KR101075155B1 - Apparatus and method for confocal laser scanning microscopy system using line scanning way - Google Patents

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Abstract

본 발명은 샘플에서 반사되는 선초점 형태의 빔을 입사시켜 공간적 또는 시간적으로 복수개의 빔으로 분리하고 분리된 각 빔을 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 한 다음 이들을 합성하여 이미지를 획득하는 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템에 적용하기 위한 영상처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 기존에 적용된 불안정하고 복잡한 이미지 프로세싱이 필요 없으며, 초고속 영상 획득속도와 고해상도의 장점을 동시에 가질 수 있는 효과가 있다.

Figure R1020090095013

공초점 레이저 주사 현미경, 레이저빔

According to the present invention, a beam of a focal point type reflected by a sample is incident and separated into a plurality of beams spatially or temporally. The present invention relates to an image processing apparatus and method for applying to a confocal laser scanning microscope system using a method. It can be effective.

Figure R1020090095013

Confocal Laser Scanning Microscope, Laser Beam

Description

선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템에 적용하기 위한 영상처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONFOCAL LASER SCANNING MICROSCOPY SYSTEM USING LINE SCANNING WAY}Image processing apparatus and method for application to confocal laser scanning microscope system using the line scanning method {APPARATUS AND METHOD FOR CONFOCAL LASER SCANNING MICROSCOPY SYSTEM USING LINE SCANNING WAY}

본 발명은 공초점 레이저 주사 현미경 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 샘플에서 반사되는 선초점 형태의 빔을 입사시켜 공간적 또는 시간적으로 복수개의 빔으로 분리하고 분리된 각 빔을 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 한 다음 이들을 합성하여 이미지를 획득하는 방식에 관한 것이다.The present invention relates to a confocal laser scanning microscope system, and more particularly, to incident beams in the form of a line focus reflected from a sample, to separate them into a plurality of beams spatially or temporally, and to separate each beam in a different spatial region. It relates to a method of obtaining an image by having a transmission area and then synthesizing them.

일반적으로, 1961년 'Minsky'에 의하여 처음 소개된 이래 공초점 레이저 주사 현미경(Confocal Laser Scanning Microscopy, CLSM)은 각종 산업체와 바이오 분야에서 필수 검사장비로 광범위하게 사용되고 있다.In general, since its introduction in 1961 by Minsky, Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) has been widely used as an essential test equipment in various industries and bio fields.

이러한 공초점 레이저 주사 현미경은 일반 현미경과 비교하여 약 40% 정도 해상도가 뛰어난 것으로 알려져 있으며, 특히 물리적인 절편을 만들 필요가 없이 3차원 영상 획득이 가능하다는 점에서 그 효용성이 월등하다 할 수 있다.Such a confocal laser scanning microscope is known to have an excellent resolution of about 40% compared to a general microscope, and particularly, it has excellent utility in that it is possible to acquire three-dimensional images without having to make physical fragments.

또한, 공초점 레이저 주사 현미경은 여기 빔(Excitation Beam)에 대한 반사광을 이용하여 구조를 측정하거나 형광(Fluorescence), 라만 산란(Raman Scattering), 이차 하모닉 형성(Second Harmonic Generation) 등의 빛을 발생시켜 초점면에서의 물리, 화학적 현상을 영상화 할 수 있다.In addition, the confocal laser scanning microscope measures the structure by using reflected light to the excitation beam, or generates light such as fluorescence, Raman scattering, and second harmonic generation. Images of physical and chemical phenomena in the focal plane can be imaged.

또한, FRET(Fluorescence Resonance Energy Transfer), FLIM(Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy) 등에도 응용될 수 있어 그 적용 범위는 점차 넓어져가고 있는 추세이다.In addition, it can be applied to Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET), Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM) and the like, and its application range is gradually increasing.

공초점 레이저 주사 현미경(CLSM)은 생체조직 내부 단면을 수백 마이크론(Micron) 깊이까지 마이크론 단위의 고해상도로 영상화할 수 있다. 특히, 바이오 샘플(Sample)에 대해서는 반사 및 투과 영상화가 모두 가능하며, 생체 내(in vivo) 상태에서는 피부의 경우 약 50~100 마이크론까지 영상화가 가능하다.Confocal laser scanning microscopy (CLSM) is capable of imaging high-resolution micronized sections of biological tissue up to several hundred microns deep. In particular, biosamples are available for both reflection and transmission imaging, and in vivo In the condition, skin can be imaged up to about 50 to 100 microns.

이러한 공초점 레이저 주사 현미경 방식은 점주사 방식과 선주사 방식이 알려져 있다. 점주사 방식은 TV 주사선 방식이므로 프레임 영상 획득 속도가 느린 단점이 있다.Such a confocal laser scanning microscope method is known as a point scanning method and a line scanning method. Since the point scan method is a TV scan line method, a frame image acquisition speed is slow.

한편, 점주사 방식의 스캐닝 작업이 아닌 선주사 방식의 스캐닝으로서 보다 빠른 시간 내에 스캐닝 작업이 이루어질 수 있으나, 점주사 방식에 비해 해상도가 다소 떨어지는 문제점이 있어 이에 대한 개선의 요구가 지속적으로 있는 실정이다.On the other hand, the scanning operation can be performed in a faster time as the pre-scanning method instead of the scanning method of the point scan method, but the resolution is somewhat lower than that of the point scanning method, so there is a continuous demand for improvement.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 비교적 단순한 방식으로 제작비가 저렴한 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a confocal laser scanning microscope system using a line scanning method which is inexpensive in a relatively simple manner.

본 발명의 다른 목적은 선주사 방식에서 해상도가 향상된 공초점 레이저 주사 현미경 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a confocal laser scanning microscope system with improved resolution in a prescan method.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템에 적용하기 위한 영상 처리 장치에 있어서, 샘플에서 반사되는 선초점 형태의 빔을 입사시켜 이를 복수개의 방향으로 분리시켜 출력하는 빔분리기; 상기 분리된 각 빔을 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 배치된 복수개의 슬릿; 및 상기 복수개의 슬릿을 통해 출력된 각 빔을 서로 합성 처리하는 이미지 처리기를 포함하는 영상처리장치를 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is an image processing apparatus for applying to a confocal laser scanning microscope system using a line scanning method, the beam of the line focus form reflected from the sample is incident to a plurality of directions Beam splitter for separating and outputting; A plurality of slits arranged to have each of the separated beams have transmissive regions in different spatial regions; And an image processor for synthesizing each beam output through the plurality of slits with each other.

