光路改变单元、模块和方法及检测半导体基板的装置与流程

本发明涉及用于提取高分辨率图像的光路改变单元、模块和方法，记录用于执行其的程序的记录介质、以及用于检测半导体基板上的图案的装置。

背景技术：

在各种图像相关的应用领域中需要高分辨率图像，且用于获得图像的拍摄装置可应用于各种检测仪器、成像设备、通信设备等。

例如，在航空拍摄或卫星拍摄中，需要高分辨率图像以详细地显示地貌；在医学领域中，需要高分辨率图像以做出精确的诊断；在与军事目的相关的领域中，需要高分辨率图像以进行目标识别。

然而，由于光学设备或图像传感器的物理限制，可获得的图像的最大分辨率基本上是有限的，且由于各种问题，难以利用物理的方法获得高分辨率。

针对所述提到的原因，利用信号处理技术代替物理方法从多个低分辨率图像恢复出高分辨率图像的方法已经被研究很长时间。

例如，根据韩国专利公开No.2013-0047326，通过在偏移图像传感器的同时捕获图像而获得多个低分辨率图像，然后通过融合获得的低分辨率图像输出最终的图像。

然而，在此相关的技术中，存在需要用于移动图像传感器的额外空间的问题，因此在空间利用率方面是不可取的。

技术实现要素：

本发明的目的旨在提出能够通过简单方便的方法基于多个低分辨率图像提取高分辨率图像的用于提取高分辨率图像的光路改变单元、模块和方法以及记录用于执行其操作的程序的记录介质，以及使用高分辨率图像检测半导体基板上的图案的用于检测半导体基板上图案的装置。

根据本发明的一方面，提出一种用于提取高分辨率图像的光路改变单元，其中，光源发出的光经过固定物体入射到图像传感器上，其中光路改变单元允许所述图像传感器基于入射光获取具有第一分辨率的第一图像，并且其中基于所述第一图像提取具有第二分辨率的第二图像，其中第二分辨率高于第一分辨率。所述光路改变单元包括：主体部；可移动地连接到所述主体部的光路改变部，所述光路改变部的移动允许所述图像传感器获取多个不同的第一图像，所述多个不同的第一图像用于提取所述第二图像，其中，通过所述光路改变部的移动，入射到所述图像传感器上的光路被移动小于所述图像传感器的单元像素的距离，并且其中根据所述光路改变部的移动，所述固定物体被偏移地成像在所述图像传感器的成像表面上。

所述光路改变部可以将入射到所述图像传感器上的光路移动与假设单元像素的尺寸对应的单元间距的M(M为自然数)倍，其中，单元像素被平均分成N×N(N为自然数)份。

通过基于第一轴在第一方向上的运动，所述光路改变部可以将入射到所述图像传感器上的光路在水平方向上移动与假设单元像素的尺寸对应的单元间距的一倍，其中，单元像素被平均分成N×N(N为自然数)份，其中通过基于与第一轴垂直的第二轴在第二方向上的旋转运动，所述光路改变部将入射到所述图像传感器上的光路在竖直方向上移动与假设单元像素的尺寸对应的单元间距的一倍，其中，单元像素被平均分成N×N(N为自然数)份，其中，根据N的值调整基于第一轴在第一方向上的旋转运动的数量和基于第二轴在第二方向上的旋转运动的数量。

所述光路改变部可以使得物体能够在水平方向、竖直方向及所述水平方向和所述竖直方向之间的对角线方向中的至少一个方向上偏移地成像在所述成像表面上。

所述光路改变部能够通过第一方向上的旋转运动使物体偏移地成像在所述水平方向上，能够通过第二方向上的旋转运动使物体偏移地成像在所述竖直方向上，能够通过第一方向上的旋转运动和第二方向上的旋转运动使物体偏移地成像在所述对角线方向上。

所述光路改变部可以保持入射到所述图像传感器上的光路与由所述光源发出的所述光入射的入射光的路径平行。

可以根据所述光路改变部基于所述主体部的运动程度和所述光路改变部的折射率及厚度中的至少一个确定入射到所述图像传感器上的光路。

所述光路改变部可以与所述主体部连接，以基于第一侧端面在第一方向上旋转且基于与所述第一侧端面相邻的第二侧端面在第二方向上旋转。

所述第一方向可以是绕第一轴旋转的方向，所述第二方向可以是绕与所述第一轴垂直的第二轴旋转的方向。

所述光路改变单元还可以包括支撑部，所述支撑部支撑光路改变部且在所述光路改变部和所述主体部之间进行调节以使得所述光路改变部位于所述主体部上的预设位置处。

所述支撑部可以包括将所述光路改变部和所述主体部直接连接的第一支撑部和位于与所述主体部分离的位置的第二支撑部。

所述光路改变部可以包括第一位置移动部和第二位置移动部；第一位置移动部可旋转地安装在所述第一支撑部处且与所述第二支撑部相连接，以便当所述第一位置移动部被旋转时，所述第二支撑部被连锁和旋转；第二位置移动部可旋转地安装在所述第二支撑部处。

用于所述第一位置移动部的旋转的第一轴垂直于用于所述第二位置移动部的旋转的第二轴。

所述第二位置移动部可以随所述第一位置移动部的旋转一起被连锁和旋转，且所述第一位置移动部可以独立于所述第二位置移动部的旋转而旋转。

所述第二位置移动部可以包括所述光源发出的光穿过的透射部和支撑所述透射部且连接至所述第二支撑部的透射部安装部。

所述第一位置移动部可以被布置为与所述主体部间隔开，且所述第二位置移动部可以被布置为与所述第一位置移动部间隔开。

光路改变单元还可包括驱动部，所述驱动部提供用于所述第一位置移动部相对于所述第一支撑部的旋转的驱动力和用于所述第二位置移动部相对于所述第二支撑部的旋转的驱动力中的至少一个。

所述驱动部能够使入射到所述图像传感器上的光路被移动与假设单元像素的尺寸相对应的单元间距，其中，单元像素被平均分成N×N(N为自然数)份。

根据本发明的另一方面，提出一种光路改变模块，包括：用于提取高分辨率图像的光路改变单元；用于容纳至少一个透镜的壳体；具有成像表面的图像传感器，其中所述用于提取高分辨率图像的光路改变单元被设置在所述至少一个透镜的外部以使得路径被改变的光穿过所述至少一个透镜，或被设置在所述至少一个透镜及所述图像传感器之间以使得光源发出的光穿过所述至少一个透镜，光路被改变，然后入射到所述图像传感器上。

所述用于提取高分辨率图像的光路改变单元可以可拆卸地安装在所述壳体处。

根据本发明的又一方面，提出了一种用于检测半导体基板上的图案的装置。该装置包括：用于提取高分辨率图像的光路改变模块；用于朝半导体基板发光的光源；及用于支撑半导体基板的基板支撑部，其中所述物体包括在所述半导体基板上形成的所述图案。

附图说明

从下面结合附图对实施例的描述中，本发明上述的和其他的对象、特征和优点对本领域的普通技术人员来说将变得明显，其中：

图1是示出根据本发明第一实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元的框图；

图2是示出根据本发明第一实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元的示意图，以及示出通过图像传感器获取的图像的示意图；

图3-10是示出根据本发明第一实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元处提供的光路改变部的位置移动及通过图像传感器获取的图像的示意图；

图11是示出基于图2-10所示的图像利用超分辨率技术获取的图像的示意图；

图12是示出关于参考图1-11的用于提取高分辨率图像的光路改变单元中的光路改变部的位置移动的时间点的光路改变方法的流程图；

图13是示出根据本发明第二实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元的示意图；

图14是示出根据本发明第二实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元中提供的光路改变部围绕第一轴旋转的状态的示意图；

