KR100783584B1 - 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템 - Google Patents

비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템 Download PDF

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KR100783584B1
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예종철
정진욱
장재덕
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한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템에 관한 것으로서, 종래의 일반적인 현미경 광학계와 다르게 스톱이 광축에서 벗어난 위치에 구비됨으로써 시편을 광축과 평행하지 않은 각도에서 관찰하는 것과 동일한 효과를 가지며, 비광축 스톱의 위치를 변경 및 회전시켜 얻은 상을 3차원 복원 알고리즘을 사용함으로써, 시편에 대한 입체적인 정보를 얻고 이를 통해 2.5차원적 단층구조를 측정할 수 있는 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템을 제공하기 위한 것으로, 그 기술적 구성은 시편을 지지하기 위한 제물대, 제물대의 시편을 관찰하기 위한 대물 렌즈, 대물 렌즈 통과한 시편의 광선이 빔 스플리터를 통해 전달되어 측정되는 접안 렌즈 및 CCD 카메라, 그리고 대물 렌즈와 빔 스플리터 사이에 개재되되, 시편의 광선이 전달되고, 소정 직경의 홀이 형성되며, 대물 렌즈의 상측 및 광축에서 벗어난 위치에 구비된 비광축 스톱을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
현미경 시스템, 2.5차원 단층 영상, 비광축 스톱, 시편, CCD 카메라

Description

비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템{2.5 Dimensional Microscope System Using Off-Axis Aperture}
도 1은 본 발명에 따른 비광축 스톱을 구비한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템을 개략적으로 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템의 비광축 스톱을 개략적으로 나타내는 평면도 및 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템을 개략적으로 나타내는 개념도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템의 비광축 스톱의 작동을 개략적으로 나타내는 개념도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템의 비광축 스톱에 의한 광선을 개략적으로 나타내는 개념도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템의 비광축 스톱에 회전에 의한 광선을 개략적으로 나타내는 개념도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템의 비광축 스톱을 개략적으로 나타내는 평면도 및 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 현미경 시스템 2 : CCD 카메라
3 : 빔 스플리터 4 : 비광축 스톱
4a : 홀 5 : 대물 렌즈
6 : 제물대 7 : 광원
8 : 접안 렌즈 9 : 시편
10 : 상평면 19 :대물 렌즈와 튜브렌즈 거리
20 : 대물 렌즈와 상평면의 최단거리 21 : 튜브 렌즈와 상의 최단거리
22 : 상평면위의 점 23 : 상
24 : 튜브 렌즈 25 : 점
26 : 물체의 위치 27 : 물체와 대물 렌즈 최단거리
28 : 점 29 : 점
30 : 스톱 직경 31 : 스톱 중심간의 거리
32 : 점
본 발명은 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템에 관한 것으로서, 스톱이 광축에서 벗어난 위치에 구비됨으로써 시편을 광축과 평행하지 않은 각도에서 관찰하는 것과 동일한 효과를 가지며, 스톱의 위치를 변경 및 회전함으로써 다양한 각도에서 시편을 관찰할 수 있으며, 획득한 상을 3차원 복원 알고리즘을 사용함으로써 시편에 대한 입체적인 정보를 얻고 이를 통해 2.5차원적 단층구조를 측정할 수 있는 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템에 관한 것이다.
일반적인 현미경 구조는 대물 렌즈(objective lens)와 접안 렌즈(ocular lens)로 구성된다. 물체는 대물 렌즈의 초점보다 약간 렌즈 바깥쪽에 위치하며, 접안 렌즈는 대물 렌즈에 의한 상을 대상으로 하여 확대된 허상을 만들게 되고, 그 허상이 눈을 통과하여 망막에 확대된 실상을 맺게 된다.
그리고, 눈이 망막에 상을 맺을 수 있는 물체와의 최소거리인 명시거리(visual range)는 사람마다 다르나 편의상 25㎝로 약속되어 있고, 현미경의 총 배율은 대물 렌즈의 배율과 접안 렌즈의 배율의 곱으로 나타낸다.
