(57)【要約】【課題】本発明は、レーザスキャン装置に関する。【解決手段】本発明によるレーザスキャン装置は、レーザ光を放出するレーザ発光部と、前記レーザ光を測定物の測定部位に照射するスキャン部と、前記測定物に前記レーザ光を照射して発生する光を集光する集光部と、を含む。【選択図】図１
2013167620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を放出するレーザ発光部と、
前記レーザ光を測定物の測定部位に照射するスキャン部と、
前記スキャン部により照射される前記レーザ光が測定物で反射されて発生する散乱光を集光する球形光コレクタ及び集光された前記散乱光を検知する光センサで構成された集光部と、
を含むレーザスキャン装置。
【請求項２】
前記集光部は、前記レーザ光が前記測定物により反射される方向に位置されることを特徴とする請求項１に記載のレーザスキャン装置。
【請求項３】
前記集光部は、前記散乱光を前記球形光コレクタに集光する集光レンズをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザスキャン装置。
【請求項４】
前記球形光コレクタは、前記球形光コレクタの一側に流入孔が形成され、他側に排出孔が形成されて、前記流入孔に流入される前記散乱光が内側面で反射されて前記排出孔を介して排出されることを特徴とする請求項１に記載のレーザスキャン装置。
【請求項５】
前記球形光コレクタは、前記球形光コレクタの入口側に位置され、前記散乱光が前記入口側を介して流入される時は通過させ、前記入口側を介して排出される時は遮断する遮断スリットをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザスキャン装置。
【請求項６】
前記球形光コレクタは、前記出口側に円筒状に形成された排出部をさらに含み、前記光センサは前記排出部に結合されることを特徴とする請求項１に記載のレーザスキャン装置。
【請求項７】
前記スキャン部は、
前記レーザ光を通過させる光学部と、
前記光学部を通過した前記レーザ光を測定物に反射させる反射ミラーと、
前記反射ミラーで反射される前記レーザ光を、前記測定物の測定部位に照射されるように透過させるスキャンレンズと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザスキャン装置。
【請求項８】
レーザ光を放出するレーザ発光部と、
前記レーザ光を測定物の測定部位に照射するスキャン部と、
前記測定物に照射されて反射される前記レーザ光を集光する集光部と、を含み、
前記スキャン部は、前記レーザ光を反射し、前記測定物から発生する蛍光を前記集光部に通過させるダイクロイックミラーを含むレーザスキャン装置。
【請求項９】
前記集光部は、前記レーザ光が前記ダイクロイックミラーにより前記測定物に照射される光軸上に位置され、前記ダイクロイックミラーの後方に位置されることを特徴とする請求項８に記載のレーザスキャン装置。
【請求項１０】
前記集光部は、
球形光コレクタと、
前記球形光コレクタの出口側に位置された光センサと、を含むことを特徴とする請求項８に記載のレーザスキャン装置。
【請求項１１】
前記集光部は、前記ダイクロイックミラーと前記球形光コレクタとの間に位置され、前記蛍光を集光する集光レンズをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のレーザスキャン装置。
【請求項１２】
前記球形光コレクタは、前記球形光コレクタの入口側に位置され、前記蛍光が前記入口側を介して流入される時は通過させ、排出される時は遮断する遮断スリットをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のレーザスキャン装置。
【請求項１３】
前記球形光コレクタは、前記球形光コレクタの前記出口側に円筒状に形成された排出部をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のレーザスキャン装置。
【請求項１４】
前記スキャン部は、
前記レーザ光を通過させる光学部と、
前記光学部を通過して前記ダイクロイックミラーで反射される前記レーザ光を、前記測定物の測定部位に照射されるように透過させるスキャンレンズと、をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のレーザスキャン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザスキャン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に用いられるレーザスキャン装置は、韓国公開特許２００１−００８１６１６号に開示されているように、レーザスキャン及び蛍光測定を利用して測定物を測定する装置である。このようなレーザスキャン装置は、細胞生物学分野及び半導体チップ検査分野で用いられており、基板の露光回路パターン及びビアホールの不良検査分野などで用いられることができる。