본 발명의 제2 측면은 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템에 적용하기 위한 장치에 있어서, 샘플에서 반사되는 선초점 형태의 빔을 입사시켜 상기 빔을 시간적으로 복수개의 빔으로 분리하여 상기 분리된 각 빔을 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 배치된 복수개의 슬릿; 및 상기 복수 개의 슬릿을 통해 출력된 각 빔을 서로 합성 처리하는 이미지 처리기를 포함하는 영상처리장치를 제공하는 것이다.According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for applying to a confocal laser scanning microscope system using a line scanning method, in which a beam having a line focus type reflected by a sample is incident to separate the beam into a plurality of beams in time. A plurality of slits arranged to have transmission regions in different spatial regions, respectively; And an image processor for synthesizing each beam output through the plurality of slits with each other.

본 발명의 제3 측면은 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템에 적용하기 위한 방법에 있어서, 샘플에서 반사되는 선초점 형태의 빔을 입사시켜 이를 복수개의 방향으로 분리시켜 출력하는 단계; 상기 분리된 각 빔을 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 처리하는 단계; 상기 처리된 각 빔을 서로 합성 처리하는 단계를 포함하는 영상처리 방법을 제공하는 것이다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for applying to a confocal laser scanning microscope system using a line scanning method, the method comprising: injecting a beam in the form of a line focus reflected from a sample and outputting the beam in a plurality of directions; Processing the separated beams to have transmissive regions in different spatial regions; It is to provide an image processing method comprising the step of synthesizing the processed beams with each other.

본 발명의 제4 측면은 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템에 적용하기 위한 방법에 있어서, 샘플에서 반사되는 선초점 형태의 빔을 입사시켜 이를 시간적으로 복수개의 빔으로 분리하는 단계; 상기 분리된 각 빔을 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 처리하는 단계; 상기 처리된 각 빔을 서로 합성 처리하는 단계를 포함하는 영상처리방법을 제공하는 것이다.A fourth aspect of the present invention provides a method for applying to a confocal laser scanning microscope system using a line scanning method, the method comprising: incident a beam in the form of a line focus reflected by a sample and separating the beam into a plurality of beams in time; Processing the separated beams to have transmissive regions in different spatial regions; The present invention provides an image processing method comprising synthesizing the processed beams with each other.

바람직하게는, 상기 샘플에서 반사되는 선초점 형태의 빔을 파장별로 분리하여 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, the method may further include separating and processing a beam having a line focus form reflected by the sample for each wavelength.

상기 영상처리장치는 two-photon microscopy, multi-photon microscopy, second-harmonic generation, multi-harmonic generation 방식의 선형 또는 비선형 방식의 공초점 현미경에 적용될 수 있다.The image processing apparatus may be applied to a linear or nonlinear confocal microscope of two-photon microscopy, multi-photon microscopy, second-harmonic generation, and multi-harmonic generation.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 선주사 방식을 이용한 공초점 현미경 시스템에 따르면, 기존에 적용된 불안정하고 복잡한 이미지 프로세싱이 필요 없는 효과가 있다.According to the confocal microscope system using the line scanning method of the present invention as described above, there is an effect that does not require the previously unstable and complicated image processing.

본 발명에 의하면 선주사 방식을 이용하여 2차원 영상을 획득함으로써, 초고속 영상 획득속도와 고해상도의 장점을 동시에 가질 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, by acquiring a two-dimensional image using a pre-scanning method, there is an advantage of having the advantages of a high speed image acquisition speed and a high resolution at the same time.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

(제1 실시예)(First embodiment)

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템의 구성을 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of a confocal laser scanning microscope system using a line scanning method according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템은, 크게 광원(100), 제1 및 제2 빔분리기(Beam Splitter, BS)(200a 및 200b), 렌즈(300), 스캐너(Scanner)(400), 대물렌 즈(Objective Lens, OL)(500), 빔분리기(Beam Splitter, BS)(600), 제1 및 제2 영상획득기(700a 및 700b) 등을 포함하여 구성가능하다.1, the confocal laser scanning microscope system using the line scanning method according to the first embodiment of the present invention, the light source 100, the first and second beam splitter (Beam Splitter, BS) (200a and 200b) ), Lens 300, scanner 400, objective lens (OL) 500, beam splitter (BS) 600, first and second image acquirers 700a And 700b), and the like.

본 시스템에 있어서, 영상 처리장치(700)는 본 발명의 주된 특징을 구성하는 것으로, 샘플에서 반사되는 선초점 형태의 빔을 입사시켜 이를 복수개의 방향으로 분리시켜 출력하는 빔분리기(600)와, 분리된 각 빔을 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 배치된 복수개의 영상획득기(700a 및 700b)와, 복수개의 복수개의 영상획득기(700a 및 700b)를 통해 출력된 각 빔을 서로 합성 처리하는 이미지 처리기(800)를 포함한다.In the present system, the image processing apparatus 700 constitutes a main feature of the present invention, and includes a beam splitter 600 for injecting a beam of a line focus form reflected from a sample and separating and outputting the beam in a plurality of directions; Synthesizing each beam output through the plurality of image acquirers 700a and 700b and the plurality of image acquirers 700a and 700b arranged so that each separated beam has a transmission region in different spatial regions An image processor 800 for processing.

이하, 샘플에서 반사되어 본 영상 처리장치(700)에 입사되는 선초점 형태의 빔이 생성되는 일련의 과정들의 일예를 설명한다. 다만, 이러한 일렴의 과정에 한정되지 않는 다른 방식이 채용가능함은 물론이다.Hereinafter, an example of a series of processes in which a beam in the form of a line focal point reflected by the sample and incident on the image processing apparatus 700 is generated will be described. However, it is a matter of course that other methods that are not limited to this process can be employed.

광원(100)은 샘플(10)의 표면을 주사하는 스폿광(집속광)으로서의 레이저(Laser)를 사용할 수 있다.The light source 100 may use a laser as spot light (focus light) that scans the surface of the sample 10.

제1 빔분리기(200a)는 빔(빛)의 진행방향이 변경되도록 빔을 반사시키거나 통과시키는 수단으로서, 광원(100)으로부터 조사된 레이저빔이 통과되어 스캐너(400) 방향으로 진행하도록 하며, 샘플(10)에서 반사되어 최초 입사된 광 경로를 따라 되돌아오는 반사빔이 영상획득장치(700a 및 700b) 방향으로 진행하도록 경로를 변환하는 기능을 수행한다.The first beam splitter 200a is a means for reflecting or passing the beam so that the traveling direction of the beam (light) is changed. The first beam splitter 200a passes through the laser beam irradiated from the light source 100 to travel toward the scanner 400. The reflection beam reflected from the sample 10 and returned along the first incident light path travels in the direction of the image acquisition apparatuses 700a and 700b.