图15是示出光路改变部绕图14所示的状态中的第二轴旋转的状态的示意图；

图16是示出根据本发明第三实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元的示意图；

图17是示出根据本发明第三实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元中提供的第一位置移动部绕第一轴旋转的状态的示意图；

图18是示出第二位置移动部绕图17所示的状态中的第二轴旋转的状态的示意图；

图19是示出根据本发明第四实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元的示意图；

图20-22是示出根据本发明第四实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元中提供的光路改变部的旋转运动及通过图像传感器获取的图像的示意图；

图23是示出根据本发明的用于提取高分辨率图像的光路改变模块的示意图；

图24是示出用于检测半导体基板的装置的框图。

具体实施方式

下面将结合附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为很多不同形式，并且不限于所阐述的实施例。相反地，本领域的技术人员应理解的是，可以通过增加、替换和移除容易地得到的包括在其他倒退发明中的或落在本发明的精神和范围内的替换实施例也包括在本发明的概念的范围内并且完全传达本发明的概念。

此外，相同的附图标记在每个实施例的附图中表示具有相同功能的相同或相应的元件。

1、用于提取高分辨率图像的光路改变单元和方法及记录用于执行提取高分辨率图像的程序的记录介质

(1)第一实施例

图1是示出根据本发明第一实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元的框图。

此外，图2是示出根据本发明第一实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元的示意图以及示出通过图像传感器获取的图像的视图，图3-10是示出根据本发明第一实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元处提供的光路改变部的位置移动及通过图像传感器获取的图像的示意图，图11是示出基于图2-10所示的图像利用超分辨率技术获取的图像的示意图。

参考图1和图2，根据本发明的第一实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元100(以下，称为光路改变单元)可以是用于基于具有相对较低的第一分辨率的第一图像提取具有相对较高的第二分辨率的第二图像的单元，其中第二分辨率高于第一分辨率。

一般来说，各种图像相关的应用领域中需要高分辨率图像。例如，在航拍或卫星拍摄中，需要高分辨率图像详细地显示地貌；在医学领域中，需要高分辨率图像以做出精确的诊断。

同样地，在显示检测装置、印刷电路板检测装置或太阳能电池板检测装置等中也需要高分辨率图像，并且在半导体领域中需要高分辨率图像以确定半导体基板上形成的图案的缺陷等。

在这些领域中，物理的方法可利用具有良好分辨率的高性能图像传感器来获取高分辨率图像。然而，由于这种方法在价格等方面是不可取的，因此利用信号处理技术可以在多个低分辨率图像的基础上提取高分辨率图像。

如上所述，基于多个低分辨率图像提取高分辨率图像的技术，即利用低分辨率图像间的相对运动提取高分辨率图像的技术，被称为超分辨率技术。

这里，如韩国专利N0.1391176中公开的，可以通过图像传感器的位置移动，获得用于利用超分辨率技术提取高分辨率图像的多个低分辨率图像。然而，在通过图像传感器的位置移动获取多个低分辨率图像的现有方法中，存在的问题是需要空间使图像传感器进行移动。

由于这样的原因，本发明通过利用光路的改变而不通过图像传感器的移动，获取多个低分辨率图像。下面将进行详细地介绍。

根据本发明第一实施例的光路改变单元100是用于基于具有第一分辨率的第一图像提取具有第二分辨率的第二图像的单元，其中第二分辨率高于第一分辨率且第一图像是通过光源发出的光获取的，光经过固定物体OB入射到图像传感器S上。光路改变单元可以包括主体部110和光路改变部120。

主体部110是可移动地支撑光路改变部120，并且允许光路改变部120在光路改变部120被设置在预设位置的状态中进行位置移动的元件。

主体部110可根据光路改变部120的形状被制造成各种形状。当光路改变部120的位置移动为旋转运动时，可安装旋转轴X和Y用于实现旋转运动。

旋转轴X和Y可包括彼此相交于光路改变部120的近似中心位置的X轴和Y轴，光路改变部120包括平面镜，但不限于此。X轴和Y轴可被设置在光路改变部120的侧端面处。

当根据本发明第一实施例的光路改变单元100被安装在各种拍摄装置中时，主体部110可以用作使得光路改变部120能够被定位在拍摄装置的预设位置处的媒介。

光路改变部120可以可移动地连接至主体部110，光路改变部120的移动使图像传感器S能够获取用于提取第二图像的多个不同的第一图像。

通过光路改变部120的移动，入射到图像传感器S上的光路被移动小于图像传感器S的单元像素的距离上进行移动。而且，根据光路改变部120的移动，固定物体OB被偏移地成像在图像传感器S的成像表面上。

例如，光路改变部120可以绕主体部110上的X轴或Y轴旋转运动，因此入射到图像传感器S上的光路被移动与假设单元像素(晶格)的尺寸对应的单元间距(晶格的水平长度或竖直长度)的M(M为自然数)倍，其中，图像传感器S的单元像素被平均分成N×N(N为自然数)份。

换句话说，光路改变部120可以将入射到图像传感器S上的光路移动小于图像传感器S的单元像素的单元间距，因此可以使图像传感器S能够获取用于提取第二图像的多个不同的第一图像。

这里，N可以是考虑物体OB的尺寸和图像传感器S的单元像素以便利用超分辨率技术提取第二图像而确定的数值。

例如，当利用根据本发明一个实施例的光路改变单元100对半导体基板上的图案进行缺陷检测时，假设图像传感器的单元像素的尺寸为30nm×30nm，图案的尺寸为10nm×10nm，需要以10nm的间隔移动的9个不同的第一图像以利用超分辨率技术提取第二图像。

在这种情况下，假设图像传感器的像素为3×3，N是3，当光路依次移动与假设单元像素的尺寸对应的单元间距的1倍时，其中图像传感器S的单元像素被平均分成3×3份，可以获取9个不同的第一图像。下面将进行详细介绍。

首先，在定义方向术语时，X轴的正方向和负方向可以是指向与Y轴相交的点的左侧和右侧的方向，且Y轴的正方向和负方向可以是指向与X轴相交的点的上侧和下侧的方向。

此外，基于X轴的正向方向和反向方向及基于Y轴的正向方向和反向方向可以是根据安培的右手螺旋法则的方向。

此外，水平方向可以是X轴的正方向或负方向，竖直方向可以是Y轴的正方向或负方向。

参考图2，在光路改变部120的位置被移动之前或当光路改变部120的位置被移动以及光路改变部120处于图1所示的状态中时，光源发出的光被固定物体OB反射或穿过固定物体OB，穿过透镜L，然后入射到图像传感器S上，图像传感器S获取具有第一分辨率的第一图像中一个(以下，图像1-1)，如图2c关于图2b示出的图像所示，这被定义为是多个第一图像的标准的第一图像。

进一步地，参考图3，光路改变部120可以在主体部110上基于Y轴在反向方向旋转α°，并可以在X轴的负方向上将光路移动单元间距的1倍，因此图像传感器S获取具有第一分辨率的第一图像中的另一个(以下，图像1-2)，如图3c关于图3b中示出的图像所示。

这里，α°是能够使光路按照单元间距被移动的光路改变部120的倾斜角度。

进一步地，参考图4，在光路改变部120如图3所示的被旋转之后，它可以基于X轴在反向方向上旋转α°，并可以在Y轴的正方向上将光路移动单元间距的1倍，因此图像传感器S获取具有第一分辨率的第一图像中的又一个(以下，图像1-3)，如图4c关于图4b中示出的图像所示。