【０００３】
しかし、蛍光の強度は試料を励起させるレーザ光に比べその強度が非常に弱く、その材質の蛍光効率によってその使用が非常に制限される可能性がある。
【０００４】
従って、これを克服して高い品質のイメージを測定するためには、長い測定時間が要求される。
【０００５】
しかし、広い面積の試料を測定するためには高速レーザスキャンが必要であり、この場合には長い測定時間を用いることができなく、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が良好でないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国公開特許２００１−００８１６１６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一つの課題は、蛍光または散乱光の損失を最大限に遮断することができるレーザスキャン装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の課題は、イメージの均一度を高めることができるレーザスキャン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施例によるレーザスキャン装置は、レーザ光を放出するレーザ発光部と、前記レーザ光を測定物の測定部位に照射するスキャン部と、前記スキャン部により照射される前記レーザ光が測定物で反射されて発生する散乱光を集光する球形光コレクタ及び集光された前記散乱光を検知する光センサで構成された集光部と、を含むことができる。
【００１０】
また、本発明の一実施例において、前記集光部は、前記レーザ光が前記測定物により反射される方向に位置されることができる。
【００１１】
また、本発明の一実施例において、前記集光部は、前記散乱光を前記球形光コレクタに集光する集光レンズをさらに含むことができる。
【００１２】
また、本発明の一実施例において、前記球形光コレクタは、前記球形光コレクタの入口側に位置され、前記散乱光が前記入口側を介して流入される時は通過させ、排出される時は遮断する遮断スリットをさらに含むことができる。
【００１３】
また、本発明の一実施例において、前記球形光コレクタは、前記球形光コレクタの一側に流入孔が形成され、他側に排出孔が形成されて、前記流入孔に流入される前記散乱光が内側面で反射されて前記排出孔を介して排出されることができる。
【００１４】
また、本発明の一実施例において、前記球形光コレクタは、前記出口側に円筒状に形成された排出部をさらに含み、前記光センサは前記排出部に結合されることができる。
【００１５】
また、本発明の一実施例において、前記スキャン部は、前記レーザ光を通過させる光学部と、前記光学部を通過した前記レーザ光を測定物に反射させる反射ミラーと、前記反射ミラーで反射される前記レーザ光を、前記測定物の測定部位に照射されるように透過させるスキャンレンズと、を含むことができる。
【００１６】
一方、本発明の他の実施例によるレーザスキャン装置は、レーザ光を放出するレーザ発光部と、前記レーザ光を測定物の測定部位に照射するスキャン部と、前記測定物に照射されて反射される前記レーザ光を集光する集光部と、を含み、前記スキャン部は、前記レーザ光を反射し、前記測定物から発生する蛍光を前記集光部に通過させるダイクロイックミラーを含むことができる。
【００１７】
また、本発明の他の実施例において、前記集光部は、前記レーザ光が前記ダイクロイックミラーにより前記測定物に照射される光軸上に位置され、前記ダイクロイックミラーの後方に位置されることができる。
【００１８】
また、本発明の他の実施例において、前記集光部は、球形光コレクタと、前記球形光コレクタの出口側に位置された光センサと、を含むことができる。
【００１９】
また、本発明の他の実施例において、前記集光部は、前記ダイクロイックミラーと前記球形光コレクタとの間に位置され、前記蛍光を集光する集光レンズをさらに含むことができる。
【００２０】
また、本発明の他の実施例において、前記球形光コレクタは、前記球形光コレクタの入口側に位置され、前記蛍光が前記入口側を介して流入される時は通過させ、排出される時は遮断する遮断スリットをさらに含むことができる。
【００２１】