한편, 디지털 영상 소자 기술이 급격하게 발전함에 따라 대부분의 고성능 광학 현미경(optical microscope)은 CCD(charge coupled device, 전하결합소자)소자 등을 이용한 영상 소자를 채용하고 있다.
여기서, 디지털 이미지의 공간 분해능(resolving power)은 이미지의 픽셀 밀도와 광학계의 광학 분해능에 의하여 결정된다. 광학계의 분해능이 우수한 경우 공간 분해능은 단지 이미지의 픽셀 밀도에 의존하며 이 경우 나이퀴스트- 샤논 표본추출 이론(Nyquist-shannon sampling theorem)에 따라 디지털 이미지 소자의 픽셀 간격은 분해하고자 하는 거리의 1/2 이하이어야 한다. 일반적으로, 고분해능을 요구하는 영상에서는 샘플링이 충분하도록 요구되는 분해능의 2.5~3배 정도의 과도 샘플링(oversampling)이 권장된다.
이때, 이미지 소자는 크게 튜브 방식(tube-type)과 고형 방식(solid-type)으로 나뉜다. 튜브 방식(tube-type)의 소자로서는 비디콘 튜브 카메라(vidicom tube camera)가 있으며, 이 소자는 광에 민감한 표현과 이를 읽어 가는 스캐닝 전자빔을 주요 요소로 가진다. 비디콘(vidicon)에서는 빛이 조사된 광검출면은 전자를 방출하는 것이 아니라, 전하를 저장하여 전기 저항값을 바꾸어 스캐닝 전자빔의 흐림이 증가하는 원리를 이용한다.
그러나, 이 같은 튜브 방식(tube-type)의 소자는 고형 방식(solide-type)의 소자에 밀려 그 사용이 점점 줄어가고 있다.
상기와 같은 고형 방식(solide-type)의 소자는 기본적으로 작은 광검출기의 매트릭스(matrix) 형태로 구성되며, 널리 사용되는 CCD(charge-coupled device)소자를 포함하며, CID(charge-injection device)소자, CMOS(complementary-metal-oxide-semiconductor)소자가 있다. 이 중 CID소자와 CMOS소자는 각각의 광센서에 증폭기가 있으며, 한 줄의 증폭기들에서 나오는 신호는 병렬로 출력된다.
그리고, CCD소자의 경우 일반적으로 전체의 광센서 어레이에 대하여 하나의 증폭기만 존재하며, 각 소자에 저장된 전하는 순차적으로 출력된다.
이러한 종래의 현미경을 이용한 시편의 3차원적 분석은 광원을 레이저로 두고 핀 홀을 이용하여 3차원 구조를 가지는 시료에서 특정 깊이의 얇은 박만을 정확 하게 측정할 수 있는 공초점 주사 현미경 방식등이 있다.
그러나, 상기한 종래의 현미경을 이용한 3차원적 분석 방법은 광원을 레이저로 두고 핀 홀을 이용하여 3차원 구조를 가지는 시료에서 특정 깊이의 얇은 박만을 측정할 수 있어 시료 측정 비용이 높아지며, 측정 영역이 다른 광학 현미경에 비해 매우 좁고 실험에 소용되는 시간이 매우 길며, 빛의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 단층 영상용 현미경 시스템에 있어서, 시편을 지지하기 위한 제물대, 제물대의 시편을 관찰하기 위한 대물 렌즈, 대물 렌즈 통과한 시편의 광선이 빔 스플리터를 통해 전달되어 측정되는 접안 렌즈 및 CCD 카메라, 그리고 대물 렌즈와 빔 스플리터 사이에 개재되되, 시편의 광선이 전달되고, 소정 직경의 홀이 형성되며, 대물 렌즈의 상측 및 광축에서 벗어난 위치에 구비된 비광축 스톱을 특징으로 하여 관심 측정 영역을 넓게 가져 실험 소요 시간을 단축하며 구성 또한 단순한 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 단층 영상용 현미경 시스템에 있어서, 시편을 지지하기 위한 제물대, 제물대의 시편을 관찰하기 위한 대 물 렌즈, 대물 렌즈 통과한 시편의 광선이 빔 스플리터를 통해 전달되어 측정되는 접안 렌즈 및 CCD 카메라, 그리고 대물 렌즈와 빔 스플리터 사이에 개재되되, 시편의 광선이 전달되고, 소정 직경의 홀이 형성되며, 대물 렌즈의 상측 및 광축에서 벗어난 위치에 구비된 비광축 스톱을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 비광축 스톱은 다양한 각도로 비스듬히 경사지게 변경가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 비광축 스톱은 회전 가능한 것을 특징으로 한다.
