KR101202977B1 - Hybrid Microscope for Simultaneously Observing Surface and Inner Structure of Target Sample - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스케일이 서로 다른 두 가지 영상 획득 방식(방사선 모드와 공초점 현미경 이용 모드)을 조합하여 방사선 영상으로부터의 대상체의 내부 구조에 이상이 있는 부분을 즉시 공초점 현미경으로 확대하여 표면 관찰이 용이하게 이루어질 수 있는 하이브리드 현미경에 관한 것이다. 본 발명의 일면에 따른 하이브리드 현미경은, 고정축에 장착된 각각의 결합수단에 결합되고 회전되는 각각의 암의 끝에 설치된 방사선 광원, 공초점 현미경 및 시편 지지대를 포함하고, 방사선을 감지하여 영상 신호를 생성하는 방사선 검출기를 포함하며, 제1 모드(방사선 모드)에서, 상기 고정축을 중심으로 상기 각각의 암을 회전시켜 상기 방사선 검출기의 위치로 상기 방사선 광원 및 상기 시편 지지대를 정렬하여, 상기 방사선 광원에서 발생한 방사선을 상기 시편 지지대 상의 대상체로 조사하고 상기 방사선 검출기를 이용해 상기 대상체를 투과한 투과 방사선을 감지하여 상기 대상체의 내부 구조에 대한 영상 신호를 획득하고, 제2 모드(공초점 현미경 이용 모드)에서, 상기 고정축을 중심으로 상기 각각의 암을 회전시켜 상기 시편 지지대의 위치로 상기 공초점 현미경을 정렬하여, 상기 공초점 현미경에서 발생한 레이저 광을 상기 시편 지지대 상의 대상체로 조사하고 상기 대상체에서 반사되는 레이저 광을 상기 공초점 현미경에서 검출하여 상기 대상체의 표면 상태에 대한 영상 신호를 획득할 수 있다.The present invention combines two different image acquisition methods (radiation mode and confocal microscope use mode) with different scales to easily observe the surface of the object from the radiographic image with a confocal microscope to easily observe the surface. It relates to a hybrid microscope that can be made. According to an aspect of the present invention, a hybrid microscope includes a radiation light source, a confocal microscope, and a specimen supporter installed at the end of each arm coupled to and rotated by respective coupling means mounted on a fixed shaft, and detects an image signal by detecting radiation. And a radiation detector for producing, in a first mode (radiation mode), aligning the radiation light source and the specimen support to the position of the radiation detector by rotating the respective arms about the fixed axis. Irradiate the generated radiation to the object on the specimen support and detect the transmitted radiation passing through the object using the radiation detector to obtain an image signal of the internal structure of the object, in the second mode (confocal microscope mode) Position the specimen support by rotating the respective arms about the fixed axis Aligning the confocal microscope with the laser beam, the laser light generated by the confocal microscope is irradiated to the object on the specimen support, and the laser light reflected from the object is detected by the confocal microscope to image the signal of the surface state of the object. Can be obtained.

Description

대상체의 표면과 내부 구조를 동시에 관찰 가능한 하이브리드 현미경{Hybrid Microscope for Simultaneously Observing Surface and Inner Structure of Target Sample}Hybrid Microscope for Simultaneously Observing Surface and Inner Structure of Target Sample}

본 발명은 하이브리드 현미경에 관한 것으로서, 대상체(시편)에 X-선과 같은 방사선을 조사하고 투과되는 방사선을 방사선 검출기를 이용해 검출하여 대상체의 내부 구조에 대한 영상을 획득함으로써 대상체의 내부 구조를 자세히 관찰할 수 있으며, 대상체에 공초점 현미경을 통해 대상체에 레이저 광을 조사하고 반사되는 광으로부터 영상을 획득하는 방식으로 대상체의 표면에 대한 영상을 획득함으로써 대상체의 표면 특성을 자세히 관찰할 수 있고, 이와 같은 각각의 방식으로부터 획득된 영상을 하나의 디스플레이 화면을 통해 제공할 수 있으며, 이와 같이 스케일이 서로 다른 두 가지 영상 획득 방식을 조합하여 방사선 영상으로부터의 대상체의 내부 구조에 이상이 있는 부분을 즉시 공초점 현미경으로 확대하여 표면 관찰이 용이하게 이루어질 수 있는 하이브리드 현미경에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid microscope, wherein an object (a specimen) is irradiated with X-ray-like radiation and a transmitted radiation is detected by a radiation detector to obtain an image of the internal structure of the object, thereby to observe the internal structure of the object in detail. The surface characteristics of the object may be observed in detail by obtaining an image of the surface of the object in such a manner as to irradiate the object with laser light through the confocal microscope and obtain an image from the reflected light. The image obtained from the method can be provided through a single display screen. By combining two image acquisition methods having different scales, the confocal microscope immediately detects an abnormality in the internal structure of the object from the radiographic image. To easily observe the surface It relates to a hybrid microscope that can.

일반적으로 반도체 소자, 탄소나노튜브 등의 미소 영역의 재료 형성 구조를 관찰하거나 생물체 세포, 물질의 콜로이드 또는 에멀젼 상태 등의 관찰을 위하여 현미경이 많이 이용되고 있다.In general, microscopes are widely used to observe the material formation structure of micro-regions such as semiconductor devices and carbon nanotubes, or to observe the state of biological cells, colloids, or emulsions.

