 획득되고 분석되는, 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    방출된 레이저 빔(L)은 1 mm 이하, 특히 0.1 mm 이하의 레이저 빔 직경으로 시준되는, 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샘플의 외층과 상이한 내층의 두께가 분석되는, 방법.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 스캐닝 유닛(2)으로부터 방출되고 상기 샘플 표면으로부터 반사되는 레이저 빔(R)의, 상기 샘플 표면으로부터의 스캐닝 유닛(2)의 거리에 따라 달라지는 진행 시간(run time)이 획득되고 분석되어, 상기 샘플 표면의 토포그래피에 대응하는 거리 이미지를 마련하게 되는, 방법.
  8. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 스캐닝 유닛(2)으로부터 방출된 레이저 빔(L)과 상기 샘플 표면으로부터 반사된 레이저 빔(R) 사이의 위상 천이(Δφ)가 획득되고 분석되어, 상기 샘플 표면의 토포그래피를 확인하게 되는, 방법.
  9. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스캐닝 유닛(2)으로부터 방출된 레이저 빔(L)으로부터의, 상기 샘플 표면으로부터 반사된 레이저 빔(R)의 흡수-관련 편차가 분석되어, 상기 샘플 표면 상의 그리고 샘플 표면 내의 화학물질에 대응하는 세기 이미지를 마련하게 되는, 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 스캐닝 유닛(2)으로부터 방출된 레이저 빔은 정현파로 변조되고,
    상기 스캐닝 유닛(2)으로부터 방출된 레이저 빔과 상기 샘플 표면으로부터 반사된 레이저 빔(R) 사이의 위상 천이(Δφ)를 결정하기 위하여, 상기 스캐닝 유닛(2)에 의해 획득된 반사된 레이저 빔(R)이 방출된 레이저 빔(L)과 동기화된 레퍼런스 신호와 상관되는, 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 샘플 표면은 변조된 광 빔(L)을 사용하여 포인트 단위로 순차적으로 스캐닝되고,
    디지털 이미지의 이미지 요소들은 매트릭스로 배열된 거리 및 세기 측정으로부터 에뮬레이션되는, 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사된 광 빔(R)은, 스캐닝된 샘플 표면의 컬러 값을 확인하도록 RGB 이미지 기록 유닛(7)에 의해 획득되는, 방법.
  13. 표면 구조 및 샘플의 조성을 획득하고, 특히 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 디바이스로서,
    - 샘플 리셉터클(1),
    - 스캐닝 유닛(2), 및
    - 분석 유닛(3)을 포함하고,
    상기 스캐닝 유닛(2)은,
    화학물질의 알려지거나 이전에 확인된 유효 흡수 피크의 파장 범위를 가지는 광 빔을 방출하거나, 상기 유효 흡수 피크를 확인하기 위한 광원 - 광 빔은 적외선 스펙트럼의 범위에서 튜닝됨 -
    샘플 표면으로부터 투과되거나 반사되는 광 빔을 수광하기 위한 수광기, 및
    상기 광원으로부터 방출된 광 빔을 사용하여 상기 샘플 표면을 스캔하는 X-Y 축 편향 유닛을 포함하고,
    상기 분석 유닛(3)은,
    상기 화학물질을 포함하는 샘플 표면의 토포그래피 거리 이미지를 생성하기 위한 제 1 컴퓨터 유닛(31),
    상기 화학물질을 포함하는 샘플 표면의, 반사된 광 빔(R)의 세기를 나타내는 적외선 이미지를 생성하기 위한 제 2 컴퓨터 유닛(32), 및
    데이터 메모리(61, 62), 이미지 디스플레이 유닛 또는 디스플레이 스크린(9), 및 상기 제 1 및 제 2 컴퓨터 유닛(31, 32)에 양방향으로 연결되는 중앙 컴퓨터 유닛(30)을 포함하는, 디바이스.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 샘플 리셉터클 및/또는 스캐닝 유닛(2)은, 상기 샘플 리셉터클(1)과 스캐닝 유닛(2) 사이의 거리를 변경하기 위한 Z 축 드라이버 유닛(5)에 연결되고, 상기 Z 축 드라이버 유닛(5)을 통해 중앙 컴퓨터 유닛(30)에 양방향으로 연결되는, 디바이스.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 디바이스는,
    상기 샘플 표면을 향해 지향되고, RGB 이미지를 생성하기 위한 제 3 컴퓨터 유닛(33)을 통해 상기 중앙 컴퓨터 유닛(30)에 양방향으로 연결되는 RGB 이미지 기록 유닛(7)을 더 포함하는, 디바이스.
  16. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원(21, 22, 23)은 IR 레이저 광원(22), 상기 IR 레이저 광원(22)으로부터 방출된 광 빔(L)을 상기 샘플 표면을 향해 지향시키는 투과 렌즈(23), 및 상기 IR 레이저 광원(22)을 활성화시키기 위한 광원 활성화 전자부(21)를 포함하는, 디바이스.
  17. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수광기(24, 25, 26)는,
    IR 포토다이오드 수광기(25), 반사된 광 빔(R)을 수광하는 수광측에 배치되는 수광 렌즈(26), 및 상기 IR 포토다이오드 수광기(25)로부터 방출되는 신호를 증폭하는 로그인 신호 증폭기(24)를 포함하는, 디바이스.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    펄스 발생기(8)가 상기 광원 활성화 전자부(21), 로그인 신호 증폭기(24), 및 3 개의 컴퓨터 유닛(31, 32, 33)을 활성화시키는, 디바이스.
  19. 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IR 레이저 광원(22)은, 레이저 활성화 전자부(21)에 의해 활성화되는 변조기(11)를 통해 IR 레이저 빔(L)을 시준기(13) 상으로 지향시키고, 상기 시준기(13)는 제한된 레이저 빔 직경을 가지는 IR 레이저 빔(L)을 편향 유닛(15) 상으로 방출하며, 상기 편향 유닛은 상기 IR 레이저 빔을 라인 단위로 샘플(P) 상으로 편향시키고 상기 샘플 표면으로부터 반사된 IR 레이저 빔(R)을 이미지 기록 포토다이오드(12)를 향해 편향시키는, 디바이스.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 시준기(13)와 편향 유닛(15) 사이의 빔 경로에 반투명 미러(14)가 배치되고,
    상기 반투명 미러는, 한편으로는 상기 시준기(13)로부터 방출된 IR 레이저 빔(L)을 상기 편향 유닛(15)을 향해 투과시키고, 상기 편향 유닛(15)에 의해 순차적으로 조합되고 상기 샘플 표면으로부터 반사되는 IR 레이저 빔(R)을 이미지 기록 포토다이오드(12)를 향해 편향시키는, 디바이스.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 편향 유닛(15)에 의해 라인 단위로 팬아웃(fan out)되는 상기 IR 레이저 빔(L), 및 상기 편향 유닛(15)으로부터 수광되는 반사된 IR 레이저 빔(R)은 교정 렌즈(17) 및 재지향 미러(18)를 통해 상기 샘플(P)로 유도되는, 디바이스.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편향 유닛(15)에 의해 라인 단위로 팬아웃되는 상기 IR 레이저 빔(L) 중 적어도 일부는 동기화 포토다이오드 상으로 지향되는, 디바이스.
  23. 제 19 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편향 유닛은 전기 모터에 의해 구동되는 다각형 편향 미러(15) 또는 검류계를 포함하는, 디바이스.
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