그리고, 시편의 광선은 대물 렌즈 및 비광축 스톱을 거쳐 상이 이루어지는 평면인 상평면에 닿는 것을 특징으로 하며, 접안 렌즈는 상평면에 구비됨으로써 직접적인 시편의 관찰이 가능하고, CCD 카메라는 상평면에 구비됨으로써 시편의 상태를 PC에서 관찰 가능한 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로는 대물 렌즈와 빔 스플리터 사이에 개재되되, 시편의 광선이 전달되고, 소정 위치에 특정 파장 대역의 빛만을 통과시키는 필터를 갖는 세개의 소정 직경의 홀이 형성되며, 대물 렌즈의 상측 및 광축에서 벗어난 위치에 구비된 비광축 스톱을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 비광축 스톱의 특정 파장 대역의 빛만을 통과시키는 필터를 갖는 소정 직경의 홀은 세개 이상 다수개 형성 가능한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 비광축 스톱을 구비한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템을 개략적으로 나타내는 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템의 비광축 스톱을 개략적으로 나타내는 평면도 및 사시도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템을 개략적으로 나타내는 개념도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템의 비광축 스톱의 작동을 개략적으로 나타내는 개념도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템의 비광축 스톱에 의한 광선을 개략적으로 나타내는 개념도, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템의 비광축 스톱에 회전에 의한 광선을 개략적으로 나타내는 개념도, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템의 비광축 스톱을 개략적으로 나타내는 평면도 및 사시도이다.
도1 및 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 2.5차원적 단층 현미경 시스템은 CCD카메라(2), 빔 스플리터(3), 대물 렌즈(5), 제물대(6), 접안 렌즈(8), 광원(7), 시편(9) 그리고 비광축 스톱(4)으로 구성되어 이루어진다.
여기서, 제물대(6)는 시편(9)을 지지하기 위해 구비되며, 상기 시편(9)은 시험 분석에 쓰기 위하여 골라낸 3차원 조각이고, 상기 시편(9)을 관찰하기 위한 대물 렌즈(5)와, 상기 대물 렌즈(5)를 통과한 시편(9)의 광선이 빔 스플리터(3)를 통해 전달되어 측정되도록 구비된 접안 렌즈(8) 및 CCD 카메라(2)로 구비되어 이루어진다.
그리고, 상기 비광축 스톱(4)은 상기 대물 렌즈(5)의 상측 및 광축에서 벗어난 위치에 구비되며, 시편(9)을 통해 전달되는 광선이 전달되고, 소정 직경의 홀(4a)이 그 중심부에서 일측으로 편향되어 형성된다.
또한, 스톱(stop)은 일반적인 현미경 광학계에 '광학계를 통과하는 광선의 크기와 위치를 선택한다.' 라고 정의되어 있다.
또한, 도 3 에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 2.5차원적 단층 현미경 시스템을 개념적으로 나타내면, 상기 시편(9)의 광선은 대물 렌즈(5)를 통과한 후, 비광축 스톱(4)을 거쳐 상평면(10)에 도달하게 된다. 여기서 상기 상평면(10)은 광학계에서 만들어진 상이 이루어지는 평면이다.