이와 같은 각종 시료의 관찰은, 내부 구조를 파악하기 위한 경우와 표면의 상태를 파악하기 위한 경우로 나뉠 수 있다. 시편의 내부 구조를 파악하기 위하여는 X-선을 시편에 조사하고 시편을 투과하는 투과광을 반도체 이미지 센서를 이용해 검출함으로써 해당 영상을 획득하는 방식으로 이루어질 수 있다. 시편의 표면 상태를 관찰하기 위하여는 현미경을 이용해 시편에서 반사되는 빛을 검출하여 해당 영상을 획득하는 방식으로 이루어질 수 있다.Observation of such various samples can be divided into the case for grasping the internal structure and the case for grasping the state of the surface. In order to determine the internal structure of the specimen, X-rays may be irradiated onto the specimen and the transmitted light passing through the specimen may be detected by using a semiconductor image sensor to obtain a corresponding image. In order to observe the surface state of the specimen, it may be achieved by detecting a light reflected from the specimen by using a microscope to obtain a corresponding image.

그러나, 이와 같이 시편의 내부 구조를 관찰하기 위한 방사선 장비나 표면 상태를 관찰하기 위한 현미경을 별도로 사용하는 기존 방식에서는, 시편의 내부 구조와 표면 상태를 빠르고 용이하게 동시에 관찰하고자 하는 경우에 매우 불편을 초래하고 있다. 또한, 기존의 현미경은 시편의 중앙에 대한 영상의 획득에는 문제가 없으나 시편 가장자리에서는 어두운 영상으로 인하여 시편의 크기를 제한하는 문제점이 있고, 또한, 시료에서 반사 또는 산란되는 광이 일정 핀홀(pinhole)에 포커싱되어 통과되는 빛만을 검출하기 위하여 다양한 방식이 시도되고 있으나 부피가 커지는 문제점이 있었다. However, in the conventional method of separately using a radiographic apparatus for observing the internal structure of the specimen or a microscope for observing the surface state, it is very inconvenient to quickly and easily simultaneously observe the internal structure and the surface state of the specimen. It is causing. In addition, the conventional microscope has no problem in acquiring an image of the center of the specimen, but there is a problem of limiting the size of the specimen due to the dark image at the edge of the specimen, and also a pinhole of light reflected or scattered from the sample. Various methods have been tried to detect only the light that is focused and passed through, but there is a problem that the volume becomes large.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 대상체에 X-선과 같은 방사선을 조사하고 투과되는 방사선을 방사선 검출기를 이용해 검출하여 대상체의 내부 구조에 대한 영상을 획득함으로써 대상체의 내부 구조를 자세히 관찰할 수 있으며, 대상체에 공초점 현미경을 통해 대상체에 레이저 광을 조사하고 반사되는 광으로부터 영상을 획득하는 방식으로 대상체의 표면에 대한 영상을 획득함으로써 대상체의 표면 특성을 자세히 관찰할 수 있고, 이와 같은 각각의 방식으로부터 획득된 영상을 하나의 디스플레이 화면을 통해 제공할 수 있으며, 이와 같이 스케일이 서로 다른 두 가지 영상 획득 방식을 조합하여 방사선 영상으로부터의 대상체의 내부 구조에 이상이 있는 부분을 즉시 공초점 현미경으로 확대하여 표면 관찰이 용이하게 이루어질 수 있는 하이브리드 현미경을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to irradiate a radiation such as X-rays to an object and to detect a transmitted radiation by using a radiation detector to obtain an image of the internal structure of the object. The internal structure can be observed in detail, and the surface characteristics of the object can be observed in detail by obtaining an image of the surface of the object by irradiating laser light to the object through a confocal microscope and obtaining an image from the reflected light. The image obtained from each of these methods may be provided through one display screen, and the two structures having different scales may be combined to provide an abnormality in the internal structure of the object from the radiographic image. The area is immediately magnified with a confocal microscope, allowing surface observation To provide a hybrid microscope that can be made under it.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 하이브리드 현미경은, 고정축에 장착된 각각의 결합수단에 결합되고 회전되는 각각의 암의 끝에 설치된 방사선 광원, 공초점 현미경 및 시편 지지대를 포함하고, 방사선을 감지하여 영상 신호를 생성하는 방사선 검출기를 포함하며, 제1 모드(방사선 모드)에서, 상기 고정축을 중심으로 상기 각각의 암을 회전시켜 상기 방사선 검출기의 위치로 상기 방사선 광원 및 상기 시편 지지대를 정렬하여, 상기 방사선 광원에서 발생한 방사선을 상기 시편 지지대 상의 대상체로 조사하고 상기 방사선 검출기를 이용해 상기 대상체를 투과한 투과 방사선을 감지하여 상기 대상체의 내부 구조에 대한 영상 신호를 획득하고, 제2 모드(공초점 현미경 이용 모드)에서, 상기 고정축을 중심으로 상기 각각의 암을 회전시켜 상기 시편 지지대의 위치로 상기 공초점 현미경을 정렬하여, 상기 공초점 현미경에서 발생한 레이저 광을 상기 시편 지지대 상의 대상체로 조사하고 상기 대상체에서 반사되는 레이저 광을 상기 공초점 현미경에서 검출하여 상기 대상체의 표면 상태에 대한 영상 신호를 획득하는 것을 특징으로 하는 한다.First, to summarize the features of the present invention, a hybrid microscope according to one aspect of the present invention for achieving the above object, a radiation light source installed at the end of each arm coupled to and rotated to each coupling means mounted on a fixed shaft, And a radiation detector including a confocal microscope and a specimen support and detecting radiation to generate an image signal. In a first mode (radiation mode), each arm is rotated about the fixed axis to Aligning the radiation light source and the specimen support with the position, irradiating the radiation generated from the radiation light source to the object on the specimen support, and detecting the transmitted radiation transmitted through the object using the radiation detector for the internal structure of the object Acquire an image signal, and in the second mode (confocal microscope mode), the fixed axis Rotating each of the arms around the center to align the confocal microscope to the position of the specimen support, to irradiate the laser light generated by the confocal microscope to the object on the specimen support and to reflect the laser light reflected from the object The image signal for the surface state of the object is obtained by detecting by a focus microscope.