また、本発明の他の実施例において、前記球形光コレクタは、前記球形光コレクタの前記出口側に円筒状に形成された排出部をさらに含むことができる。
【００２２】
また、本発明の他の実施例において、前記スキャン部は、前記レーザ光を通過させる光学部と、前記光学部を通過して前記ダイクロイックミラーで反射される前記レーザ光を、前記測定物の測定部位に照射されるように透過させるスキャンレンズと、を含むことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、レーザスキャン時に蛍光または散乱光の損失を最大限に遮断することにより、蛍光または散乱光の集光効率を高めることができる。
【００２４】
また、本発明は、レーザスキャン時にイメージの均一度を高めることができるため、高品質の蛍光または散乱光のイメージを測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。
【００２６】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
【００２７】
図１は本発明の一実施例によるレーザスキャン装置を示した構成図である。
【００２８】
図１を参照すると、本発明の実施例によるレーザスキャン装置１００は、レーザ発光部１１０と、スキャン部１２０と、集光部１３０と、を含む。
【００２９】
図２は本発明の一実施例によるレーザスキャン装置の集光部を示した分離斜視図であり、図３は本発明の一実施例によるレーザスキャン装置の集光部を示した断面図である。
【００３０】
以下、図１から図３を参照して、本発明の一実施例によるレーザスキャン装置１００についてより詳細に説明する。
【００３１】
まず、図１を参照すると、レーザ発光部１１０はレーザ光１１１を放出する。
【００３２】
図１を参照すると、スキャン部１２０は、レーザ発光部１１０から放出されるレーザ光１１１を測定物Ｓの測定部位に照射させる。
【００３３】
また、スキャン部１２０は、光学部１２２と、反射ミラー（ｍｉｒｒｏｒ）１２４と、スキャンレンズ（ｌｅｎｓ）１２５と、を含み、光学部１２２は、第１レンズ１２２ａ及び第２レンズ１２２ｂを含む。また、スキャン部１２０はスキャンミラー１２１をさらに含む。
【００３４】
ここで、第１レンズ１２２ａ及び第２レンズ１２２ｂは、レーザ発光部１１０側から順に配置されており、スキャンミラー１２１により反射されるレーザ光１１１を反射ミラー１２４に通過させる。この際、第１レンズ１２２ａはレーザ光１１１を第２レンズ１２２ｂに収束されるように通過させ、第２レンズ１２２ｂは反射ミラー１２４にレーザ光１１１を集光させることができる。しかし、本発明の一実施例による光学部１２２が必ずしも第１レンズ１２２ａ及び第２レンズ１２２ｂで構成されるものではない。
【００３５】
また、反射ミラー１２４は、光学部１２２を通過したレーザ光１１１を測定物Ｓに向かって反射させる。この際、反射ミラー１２４はレーザ光１１１の反射角度を調節することができる。
【００３６】
また、スキャンレンズ１２５は、反射ミラー１２４により反射されるレーザ光１１１を、測定物Ｓの測定部位に照射されるように透過させる。
【００３７】
一方、本発明の一実施例によるスキャン部１２０は、スキャンミラー１２１をさらに含むことができる。ここで、スキャンミラー１２１は、レーザ発光部１１０から放出されるレーザ光１１１が光学部１２２の第１レンズ１２２ａに向かうようにする。この際、スキャンミラー１２１は反射体を含んでレーザ光１１１を第１レンズ１２２ａに反射し、反射角度を調節することができる。
【００３８】
また、本発明の一実施例によるレーザスキャン装置１００は、スキャン部１２０により測定物のレーザ光１１１が照射される部分を移動させながら測定物Ｓをレーザスキャンすることができる。この際、例えば、反射ミラー１２４またはスキャンミラー１２１の反射角度を調節することにより、測定物Ｓのレーザ光１１１が照射される部分を移動させることができる。
【００３９】
図１から図３を参照すると、集光部１３０は、測定物Ｓにレーザ光１１１が照射されて発生する散乱光１１２を集光及び検知する。この際、散乱光１１２は、レーザ光１１１が測定物Ｓで反射されて発生する反射光であることができる。
【００４０】
ここで、集光部１３０は、球形光コレクタ１３３及び光センサ１３４を含み、集光レンズ１３１をさらに含むことができる。
【００４１】
また、集光部１３０は、レーザ光１１１の進行方向に位置され、レーザ光１１１が測定物Ｓに照射されて反射される方向に位置されることができる。
【００４２】