상기 비광축 스톱(4)이 광축에서 벗어난 것은 도 4에 도시된 바와 같이, 마치 상기 시편(9)을 광축과 평행하지 않은 각도에서 관찰하는 것과 동일한 효과를 갖는다.
또한, 상기 비광축 스톱(4)을 회전시키면 상기 상평면(10)이 회전하면서 상기 시편(9)을 관찰하는 효과를 갖는다.
이를 통해 얻은 상들은 적절한 3차원 복원 알고리즘을 이용하여 상기 시편(9)의 3차원 정보를 획득할 수 있다.
상기 시편(9)의 광선은 상기 대물 렌즈(5) 및 비광축 스톱(4)을 거쳐 상이 이루어지는 평면인 상평면(10)에 닿는다.
또한, 상기 접안 렌즈(8)는 상기 상평면(10)에 구비됨으로써 직접적인 시 편(9)의 관찰이 가능하다.
그리고, 상기 CCD 카메라(2)는 상기 상평면(10)에 구비됨으로써 시편(9)의 상태를 PC에서 관찰 가능하다.
따라서, 상기 비광축 회전 스톱을 이용한 2.5 차원 단층 영상용 현미경 시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.
상기 대물 렌즈(5)위에 상기 비광축 스톱(4)을 위치함으로써, 상기 제물대(6) 위의 시편(9)에서 나온 광선이 상기 상평면(10)에 비스듬이 도달하게 되고, 상기 비광축 스톱(4)을 거친 상기 시편(9)의 영상은 목적에 따라 상기 빔 스플리터(3)를 통해 접안 렌즈(8) 또는 CCD카메라(2)로 측정할 수 있다.
여기서, 상기 비광축 스톱(4)은 하나의 홀(4a)로 형성되어 있으며 원하는 각도로 회전이 가능함으로써, 다양한 각도에서 시편(9)을 관찰할 수 있으며, 상기 비광축 스톱(4)을 회전시키면서 얻은 상들을 적절한 3차원 복원 알고리즘을 이용하여 시편의 3차원 정도를 얻을 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 2.5 차원적 영상용 현미경 광학계는 튜브 렌즈(24)의 일정 거리에 이미징 소자가 있어서, 이 소자에 투영되는 상을 얻는 시스템이며, 광학계를 통과하는 광선의 크기와 위치를 선택하는 스톱(stop)을 가진다.
P0 점(26)에 위치한 물체에 의한 상은 상기 비광축 스톱(4)이 있는 경우에도 대물렌즈(5) 및 튜브 렌즈(24) 를 거쳐 P2 점(23)에 상을 맺게 된다.
물체에서 나온 빛이 대물 렌즈(5)의 특정 지점을 통과했을 때, 상기 대물 렌즈(5)를 거친 후 스크린의 어느 위치에 도달할 것인가를 살펴보면 다음과 같다.
P0점(26)에서 나온 광선이 Q1(32)을 통과한 경우, 순차적으로 Q2(25), P2 점(23)을 통과하여 P3점(22)에 도달하였다고 가정하면, (x,y)와 (u,v)는 각 지정된 축상의 위치에 있는 면에서의 좌표를 뜻한다.
먼저 상기 대물 렌즈(5) 위의 점Q1(32)(좌표:(u1,v1))을 통과한 광선은 상기 대물 렌즈(5)에 의한 상을 향하여 전파하다가 상기 튜브 렌즈(24) 상의 (u2,v2)에 도달하게 된다.
상기 대물 렌즈(5)에 의한 상의 위치는 도 5에는 도시되지 않았으나 상기 대물 렌즈(5)와의 거리를 s1, 면상의 좌표를 (x1,y1)이라 하면, 다음의 수학식을 만족하게 된다.