제2 빔분리기(200b)는 빔(빛)의 진행방향이 변경되도록 빔을 반사시키거나 통과시키는 수단으로서, 스캐너(400)로부터 주사된 빔이 샘플(10) 방향으로 진행하 도록 경로를 변환하며, 샘플(10)에서 반사되어 최초 입사된 광 경로를 따라 되돌아오는 반사빔이 스캐너(400) 방향으로 진행하도록 경로를 변환하는 기능을 수행한다.The second beam splitter 200b is a means for reflecting or passing the beam so that the traveling direction of the beam (light) is changed. The second beam splitter 200b changes the path so that the beam scanned from the scanner 400 travels in the direction of the sample 10. In this case, the path of the reflected beam reflected from the sample 10 and returned along the first incident light path is directed toward the scanner 400.

렌즈(300)는 제1 빔분리기(200a)를 통과한 빔을 선초점 형태의 빔으로 출력하는 기능을 수행한다. 이러한 렌즈(300)는 예컨대, 실린더형 렌즈(Cylindrical Lens)로 이루어질 수 있으며, 이러한 실린더형 렌즈는 선형초점을 맺히게 하는 것으로, 상기 실린더형 렌즈는 빔이 샘플(10)의 시료면에 조사될 때, 선 모양이 될 수 있게 해주는 역할을 수행한다. 상기 렌즈(300)의 위치는 도 1에 표시된 위치에 국한되지 않으며, 광원과 시료 사이의 빔의 경로 상에 어디에든 위치할 수 있다.The lens 300 performs a function of outputting the beam passing through the first beam splitter 200a as a beam of line focus type. The lens 300 may be formed of, for example, a cylindrical lens, which causes the linear lens to form a linear focus, which is used when the beam is irradiated onto the sample surface of the sample 10. In other words, it plays a role in making the line shape. The position of the lens 300 is not limited to the position shown in FIG. 1, and may be located anywhere on the path of the beam between the light source and the sample.

또한, 상기 실린더형 렌즈는 원통모양이기 때문에 한쪽 면으로만 초점이 모이게 되는데 이 현상에 따라 상기 실린더형 렌즈에 의해서 시료면에서 선 모양의 초점이 맺히게 된다.In addition, since the cylindrical lens has a cylindrical shape, the focus is focused on only one surface. According to this phenomenon, the linear lens forms a linear focus on the sample surface.

스캐너(400)는 렌즈(300)로부터 출력된 선초점 형태의 빔을 수직방향으로 경로를 변경시켜 주사하는 기능을 수행한다. 즉, 스캐너(400)는 Y방향 스캐너로서, 렌즈(300)를 통과한 X방향 선초점 형태의 빔을 초점의 길이방향과 수직하게 Y방향으로 스캐닝(Scanning)한다.The scanner 400 performs a function of scanning a beam of a line focus type output from the lens 300 by changing a path in a vertical direction. That is, the scanner 400 is a Y-direction scanner and scans a beam in the X-direction ray focal form passing through the lens 300 in the Y-direction perpendicular to the longitudinal direction of the focal point.

대물렌즈(500)는 제2 빔분리기(200b)와 샘플(10) 사이에 배치되어 있으며, 물체의 상(像)이 맺히도록 입사되는 빔을 집속하여 샘플(10)로 조사하는 기능을 수행한다.The objective lens 500 is disposed between the second beam splitter 200b and the sample 10, and focuses an incident beam to form an image of an object to irradiate the sample 10. .

빔분리기(600)는 제1 빔분리기(200a)와 제1 및 제2 영상획득장치(700a 및 700b) 사이에 배치되어 있다.The beam splitter 600 is disposed between the first beam splitter 200a and the first and second image acquisition apparatuses 700a and 700b.

추가적으로, 제2 빔분리기(200b)와 대물렌즈(500) 사이에 배치되어 있으며, 제2 빔분리기(200b)로부터 변환된 빔을 평행빔으로 만들어주는 적어도 하나의 렌즈(L1 및 L2)가 더 구비될 수도 있다.Additionally, at least one lens (L1 and L2) is disposed between the second beam splitter 200b and the objective lens 500 to make the beam converted from the second beam splitter 200b into a parallel beam. May be

다음으로, 영상 처리장치(700)의 상세한 구성에 대해 설명한다.Next, a detailed configuration of the image processing apparatus 700 will be described.

제1 영상획득장치(700a)는 빔분리기(600)로부터 투과된 빔을 집광시키는 적어도 하나의 제1 집광렌즈(710a)와, 제1 집광렌즈(710a)에 의해 집광된 빔을 필터링(Filtering)하도록 슬릿(Slit)(S)을 갖는 제1 슬릿부(720a)와, 제1 슬릿부(720a)의 슬릿(S)을 통과한 빔을 평행빔으로 변환시켜주는 제1 시준렌즈(730a)와, 제1 시준렌즈(730a)로부터 변환된 평행빔을 광전변환하고, 상기 변환된 전기신호를 영상처리장치(800)로 출력하는 제1 광전검출기(740a)를 포함하여 구성되어 있다. 제2 영상획득장치(700b)도 구성면에 있어서는 제1 영상획득장치(700a)와 유사하다.The first image acquisition apparatus 700a filters at least one first condenser lens 710a for condensing the beam transmitted from the beam splitter 600 and a beam condensed by the first condenser lens 710a. A first slit portion 720a having a slit S and a first collimating lens 730a for converting a beam passing through the slit S of the first slit 720a into a parallel beam And a first photodetector 740a that photoelectrically converts the parallel beam converted from the first collimating lens 730a and outputs the converted electrical signal to the image processing apparatus 800. The second image acquisition apparatus 700b is also similar in structure to the first image acquisition apparatus 700a.

다만, 제1 영상획득장치(700a)와 제2 영상획득장치(700b)는 분리된 각 빔을 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 한다. 도 2a는 제1 슬릿부(720a)와 제2 슬릿부(720b)의 구조를 일예로 도시하고 있다.However, the first image acquisition apparatus 700a and the second image acquisition apparatus 700b have each beam having a transmission region in different spatial regions. FIG. 2A illustrates the structure of the first slit part 720a and the second slit part 720b as an example.