しかし、本発明の一実施例によるレーザスキャン装置１００の集光部１３０は、必ずしもレーザ光１１１が測定物Ｓで反射される方向にのみ位置されて散乱光１１２のみを検知することに限定されるものではない。例えば、集光部１３０が測定物Ｓの上側に位置され、散乱光１１２及び蛍光を測定することもできる。この際、前記蛍光は、例えばレーザ光１１１が測定物Ｓに照射されて測定物Ｓから発生する光であることができる。
【００４３】
まず、球形光コレクタ（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）１３３は、内部に空間が形成されている円球形に形成される。また、球形光コレクタ１３３は、散乱光１１２が流入される入口側に流入孔１３３ａが形成され、入口側から流入された散乱光１１２が排出される出口側に排出孔１３３ｃが形成される。また、球形光コレクタ１３３の内側面は円球形の反射面で形成され、入口側から流入された散乱光１１２が反射面により反射されて出口側に排出される。
【００４４】
また、球形光コレクタ１３３の入口側の流入孔１３３ａには遮断スリット（ｓｌｉｔ）１３２が位置されており、入口側の流入孔１３３ａを介して流入される散乱光１１２は遮断スリット１３２を通過し、入口側の流入孔１３３ａを介して排出する散乱光１１２は遮断する。これにより、遮断スリット１３２は、球形光コレクタ１３３の入口側に散乱光１１２を流入させる一方、散乱光１１２が入口側に排出されることは防止することができる。
【００４５】
この際、本発明の一実施例によるレーザスキャン装置１００は、球形光コレクタ１３３に散乱光１１２が流入される時、必ずしも球形光コレクタ１３３の流入孔１３３ａを介してのみ流入されることに限定されるものではなく、例えば、球形光コレクタ１３３の入口側に、散乱光１１２が透過できる透過部（不図示）が形成されて、透過部を介して散乱光１１２が流入されることができる。
【００４６】
また、球形光コレクタ１３３の出口側には光センサ（ｓｅｎｓｏｒ）１３４が位置され、出口側に流入される散乱光１１２を検知する。
【００４７】
また、球形光コレクタ１３３は、円筒状の光コレクタの出口側に、円筒状に形成された排出部１３３ｂをさらに含む。ここで、排出部１３３ｂは、その内側に散乱光１１２が排出される通路を提供する排出孔１３３ｃが形成され、散乱光１１２がより円滑に光センサ１３４に流入されるようにする。この際、光センサ１３４は排出部１３３ｂに取り付けられ、排出部１３３ｂを介して光センサ１３４に流入される散乱光１１２を検知する。
【００４８】
また、測定物Ｓと球形光コレクタ１３３との間には集光レンズ１３１が位置され、測定物Ｓで反射される散乱光１１２を球形光コレクタ１３３に集光させる。これにより、集光レンズ１３１及び球形光コレクタ１３３によって散乱光１１２が集光され、散乱光１１２の損失を減らすことができる。
【００４９】
上記のように構成された本発明の一実施例によるレーザスキャン装置１００は、球形光コレクタ１３３を用いることにより、集光効率が高くなり、測定物Ｓのスキャン位置によるイメージの均一度を高めることができる。
【００５０】
図４は本発明の他の実施例によるレーザスキャン装置を示した構成図である。
【００５１】
図４を参照すると、本発明の他の実施例によるレーザスキャン装置２００は、レーザ発光部１１０と、スキャン部２２０と、集光部１３０と、ダイクロイックミラー２２４と、を含む。
【００５２】
以下、図４を参照して、本発明の他の実施例によるレーザスキャン装置２００についてより詳細に説明する。
【００５３】
本発明の他の実施例によるレーザスキャン装置２００を説明するにあたり、前記図１から図３に示した一実施例と同一の構成に対しては、同一の符号を用いる。
【００５４】
まず、図４を参照すると、レーザ発光部１１０はレーザ光１１１を放出する。
【００５５】
図４を参照すると、スキャン部２２０は、レーザ発光部１１０から放出されるレーザ光１１１を測定物Ｓの測定部位に照射させる。
【００５６】
また、スキャン部２２０は、光学部２２２と、ダイクロイックミラー２２４と、スキャンレンズ２２５と、を含み、光学部２２２は、第１レンズ２２２ａ及び第２レンズ２２２ｂを含む。
【００５７】
ここで、第１レンズ２２２ａ及び第２レンズ２２２ｂは、レーザ発光部１１０側から順に配置される。
【００５８】
ダイクロイックミラー２２４は、光学部２２２を通過したレーザ光１１１を測定物Ｓに向かって反射させ、測定物Ｓにレーザ光１１１が照射されて発生する蛍光１１３は通過させる。この際、ダイクロイックミラー２２４の後方に位置された球形光コレクタ１３３に蛍光１１３を通過させることができる。
【００５９】
スキャンレンズ２２５は、ダイクロイックミラー２２４により反射されるレーザ光１１１を、測定物Ｓの測定部位に照射されるように透過させる。
【００６０】