Figure 112006059477620-pat00001
여기에서 (a,b) = c(d,e) 형식의 표현은 a=cd, b=ce의 두개의 식을 하나로 나타낸 것이다. 또한 Q1(32)에서 Q2(25)로 향하는 광선의 진행 각도θ1 은
Figure 112006059477620-pat00002
으로 쓸 수 있어, 상기 대물 렌즈(5) 및 튜브 렌즈(24) 사이의 거리(19)가 L1 일때, Q1 점(32)의 좌표는 아래 수학식과 같다.
(u 2 ,v 2 )=L 1 /S 1 (X 1 -u 1 ,y 1 -v 1 )+(u 1 ,v 1 )=L 1 /S 1 (x 1 ,y 1 )+(1-L 1 /S 1 )(u 1 ,v 1 )
Q2 점(25)을 지난 광선은 상기 튜브 렌즈(24)에 의한 상인P3(23)을 향하여 진행하여 스크린 위의 점 P3(22)에 도달한다. 이때 Q2(25)에서 P2점(23)으로 향하는 광선의 진행각을 Q2 라 하고, P3(23)의 좌표가(x3,y3)라면 다음 수학식과 같이 전개된다.
Figure 112006059477620-pat00003
위의 수학식들을 이용하여 (x3,y3)를 물체의 위치(x0,y0)와 광선이 통과한 스 톱내의 좌표(u1,v1)으로 나타낸다.
(x3,y3)=[-L2/L1-s1+(1-L2/s2)L1/s1](x1,y1)+(1-L2/s2)(1-L1/s1)(u1,v1)
={L2/L1-s1+(1-L2/s2)L1/s1]s1/s0(x1,y1)+(1-L2/s2)(1-L1/s1)(u1,v1)
=α(x0,y0)+β(u1,v1)
여기서, α와 β는 다음과 같이 정의된다.
기본값인(s0,f1.f2,L1,L2)로 간단하게 정리한다.
Figure 112006059477620-pat00004
위 수학식에서α와 β는 공통적으로(1-L2/f2)항을 가지고 있으며, 이 항은 스크린의 위치가 상기 튜브 렌즈(24)외 초점의 위치(f2)와 동일한 경우 0이 된다.
따라서, (x3,y3)은 다음과 같이 유도된다.
(x 3 ,y 3 )=-f 2 /s 0 (x 0 ,y 0 )-f 2 /s 0 s 0 -f 1 /f 1 (u 1 ,v 1 )
상기한 수식이 뜻하는 바를 보다 명확하게 하기 위해, 물체가 상기 대물 렌즈(5)에 매우 가깝게 위치한다고 가정하면, 상기 대물 렌즈(5)의 초점 거리(f1)를 18mm, 물체의 위치와 상기 대물 렌즈(5) 초점과의 거리(s0-f1)를 0.1mm이라 하고, 가까운 정도를 나타내는 양 δ=s0-f1/f1 의 값의 크기는 약 0.5%로서 매우 작은 양이 되며, 상기한 수학식을 δ의 1차항까지 나타내면 다음과 같다.
(x3,y3)=-f2/f1(1-δ)(x0,y0)-f2/f1δ(u1,v1)
상기 식에서 첫째 항은 일반적인 광학계에서의 배율에 해당하는 항이며, 둘째항은 광선이 통과한 스톱의 좌표에 의존하는 항이다.
두번째 항을 살펴보면, 물체가 상기 대물 렌즈(5)의 초점에 위치할 경우(δ=0), 스크린 상의 상 위치는 스톱의 어느 부분을 통과했는가와는 상관없게 됨을 알수 있다.
또한 동일한 스톱의 위치를 통과한 광선이라도, 렌즈와의 거리에 따라 상의 위치가 달라짐을 알 수 있다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 동일한 물체 P에 대하여 반경이 a인 원형 스톱이 축을 기준으로 중심이 d만큼 떨어져 있는 경우를 보면, 스톱 중심의 위치가 각각(0,d),(0,-d)이라 하면, 각 스톱을 통과한 광선은 그 진행 방향이 광축과 이루는 각이 작은 경우에 스크린에 원형으로 투영된다.