상기 방사선은 X-선을 포함하는 것을 특징으로 한다.The radiation is characterized in that it comprises X-rays.

상기 하이브리드 현미경은, 상기 방사선 광원의 방사선 발생, 상기 공초점 현미경의 레이저 광의 발생과 검출, 및 상기 방사선 검출기의 방사선 검출을 제어하는 제어장치를 더 포함한다. 상기 제어장치는, 상기 방사선 광원, 상기 공초점 현미경, 및 상기 시편 지지대의 회전을 제어할 수 있다. 상기 제어장치는 외부의 컴퓨터와 통신하여 상기 제어를 수행할 수 있다. 상기 제어장치는 상기 대상체의 내부 구조에 대한 영상 신호를 처리하고, 상기 대상체의 표면 상태에 대한 영상 신호를 처리하여, 처리된 해당 영상 신호에 따른 영상이 상기 컴퓨터의 디스플레이 수단에서 디스플레이되도록 상기 컴퓨터로 전송할 수 있다.The hybrid microscope further includes a control device for controlling radiation generation of the radiation light source, generation and detection of laser light of the confocal microscope, and radiation detection of the radiation detector. The control device may control rotation of the radiation light source, the confocal microscope, and the specimen supporter. The control device may communicate with an external computer to perform the control. The control device processes an image signal of an internal structure of the object, processes an image signal of a surface state of the object, and transmits the image signal according to the processed image signal to the computer so that the image is displayed on the display means of the computer. Can transmit

상기 공초점 현미경은, 레이저 광을 발생시키는 광원; 상기 광원에서 발생된 레이저 광을 평행광으로 변환하거나 포커싱하여 출력하는 콜리메이션 렌즈; 상기 콜리메이션 렌즈를 통과한 레이저 광의 일부를 통과시키는 빔스플리터; 상기 빔스플리터를 통과한 레이저 광을 집속하는 제1 FC 콜리메이터; 상기 제1 FC 콜리메이터를 통과한 레이저 광을 전달하는 광섬유; 상기 광섬유를 통과한 레이저 광을 집속하는 제2 FC 콜리메이터; 상기 제2 FC 콜리메이터에서 집속된 레이저 광을 반사시키는 미러; 상기 미러에서 반사된 레이저 광의 제1축 방향으로의 출사각을 조절하여 반사시키는 스캐너 수단; 상기 스캐너 수단에서 반사된 레이저 광을 제2축 또는 제3축 방향으로의 출사각을 조절하여 통과시켜 대상체로 입사하는 제2 렌즈; 대상체에서 반사 또는 산란된 레이저 광이 상기 제2 렌즈, 상기 스캐너 수단, 상기 미러, 상기 제2 FC 콜리메이터, 상기 광섬유, 및 상기 제1 FC 콜리메이터를 거쳐 상기 빔스플리터에서 반사되는 레이저 광을 집속하는 제3 렌즈; 및 상기 제3 렌즈를 통과한 레이저 광을 감지하여 영상 신호를 획득하는 광검출기를 포함한다.The confocal microscope, the light source for generating a laser light; A collimation lens for converting or outputting laser light generated by the light source into parallel light; A beam splitter configured to pass a portion of the laser light passing through the collimation lens; A first FC collimator for focusing the laser light passing through the beam splitter; An optical fiber for transmitting laser light passing through the first FC collimator; A second FC collimator for focusing the laser light that has passed through the optical fiber; A mirror for reflecting laser light focused at the second FC collimator; Scanner means for adjusting and reflecting an exit angle of the laser light reflected from the mirror in a first axis direction; A second lens incident to the object by adjusting the exit angle in the second or third axis direction through the laser light reflected by the scanner means; Laser light reflected or scattered from an object to focus laser light reflected from the beam splitter via the second lens, the scanner means, the mirror, the second FC collimator, the optical fiber, and the first FC collimator 3 lenses; And a photo detector for sensing the laser light passing through the third lens to obtain an image signal.

상기 스캐너 수단은 갈바노 방식의 거울 회전기 또는 MEMS 스캐너일 수 있다.The scanner means may be a galvano mirror rotator or MEMS scanner.

상기 제2 렌즈는 광디스크 모듈의 픽업 렌즈 형태일 수 있다.The second lens may be in the form of a pickup lens of the optical disk module.

상기 제3렌즈는 볼록 렌즈일 수 있다.The third lens may be a convex lens.