제1 슬릿부(720a)와 제2 슬릿부(720b)는 분리된 각 빔을 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 배치되는 구성이다. 도 2a를 참조하면, 제1 슬릿부(720a)는 홀수번째(A) 공간은 투과영역이 되고 짝수번째(B)의 공간은 불투과영역이 된다. 이러한 구성에 의해 제1 슬릿부(720a)와 제2 슬릿부(720b)는 각각 서로 다른 공간 영역의 이미지를 획득하게 되고, 이들 이미지들은 이미지 처리기(800)에 의해 서로 합성되어 완전한 이미지로 된다.The first slit part 720a and the second slit part 720b are arranged so that each separated beam has a transmission area in a different spatial area. Referring to FIG. 2A, the odd-numbered (A) space becomes a transmissive region and the even-numbered (B) space becomes an opaque region. With this configuration, the first slit portion 720a and the second slit portion 720b obtain images of different spatial regions, respectively, and these images are combined with each other by the image processor 800 to form a complete image.

도 2a에서는 도 1의 제1 슬릿부(720a)와 제2 슬릿부(720b)를 각 구성의 일예를 나타내었을 뿐 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도 2b는 제1 슬릿부(720a)와 제2 슬릿부(720b)의 형상이 도 2a와 다른 경우를 도시한 그림이다. 제1 슬릿부(720a)와 제2 슬릿부(720b)는 도 2a와 도 2b의 형상 이외의 다양한 형상이 가능함은 물론이다.In FIG. 2A, the first slit part 720a and the second slit part 720b of FIG. 1 are shown as an example of each configuration, but the present invention is not limited thereto. FIG. 2B is a diagram illustrating a case where the shapes of the first slit portion 720a and the second slit portion 720b are different from those of FIG. 2A. Of course, the first slit 720a and the second slit 720b may have various shapes other than those of FIGS. 2A and 2B.

한편, 제1 영상획득장치(700a)와 제2 영상획득장치(700b)는 도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시한 것처럼 2개로 분리하여 영상을 획득하는 것에 한정되지도 않는다. 따라서, 3개 이상으로 하는 것도 가능하다. 도 2c에는 영상획득장치가 3개 존재할 경우 3개의 슬릿부가 형성되고 이들의 구성 일예를 도시한 그림이다. 이를 위해서는 그 일예로, 빔분리기(600)의 분리되는 광 파워를 2:1로 하고 2/3에 해당하는 광을 다시 1:1 광분리기를 이용하여 분리함으로써 3개의 동일한 파워로 빔을 분리하는 것이 가능할 수 있다.On the other hand, the first image acquisition apparatus 700a and the second image acquisition apparatus 700b are not limited to obtaining an image by dividing into two, as shown in FIGS. 1, 2A, and 2B. Therefore, it is also possible to set it as three or more. In FIG. 2C, when three image acquisition apparatuses exist, three slit portions are formed and an example of the configuration thereof is illustrated. To this end, for example, the split optical power of the beam splitter 600 is 2: 1, and the light corresponding to 2/3 is separated again using a 1: 1 optical splitter to split the beam with three equal powers. It may be possible.

한편, 제1 및 제2 집광렌즈(710a 및 710b)와, 제1 및 제2 시준렌즈(730a 및 730b)는 전술한 렌즈(300)와 마찬가지로 선형초점을 맺히게 하는 실린더형 렌즈(Cylindrical Lens)로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the first and second condensing lenses 710a and 710b and the first and second collimating lenses 730a and 730b are cylindrical lenses that form a linear focus like the lens 300 described above. Can be done.

한편, 제1 및 제2 슬릿부(720a 및 720b)는 잡음을 제거하기 위한 필터(filter)와 같은 역할을 수행한다. 제1 및 제2 집광렌즈(710a 및 710b)의 초점면에서 선 모양으로 집속된 빛만이 슬릿(S)을 통과하여 추출되도록 배치한다. 즉, 상 기 슬릿형 마스크의 중심은 제1 및 제2 집광렌즈(710a 및 710b)의 광축에 각각 위치한다.Meanwhile, the first and second slits 720a and 720b play a role as a filter for removing noise. Only light focused in a line shape at the focal planes of the first and second condensing lenses 710a and 710b is disposed to be extracted by passing through the slit S. That is, the center of the slit mask is located on the optical axes of the first and second condensing lenses 710a and 710b, respectively.

그리고, 제1 및 제2 광전검출기(740a 및 740b)는 제1 및 제2 슬릿부(720a 및 720b)의 슬릿(S)을 통하여 얻어지는 빛을 그 광량 대응의 전기신호로 변환하는 광검출소자로 이루어져 있다.The first and second photodetectors 740a and 740b may be formed of photodetectors for converting light obtained through the slits S of the first and second slits 720a and 720b into an electric signal corresponding to the amount of light thereof. have.

이러한 제1 및 제2 광전검출기(740a 및 740b)는 전술한 슬릿(S)을 통과한 선 모양의 빛으로부터 샘플(10)의 정보에 대한 영상을 형성하는 선형 배열 감지기 (Line Array Detector) 또는 선형주사 카메라(Line-scan Camera)로 구현될 수 있으며, 예컨대, 전하결합소자(Charge Coupled Device, CCD) 카메라로 이루어짐이 바람직하다. 예를 들어, 라인 레이트(Line Rate)가 약 60 kHz인 선형 주사 카메라를 사용하는 경우 (readout speed ~ 60,000 lines/second), 512 x 512 픽셀을 갖는 프레임 영상을 약 초당 120 프레임으로 상당히 빠른 속도를 얻을 수 있다.The first and second photodetectors 740a and 740b may be a linear array detector or a linear array that forms an image of information of the sample 10 from the linear light passing through the slit S described above. It may be implemented as a line-scan camera, for example, it is preferably made of a charge coupled device (CCD) camera. For example, when using a linear scanning camera with a line rate of about 60 kHz (readout speed ~ 60,000 lines / second), a frame image with 512 x 512 pixels is significantly faster at about 120 frames per second. You can get it.

이미지처리기(800)는 통상적인 컴퓨터(Computer)로 구현될 수 있으며, 제1 및 제2 광전검출기(740a 및 740b)는 상기 컴퓨터로부터의 지시에 의해 촬상의 시작, 종료, 촬상 화상의 전송 등이 제어된다. 상기 컴퓨터는 제1 및 제2 광전검출기(740a 및 740b)로부터 촬상된 화상데이터를 받아 들여 연산 처리하여 모니터(Monitor)에 디스플레이(Display)시키는 기능을 수행한다.The image processor 800 may be embodied by a conventional computer. The first and second photodetectors 740a and 740b may be configured to start, end, or transmit an image by an instruction from the computer. Controlled. The computer receives the image data photographed from the first and second photodetectors 740a and 740b and performs a processing to display the image data on a monitor.