각 경우의 이미지를Qa(29), Qb(28)이라 하는 경우, 이 이미지들의 반경 R과 두 원과의 거리Δ는 다음과 같다.
R=αδf2/f1
Δ=2dδf2/f1
상기 수학식은 광축으로부터 d 만큼 벗어나 위치하는 스톱을 회전시키는 경우 예상되는 상의 변화량과, 포인트 오브젝트(point object)에 대한 상의 크기를 나타낸다.
따라서, 상기와 같이 광축에서 벗어나 설치된 상기 비광축 스톱(4)에 대해 그 위치에 따라 상의 변화가 어떻게 될 것인가에 이상적인 광학계를 가정하여 분석하였다.
도 7에서 보는 바와같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 2.5차원적 단층 현미경 시스템을 도 1을 참조로 하여 설명하면, CCD카메라(2), 빔 스플리터(3), 대물 렌즈(5), 제물대(6), 접안 렌즈(8), 광원(7), 시편(9) 그리고, 비광축 스톱(4')으로 구성되어 이루어진다.
여기서, 제물대(6)는 시편(9)을 지지하기 위해 구비되며, 상기 시편(9)은 시 험 분석에 쓰기 위하여 골라낸 3차원 조각이고, 상기 시편(9)을 관찰하기 위한 대물 렌즈(5)와, 상기 대물 렌즈(5)를 통과한 시편(9)의 광선이 빔 스플리터(3)를 통해 전달되어 측정되도록 구비된 접안 렌즈(8) 및 CCD 카메라(2)로 구비되어 이루어진다.
그리고, 상기 비광축 스톱(4')은 상기 대물 렌즈(5)의 상측 및 광축에서 벗어난 소정 위치에 구비되며 상기 시편(9)을 통해 전달되는 광선이 전달되고, 소정 위치에 특정 파장 대역의 빛만을 통과시키는 필터를 갖는 세개의 소정 직경의 홀(4'a,4'b,4'c)이 형성된다.
또한, 세 개의 각각의 상기 비광축 스톱(4')을 동시에 이용하며, 각 비광축 스톱(4')을 거친 시편(9)의 각각의 영상들은 동시에 상기 CCD카메라(2)에서 측정된다.
여기서 세 개의 비광축 스톱(4')에는 레드(red), 그린(green), 그리고 블루(blue) 필터가 각각 장착되어 있으므로, 상기 CCD 카메라(2)의 RGB(red-green-blue)정보로부터 각 비광축 스톱(4')을 거친 영상을 쉽게 분리할 수 있다.
그리고, 상기한 세 개의 비광축 스톱(4')을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템은 상기 비광축 스톱(4')을 회전 및 반복 측정하는 과정이 필요하지 않으므로 실험 소요 시간을 더 짧고 간소화할 수 있다.
따라서, 상기 세 개의 비광축 회전 스톱을 이용한 2.5 차원 단층 영상용 현 미경 시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.
상기 대물 렌즈(5)위에 상기 비광축 스톱(4)을 위치함으로써, 상기 제물대(6) 위의 시편(9)에서 나온 광선이 상기 상평면(10)에 비스듬히 도달하게 되고, 상기 비광축 스톱(4')을 거친 상기 시편(9)의 영상을 목적에 따라 상기 빔 스플리터(3)를 통해 접안 렌즈(8) 또는 CCD카메라(2)로 측정한다.
여기서, 상기 비광축 스톱(4')에는 특정 파장 대역의 빛만을 통과시키는 필터를 갖는 세개의 필터가 각각 장착되어 있고, 상기 CCD 카메라(2)로부터 각 비광축 스톱(4')을 거친 영상을 분리하여 다양한 형광 영상을 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템으로서, 기존의 광학 현미경 시스템에 비광축 스톱을 추가함으로써 시편의 3차원 정보를 효과적으로 얻을 수 있는 시스템으로, 비스듬한 각도에서 혹은 여러 방향으로부터 시편을 관찰할 수 있으며, 시편 측정 영역이 상대적으로 넓기 때문에 실험 소요 시간을 단축할 수 있으며, 그에 따른 비용이 절감되고, 비광축 스톱을 쉽게 설치 및 분리를 할 수 있으므로 현미경 시스템의 활용성 또한 높이는 효과를 거둘 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에서만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식 을 가진자라면 본 발명의 특허 청구 범위내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능 할 것이다.