进一步地，参考图5，在光路改变部120如图4所示的被旋转之后，它可以基于Y轴在正向方向上旋转α°，并可以在X轴的正方向上将光路移动单元间距的1倍，因此图像传感器S获取具有第一分辨率的第一图像中的又另一个(以下，图像1-4)，如图5c关于图5b中示出的图像所示。

进一步地，参考图6，在光路改变部120如图5所示的被旋转之后，它可以基于Y轴在正向方向上旋转α°，并可以在X轴的正方向上将光路移动单元间距的1倍，因此图像传感器S获取具有第一分辨率的第一图像中的再另一个(以下，图像1-5)，如图6c关于图6b中示出的图像所示。

进一步地，参考图7，在光路改变部120被如图6所示的旋转之后，它可以基于X轴在正向方向上旋转α°，并可以在Y轴的负方向上将光路移动单元间距的1倍，因此图像传感器S获取具有第一分辨率的第一图像中的再另一个(以下，图像1-6)，如图7c关于图7b中示出的图像所示。

进一步地，参考图8，在光路改变部120被如图7所示的旋转之后，它可以基于X轴在正向方向上旋转α°，并可以在Y轴的负方向上将光路移动单元间距的1倍，因此图像传感器S获取具有第一分辨率的第一图像中的再另一个(以下，图像1-7)，如图8c关于图8b中示出的图像所示。

进一步地，参考图9，在光路改变部120被如图8所示的旋转之后，它可以基于Y轴在反向方向上旋转α°，并可以在X轴的负方向上将光路移动单元间距的1倍，因此图像传感器S获取具有第一分辨率的第一图像中的再另一个(以下，图像1-8)，如图9c关于图9b中示出的图像所示。

进一步地，参考图10，在光路改变部120被如图9所示的旋转之后，它可以基于Y轴在反向方向上旋转α°，并可以在X轴的负方向上将光路移动单元间距的1倍，因此图像传感器S获取具有第一分辨率的第一图像中的再另一个(以下，图像1-9)，如图10c关于图10b中示出的图像所示。

如上所述，在根据本发明的光路改变单元100中，光路改变部120可以在主体部110上基于X轴或Y轴在正向方向或反向方向上旋转α°，并且可以在X轴或Y轴的正方向或负方向上将光路移动单元间距的1倍，并且因为根据光路改变部120的移动，固定物体OB被偏移地成像在图像传感器S的成像表面上，因此图像传感器S获取不同的图像1-1至图像1-9。

这里，光路改变部120基于X轴或Y轴在正向方向或反向方向上旋转的角度α°可以是用于按照单元间距移动光路的旋转角度，即对应于单元间距的光路改变部120的旋转角度。

因此，光路改变部120连接至主体部110，以便使能其对应于单元间距的位置移动，即旋转运动。

图像1-1至图像1-9可以是用于提取具有第二分辨率的第二图像的9个不同的第一图像。如图11所示，可以基于通过上述方法获取的图像1-1至图像1-9，利用超分辨率技术提取具有第二分辨率的第二图像，其中第二分辨率高于第一分辨率。

同时，在获取利用上述方法获得的图像1-1至1-9的过程中，当第一图像是基于图像1-1时，图像1-2和图像1-6可以是通过在X轴的负方向和正方向的每个上移动提供图像1-1的光路，使得固定物体OB在水平方向上偏移地成像在成像表面上而获得的图像。

进一步地，当第一图像是基于图像1-1时，图像1-4和图像1-8可以是通过在Y轴的正方向和负方向的每个上移动提供图像1-1的光路，使得固定物体OB在竖直方向上偏移地成像在成像表面上而获得的图像。进一步地，当第一图像是基于图像1-1时，图像1-3、图像1-5、图像1-7及图像1-9可以是通过在水平方向及竖直方向之间的对角线方向上移动提供图像1-1的光路，使得固定物体OB在对角线方向上偏移地成像在成像表面上而获取的图像。因此，通过基于第一轴的第一方向上的旋转运动和基于与第一轴垂直的第二轴的第二方向上的旋转运动，光路改变部120可以分别在水平方向和数值方向上将入射到图像传感器S上的光路移动与假设单元像素的尺寸对应的单元间距的1倍，其中，单元像素被平均分成N×N(N为自然数)份。

因此，光路改变部120通过基于第一轴在第一方向上的旋转运动(即基于Y轴的正向方向或反向方向上的旋转运动)，可以使物体OB能够在水平方向上偏移地成像于成像表面上，通过基于与第一轴垂直的第二轴在第二方向上的旋转运动(即基于X轴的正向方向或反向方向上的旋转运动)，可以使物体OB能够在竖直方向上偏移地成像于成像表面上，并且通过第一方向上的旋转运动和第二方向上的旋转运动，可以使物体OB能够在对角线方向上偏移地成像于成像表面上，因此能够获取图像1-2至图像1-9。

此外，在光路改变部120中，可以根据N的值调整基于第一轴在第一方向上的旋转运动的次数和基于第二轴在第二方向上的旋转运动的次数。

此外，当多个第一图像的基准为图像1-1时，光路改变部120在位置移动前处于水平状态，并且当X轴和Y轴的交点位于光路改变部120的近似中心位置时，在所有X轴正方向、X轴负方向、Y轴正方向和Y轴负方向上，光路改变部120位于基于其水平状态的上侧或下侧，因此图像传感器S能够获取图像1-2至图像1-9。

当然，当改变X轴和Y轴的位置时，X轴和Y轴的交点改变，这也可以被改变。

同时，关于图像传感器S获取图像1-1至图像1-9的顺序，假设多个第一图像中的每个是如上述的基于图像1-1，那么图像传感器S可以依次从图像1-1至图像1-9获取图像。

然而，图像传感器S获取图像1-1至图像1-9的顺序不限于此，通过改变光路改变部120的基于X轴或Y轴的正向方向或反向方向的顺序可以不同地改变图像传感器S获取图像1-1至图像1-9的顺序。

例如，当假设多个第一图像基于的第一图像是图像1-1时，图像获取的顺序可以是：图像1-1，图像1-4，图像1-3，图像1-2，图像1-9，图像1-8，图像1-7，图像1-6和图像1-5，也可以形成其不同组合。

同时，如上所述，光路改变部120可以将入射到图像传感器S上的光路移动与假设单元像素的尺寸对应的单元间距的1倍，其中，图像传感器S的单元像素被平均分成N×N(N为自然数)份，对此不进行限制，并且可以将入射到图像传感器S上的光路移动与假设单元像素的尺寸对应的单元间距的1倍，其中图像传感器S的单元像素被平均分成N×K(K是与N不同的另一自然数)份。

同时，可以理解的是，当光路改变部120按照单元级别(即基于X轴或Y轴在正向方向或反向方向上旋转α°)从第一位置移动到第二位置并且从通过图像传感器S获取图像1-1至图像1-9的过程获取一个第一图像时，光路改变部120按照单元级别从第二位置移动到除了第一位置之外的其他位置，并且图像传感器S再获取另一个第一图像。

例如，假设光路改变部120位于第一位置(确定的位置)，图像传感器S获取图像1-3，然后光路改变部120按照单元级别进行旋转并旋转至第二位置(确定的位置)，图像传感器S获取图像1-4，图像传感器S接下来将获取的图像可以是图像1-5或者通过按照单元级别旋转光路改变部120可获得的图像1-1，从第二位置移动至除第一位置之外的其他位置也是如此。

这里，图像传感器S获取图像1-5的情况是将光路改变部120基于Y轴在正向方向旋转α°的情况，图像传感器S获取图像1-1的情况是将光路改变部120基于X轴在正向方向旋转α°的情况。

