KR101428741B1 - 위상변조기를 이용한 휴대용 홀로그래픽 현미경 및 이를 구비한 모바일 기기 - Google Patents

위상변조기를 이용한 휴대용 홀로그래픽 현미경 및 이를 구비한 모바일 기기 Download PDF

Info

Publication number
KR101428741B1
KR101428741B1 KR1020120122448A KR20120122448A KR101428741B1 KR 101428741 B1 KR101428741 B1 KR 101428741B1 KR 1020120122448 A KR1020120122448 A KR 1020120122448A KR 20120122448 A KR20120122448 A KR 20120122448A KR 101428741 B1 KR101428741 B1 KR 101428741B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
phase
holographic microscope
phase modulator
portable
Prior art date
Application number
KR1020120122448A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140056771A (ko
Inventor
박노철
이상조
민병권
이경수
조장현
김도형
전성빈
박재형
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR1020120122448A priority Critical patent/KR101428741B1/ko
Publication of KR20140056771A publication Critical patent/KR20140056771A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101428741B1 publication Critical patent/KR101428741B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/361—Optical details, e.g. image relay to the camera or image sensor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/0008—Microscopes having a simple construction, e.g. portable microscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/06—Means for illuminating specimens
    • G02B21/08—Condensers
    • G02B21/14—Condensers affording illumination for phase-contrast observation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/362—Mechanical details, e.g. mountings for the camera or image sensor, housings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/365—Control or image processing arrangements for digital or video microscopes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3827—Portable transceivers
    • H04B1/3833—Hand-held transceivers

Abstract

본 발명은 측정 대상물의 3차원 이미지를 고해상도로 실시간 관찰이 가능하고, 저렴한 비용을 들여 간단하고 콤팩트한 구조로 제작할 수 있는 휴대용 홀로그래픽 현미경에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은 광을 발생하는 광원; 상기 광원의 후방측 광경로상에 구비되며 상기 광원에서 발생된 광을 필터링하는 핀홀; 상기 핀홀을 통과한 평행광을 2개의 광경로로 분리하는 광분리기; 상기 광분리기를 통해 반사된 광을 반사시켜 주는 반사판; 상기 반사판을 거쳐 반사된 광의 위상을 조절하는 위상변조기; 상기 반사판을 통해 반사된 광과 측정 대상체의 정보를 내재한 광을 검출하여 영상신호로 변환하는 이미지 센서; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