특히, 이미지처리기(800)는 제1 및 제2 영상획득장치(700a 및 700b)로부터 검출된 이미지를 예컨대, RL(Richardson-Lucy) 알고리듬, TR(Tikhonov Regularization) 또는 국소 선형필터 중 어느 하나를 적용하여 보정할 수 있다. 또한, 이미지처리기(800)는 통상의 이미지 처리 방식을 활용하는 것도 가능하다.In particular, the image processor 800 applies the image detected from the first and second image acquisition apparatuses 700a and 700b to, for example, any one of a Richardson-Lucy (RL) algorithm, a Tikhonov Regularization (TR) or a local linear filter. Can be corrected. In addition, the image processor 800 may use a conventional image processing method.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템의 동작을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.The operation of the confocal laser scanning microscope system using the line scanning method according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail as follows.

먼저, 광원(100)에서 조사된 레이저빔은 제1 빔분리기(200a)를 통과한 후, 제1 빔분리기(200a)를 통과한 빔은 렌즈(300)를 통과하여 선초점 형태의 빔으로 출력된다.First, the laser beam irradiated from the light source 100 passes through the first beam splitter 200a, and then the beam passing through the first beam splitter 200a passes through the lens 300 and is output as a beam of line focus type. do.

이후에, 렌즈(300)로부터 출력된 선초점 형태의 빔은 스캐너(400)로 진행한 후, 스캐너(400)에 의해 수직방향으로 경로가 변경되며 제2 빔분리기(200b) 방향으로 주사하게 된다.Thereafter, the beam of the line focus type output from the lens 300 proceeds to the scanner 400, and then the path is changed in the vertical direction by the scanner 400 and scanned in the direction of the second beam splitter 200b. .

그런 다음, 스캐너(400)로부터 주사된 빔은 제2 빔분리기(200b)에 의해 다시 반사되고 렌즈(L1 및 L2) 및 대물렌즈(500)를 통해 샘플(10)로 조사된다.Then, the beam scanned from the scanner 400 is reflected back by the second beam splitter 200b and irradiated to the sample 10 through the lenses L1 and L2 and the objective lens 500.

그리고, 샘플(10)에서 반사된 빛은 처음에 왔던 광 경로를 따라 다시 되돌아가게 된다. 이 과정에서 제1 빔분리기(200a)에서는 샘플(10)에서 반사되어 최초 입사된 광 경로를 따라 되돌아오는 반사빔을 반사시켜 제1 및 제2 영상획득장치(700a 및 700b) 방향으로 진행하도록 경로를 변환한다.Then, the light reflected from the sample 10 is returned back along the light path that originally came. In this process, the first beam splitter 200a reflects the reflected beam that is reflected by the sample 10 and returns along the first incident light path and travels toward the first and second image acquisition apparatuses 700a and 700b. Convert

이때, 제1 빔분리기(200a)에 의해 경로 변환된 반사빔은 빔분리기(600)를 거치게 되는데, 이때 빔분리기(600)에서는 제1 빔분리기(200a)를 통해 경로 변환된 반사빔을 분리시킨다. 즉, 빔이 2개로 나눠져 일부 빔은 투과시켜 제1 영상획득장치(700a) 방향으로 진행시키고, 일부 빔은 반사시켜 제2 영상획득장치(700b) 방향으로 진행시킨다.In this case, the reflected beam path-converted by the first beam splitter 200a passes through the beam splitter 600. In this case, the beam splitter 600 separates the reflected beam path-converted through the first beam splitter 200a. . That is, the beam is divided into two parts, and some beams are transmitted to travel in the direction of the first image acquisition apparatus 700a, and some beams are reflected and travel in the direction of the second image acquisition apparatus 700b.

이렇게 획득된 두 개의 영상은 이미지처리기(800)에서 보정하고 두 영상을 합성하여 해상도가 획기적으로 개선된 2차원 영상을 구성할 수 있다.The two images obtained as described above may be corrected by the image processor 800 and the two images may be synthesized to form a two-dimensional image having a greatly improved resolution.

(제2 실시예)(2nd Example)

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템의 구성을 도시한 개략도이다. 제2 실시예에 대한 설명은 설명의 편의를 위해 제1 실시예와 구별되는 차이점을 위주로 설명한다.3 is a schematic diagram showing the configuration of a confocal laser scanning microscope system using the line scanning method according to the second embodiment of the present invention. The description of the second embodiment will be described mainly for differences that are distinguished from the first embodiment for the convenience of description.

도 3을 참조하면, 제2 실시예에서는 영상획득장치(900)가 하나로 구성되어 있다. 영상획득장치(900)는 빔을 집광시키는 적어도 하나의 제1 집광렌즈(910)와, 제1 집광렌즈(910)에 의해 집광된 빔을 필터링(Filtering)하도록 슬릿(Slit)(S)을 갖는 슬릿부(920)와, 슬릿부(920)의 슬릿(S)을 통과한 빔을 평행빔으로 변환시켜주는 시준렌즈(930)와, 제1 시준렌즈(930)로부터 변환된 평행 빔을 광전변환하고, 상기 변환된 전기신호를 영상처리장치(800)로 출력하는 광전검출기(940)를 포함하여 구성되어 있다.Referring to FIG. 3, in the second embodiment, the image acquisition apparatus 900 is configured as one. The image acquisition apparatus 900 includes at least one first condensing lens 910 for condensing the beams, and a slit S to filter the beams condensed by the first condensing lens 910. Photoelectric conversion of the collimated lens 930 and the collimated beam converted from the first collimated lens 930 to convert the beam passing through the slit 920, the slit S of the slit S 920 into a parallel beam And a photodetector 940 for outputting the converted electric signal to the image processing apparatus 800.

따라서, 제2 실시예의 영상획득장치(900)는 시간적으로 연속되어 전달되어 오는 빔으로부터 각기 서로 다른 공간적 영역에서 투과되는 이미지를 획득하고 이를 이미지처리기(800)에서 합성함으로써 완전한 영상을 획득한다. 이를 위해서는 가능한 슬릿부(920)의 일예를 도 4a 내지 도 4d에 도시하고 있다.Accordingly, the image acquisition apparatus 900 of the second embodiment obtains a complete image by obtaining images transmitted in different spatial regions from the beams transmitted continuously in time and synthesizing them in the image processor 800. To this end, an example of a possible slit portion 920 is shown in FIGS. 4A to 4D.