因此，在通过图像传感器S获取图像1-4后，通过选择性地将光路改变部120在基于Y轴的正向方向或基于X轴的正向方向中的任意一个上旋转α°实现获取下一图像的过程，除了将光路改变部120基于Y轴在反向方向旋转α°的情况之外。

同时，可以理解的是，当图像传感器S在通过图像传感器S获取图像1-1至图像1-9的过程中获取一个第一图像时，光路改变部120被按照单元级别移动，因此使得通过图像传感器S获取的第一图像的数量与光路改变部120按照单元级别移动的次数相同。

也就是说，在通过图像传感器S获取图像1-1后获取的8个图像(图像1-2至图像1-9) 的个数与光路改变部120按照单元级别(即基于X轴或Y轴在正向方向或反向方向以α°旋转)移动的次数(8次)相同。

换句话说，当图像传感器S获取多个第一图像中的一个时，无论光路改变部120何时按照单元级别进行移动，图像传感器S可以获取不同的第一图像。

下面，将介绍参考图1至图11描述的用于提取高分辨率图像的光路改变单元的用于提取高分辨率图像的光路改变方法(以下，光路改变方法)。

参考图1至图11描述的用于提取高分辨率图像的光路改变单元的光路改变方法是这样的方法，其中光源发出的光经过固定物体OB入射到图像传感器S上，基于通过入射光获得的具有第一分辨率的第一图像提取具有第二分辨率的第二图像，其中第二分辨率高于第一分辨率。光路改变方法可以包括按照与单元间距对应的单元级别移动光路改变部120使得图像传感器S能够获取用于提取第二图像的多个不同的第一图像的操作。

在移动光路改变部120的过程中，将入射到图像传感器S上的光路依次移动与假设单元像素的尺寸对应的单元间距的1倍，其中，图像传感器S的单元像素被平均分成N×N(N为自然数)份，并且物体OB被偏移地成像在图像传感器S的成像表面上。

这里，在移动光路改变部120的过程中，当光路改变部120被按照单元级别从第一位置移动到第二位置且图像传感器S获取一个第一图像时，光路改变部120按照单元级别从第二位置移动到除第一位置之外的其他位置以便图像传感器S可以获取另一个第一图像。

可选地，在移动光路改变部120的过程中，当图像传感器S获取一个第一图像时，光路改变部120按照单元级别被移动，使得图像传感器S获取的不同的第一图像的个数与光路改变部120按照单元级别进行移动的次数相同。

可选地，在移动光路改变部120的过程中，当图像传感器S获取一个第一图像时，无论光路改变部120何时按照单元级别被移动一次，图像传感器S都将获取不同的第一图像。

图12是示出关于参考图1-11的用于提取高分辨率图像的光路改变单元中的光路改变部的位置移动的时间点的光路改变方法的流程图。

同时，根据本发明的光路改变方法可以包括：操作S10，当用于改变入射到图像传感器S上的光路的光路改变部120位于第一位置时，在第一持续时间内将第一光电荷集成到图像传感器S中以捕获物体OB的一个第一图像；操作S20，读出集成的第一光电荷；操作S30，当光路改变部120位于第二位置时，在第二持续时间内将第二光电荷集成到图像传感器S中以捕获物体OB的另一个第一图像；操作S40，读出集成的第二光电荷。

这里，光路改变部120从第一位置到第二位置的移动发生在第一持续时间完成后及第二持续时间开始前，且用于捕获一个第一图像而入射到图像传感器S上的光的第一路径与用于捕获另一个第一图像而入射到图像传感器S上的光的第二路径之间的差小于图像传感器S的单元像素。

此外，光路改变方法还可包括：操作S50，当光路改变部120位于第三位置时，在第三持续时间内将第三光电荷集成到图像传感器S中以捕获物体OB的又另一个第一图像；以及操作S60，读出集成的第三光电荷。光路改变部120从第二位置到第三位置的移动可以发生在第二持续时间完成后及第三持续时间开始前，且光的第二路径与用于捕获又另一个第一图像而入射到图像传感器S上的光的第三路径之间的差小于图像传感器S的单元像素。

例如，假设图像传感器S按图像1-1至图像1-9的顺序获取多个第一图像，当光路改变部120被依次设置在第一位置，第二位置和第三位置时，图像传感器S依次获取图像1-1，图像1-2和图像1-3的例子将被介绍。

当光路改变部120位于第一位置时，为了通过图像传感器S获取图像1-1，需要将第一光电荷集成到图像传感器S的时间及读出第一光电荷的时间。

此外，当光路改变部120位于第二位置时，为了通过图像传感器S获取图像1-2，需要将第二光电荷集成到图像传感器S的时间及读出第二光电荷的时间。

此外，当光路改变部120位于第三位置时，为了通过图像传感器S获取图像1-3，需要将第三光电荷集成到图像传感器S的时间及读出第三光电荷的时间。

这里，假设将第一光电荷、第二光电荷及第三光电荷集成到图像传感器S的时间分别为第一持续时间、第二持续时间和第三持续时间，读出第一光电荷、第二光电荷及第三光电荷的时间分别为第一读出持续时间、第二读出持续时间和第三读出持续时间，可以分别在第一读出持续时间和第二读出持续时间的范围内实现光路改变部120从第一位置到第二位置的移动和从第二位置到第三位置的移动。

换句话说，光路改变部120从第一位置到第二位置的移动可以发生在第一持续时间完成后及第二持续时间开始前，光路改变部120从第二位置到第三位置的移动可以发生在第二持续时间完成后及第三持续时间开始前。

如上所述，在根据本发明的光路改变方法中，可以在读出持续时间的范围内实现光路改变部120的位置移动，并且可以在没有帧速率损失的情况下使得获得多个偏移的第一图像的时间最小化，因此可以效率最大化。

上面描述的根据本发明的光路改变方法可以以代码或程序的形式实现，所述代码或程序可存储在计算机可读记录介质中。

上述的根据本发明的光路改变方法的例子存储在计算机可读记录介质中，并通过如下方式分布。

用于执行上面描述的光路改变方法的程序记录在如光盘只读存储器(CD-ROM)、软盘和闪存等的便携式记录介质中，所述便携式记录介质可以是分布式的。

可选地，提供一种具有记录介质(即存储部例如硬盘)的服务器，在记录介质中记录执行上面描述的光路改变方法的程序。程序可以分配至方法，其中根据用户的请求，通过服务器将程序代码发送至电子设备如用户的智能手机和/或台式电脑。

可选地，可以通过电子设备制造商等制造具有记录介质(即内置存储器)的电子设备，在记录介质中记录用于执行上述的光路改变方法的程序，并且程序可以分配至其中分配有电子设备的方法。

同时，已经描述了多个不同的第一图像是基于图像1-1，然而，用于第一图像的基准不限于此，并且可以是图像1-2至图像1-9中的任意一个。

例如，当定义图4所示的图像1-3为多个不同的第一图像所基于的第一图像时，图5所示的图像1-4可以是通过将光路改变部120在主体部110上基于Y轴的正向方向旋转α°以使光路在X轴的正方向上移动单元间距的1倍，而通过图像传感器S获得的图像。

进一步地，图6所示的图像可以是通过将光路改变部120基于Y轴的正向方向从图5所示的状态旋转α°以使光路在Y轴的正方向上移动单元间距的1倍，而通过图像传感器S获取的图像。

进一步地，图7所示的图像可以是通过将光路改变部120基于X轴的正向方向从图6所示的状态旋转α°以使光路在Y轴的负方向上移动单元间距的1倍，而通过图像传感器S获取的图像。

进一步地，图8所示的图像可以是通过将光路改变部120基于X轴的正向方向从图7所示的状态旋转α°以使光路在Y轴的负方向上移动单元间的1倍，而通过图像传感器S获取的图像。