본 발명에 따른 하이브리드 현미경에 따르면, 대상체에 X-선과 같은 방사선을 조사하고 투과되는 방사선을 방사선 검출기를 이용해 검출하여 대상체의 내부 구조에 대한 영상을 획득함으로써 대상체의 내부 구조를 자세히 관찰할 수 있으며, 대상체에 공초점 현미경을 통해 대상체에 레이저 광을 조사하고 반사되는 광으로부터 영상을 획득하는 방식으로 대상체의 표면에 대한 영상을 획득함으로써 대상체의 표면 특성을 자세히 관찰할 수 있고, 이와 같은 각각의 방식으로부터 획득된 영상을 하나의 디스플레이 화면을 통해 제공할 수 있으며, 이와 같이 스케일이 서로 다른 두 가지 영상 획득 방식을 조합하여 방사선 영상으로부터의 대상체의 내부 구조에 이상이 있는 부분을 즉시 공초점 현미경으로 확대하여 표면 관찰이 용이하게 이루어질 수 있다. According to the hybrid microscope according to the present invention, the internal structure of the object can be observed in detail by irradiating radiation such as X-rays to the object and detecting the transmitted radiation by using a radiation detector to obtain an image of the internal structure of the object. The surface characteristics of the object can be observed in detail by irradiating laser light to the object through a confocal microscope on the object and obtaining an image from the reflected light. The acquired image can be provided through a single display screen. By combining two image acquisition methods having different scales, the confocal microscope immediately enlarges an abnormal part of the internal structure of the object from the radiographic image. Surface observation can be made easily.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리 현미경의 전체적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 현미경의 방사선 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 현미경의 공초점 현미경 이용 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공초점 현미경을 설명하기 위한 구성도다.1 is an overall configuration diagram of a hybrid microscope according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the radiation mode of the hybrid microscope according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a confocal microscope using mode of a hybrid microscope according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a confocal microscope according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리 현미경(100)의 전체적인 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a hybrid microscope 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리 현미경(100)은, 소정 하우징(housing)(110) 내에 장착되는 방사선 광원(120), 시편 지지대(121), 방사선 검출기(122), 공초점 현미경(confocal microscope)(130), 및 제어장치(150)를 포함하고, 제어장치(150)는 방사선 광원(120), 시편 지지대(121), 방사선 검출기(122), 및 공초점 현미경(130)의 제어를 위하여 필요에 따라 외부의 컴퓨터(180)(예를 들어, PC: Personal Computer)와 통신할 수 있다.Referring to FIG. 1, a hybrid microscope 100 according to an embodiment of the present invention includes a radiation light source 120, a specimen support 121, and a radiation detector 122 mounted in a predetermined housing 110. , A confocal microscope 130, and a controller 150, wherein the controller 150 includes a radiation light source 120, a specimen support 121, a radiation detector 122, and a confocal microscope. For control of the 130, the controller may communicate with an external computer 180 (eg, a personal computer) as necessary.

방사선 광원(120)은 X-선을 발생시키며, 하우징(110) 내의 소정 고정축(111)에 장착된 결합수단(112)에 결합되어 회전되는 암(arm)의 끝에 설치된다. 여기서, 방사선 광원(120)은 X-선을 발생시키는 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다른 종류의 방사선을 발생시킬 수도 있다.The radiation light source 120 generates X-rays and is installed at an end of an arm that is coupled to and rotated by a coupling means 112 mounted on a predetermined fixed shaft 111 in the housing 110. Here, the radiation light source 120 is described as an example of generating X-rays, but is not limited thereto, and may generate other types of radiation as necessary.

방사선 광원(120) 아래에 설치되는 시편 지지대(121)와 공초점 현미경(130)도 고정축(111)에 장착된 결합수단(112)에 결합되어 회전되는 암(arm)의 끝에 설치된다.The specimen support 121 and the confocal microscope 130 which are installed under the radiation light source 120 are also installed at the end of an arm which is coupled to the coupling means 112 mounted on the fixed shaft 111 and rotated.

방사선 검출기(122)는 방사선을 감지하여 영상 신호를 생성하는 장치로서, 특히, 방사선 모드에서, 방사선 광원(120)에서 발생된 X-선이 시편 지지대(121) 상의 측정 대상체를 투과한 투과광을 감지하여 대상체의 내부 구조에 대한 영상 신호를 획득할 수 있다.The radiation detector 122 is an apparatus for generating an image signal by sensing radiation, and particularly, in a radiation mode, X-rays generated by the radiation light source 120 detect transmitted light transmitted through a measurement object on the specimen support 121. An image signal of the internal structure of the object may be obtained.

제어장치(150)는 방사선 광원(120)의 방사선 발생, 공초점 현미경(130)의 레이저 광(가시광을 포함함)의 발생과 검출, 및 방사선 검출기(122)의 방사선 검출을 제어할 수 있다. 또한, 방사선 광원(120), 공초점 현미경(130), 및 시편 지지대(121)는 수동으로 사용자가 손으로 잡고 돌려서 고정축(111)을 중심으로 각각의 암이 회전되도록 하여 필요한 정렬이 이루어지도록 할 수 있으나, 이를 제어장치(150)가 제어할 수도 있다. 예를 들어, 제어장치(150)는 소정 입력 명령에 따라 방사선 광원(120), 공초점 현미경(130), 및 시편 지지대(121) 각각의 암이 회전되도록 제어하여 필요한 두가지 모드, 즉, 방사선 모드와 공초점 현미경 이용 모드 각각의 모드에 필요한 정렬이 이루어지도록 할 수 있다. The controller 150 may control radiation generation of the radiation light source 120, generation and detection of laser light (including visible light) of the confocal microscope 130, and radiation detection of the radiation detector 122. In addition, the radiation light source 120, the confocal microscope 130, and the specimen support 121 are manually held and rotated by the user by hand so that each arm is rotated about the fixed axis 111 so that necessary alignment is achieved. It may be possible, but the control device 150 may control this. For example, the controller 150 controls two arms of the radiation light source 120, the confocal microscope 130, and the specimen support 121 to rotate according to a predetermined input command, that is, the radiation mode. And confocal microscopy can be used to make the alignment required for each mode.