도 4a를 참조하면, 슬릿부는 하나의 라인을 2개의 서로 다른 공간적 영역으로 분리하고 이를 첫 번째 시간(1-1)에서는 홀수번째에 투과영역(A)을 가지도록 구성하고, 두 번째 시간(1-2)에서는 짝수번째에 투과영역(B)을 가지도록 구성한다. 그리고, 1-1 시간과 1-2 시간에서 획득한 서로 다른 공간에서 투과영역을 갖는 이미지를 합성하여 첫 번째 라인의 완성된 이미지 정보를 획득하게 된다. 이를 위해, 영상획득장치(900)의 슬릿부(920)는 상술한 이미지 정보를 획득할 수 있도록 상하 직선 운동을 하도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 슬릿부는 M x N 행렬 형태의 2차원 형태로 구성되며, 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 배치된 단위 세트(1-1,1-2)가 일정 방향으로 반복적으로 배치된다.Referring to FIG. 4A, the slit portion divides one line into two different spatial regions, and configures the first slit to have a transmissive region A at an odd number in the first time (1-1), and the second time (1). In the case of -2), the even-numbered transmission region B is configured. Then, the image having the transmission region is synthesized in different spaces acquired in 1-1 time and 1-2 hours to obtain the completed image information of the first line. To this end, the slit portion 920 of the image acquisition apparatus 900 is preferably configured to perform a vertical linear motion to obtain the above-described image information. That is, the slit portion has a two-dimensional shape in the form of an M x N matrix, and the unit sets 1-1 and 1-2 arranged to have transmissive regions in different spatial regions are repeatedly arranged in a predetermined direction.

다른 방식은 도 4b 내지 도 4d에 도시되어 있다. 도 4b는 슬릿부는 회전 가능한 판 형태로 구성되며, 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 배치된 단위 세트가 원주 방향으로 반복적으로 배치된다. 도 4a는 슬릿부의 직선 운동에 의해 서로 다른 투과영역을 가지는 정보를 획득하는 반면, 도 4b는 슬릿부의 회전운동으로 관련 정보를 획득한다는 점이다.Another way is shown in FIGS. 4B-4D. 4B shows that the slit portion is configured in the form of a rotatable plate, and a set of units arranged to have a transmission region in different spatial regions is repeatedly arranged in the circumferential direction. FIG. 4A shows that information having different transmission regions is obtained by linear movement of the slit portion, while FIG. 4B shows related information by rotational movement of the slit portion.

또 다른 방식에 의하면, 도 4c에서 처럼 슬릿을 주기적으로 반복 진동하도록 구성하는 것이다.According to another method, as shown in FIG. 4C, the slit is configured to periodically vibrate.

또 다른 방식에 의하면, 도 4d처럼 슬릿을 공간광변조기(Spatial Light Modulator, SLM)를 이용하여 시간적으로 상기 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 확보하는 방식이다. 공간 광변조기는 매트릭스 형태의 단위 픽셀들을 가지고 단위 픽셀들의 투명/불투명을 조절함으로 서로 다른 공간적 투과영역을 확보할 수 있게 된다. 공간 광변조기의 예로는 전기적 구동되는 SLM방식, 광학적으로 구동되는 SLM 방식이 존재하고, 전기적 구동되는 SLM방식에는 LCOS (Liquid Crystal On Silicon), DMD (Digital Micromirror Device), p-Si TFT (poly-Si Thin Film Transistor) 등이 있다. 공간 광변조기를 이용하는 방식은 다양하고 복잡한 형태의 형상으로 서로 다른 공간적 투과영역을 가지는 이미지를 복수개 획득하고 이를 서로 합성함으로써 완전한 이미지를 확보할 수 있는 장점이 있다.According to another method, as shown in FIG. 4D, a slit is secured in a temporally different spatial region using a spatial light modulator (SLM). The spatial light modulator can secure different spatial transmission regions by adjusting the transparency / opacity of the unit pixels with matrix pixels. Examples of the spatial light modulator include an electrically driven SLM method and an optically driven SLM method, and the electrically driven SLM method includes LCOS (Liquid Crystal On Silicon), DMD (Digital Micromirror Device), and p-Si TFT (poly-). Si Thin Film Transistor). The method using the spatial light modulator has an advantage of obtaining a complete image by acquiring a plurality of images having different spatial transmission regions in various and complicated shapes and synthesizing them with each other.

한편, 공간 광변조기는 1차원 또는 2차원 형태가 가능하고, 투과형 또는 반사형 모두 가능하다. 따라서, 공간 광변조기를 이용하면, 슬릿 패턴을 1차원 또는 2차원 배열 형태로 만들 수 있고, 슬릿 방식을 투과형 또는 반사형으로 만들 수 있다. 공간광변조기를 이용하여 상술된 슬릿 패턴을 시간에 따라 변화하도록 만들면 기계적인 운동 (병진, 회전, 주기적 반복) 없이 고정된 상태에서도 다양한 슬릿 패턴을 시간에 따라 변화하도록 만들 수 있게 된다.On the other hand, the spatial light modulator can be a one-dimensional or two-dimensional form, and either a transmissive or reflective type. Therefore, by using the spatial light modulator, the slit pattern can be made in a one-dimensional or two-dimensional array form, and the slit method can be made a transmissive or reflective type. By making the above-described slit pattern change with time using the spatial light modulator, it is possible to make various slit patterns change with time even in a fixed state without mechanical movement (translation, rotation, periodic repetition).

(제3 실시예)(Third Embodiment)

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템의 구성을 도시한 개략도이이다. 제3 실시예에 대한 설명은 설명의 편의를 위해 제1 실시예와 구별되는 차이점을 위주로 설명한다. 도 5를 참조하면, 제3 실시예에서는 빔분리기(600) 앞에 필터기(1100)가 부가된 점이 차이점이다.5 is a schematic diagram showing the configuration of a confocal laser scanning microscope system using the line scanning method according to the third embodiment of the present invention. The description of the third embodiment will be mainly focused on differences that are distinguished from the first embodiment for the convenience of description. Referring to FIG. 5, in the third embodiment, the difference is that the filter 1100 is added in front of the beam separator 600.