进一步地，图9所示的图像可以是通过将光路改变部120基于Y轴的反向方向从图8所示的状态旋转α°以使得光路在X轴的负方向上移动单元间距的1倍，而通过图像传感器S获取的图像。

进一步地，图10所示的图像可以是通过将光路改变部120基于Y轴的反向方向从图9所示的状态旋转α°以使光路在X轴负方向上移动单元间距的1倍，而通过图像传感器S获取的图像。

进一步地，图3所示的图像可以是通过将光路改变部120基于X轴的反向方向从图10所示的状态旋转α°以使光路在Y轴的正方向上移动单元间距的1倍，而通过图像传感器S获取的图像。

最后，图2所示的图像可以是通过将光路改变部120基于Y轴的正向方向从图3所示的状态旋转α°以使光路在X轴的正方向上移动单元间距的一倍，而通过图像传感器S获取的图像。

在通过上面提到的方法获得图像1-1至图像1-9的过程中，当第一图像是基于图像1-3时，图像1-4和图像1-5可以是通过在X轴的正方向上移动形成图像1-3的光路以使得物体OB在水平方向上偏移地成像在成像表面上而获取的图像。

此外，当第一图像的基准为图像1-3时，图像1-2和图像1-9可以是通过在Y轴负方向上移动形成图像1-3的光路以使得物体OB在竖直方向上偏移地成像在成像表面上而获取的图像。

此外，当第一图像的基准为图像1-3时，图像1-1和图像1-7可以是通过在对角线方向上移动形成图像1-3的光路以使得物体OB在对角线方向上偏移地成像在成像表面上而获取的图像。

最后，当第一图像的基准为图像1-3时，图像1-8可以是通过在对角线方向和竖直方向上移动形成图像1-3的光路以使得物体OB能够在对角线方向和竖直方向上偏移地成像在成像表面上而获取的图像。

此外，当多个第一图像所基于的图像为图像1-3时，光路改变部120在进行位置移动前处于水平状态，X轴和Y轴的相交点位于光路改变部120的近似中心位置，在所有X轴正方向、X轴负方向、Y轴正方向和Y轴负方向上，光路改变部120位于基于其水平状态的上侧和下侧，使得图像传感器S获取图像1-2至图像1-9。

当然，当改变X轴和Y轴的位置和改变X轴和Y轴的相交点时，这可被改变。

同时，当多个第一图像所基于的图像为图像1-3时，图像1-5可以是通过相对于图像1-3将光路改变部120基于Y轴的正向方向旋转α°的2倍以使光路在X轴的正方向上移动单元间距的2倍，而通过图像传感器S的获取的图像。

同样地，当多个第一图像所基于的图像为图像1-7时，图像1-9可以是通过相对于图像1-7将光路改变部120基于Y轴的反向方向旋转α°的2倍以使得光路在X轴的负方向上移动单元间距的2倍，而通过图像传感器S获取的图像。

此外，同样地，当多个第一图像所基于的图像为图像1-4时，图像1-8可以是通过相对于图像1-4将光路改变部120基于X轴的反向方向旋转α°的2倍以使得光路在Y轴的负方向上移动单元间距的2倍，而通过图像传感器S获取的图像。

因此，光路改变部120可以将入射到图像传感器S上的光路移动与假设单元像素的尺寸对应的单元间距的M(M为自然数)倍，其中，单元像素被平均分成N×N(N为自然数)份。这里，M可以与光路改变部120基于主体部110在同方向上的位置移动的程度成比例。

也就是说，当图像1-3、图像1-7和图像1-4中的每个分别用作基准时，图像1-5、图像1-9和图像1-8中的每个满足M为2的情况。

当然，除了上面提到的情况，还存在多种M为2的情况，同样存在M为1的情况。

同时，当利用根据本发明一个实施例的光路改变单元100对半导体基板上的另一种图案进行缺陷检测时，假设图像传感器的单元像素的尺寸为40nm×40nm，图案的尺寸为10nm×10nm，那么利用超分辨率技术提取第二图像需要以10nm的间隔被移动的16个不同的第一图像。

在这种情况下，假设图像传感器的像素为4×4，N为4，且光路被依次移动与假设单元像素尺寸对应的单元间距的1倍(其中，图像传感器S的单元像素被平均分成4×4份)，可以获取16个不同的第一图像。

由于获取16个不同的第一图像的方法与获取9个不同的第一图像的方法相同，这里将省略其详细介绍。即使当N的值不同于上面提到的值，可以通过与获取9个不同的第一图像的方法相同的方法获取多个不同的第一图像。

同时，如上所述，光路改变部120可以包括平面镜，因此入射到图像传感器S的光路可以保持与由光源发出的光入射的入射光的路径平行。

可以根据位置移动(即光路改变部120基于主体部110的旋转移动)的程度，以及光路改变部120的折射率和厚度中的至少一个确定入射到图像传感器S上的光路。

因此，可以通过考虑单元间距的尺寸和下列等式来选择光路改变部120的折射率和厚度，以便优化旋转移动。

[等式]

其中，D表示形成在图像传感器S上的图像的移动距离，T表示光路改变部120的厚度，A表示光路改变部120的倾斜角度，N表示光路改变部120的折射率。

同时，根据本发明第一实施例的光路改变单元100可以包括驱动部130，驱动部130为以单元级别移动光路改变部120提供驱动力。

驱动部130可以包括将入射到图像传感器S上的光路移动与假设单元像素的尺寸对应的单元间距的1倍的步进电机，其中，单元像素被平均分成N×N(N为自然数)份。

然而，驱动部130不限制于上面提到的步进电机，并且可以应用能够产生驱动力的任何类型的元件。

例如，驱动部130可配置有压电致动器等。

同时，根据本发明第一实施例的光路改变单元100可以包括控制部140，控制部140控制光路改变部120的位置移动。

控制部140可通过控制光路改变部120的位置移动来实现上面提到的光路改变方法。

控制部140不必须包含在光路改变单元100中，可以是用于提取高分辨率图像的光路改变模块的一个元件或是下面将要介绍的用于检测半导体基板的装置的一个元件。

(2)第二实施例

图13是示出根据本发明第二实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元的示意图，图14是示出根据本发明第二实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元中提供的光路改变部围绕第一轴旋转的状态的示意图，图15是示出光路改变部绕图14所示的状态中的第二轴旋转的状态的示意图。

参考图13至图15，根据本发明第二实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元200(以下，称为光路改变单元)可以是其中如参考图1至图12所示的，以相同的方式同样地适用光路改变单元100的光路改变原理，光路改变方法及其中记录有执行该方法的程序的记录介质的光路改变单元200。

根据本发明第二实施例的光路改变单元200是其中从光源发出的光经过固定物体OB入射到图像传感器S上的单元，且光路改变单元200基于通过入射光获取的具有第一分辨率的第一图像提取具有第二分辨率的第二图像，其中第二分辨率高于第一分辨率，并且光路改变单元200可以包括主体部210和光路改变部220。

主体部210是支撑光路改变部220的旋转运动的元件，并可在其近似中心位置存在中空部，并且平面透镜等可以选择性地布置在中空部处。

如图中所示，光路改变部220可以形成为近似四边形的形状，但不限于此。

光路改变部220可以基于第一侧端面在第一方向上旋转，也可以基于第二侧端面在第二方向上旋转，其中第二侧端面与第一侧端面相邻。

这里，第一侧端面可以对应于参考图1至图12描述的光路改变单元100的X轴，第一方向可以是基于第一侧端面的正向方向或反向方向。

此外，第二侧端面可以对应于参考图1至图12描述的光路改变单元100的Y轴，第二方向可以是基于第二侧端面的正向方向或反向方向。

换句话说，第一方向可以是基于平行于第一侧端面的第一轴在正向方向或反向方向上旋转的方向，第二方向可以是基于平行于第二侧端面的第二轴在正向方向或反向方向上旋转的方向。