또한, 제어장치(150)는, 방사선 모드에서 방사선 검출기(122)가 획득하는 대상체의 내부 구조에 대한 영상 신호를 처리할 수 있고, 공초점 현미경 이용 모드에서는 공초점 현미경(130)에서 획득하는 대상체의 표면 상태에 대한 영상 신호를 처리하여, 처리된 해당 영상 신호에 따른 영상이 컴퓨터(180)의 디스플레이 수단에서 디스플레이되도록 컴퓨터(180)로 전송할 수 있다.In addition, the controller 150 may process an image signal of an internal structure of the object acquired by the radiation detector 122 in the radiation mode, and the object acquired by the confocal microscope 130 in the confocal microscope using mode. By processing the image signal for the surface state of the image may be transmitted to the computer 180 so that the image according to the processed image signal is displayed on the display means of the computer 180.

먼저, 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 현미경(100)의 방사선 모드를 좀더 자세히 설명한다. First, the radiation mode of the hybrid microscope 100 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2.

방사선 모드에서는, 고정축(111)을 중심으로 각각의 암을 회전시켜 방사선 검출기(122)의 위치에 방사선 광원(120)과 시편 지지대(121)가 정렬되도록 할 수 있다. 방사선 광원(120)과 시편 지지대(121)의 정렬은 수동으로도 가능하며, 또는 제어장치(150)의 제어에 따라 소정 모터를 이용해 각각의 암을 회전시킴으로써 정렬이 이루어지도록 할 수도 있다.In the radiation mode, each arm may be rotated about the fixed shaft 111 so that the radiation light source 120 and the specimen support 121 are aligned with the position of the radiation detector 122. Alignment of the radiation light source 120 and the specimen support 121 may be manually performed, or may be aligned by rotating each arm using a predetermined motor under the control of the controller 150.

이와 같은 정렬이 이루어지면, 제어장치(150)의 제어를 통해 방사선 광원(120)에서 X-선이 발생되도록 하고, 이에 따라 발생된 X-선을 시편 지지대(121) 상의 대상체로 조사하면, 방사선 검출기(122)는 대상체를 투과한 투과 방사선을 감지하여 대상체의 내부 구조에 대한 영상 신호를 획득할 수 있다.When such an alignment is made, X-rays are generated in the radiation light source 120 through the control of the controller 150, and the X-rays generated by the irradiation are irradiated onto the object on the specimen support 121, and the radiation is generated. The detector 122 may detect the transmitted radiation passing through the object to obtain an image signal of the internal structure of the object.

이와 같은 방사선 모드에서, 제어장치(150)는, 방사선 검출기(122)가 획득하는 대상체의 내부 구조에 대한 영상 신호를 처리할 수 있고, 처리된 해당 영상 신호에 따른 영상이 컴퓨터(180)의 디스플레이 수단에서 디스플레이되도록 컴퓨터(180)로 전송할 수 있다.In such a radiation mode, the controller 150 may process an image signal of an internal structure of the object acquired by the radiation detector 122, and the image according to the processed image signal may be displayed on the display of the computer 180. May be sent to the computer 180 for display in the means.

다음에, 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 현미경(100)을 이용하는 공초점 현미경 이용 모드를 좀더 자세히 설명한다. Next, the confocal microscope using mode using the hybrid microscope 100 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3.

공초점 현미경 이용 모드에서는, 고정축(111)을 중심으로 각각의 암을 회전시켜 시편 지지대(121)의 위치로 공초점 현미경(130)이 정렬되도록 할 수 있다. 시편 지지대(121)와 공초점 현미경(130)의 정렬은 수동으로도 가능하며, 또는 제어장치(150)의 제어에 따라 소정 모터를 이용해 각각의 암을 회전시킴으로써 정렬이 이루어지도록 할 수도 있다.In the confocal microscope using mode, the confocal microscope 130 can be aligned to the position of the specimen support 121 by rotating each arm about the fixed axis 111. Alignment of the specimen support 121 and the confocal microscope 130 may be manually performed, or may be aligned by rotating each arm using a predetermined motor under the control of the controller 150.

이와 같은 정렬이 이루어지면, 제어장치(150)의 제어를 통해 공초점 현미경(130)에서 레이저 광이 발생되도록 하고, 이에 따라 레이저 광을 시편 지지대(121) 상의 대상체로 조사하면, 공초점 현미경(130)은 다시 대상체에서 반사되는 레이저 광을 검출하여 대상체의 표면 상태에 대한 영상 신호를 획득할 수 있다.When such an alignment is made, the laser beam is generated from the confocal microscope 130 through the control of the control device 150. Accordingly, when the laser light is irradiated onto the object on the specimen support 121, the confocal microscope ( 130 may again detect the laser light reflected from the object to obtain an image signal of the surface state of the object.

이와 같은 공초점 현미경 이용 모드에서, 제어장치(150)는, 공초점 현미경(130)이 획득하는 대상체의 표면 상태에 대한 영상 신호를 처리할 수 있고, 처리된 해당 영상 신호에 따른 영상이 컴퓨터(180)의 디스플레이 수단에서 디스플레이되도록 컴퓨터(180)로 전송할 수 있다.In such a confocal microscope using mode, the control device 150 may process an image signal of the surface state of the object obtained by the confocal microscope 130, and the image according to the processed image signal is computer ( And to the computer 180 to be displayed on the display means of 180.