제3 실시예를 이용하면 선주사 방식의 공초점레이저 형광 현미경을 구현할 수 있다. 공초점레이저 형광현미경을 간략히 설명하면, 먼저 관찰하고자 하는 세포에 형광물질을 투여한다. 다음 세포에 레이저를 쏘아 나온 빛 중에서 초점이 정 확히 맞는 빛만을 분리한다. 이를 분석해 영상으로 만든다. 레이저가 세포 깊이 침투할 수 있기 때문에 3차원의 입체 영상으로 관찰할 수 있고 이런 장점 때문에 생물학 연구의 필수 장비로 자리를 잡았다.Using the third embodiment, it is possible to implement a confocal laser fluorescence microscope of the line scanning method. Briefly describing the confocal laser fluorescence microscope, the fluorescent material is first administered to the cells to be observed. Only the light that is in focus is separated from the light that is lasered into the cell. Analyze this to make an image. Because the laser can penetrate deep into the cell, it can be viewed in three-dimensional stereoscopic images, which makes it an essential device for biological research.

공초점레이저 형광 현미경을 구현하기 위해서는 파장별로 다른 이미지를 확보할 필요가 있다. 이를 위해 제3 실시예에서는 파장별로 선택하여 필터링할 수 있는 필터기(1100)를 추가하는 것이 가능하다. 다만, 필터기(1100)의 부가 위치는 빔분리기(600) 앞에 한정되지 않고 다양한 위치에 부가되는 것이 가능하다. 좀 더 상세히 설명하면, 빔분리기(600) 앞에 필터기(1100)가 부가되는 경우는 필터기(1100)를 이용하여 파장별로 분리한 다음 빔분리기(1100)를 통과하게 하여 제1 실시예와 같은 영상처리를 수행하는 방식이고 빔분리기(600)를 통과한 빔을 각각 필터기를 통과하도록 구현하는 것도 가능하다. 이 경우 필터기(1100)는 영상처리장치(1000a, 1000b) 각각의 적당한 위치에 배치하는 것도 가능하다.In order to implement a confocal laser fluorescence microscope, it is necessary to obtain a different image for each wavelength. To this end, in the third embodiment, it is possible to add a filter 1100 that can be selected and filtered for each wavelength. However, the additional position of the filter 1100 is not limited to the beam separator 600 and may be added at various positions. In more detail, when the filter 1100 is added in front of the beam separator 600, the filter 1100 is separated by wavelength using the filter 1100, and then passed through the beam separator 1100, as in the first embodiment. It is also a method of performing image processing, and it is also possible to implement each beam passing through the beam splitter 600 to pass through the filter. In this case, the filter 1100 may be disposed at appropriate positions of the image processing apparatuses 1000a and 1000b, respectively.

한편, 필터기(1100)의 부가에 대해서는 제1 실시예에 부가되는 형태로 설명하였지만, 제2 실시예의 일정 부분에 부가되는 것도 가능하다. 이 경우도 공초점레이저 형광 현미경을 구현하기 위해서는 파장별로 다른 이미지를 확보할 수 있음은 물론이다.In addition, although the addition of the filter 1100 was demonstrated in the form added to 1st Embodiment, it can also be added to a predetermined part of 2nd Embodiment. In this case, of course, in order to implement a confocal laser fluorescence microscope, different images can be obtained for each wavelength.

또한, 본 발명은 전술한 제1, 제2, 제3 실시예에 한정되지 않고 다양한 방식으로 변형하여 적용하는 것이 가능하다.In addition, the present invention is not limited to the above-described first, second, and third embodiments, and can be modified and applied in various ways.

예를 들어, 슬릿부(720a,720b,720c,920,930)는 투과형 슬릿 방식으로 도시하여 설명되었으나, 반사형 슬릿 방식으로 제작하여 동일하게 적용될 수도 있다. 또 한, 제1, 제2, 제3 실시예의 내용은 반사, 투과, 편광, 형광, two-photon microscopy, multi-photon microscopy, second-harmonic generation, multi-harmonic generation 방식을 포함하는 다양한 선형 또는 비선형 방식의 공초점 현미경에도 동일하게 적용될 수 있다.For example, the slits 720a, 720b, 720c, 920, and 930 are illustrated and described in a transmissive slit method, but may be similarly applied by fabricating in a reflective slit method. In addition, the contents of the first, second, and third embodiments are various linear or nonlinear, including reflection, transmission, polarization, fluorescence, two-photon microscopy, multi-photon microscopy, second-harmonic generation, and multi-harmonic generation. The same applies to the confocal microscope of the method.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템을 이용하면, 뇌 연구에서 Ca++과 Astrocyte, 그리고 혈관과의 커플링(coupling) 연구 등에 효과적으로 활용될 수 있다.By using the confocal laser scanning microscope system using the line scanning method according to an embodiment of the present invention configured as described above, it can be effectively used for the study of the coupling (Coupling) with Ca ++ and Astrocyte, and blood vessels in brain research. .

또한, 신경세포의 신호 전달 시 산란계수가 매우 빠르고 다이나믹하게 변화한다는 연구가 보고되고 있으며, 1차원적으로 한 지역에서의 광투과 신호 변화는 검출되었으나 이를 2~3차원적으로 영상화한 연구가 부재하다. 따라서, 본 발명을 적용하면 추후 뇌에서의 신호 전달 체계를 규명하는데 매우 큰 도움을 줄 수 있다고 예상될 수 있다.In addition, studies have shown that the scattering coefficient changes very rapidly and dynamically during the transmission of neurons, and changes in the light transmission signal in one region have been detected in one dimension, but there are no studies in which two to three dimensions are imaged. . Therefore, it can be expected that the application of the present invention can be very helpful in identifying the signaling system in the brain in the future.

또한, 본 발명에 의하면, 세포 등 3차원 구조를 갖는 샘플에 대한 초고속 3차원 영상 구현이 가능하다. 따라서 세포 내 구성물질들의 3차원 구조 및 물질 간 역학 관계를 규명하는데 큰 도움이 될 수 있으며, 미생물의 빠른 섬모운동 등 일반 생물학 분야에도 적용되어 보다 폭 넓은 연구가 가능해질 수 있을 뿐만 아니라 이 외에도 반도체 검사 등에도 초고속으로 비파괴 검사가 가능하게 되어 생산성 향상에도 기여할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to implement an ultrafast three-dimensional image of a sample having a three-dimensional structure such as cells. Therefore, it can be of great help in identifying the three-dimensional structure and inter-mechanical dynamics of constituents in cells, and it can be applied to general biological fields such as rapid cilia movement of microorganisms to enable more research. Non-destructive inspection can be performed at high speed for inspection, etc., which can contribute to productivity improvement.