同时，根据本发明第二实施例的光路改变单元200可以包括支撑部250，支撑部250够支撑光路改变部220，并在光路改变部220和主体部210之间进行调节以使得光路改变部220处于主体部210上的预设位置处。

支撑部250可以包括将光路改变部220和主体部210直接连接的第一支撑部252和设置为与主体部210分离的第二支撑部254。

这里，光路改变部220可以包括第一位置移动部222和第二位置移动部224，第一位置移动部222可旋转地安装在第一支撑部252处并连接至第二支撑部254，以便当第一支撑部252被旋转时，第二支撑部254与第一支撑部252一起被连锁和旋转，第二位置移动部224可旋转地安装在第二支撑部254处。

第一位置移动部222可以包括具有中空部的近似四边形的框架，第二位置移动部224可以包括透射部安装部224a和透射部224b，透射部安装部224a是具有中空部的近似四边形的框架，透射部224b由平面玻璃形成且位于中空部处，且光源发出的光穿过透射部224b。

透射部安装部224a可连接至第二支撑部254，并且可以支撑透射部224b。

同时，第一位置移动部222可以绕位于第一支撑部252处的第一轴X轴旋转，第二位置移动部224可以绕位于第二支撑部254处的第二轴Y轴旋转。

第一轴X可以垂直于第二轴Y。

如图14所示，当第一位置移动部222绕第一轴X旋转时，第二位置移动部224可以与第一位置移动部222的旋转连锁且也被旋转，第一位置移动部222可以独立于第二位置移动部224的旋转而旋转。

换句话说，由于第一位置移动部222被固定至第二支撑部254，且第二位置移动部224可旋转地安装至其的第二支撑部254与主体部210分离，因此当第一位置移动部222绕第一轴X旋转时，第二支撑部254和第二位置移动部224可同时旋转。

当第二位置移动部224绕第二轴Y旋转时，其旋转可以不对第一位置移动部222产生影响。

这里，为了实现第一位置移动部222及第二位置移动部224在正向方向或反向方向上的旋转，第一位置移动部222可被设置为与主体部210间隔开，且第二位置移动部224可被设置为与第一位置移动部222间隔开。

在根据本发明第二实施例的光路改变单元200中，如上所述，第一位置移动部222基于位于第一支撑部252处的第一轴X在第一方向上旋转，使得第二位置移动部224基于第一轴X在第一方向上旋转，同时第二位置移动部224基于位于第二支撑部254处的第二轴Y在第二方向上旋转，因此，物体在水平方向、竖直方向及对角线方向上偏移地成像在图像传感器S上。

相应地，图像传感器S能够获取参考图2至图10描述的图像1-1至图像1-9(当图像传感器S的单元像素的尺寸为30nm×30nm，图案的尺寸为10nm×10nm时)，且可以利用超分辨率技术基于图像1-1至图像1-9提取具有高分辨率的第二图像，如图11所示。

同时，当利用根据本发明第二实施例的光路改变单元200对半导体基板上的另一图案进行缺陷检测时，假设图像传感器的单元像素的尺寸为40nm×40nm，图案的尺寸为10nm×10nm，则利用超分辨率技术提取第二图像需要以10nm的间隔移动的16个不同的第一图像。

在这种情况下，假设图像传感器的像素为4×4，N为4，光路被依次移动与假设单元像素尺寸对应的单元间距的1倍(其中，图像传感器S的单元像素被平均分成4×4份)，可以获取16个不同的第一图像。

由于获取16个不同的第一图像的方法与获取9个不同的第一图像的方法相同，将省略其详细介绍。即使当N的值不同于上面提到的值，通过与获取9个不同的第一图像的方法相同的方法可以获取多个不同的第一图像。

同时，根据本发明第二实施例的光路改变单元200可以包括驱动部230，驱动部230提供用于相对于第一支撑部252旋转第一位置移动部222的驱动力及用于相对于第二支撑部254旋转第二位置移动部224的驱动力中的至少一个。

例如，如图中所示，驱动部230可以包括第一驱动部232和第二驱动部234，第一驱动部232和第二驱动部234分别为第一位置移动部222在单元级别上的旋转及第二位置移动部224在单元级别上的旋转提供驱动力。

第一驱动部232和第二驱动部234的每个可以包括将入射到图像传感器S上的光路移动与假设单元像素的尺寸对应的单元间距的步进电机，其中，单元像素被平均分成N×N(N为自然数)份。

然而，第一驱动部232和第二驱动部234不限于上面提到的步进电机，可以应用能够产生驱动力的任何类型的元件。

例如，第一驱动部232和第二驱动部234可配置有压电致动器等。

同时，根据本发明第二实施例的光路改变单元200可以包括控制部，控制部能控制光路改变部220的位置移动。

控制部可通过控制光路改变部220的位置移动来实现上述的光路改变方法。

控制部不必须包含在光路改变单元200中，可以是用于提取高分辨率图像的光路改变模块的一个元件或是下面将要介绍的用于检测半导体基板的装置的元件。

(3)第三实施例

图16是示出根据本发明第三实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元的示意图。图17是示出根据本发明第三实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元中提供的第一位置移动部绕第一轴旋转的状态的示意图。图18是示出第二位置移动部绕图17所示的状态中的第二轴旋转的状态的示意图。

参考图16至图18，根据本发明第三实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元300(以下，称为光路改变单元)可以是其中如参考如图1至图12所示的，以相同的方式同样地适用光路改变单元100的光路改变原理，光路改变方法及其中记录有执行该方法的程序的记录介质的光路改变单元。

根据本发明第三实施例的光路改变单元300是其中从光源发出的光经过固定物体OB入射到图像传感器S上的单元，且光路改变单元300基于通过入射光获取的具有第一分辨率的第一图像提取具有第二分辨率的第二图像，其中第二分辨率高于第一分辨率，并且光路改变单元300可以包括主体部310和光路改变部320。

主体部310是支撑光路改变部320的旋转运动的元件，并可在其近似中心位置存在中空部，并且平面透镜等可以选择性地布置在中空部处。

如图中所示，光路改变部320可以形成为近似四边形的形状，但不限于此。

光路改变部320可以可移动地连接至主体部310，光路改变部320的移动使得图像传感器S能够获取用于提取第二图像的多个不同的第一图像。

通过光路改变部320的移动，入射到图像传感器S上的光路被移动小于图像传感器S的单元像素的距离两次或更多次。

同时，根据光路改变部320的移动，物体OB被偏移地成像在图像传感器S的成像表面上。

光路改变部320可以包括第一位置移动部322和第二位置移动部324，第一位置移动部322被移动以便由光源发出的光提供的第一入射光穿过其并输出路径与第一入射光的路径不同的第一输出光，第二位置移动部324被移动以便由第一输出光提供的第二入射光穿过其并且输出路径与第二入射光的路径不同的第二输出光。

这里，第一位置移动部322可以包括第一透射部安装部322a和第一透射部322b。第一透射部安装部322a是具有中空部的近似四边形的框架，第一透射部322b由平面玻璃形成且位于中空部处，第一入射光穿过第一透射部322b。

第二位置移动部324可以包括第二透射部安装部324a和第二透射部324b，第二透射部安装部324a是具有中空部的近似四边形的框架，第二透射部324b由平面平面玻璃形成且位于中空部处，第二入射光穿过第二透射部324b。