이와 같이, 본 발명에서는, 방사선 모드에서 대상체에 X-선과 같은 방사선을 조사하고 투과되는 방사선을 방사선 검출기(122)를 이용해 검출하여 대상체의 내부 구조에 대한 영상을 획득함으로써 대상체의 내부 구조를 자세히 관찰할 수 있도록 함과 동시에, 공초점 현미경 이용 모드에서는 대상체에 공초점 현미경(130)을 통해 대상체에 레이저 광을 조사하고 반사되는 광으로부터 영상을 획득하는 방식으로 대상체의 표면에 대한 영상을 획득함으로써 대상체의 표면 특성을 자세히 관찰할 수 있도록 하였다. 이와 같은 각각의 방식으로부터 획득된 영상은 하나의 디스플레이 화면을 통해 제공될 수도 있으며, 이와 같이 스케일이 서로 다른 두 가지 영상 획득 방식을 조합하여 방사선 영상으로부터의 대상체의 내부 구조에 이상이 있는 부분을 즉시 공초점 현미경(130)으로 확대하여 표면 관찰이 용이하게 이루어질 수 있다. As described above, in the present invention, the internal structure of the object is observed in detail by irradiating radiation such as X-rays to the object in the radiation mode and detecting the transmitted radiation by using the radiation detector 122 to obtain an image of the internal structure of the object. In addition, in the confocal microscope using mode, the object is obtained by obtaining an image of the surface of the object by irradiating laser light to the object through the confocal microscope 130 and obtaining an image from the reflected light. The surface properties of the can be observed in detail. Images obtained from each of these methods may be provided through a single display screen. By combining two image acquisition methods having different scales as described above, a portion having an abnormality in the internal structure of the object from the radiographic image may be immediately obtained. Zooming into the confocal microscope 130, the surface can be easily observed.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공초점 현미경(130)을 설명하기 위한 구성도다.4 is a block diagram illustrating a confocal microscope 130 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공초점 현미경(130)은, 광원(131), 콜리메이션(collimation) 렌즈(132), 빔스플리터(beamsplitter)(133), 제1 FC(Fiber Channel) 콜리메이터(134), 광섬유(135), 제2 FC 콜리메이터(136), 미러(mirror)(137), 스캐너(scanner) 수단(138), 제2 렌즈(139), 제3 렌즈(140), 및 광검출기(141)를 포함한다.4, a confocal microscope 130 according to an embodiment of the present invention includes a light source 131, a collimation lens 132, a beamsplitter 133, and a first FC ( Fiber Channel collimator 134, optical fiber 135, second FC collimator 136, mirror 137, scanner means 138, second lens 139, third lens 140 ), And photodetector 141.

광원(131)은 레이저 광을 발생시킨다. 광원(131)에서 발생된 레이저 광은 볼록렌즈 형태의 콜리메이션 렌즈(132)에 의해 평행광으로 변환되고 포커싱(focusing)되어 출력된다. 콜리메이션 렌즈(132)를 통과한 레이저 광은 빔스플리터(133)에 의해 일부만 통과되고, 다른 일부는 반사된다. 빔스플리터(133)를 통과한 레이저 광은 제1 FC 콜리메이터(134)에 의해 집속되어 광섬유(135)로 전달되며, 광섬유(135)가 제1 FC 콜리메이터(134)를 통과한 레이저 광을 전달하며, 광섬유(135)의 끝에서 제2 FC 콜리메이터(136)는 광섬유(135)를 통과한 레이저 광을 집속하여 출력한다. The light source 131 generates laser light. The laser light generated by the light source 131 is converted into parallel light by the collimation lens 132 of the convex lens type, and is focused and output. The laser light passing through the collimation lens 132 is partially passed by the beam splitter 133, and the other part is reflected. The laser light passing through the beam splitter 133 is focused by the first FC collimator 134 and transmitted to the optical fiber 135, and the optical fiber 135 transmits the laser light passing through the first FC collimator 134. At the end of the optical fiber 135, the second FC collimator 136 focuses and outputs the laser light passing through the optical fiber 135.

제2 FC 콜리메이터(136)에서 집속된 레이저 광은 미러(137)에서 반사되어 스캐너 수단(138)으로 전달된다. 스캐너 수단(138)은 갈바노(Galvano) 방식의 거울 회전기 또는 MEMS(Microelectromechanical Systems) 스캐너일 수 있다. 스캐너 수단(138)은 제1축(x-축) 방향으로 스캔하여 미러(137)에서 반사된 레이저 광의 제1축(x-축) 방향으로의 출사각을 조절하여 반사시킬 수 있다. The laser light focused at the second FC collimator 136 is reflected at the mirror 137 and transmitted to the scanner means 138. The scanner means 138 may be a galvano mirror rotator or a MEMS scanner. The scanner means 138 may scan in the first axis (x-axis) direction to adjust and reflect the exit angle of the laser light reflected from the mirror 137 in the first axis (x-axis) direction.