Claims (11)

  1. 단층 영상용 현미경 시스템에 있어서,
    시편(9)을 지지하기 위한 제물대(6);
    상기 제물대(6)의 시편(9)을 관찰하기 위한 대물 렌즈(5);
    상기 대물 렌즈(5) 통과한 시편(9)의 광선이 빔 스플리터(3)를 통해 전달되어 측정되는 접안 렌즈(8) 및 CCD 카메라(2); 그리고
    상기 대물 렌즈(5)와 빔 스플리터(3) 사이에 개재되되, 상기 시편(9)의 광선이 전달되고, 소정 직경의 홀(4a)이 형성되며, 상기 대물 렌즈(5)의 상측 및 광축에서 벗어난 위치에 구비된 비광축 스톱(4)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비광축 스톱(4)은 다양한 각도로 비스듬히 경사지게 변경가능한 것을 특징으로 하는 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비광축 스톱(4)은 회전 가능한 것을 특징으로 하는 비광축 스톱을 이용 한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시편(9)의 광선은 상기 대물 렌즈(5) 및 비광축 스톱(4)을 거쳐 상이 이루어지는 평면인 상평면(10)에 닿는 것을 특징으로 하는 비광축 스톱을 이용한 2.5 차원 단층 영상용 현미경 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 접안 렌즈(8)는 상기 상평면(10)에 구비됨으로써 직접적인 시편(9)의 관찰이 가능한 것을 특징으로 하는 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 CCD 카메라(2)는 상기 상평면(10)에 구비됨으로써 시편(9)의 상태를 PC에서 관찰 가능한 것을 특징으로 하는 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템.
  7. 단층 영상용 현미경 시스템에 있어서,
    시편(9)을 지지하기 위한 제물대(6);
    상기 제물대(6)의 시편(9)을 관찰하기 위한 대물 렌즈(5);
    상기 대물 렌즈(5) 통과한 시편(9)의 광선이 빔 스플리터(3)를 통해 전달되어 측정되도록 구비된 접안 렌즈(8) 및 CCD 카메라(2); 그리고
    상기 대물 렌즈(5)와 빔 스플리터(3) 사이에 개재되되, 상기 시편(9)의 광선이 전달되고, 소정 위치에 특정 파장 대역의 빛만을 통과시키는 필터를 갖는 세개의 소정 직경의 홀(4'a,4'b,4'c)이 형성되며, 상기 대물 렌즈(5)의 상측 및 광축에서 벗어난 위치에 구비된 비광축 스톱(4')을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 시편(9)의 광선은 상기 대물 렌즈(5) 및 비광축 스톱(4')을 거쳐 상이 이루어지는 평면인 상평면(10)에 닿는 것을 특징으로 하는 비광축 스톱을 이용한 2.5 차원 단층 영상용 현미경 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상평면(10)에 접안 렌즈(8)가 구비됨으로써 직접적인 시편(9)의 관찰이 가능한 것을 특징으로 하는 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 상평면(10)에 CCD 카메라(2)가 구비됨으로써 시편(9)의 상태를 PC에서 관찰 가능한 것을 특징으로 하는 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 비광축 스톱(4')의 특정 파장 대역의 빛만을 통과시키는 필터를 갖는 소정 직경의 홀(4'a,4'b,4'c)은 세개 이상 다수개 형성 가능한 것을 특징으로 하는 비광축 스톱을 이용한 2.5차원 단층 영상용 현미경 시스템.
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