根据本发明第三实施例的光路改变单元300可以包括第一支撑部352，第一支撑部352支撑第一位置移动部322，并且将第一位置移动部322和主体部310连接以便第一位置移动部322位于主体部310上的预设位置处。

此外，光路改变单元300包括第二支撑部354，第二支撑部354支撑第二位置移动部324，并且将第二位置移动部324和主体部310连接以便第二位置移动部324位于主体部310上的预设位置处。

这里，第一位置移动部322可以基于安装在第一支撑部352处的第一轴X在第一方向上旋转，并且第二位置移动部324可以基于安装在第二支撑部354处的第二轴Y在第二方向上旋转。

第一轴X可以垂直于第二轴Y。

如图中所示，第一支撑部352和第二支撑部354可以分别连接至第一位置移动部322的一个侧端面和第二位置移动部324的一个侧端面，但不限于此，也可以分别连接至第一位置移动部322的近似中心位置和第二位置移动部324的近似中心位置。

同时，第一支撑部352上的第一轴X可以对应于参考图1至图12所示的光路改变部100中的X轴，且第一方向可以为基于第一轴X的正向方向或反向方向。

第二轴Y可以对应于参考图1至图12所示的光路改变部100中的Y轴，且第二方向可以为基于第二轴Y的正向方向或反向方向。

当第一位置移动部322基于第一轴X在第一方向上旋转(如图17所示)或第二位置移动部324基于第二轴Y在第二方向上旋转(如图18所示)时，入射到图像传感器S上的光路可以被移动与假设单元像素的尺寸对应的单元间距的M(M为自然数)倍，其中图像传感器S的单元像素被平均分成N×N(N为自然数)份，从而图像传感器S可以获取如参考图2至图10所示的图像1-1至图像1-9(当图像传感器S的单元像素的尺寸为30nm×30nm，图案的尺寸为10nm×10nm时)。

同时，当利用根据本发明第三实施例的光路改变单元300对半导体基板上的另一个图案进行缺陷检测时，假设图像传感器的单元像素的尺寸为40nm×40nm，图案的尺寸为10nm×10nm，则利用超分辨率技术提取第二图像需要以10nm的间隔移动的16个不同的第一图像。

在这种情况下，假设图像传感器的像素为4×4，N为4，光路被依次移动与假设单元像素的尺寸对应的单元间距的1倍(其中，图像传感器S的单元像素被平均分成4×4份)，可以获取16个不同的第一图像。

由于获取16个不同的第一图像的方法与获取9个不同的第一图像的方法相同，将省略其详细介绍。即使当N的值不同于上面提到的值，可以通过与获取9个不同的第一图像的方法相同的方法获取多个不同的第一图像。

当第一位置移动部322基于第一轴X在第一方向上旋转(参考图17)时，光路可被移动，物体OB可在水平方向上偏移地成像在成像表面上，当第二位置移动部324基于第二轴Y在第二方向上旋转(参考图18)时，光路可被移动，物体OB可在竖直方向上偏移地成像在成像表面上。

当第一位置移动部322和第二位置移动部324分别在第一方向和第二方向上旋转时，物体OB可在对角线方向上偏移地成像在成像表面上。

同时，光路改变部320可以保持入射到图像传感器S上的光路平行于由光源发出的光入射的入射光的光路。具体地，第一位置移动部322可以保持第一入射光平行于第一输出光，第二位置移动部324可以保持第二入射光平行于入射到图像传感器S上的第二输出光。

可以根据位置移动(即第一位置移动部322和第二位置移动部324基于主体部310的旋转移动)的程度，以及第一位置移动部322和第二位置移动部324的每个的折射率和厚度中的至少一个来确定入射到图像传感器S的入射光的光路。

因此，可以考虑单元间距的尺寸选择第一位置移动部322和第二位置移动部324的折射率和厚度，以便优化旋转运动。

为了实现第一位置移动部322和第二位置移动部324的每一个在第一方向和第二方向上的旋转运动，第一位置移动部322和第二位置移动部324可被布置为彼此间隔开。

同时，根据本发明第三实施例的光路改变单元300可以包括驱动部330，驱动部330提供用于第一位置移动部322相对于第一支撑部352的旋转的驱动力及用于第二位置移动部324相对于第二支撑部354的旋转的驱动力中的至少一个。

例如，如图中所示，驱动部330可以包括第一驱动部332和第二驱动部334，第一驱动部332和第二驱动部334分别为第一位置移动部322的旋转及第二位置移动部324的旋转提供驱动力。

第一驱动部332和第二驱动部334的每个可以包括将入射到图像传感器S上的光路移动与假设的单元像素的尺寸对应的单元间距的步进电机，其中，单元像素被平均分成N×N(N为自然数)份。

然而，第一驱动部332和第二驱动部334不限于上面提到的步进电机，可以应用能够产生驱动力的任何类型的元件。

例如，第一驱动部332和第二驱动部334可配置有压电致动器等。

同时，根据本发明第三实施例的光路改变单元300可以包括控制部，控制部控制光路改变部320的位置移动。

控制部可通过控制光路改变部320的位置移动来实现上述的光路改变方法。

控制部不必须包含在光路改变单元300中，可以是用于提取高分辨率图像的光路改变模块的一个元件或可以是下面将要介绍的用于检测半导体基板的装置的一个元件。

(4)第四实施例

图19是示出根据本发明第四实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元的示意图。

此外，图20-图22是示出根据本发明第四实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元中体用的光路改变部的旋转运动及图像传感器获取的图像的示意图。

参考图19至图22，根据本发明第四实施例的用于提取高分辨率图像的光路改变单元400(以下，称为光路改变单元)是其中从光源发出的光经过固定物体OB入射到图像传感器S上的单元，且光路改变单元400基于通过入射光获取的具有第一分辨率的第一图像提取具第二分辨率的第二图像，其中第二分辨率高于第一分辨率，并且光路改变单元400可以包括主体部410和光路改变部420。

主体部410是支撑光路改变部420的旋转运动的元件，并且当光路改变部420位于预设位置处时，可以允许旋转运动。

光路改变部420可以可移动地连接至主体部410，光路改变部420的移动使图像传感器S能够获得用于提取第二图像的多个不同的第一图像。

通过光路改变部420的移动，入射到图像传感器S上的光路可以被移动小于图像传感器S的单元像素的距离。

根据光路改变部420的移动，物体OB被偏移地成像在图像传感器S的成像表面上。光路改变部420可以包括透射部424和透射部安装部422，光源发出的光穿过透射部424，透射部安装部422具有预设的内部空间以便透射部424安装在内部空间处，且透射部安装部422可旋转地安装在主体部410处。

透射部424可布置在内部空间处以被倾斜，其倾斜方向可以通过透射部安装部422的旋转而被改变。

这里，可以基于透射部安装部422的旋转运动的程度、透射部424的折射率和厚度及其在内部空间中的梯度中的至少一个来确定穿过透射部424并入射到图像传感器S上的光路。

例如，可以设置透射部424的折射率、厚度及梯度以便穿过透射部424且入射到图像传感器S上的光路被移动假设单元像素的对角线长度的1/2(其中，图像传感器S的单元像素被平均分成2×2份)，且光路的方向可以通过透射部安装部422的旋转运动而被改变。

光路改变部420可以绕主体部410上的Z轴旋转，物体OB在水平方向、竖直方向及对角线方向中的至少一个方向上以假设单元像素的尺寸偏移地成像在图像传感器S的成像表面上，因此可以获取多个不同的第一图像。

例如，当利用根据本发明一个实施例的光路改变单元400对半导体基板上的图案进行缺陷检测时，假设图像传感器的单元像素的尺寸为20nm×20nm，图案的尺寸为10nm×10nm，则利用超分辨率技术提取第二图像需要以10nm的间隔移动的4个不同的第一图像。