이에 따라 제2 렌즈(139)는 스캐너 수단(138)에서 반사된 레이저 광을 제2축(y축) 또는 제3축(z축) 방향으로의 출사각을 조절하여 통과시켜 대상체로 입사시킨다. 제2 렌즈(139)는 CD(compact disk) 또는 DVD(Digital Video Disk) 등과 같은 광디스크 재생기에 사용되는 광디스크 모듈의 픽업 렌즈 형태일 수 있다. 이와 같은 형태의 제2 렌즈(139)는 제어장치(150)의 제어에 따라 입사광을 제2축(y축) 또는 제3축(z축)으로 출사각을 조절하여 출사할 수 있다.Accordingly, the second lens 139 passes the laser light reflected by the scanner means 138 in the second axis (y-axis) or the third axis (z-axis) by adjusting the exit angle to enter the object. The second lens 139 may be in the form of a pickup lens of an optical disk module used in an optical disk player such as a compact disk (CD) or a digital video disk (DVD). The second lens 139 of this type may emit the incident light by adjusting the exit angle to the second axis (y axis) or the third axis (z axis) under the control of the controller 150.

이와 같이 스캐너 수단(138)에 의한 제1축(x-축) 방향으로의 출사각 조절, 제2 렌즈(139)에 의한 제2축(y축) 또는 제3축(z축)으로의 출사각이 조절되어, 대상체로 입사시킴으로써, 대상체의 크기에 구애없이 전체 영역을 스캔할 수 있고, 이는 저가의 스캐너 수단(138)과 광디스크 모듈과 같은 간단한 광학계에 의하여 초소형으로 제작될 수 있다. In this way, the emission angle is adjusted in the first axis (x-axis) direction by the scanner means 138, and the emission is emitted in the second axis (y axis) or the third axis (z axis) by the second lens 139. By adjusting the angle and incident on the object, it is possible to scan the entire area regardless of the size of the object, which can be made compact by a simple optical system such as an inexpensive scanner means 138 and an optical disk module.

제2 렌즈(139)를 통해 대상체로 레이저 광이 입사되면, 대상체에서 반사 또는 산란된 레이저 광은, 제2 렌즈(139), 스캐너 수단(138), 미러(137), 제2 FC 콜리메이터(136), 광섬유(135), 및 제1 FC 콜리메이터(134)를 거쳐 빔스플리터(133)에서 반사되어 제3 렌즈(140)로 입사된다. 볼록 렌즈 형태의 제3 렌즈(140)를 통과한 레이저 광은 광검출기(141)로 보내지고, 광검출기(141)는 제3 렌즈(140)를 통과한 레이저 광을 감지하여 대상체의 표면 상태에 대한 영상 신호를 획득할 수 있다.When the laser light is incident on the object through the second lens 139, the laser light reflected or scattered by the object may include the second lens 139, the scanner means 138, the mirror 137, and the second FC collimator 136. ), The optical fiber 135, and the first FC collimator 134 are reflected by the beam splitter 133 and incident on the third lens 140. The laser light passing through the third lens 140 in the form of a convex lens is sent to the photodetector 141, and the photodetector 141 senses the laser light passing through the third lens 140 on the surface state of the object. It is possible to obtain a video signal for.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 하이브리 현미경
110: 하우징
120: 방사선 광원
121: 시편 지지대
122: 방사선 검출기
130: 공초점 현미경
150: 제어장치
180: 컴퓨터100: hybrid microscope
110: Housing
120: radiation light source
121: Psalm Support
122: radiation detector
130: confocal microscope
150: controller
180: Computer

Claims (10)