図４を参照すると、集光部１３０は、測定物Ｓにレーザ光１１１が照射されて発生する蛍光１１３を集光及び検知する。ここで、集光部１３０は、球形光コレクタ１３３及び光センサ１３４を含み、集光レンズ１３１をさらに含むことができる。
【００６１】
また、集光部１３０は、レーザ光１１１がダイクロイックミラー２２４により測定物Ｓに照射される光軸上に位置される。この際、ダイクロイックミラー２２４の前方には測定物Ｓが位置され、後方には集光部１３０が位置される。
【００６２】
しかし、本発明の他の実施例によるレーザスキャン装置２００の集光部１３０は、必ずしもレーザ光１１１の光軸上に位置されて蛍光１１３のみを検知することに限定されるものではない。例えば、集光部１３０が測定物Ｓの上側に位置され、蛍光１１３及び散乱光を測定することもできる。この際、前記散乱光は、例えば、レーザ光１１１が測定物Ｓで反射されて発生する反射光であることができる。
【００６３】
図３及び図４を参照すると、球形光コレクタ１３３は、内部に空間が形成された円球形に形成される。また、球形光コレクタ１３３は、両側に蛍光１１３が流入される入口側及び入口側から流入された蛍光１１３が排出される出口側が形成される。また、球形光コレクタ１３３の内側には球形の反射面が形成され、入口側から流入された蛍光１１３が反射面により反射されて出口側に排出される。
【００６４】
また、球形光コレクタ１３３の入口側には遮断スリット１３２が位置されており、入口側を介して流入される蛍光１１３は遮断スリット１３２を通過し、入口側を介して排出する蛍光１１３は遮断する。これにより、遮断スリット１３２は、球形光コレクタ１３３の入口側に蛍光１１３を流入させる一方、蛍光１１３が入口側に排出されることが防止することができる。この際、球形光コレクタ１３３の入口側には流入孔１３３ａが形成され、流入孔１３３ａを介して遮断スリット１３２に蛍光１１３が通過される。
【００６５】
また、球形光コレクタ１３３の出口側には光センサ１３４が位置され、出口側に流入される蛍光１１３を検知する。
【００６６】
また、球形光コレクタ１３３は、球形光コレクタの出口側に円筒状に形成された排出部１３３ｂをさらに含む。ここで、排出部１３３ｂは、その内側に蛍光１１３が排出される通路を提供する排出孔１３３ｃが形成される。この際、光センサ１３４は排出部１３３ｂに取り付けられ、排出部１３３ｂを介して光センサ１３４に流入される蛍光１１３を検知する。
【００６７】
また、ダイクロイックミラー２２４と球形光コレクタ１３３との間には集光レンズ１３１が位置され、測定物Ｓにレーザ光１１１が照射されて発生する蛍光１１３を球形光コレクタ１３３に集光させる。これにより、集光レンズ１３１及び球形光コレクタ１３３により蛍光１１３が集光され、蛍光１１３の損失を減らすことができる。
【００６８】
上記のように構成された本発明の他の実施例によるレーザスキャン装置２００は、球形光コレクタ１３３を用いることにより、集光効率が高くなり、測定対象面のスキャン位置によるイメージの均一度を高めることができる。
【００６９】
また、本発明の他の実施例によるレーザスキャン装置２００は、ダイクロイックミラー２２４を含むことにより、ダイクロイックミラー２２４の後方に位置された集光部１３０で蛍光１１３を容易に測定することができる。
【００７０】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
【００７１】
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施例によるレーザスキャン装置を示した構成図である。
【図２】本発明の一実施例によるレーザスキャン装置の集光部を示した分離斜視図である。
【図３】本発明の一実施例によるレーザスキャン装置の集光部を示した断面図である。
【図４】本発明の他の実施例によるレーザスキャン装置を示した構成図である。
【符号の説明】
【００７３】
１００、２００  レーザスキャン装置
１１０  レーザ発光部
１１１  レーザ光
１１２  散乱光
１１３  蛍光
１２０、２２０  スキャン部
１２１、２２１  スキャンミラー
１２２、２２２  光学部
１２２ａ、２２２ａ  第１レンズ
１２２ｂ、２２２ｂ  第２レンズ
１２４  反射ミラー
１２５、２２５  スキャンレンズ
１３０  集光部
１３１  集光レンズ
１３２  遮断スリット
１３３  球形光コレクタ
１３３ａ  流入孔
１３３ｂ  排出部
１３３ｃ  排出孔
１３４  光センサ
２２４  ダイクロイックミラー
Ｓ  測定物
【図１】
2013167620.tif 000003
【図２】
2013167620.tif 000004
【図３】
2013167620.tif 000005
【図４】
2013167620.tif 000006