在这种情况下，假设图像传感器的像素为3×3，下面将详细介绍通过光路改变部420的旋转运动使图像传感器S获取4个不同的第一图像的过程。

在光路改变部420被旋转之前或当光路改变部420被旋转并处于图19所示的状态时，光源发出的光被物体OB反射或穿过物体OB，穿透透镜L，然后入射到图像传感器S上。在这种情况下，穿透光路改变部420的光路被移动假设单元像素的对角线长度的1/2，其中图像传感器S的单元像素被平均分成2×2份，且图像传感器S获取具有第一分辨率的第一图像中的一个(如图19b所示，以下称为图像1-1)，并且这个图像可被定义为是多个第一图像的基准的第一图像。

进一步地，参考图20，当光路改变部420在主体部410上基于Z轴在反向方向上从图19所示的状态旋转90°时，穿过透射部424的光路保持在被移动假设单元像素的对角线长度的1/2的状态，只有其方向从图19所示的状态在反向方向上旋转90°，并且图像传感器S获取具有第一分辨率的第一图像中的一个(以下，称为图像1-2)，如图20b所示。

这里，基于图像1-1，图像1-2可以是通过在主体部410上旋转光路改变部420获取的图像，并且图像1-2是将物体OB按照假设单元像素的尺寸在竖直方向上偏移而在成像表面上得到的偏移图像。

进一步地，参考图21，当光路改变部420在主体部410上基于Z轴的反向方向从图20所示的状态旋转90°时，穿过透射部424的光路保持在被移动假设单元像素的对角线长度的1/2的状态，只有其方向从图20所示的状态在反向方向上旋转90°，并且图像传感器S获得具有第一分辨率的第一图像中的一个(以下，称为图像1-3)，如图21b所示。

这里，基于图像1-1，图像1-3可以是通过在主体部410上旋转光路改变部420获得的图像，并且图像1-3是将物体OB按照假设单元像素的尺寸在对角线方向上偏移而在成像表面上得到的偏移图像。

进一步地，参考图22，当光路改变部420在主体部410上基于Z轴的反向方向从图21所示的状态旋转90°时，穿过透射部424的光路保持在被移动假设单元像素的对角线长度的1/2的状态，只有其方向从图21所示的状态中在反向方向上旋转90°，图像传感器S获得具有第一分辨率的第一图像中的一个(以下，称为图像1-4)，如图22b所示。

这里，基于图像1-1，图像1-4可以是通过在主体部410上旋转光路改变部420而获取的图像，并且图像1-4是将物体OB按照假设单元像素的尺寸在水平方向上偏移以在成像表面上形成图像而得到的偏移图像。

图像1-1至图像1-4可以是用于提取具有第二分辨率的第二图像的四个不同的第一图像。基于通过上述方法获取的图像1-1至图像1-4，可以使用超分辨率技术提取具有第二分辨率的第二图像，其中，第二分辨率高于第一分辨率。

同时，多个第一图像所基于的第一图像不限于图像1-1，也可以是图像1-2至图像1-4中的任意一个。

例如，当多个第一图像所基于的第一图像为图像1-4时，在主体部410上将光路改变部420在反向方向上旋转90°，图像传感器S可以依次获取图像1-3，图像1-2和图像1-1，且当多个第一图像所基于的第一图像改变时，图像传感器S获取的图像的顺序也可以改变。

同时，如上所述，光路改变部420包括平面玻璃，因此入射到图像传感器S上的光路可被保持为与由光源发出的光入射的入射光的光路平行。

同时，根据本发明第四实施例的光路改变单元400可以包括驱动部430，驱动部430为在主体部410上旋转光路改变部420提供驱动力。

驱动部430可以为以90°的角度间隔旋转光路改变部420提供驱动力，且可以包括步进电机。

然而，驱动部430不限于上面提到的步进电机，可以应用能够产生驱动力的任何类型的元件。

例如，驱动部430可配置有压电致动器等。

驱动部430和光路改变部420的透射部安装部422能够通过传送带B等传送驱动力。

同时，根据本发明第四实施例的光路改变单元400可以包括控制部，控制部控制光路改变部420的位置移动。

控制部可通过控制光路改变部420的位置移动来实现上面提到的光路改变方法。

控制部不必须包含在光路改变单元400中，可以是用于提取高分辨率图像的光路改变模块的一个元件或可以是下面将要介绍的用于检测半导体基板的装置的一个元件。

2.用于提取高分辨率图像的光路改变模块

图23是示出根据本发明的用于提取高分辨率图像的光路改变模块的示意图。

参考图23，根据本发明的用于提取高分辨率图像的光路改变模块500(以下，称为光路改变模块)可以包括参考图1至图12描述的根据本发明第一实施例的光路改变单元100、参考图13至图15描述的根据本发明第二实施例的光路改变单元200、参考图16至图18描述的根据本发明第三实施例的光路改变单元300及参考图19至图23描述的根据本发明第四实施例的光路改变单元400中的一个光路改变单元560(为方便起见，根据本发明的第一实施例的光路改变单元100)，容纳至少一个透镜L的壳体和具有成像表面的图像传感器S。

所选择的光路改变单元560可被布置在至少一个透镜L的外部，如图23a所示，或者可被布置在至少一个透镜L及图像传感器S之间，如图23b所示。

首先，当所选择的光路改变单元560被布置在至少一个透镜L的外部时，通过所选择的光路改变单元560改变路径的光可以穿过至少一个透镜L。

然而，当所选择的光路改变单元560被布置在至少一个透镜L及图像传感器S之间时，光源放出的光可以穿过至少一个透镜L，然后可以在其路径被所选择的光路改变单元560改变后入射到图像传感器S上。

同时，所选择的光路改变单元560可以可拆卸地安装在容纳至少一个透镜的壳体处，因此，如果必要的话，所选择的光路改变单元560可以可拆卸地安装在包含至少一个透镜L和图像传感器S中的至少一个的常用相机模块处，并且常用相机模块可以用作光路改变模块。

这里，可拆卸的方式可以是螺钉紧固方式、装配方式、插入方式等，但不限于此。

根据本发明的用于提取高分辨率图像的光路改变模块500可以包括控制光路改变部的位置移动的控制部。

3.用于检测半导体基板上的图案的装置

图24是示出用于检测半导体基板的装置的框图。

参考图24，根据本发明的用于检测半导体基板的装置600可以包括参考图23描述的用于提取高分辨率图像的光路改变模块620、朝半导体基板发光的光源610和用于支撑半导体基板的基板支撑部630。

这里，物体OB可以是半导体基板上形成的图案，并且通过光路改变模块620获取关于图案的具有第一分辨率的多个第一图像，然后可以利用超分辨率技术提取关于基板的具有第二分辨率的第二图像，其中第二分辨率高于第一分辨率。

可以基于提取的图案的第二图像确定半导体基板上形成的图案的缺陷。

同时，根据本发明的用于检测半导体基板的装置600可以包括控制光路改变部的位置移动的控制部640。

根据用于提取高分辨率图像的光路改变单元和模块及用于检测半导体基板上图案的装置，可以利用简单方便的方法获得提取高分辨率图像的多个低分辨率图像。

此外，可以使得获取用于提取高分辨率图像的多个低分辨率图像所用的时间最小化，因此使得效率最大化。

此外，不需要额外的空间以获取多个低分辨率图像，因此可以提高空间利用率。

对于本领域的普通技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所述的示例性实施例做出各种修改。因此，本发明的目的是本发明覆盖在所附权利要求及其等同的范围内的所有这种修改。