전술한 본 발명에 따른 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템에 적용하기 위한 영상처리 장치 및 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.Although a preferred embodiment of the image processing apparatus and method for applying to the confocal laser scanning microscope system using the line scanning method according to the present invention described above, the present invention is not limited to this, but the claims and the details of the invention It is possible to carry out various modifications within the scope of the description and the accompanying drawings, which also belong to the present invention.

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도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템의 구성을 도시한 개략도이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1의 제1 슬릿부(720a)와 제2 슬릿부(720b)를 각 구성의 일예들을 나타낸 도면들이다.
1 is a schematic diagram showing the configuration of a confocal laser scanning microscope system using a line scanning method according to a first embodiment of the present invention.
2A to 2D are diagrams illustrating examples of respective configurations of the first slit part 720a and the second slit part 720b of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템의 구성을 도시한 개략도이이다.3 is a schematic diagram showing the configuration of a confocal laser scanning microscope system using a line scanning method according to a second embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4d는 도 3의 슬릿(920)의 일예들을 도시한 도면들이다.4A through 4D are diagrams illustrating examples of the slit 920 of FIG. 3.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템의 구성을 도시한 개략도이이다.5 is a schematic diagram showing the configuration of a confocal laser scanning microscope system using the line scanning method according to the third embodiment of the present invention.

Claims (14)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템에 적용하기 위한 장치에 있어서,Apparatus for applying to a confocal laser scanning microscope system using a line scanning method, 샘플에서 반사되는 선초점 형태의 빔을 입사시켜 상기 빔을 시간적으로 복수개의 빔으로 분리하여 상기 분리된 각 빔을 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 배치된 복수개의 슬릿; 및A plurality of slits arranged to have a transmissive region in different spatial regions by injecting beams in a line focus form reflected from a sample to separate the beams into a plurality of beams in time; And 상기 복수개의 슬릿을 통해 출력된 각 빔을 서로 합성 처리하는 이미지 처리기를 포함하되,Including an image processor for synthesizing each beam output through the plurality of slits with each other, 상기 복수개의 슬릿은 M x N 행렬 형태의 2차원 형태로 구성되며, 상기 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 배치된 단위 세트가 일정 방향으로 반복적으로 배치되는 영상처리장치.The plurality of slits are formed in a two-dimensional form of an M x N matrix form, the unit set arranged to have a transmission region in the different spatial region is repeatedly arranged in a predetermined direction. 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템에 적용하기 위한 장치에 있어서,Apparatus for applying to a confocal laser scanning microscope system using a line scanning method, 샘플에서 반사되는 선초점 형태의 빔을 입사시켜 상기 빔을 시간적으로 복수개의 빔으로 분리하여 상기 분리된 각 빔을 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 배치된 복수개의 슬릿; 및A plurality of slits arranged to have a transmissive region in different spatial regions by injecting beams in a line focus form reflected from a sample to separate the beams into a plurality of beams in time; And 상기 복수개의 슬릿을 통해 출력된 각 빔을 서로 합성 처리하는 이미지 처리기를 포함하되, Including an image processor for synthesizing each beam output through the plurality of slits with each other, 상기 복수개의 슬릿은 회전 가능한 판 형태로 구성되며, 상기 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 배치된 단위 세트가 원주 방향으로 반복적으로 배치되는 영상처리장치.The plurality of slits are configured in the form of a rotatable plate, wherein the unit set arranged to have a transmissive region in the different spatial region is repeatedly arranged in the circumferential direction. 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템에 적용하기 위한 장치에 있어서,Apparatus for applying to a confocal laser scanning microscope system using a line scanning method, 샘플에서 반사되는 선초점 형태의 빔을 입사시켜 상기 빔을 시간적으로 복수개의 빔으로 분리하여 상기 분리된 각 빔을 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 배치된 복수개의 슬릿; 및A plurality of slits arranged to have a transmissive region in different spatial regions by injecting beams in a line focus form reflected from a sample to separate the beams into a plurality of beams in time; And 상기 복수개의 슬릿을 통해 출력된 각 빔을 서로 합성 처리하는 이미지 처리기를 포함하되, Including an image processor for synthesizing each beam output through the plurality of slits with each other, 상기 복수개의 슬릿은 공간적으로 선택적 투과영역을 갖는 선 형태 구성되며, 주기적으로 진동함으로써 상기 샘플의 서로 다른 공간적 영역에서 반사되는 이미지를 획득하는 영상처리장치.The plurality of slits are formed in a line shape having a spatially selective transmission region, and by vibrating periodically to obtain an image reflected in different spatial regions of the sample. 선주사 방식을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경 시스템에 적용하기 위한 장치에 있어서,Apparatus for applying to a confocal laser scanning microscope system using a line scanning method, 샘플에서 반사되는 선초점 형태의 빔을 입사시켜 상기 빔을 시간적으로 복수개의 빔으로 분리하여 상기 분리된 각 빔을 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 가지도록 배치된 복수개의 슬릿; 및A plurality of slits arranged to have a transmissive region in different spatial regions by injecting beams in a line focus form reflected from a sample to separate the beams into a plurality of beams in time; And 상기 복수개의 슬릿을 통해 출력된 각 빔을 서로 합성 처리하는 이미지 처리기를 포함하되,Including an image processor for synthesizing each beam output through the plurality of slits with each other, 상기 복수개의 슬릿은 공간광변조기를 이용하여 시간적으로 상기 서로 다른 공간적 영역에서 투과 영역을 확보하는 영상처리장치.And the plurality of slits to secure a transmissive region in the different spatial regions in time using a spatial light modulator. 제5 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 8, 상기 샘플에서 반사되는 선초점 형태의 빔을 파장별로 분리하여 처리하는 필터를 더 포함하는 영상처리장치.And a filter for separating and processing a beam having a line focus form reflected by the sample for each wavelength. 제5 항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 8, 상기 복수개의 슬릿은 투과형 또는 반사형인 영상처리장치.The plurality of slits are transmissive or reflective image processing apparatus. 제5 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 8, 상기 영상처리장치는 반사, 투과, 편광, 형광, two-photon microscopy, multi-photon microscopy, second-harmonic generation, multi-harmonic generation 방식의 선형 또는 비선형 방식의 공초점 현미경에 적용되는 영상처리장치.The image processing apparatus is applied to a linear or nonlinear confocal microscope of reflection, transmission, polarization, fluorescence, two-photon microscopy, multi-photon microscopy, second-harmonic generation, and multi-harmonic generation. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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