고정축에 장착된 각각의 결합수단에 결합되고 회전되는 각각의 암의 끝에 설치된 방사선 광원, 공초점 현미경 및 시편 지지대를 포함하고, 방사선을 감지하여 영상 신호를 생성하는 방사선 검출기를 포함하며,
제1 모드에서, 상기 방사선 광원과 상기 방사선 검출기를 이용해 상기 시편 지지대 상의 대상체의 내부 구조에 대한 영상 신호를 획득하고, 제2 모드에서, 상기 공초점 현미경을 이용해 상기 시편 지지대 상의 대상체의 표면 상태에 대한 영상 신호를 획득하기 위한 것으로서,
상기 공초점 현미경은,
레이저 광을 발생시키는 광원; 상기 광원에서 발생된 레이저 광을 평행광으로 변환하거나 포커싱하여 출력하는 콜리메이션 렌즈; 상기 콜리메이션 렌즈를 통과한 레이저 광의 일부를 통과시키는 빔스플리터; 상기 빔스플리터를 통과한 레이저 광을 집속하는 제1 FC 콜리메이터; 상기 제1 FC 콜리메이터를 통과한 레이저 광을 전달하는 광섬유; 상기 광섬유를 통과한 레이저 광을 집속하는 제2 FC 콜리메이터;
상기 제2 FC 콜리메이터에서 집속된 레이저 광을 반사시키는 미러; 상기 미러에서 반사된 레이저 광의 제1축 방향으로의 출사각을 조절하여 반사시키는 스캐너 수단; 상기 스캐너 수단에서 반사된 레이저 광을 제2축 또는 제3축 방향으로의 출사각을 조절하여 통과시켜 대상체로 입사하는 제2 렌즈; 대상체에서 반사 또는 산란된 레이저 광이 상기 제2 렌즈, 상기 스캐너 수단, 상기 미러, 상기 제2 FC 콜리메이터, 상기 광섬유, 및 상기 제1 FC 콜리메이터를 거쳐 상기 빔스플리터에서 반사되는 레이저 광을 집속하는 제3 렌즈; 및 상기 제3 렌즈를 통과한 레이저 광을 감지하여 영상 신호를 획득하는 광검출기
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 현미경.A radiation light source, a confocal microscope, and a specimen supporter installed at the end of each arm coupled and rotated to each coupling means mounted on the fixed shaft, and including a radiation detector for detecting radiation to generate an image signal,
In a first mode, the radiation light source and the radiation detector are used to acquire an image signal of the internal structure of the object on the specimen support. In the second mode, the confocal microscope is used to determine the surface state of the object on the specimen support. As to obtain a video signal for
The confocal microscope,
A light source for generating laser light; A collimation lens for converting or outputting laser light generated by the light source into parallel light; A beam splitter configured to pass a portion of the laser light passing through the collimation lens; A first FC collimator for focusing the laser light passing through the beam splitter; An optical fiber for transmitting laser light passing through the first FC collimator; A second FC collimator for focusing the laser light that has passed through the optical fiber;
A mirror for reflecting laser light focused at the second FC collimator; Scanner means for adjusting and reflecting an exit angle of the laser light reflected from the mirror in a first axis direction; A second lens incident to the object by adjusting the exit angle in the second or third axis direction through the laser light reflected by the scanner means; The laser light reflected or scattered from the object to focus the laser light reflected by the beam splitter through the second lens, the scanner means, the mirror, the second FC collimator, the optical fiber, and the first FC collimator 3 lenses; And a photo detector for detecting an image of the laser beam passing through the third lens to obtain an image signal.
Hybrid microscope comprising a. 제1항에 있어서, 상기 방사선은 X-선을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 현미경.The hybrid microscope of claim 1, wherein the radiation comprises X-rays. 제1항에 있어서,
상기 방사선 광원의 방사선 발생, 상기 공초점 현미경의 레이저 광의 발생과 검출, 및 상기 방사선 검출기의 방사선 검출을 제어하는 제어장치
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 현미경.The method of claim 1,
A control device for controlling radiation generation of the radiation light source, generation and detection of laser light of the confocal microscope, and radiation detection of the radiation detector
Hybrid microscope further comprises. 제3항에 있어서,
상기 제어장치는, 상기 방사선 광원, 상기 공초점 현미경, 및 상기 시편 지지대의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 현미경.The method of claim 3,
The control device, the hybrid microscope, characterized in that for controlling the rotation of the radiation source, the confocal microscope, and the specimen support. 제3항에 있어서,
상기 제어장치는 외부의 컴퓨터와 통신하여 상기 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 현미경.The method of claim 3,
And the control device communicates with an external computer to perform the control. 제5항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 대상체의 내부 구조에 대한 영상 신호를 처리하고, 상기 대상체의 표면 상태에 대한 영상 신호를 처리하여, 처리된 해당 영상 신호에 따른 영상이 상기 컴퓨터의 디스플레이 수단에서 디스플레이되도록 상기 컴퓨터로 전송하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 현미경.The method of claim 5,
The control device processes an image signal of an internal structure of the object, processes an image signal of a surface state of the object, and transmits the image signal according to the processed image signal to the computer so that the image is displayed on the display means of the computer. Hybrid microscope, characterized in that for transmitting. 제1항에 있어서,
상기 제1 모드에서, 상기 고정축을 중심으로 상기 각각의 암을 회전시켜 상기 방사선 검출기의 위치로 상기 방사선 광원 및 상기 시편 지지대를 정렬하여, 상기 방사선 광원에서 발생한 방사선을 상기 시편 지지대 상의 대상체로 조사하고 상기 방사선 검출기를 이용해 상기 대상체를 투과한 투과 방사선을 감지하여 상기 대상체의 내부 구조에 대한 영상 신호를 획득하고,
상기 제2 모드에서, 상기 고정축을 중심으로 상기 각각의 암을 회전시켜 상기 시편 지지대의 위치로 상기 공초점 현미경을 정렬하여, 상기 공초점 현미경에서 발생한 레이저 광을 상기 시편 지지대 상의 대상체로 조사하고 상기 대상체에서 반사되는 레이저 광을 상기 공초점 현미경에서 검출하여 상기 대상체의 표면 상태에 대한 영상 신호를 획득하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 현미경.The method of claim 1,
In the first mode, by rotating the respective arms about the fixed axis to align the radiation light source and the specimen support to the position of the radiation detector, the radiation generated from the radiation light source to the object on the specimen support Detects the transmitted radiation transmitted through the object using the radiation detector to obtain an image signal of an internal structure of the object,
In the second mode, by rotating the respective arms about the fixed axis to align the confocal microscope to the position of the specimen support, the laser light generated by the confocal microscope is irradiated to the object on the specimen support and the And a laser beam reflected from the object by detecting the confocal microscope to obtain an image signal of the surface state of the object. 제1항에 있어서, 상기 스캐너 수단은 갈바노 방식의 거울 회전기 또는 MEMS 스캐너인 것을 특징으로 하는 하이브리드 현미경.The hybrid microscope according to claim 1, wherein the scanner means is a galvano mirror rotator or MEMS scanner. 제1항에 있어서, 상기 제2 렌즈는 광디스크 모듈의 픽업 렌즈 형태인 것을 특징으로 하는 하이브리드 현미경.The hybrid microscope of claim 1, wherein the second lens is in the form of a pickup lens of an optical disk module. 제1항에 있어서, 상기 제3렌즈는 볼록 렌즈인 것을 특징으로 하는 하이브리드 현미경.The hybrid microscope of claim 1, wherein the third lens is a convex lens.
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