위상변조기를 이용한 휴대용 홀로그래픽 현미경 및 이를 구비한 모바일 기기{Portable digital holographic microscopy using phase shifter and mobile devices having the same}
본 발명은 디지털 홀로그래픽 기술을 이용한 홀로그래픽 현미경에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 측정 대상물의 3차원 이미지를 고해상도로 실시간 획득이 가능하고, 저렴한 비용을 들여 간단한 구조로 제작할 수 있는 휴대용 홀로그래픽 현미경 및 이를 구비한 모바일 기기에 관한 것이다.
일반적으로, 홀로그래피(holography) 기술은 물체의 정보를 가진 물체광과 참조광(기준광)의 간섭을 일으켜 물체의 정보를 기록하는 기법을 말한다. 이렇게 기록된 간섭 무늬는 물체의 세기 정보뿐만 아니라 물체의 위상 정보까지 포함하고 있기에 물체의 모든 정보를 기록하는 것이 가능하다.
이러한 홀로그래피 기술은 광학 메모리 시스템(홀로그래픽 광 메모리 시스템)이나 3차원 디스플레이 등 다양한 분야에서 널리 이용되고 있는데, 이러한 홀로그래피 기술을 마이크로스코피(microscopy)에 응용한 홀로그래픽 현미경 시스템은 현재 가장 널리 연구되고 있는 홀로그래피의 응용분야 중 하나이다. 이러한 홀로그래피 기술을 이용한 홀로그래픽 현미경 시스템과 관련한 종래의 선행문헌으로는 한국 특허공개 제2011-0098241호가 개시되어 있다. 이러한 홀로그래픽 현미경 시스템은 일반적으로 이미지 센서를 기록 매질로 이용하는 디지털 홀로그래피의 형태로 많이 연구되기 때문에 흔히 디지털 홀로그래픽 현미경 시스템이라고 불린다.
이와 같은 홀로그래피의 기록과 재생은 일반적으로 다음의 식과 같이 간단하게 표현될 수 있다.
Figure 112012089441092-pat00001
Figure 112012089441092-pat00002
위 식에서 E O 와 E R 은 각각 물체광과 참조광을 의미한다. 이렇게 기록된 홀로그램 I H 에 참조광을 입사시키면 2번째 식과 같이 표현이 될 수 있다. 이 식에서 앞의 2개의 항은 DC 성분을 의미하고 뒤의 2개의 항은 각각 실상과 허상을 의미한다. 디지털 홀로그래피의 복원은 뒤의 두 항 중에 하나의 항을 원시 데이터(raw data)로 사용하여 수학적으로 이루어 지게 된다. 여기서, 일반적인 디지털 홀로그래피의 경우, 위 식의 4개의 항 중 원시 데이터로 사용된 하나의 성분을 제외한 성분들은 강한 노이즈 성분으로 작용하게 된다.
이러한 노이즈 성분을 제거하기 위한 방법으로는 참조광과 물체광에 특정한 각도를 주어 입사하는 비축(off-axis) 방식의 디지털 홀로그래피 기법이 가장 흔하게 사용되고 있다. 이러한 비축 방식의 디지털 홀로그래피 기법은 기록된 홀로그램을 주파수 도메인으로 전파시켜 DC 성분과 허상 성분을 강제적으로 제거해 줌으로써 이미지의 노이즈를 줄여주는 방식이다. 그러나 이러한 방식의 경우 이미지의 특정 성분을 강제로 제거해야되기 때문에 원하는 이미지의 일부분이 같이 소실된다는 단점을 지니게 된다. 이러한 점을 보완하기 위한 방식으로 제안된 것이 위상천이 디지털 홀로그래피이다.
위상천이 디지털 홀로그래피는 참조광의 위상을 정해진 단계로 변화를 시켜서 간섭 무늬를 확보하고 이 이미지들로부터 특정한 수학적 기법을 통해 DC 성분과 허상 성분을 제거하는 기법이다. 이러한 위상천이 디지털 홀로그래피 기법을 적용하기 위해서는 참조광의 위상을 특정한 광학 소자를 이용해 조절을 해줄 필요가 있다. 이러한 광의 위상을 변조하기 위한 위상변조소자로는 웨이브 플레이트(wave plate)(1/2λ ,1/4λ), 위상 공간광변조기(Phase SLM), 피에조 소자(Piezo actuator) 등이 많이 사용되고 있다. 이 중에서 특히 위상 공간광변조기(Phase SLM)와 피에조 소자의 경우 정밀한 컨트롤이 가능하기 때문에 최근의 연구에서는 이를 이용한 위상천이 디지털 홀로그래피 시스템이 많이 연구되고 있다. 이와 같은 위상 변조 소자를 사용하게 되면 위상천이 디지털 홀로그래피의 경우 DC 성분과 이미지의 허상 성분이 일반적인 홀로그래피에 비해 줄어드는 현상을 보이게 되고, 약간의 알고리즘적 추가를 통해 DC 성분과 이미지의 허상 성분을 거의 완벽하게 제거하는 것이 가능하다.
그러나, 이와 같은 종래의 위상 천이 디지털 홀로그래픽 현미경 시스템은 DC성분과 허상 성분을 제거함으로써 보다 높은 고화질의 영상을 얻는 것은 가능하지만, 이를 위해서 복수의 홀로그램 이미지를 찍어야 하는 번거로운 면이 있었고, 또한 이렇게 촬영한 이미지들은 동시에 촬영되지 않으므로 이동하는 물체의 경우 측정시 오차가 발생하여 시스템의 활용도가 떨어지게 되는 문제가 있었다.
또한, 기존의 위상 천이 디지털 홀로그래피는 고화질의 영상을 얻기 위해 고가의 광학 소자를 사용해야 하기 때문에 가격이 비싸고, 많은 수의 광학 부품을 사용하기 때문에 시스템 전체의 크기가 커져서 휴대용으로 적용하기 어려웠던 단점이 있었다.
또한, 현재 제품으로 개발된 휴대용 현미경은 실시간 3차원 이미지의 관찰 및 획득이 어렵고, 이미지 처리속도도 매우 느리며, 측정 대상체(시료)를 별도 마련된 트레이(tray) 위에 놓고 측정해야하기 때문에 측정환경이 제한될 수밖에 없는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 홀로그래픽 현미경에 설치되는 위상변조기를 반사판 및 광분리기와 결합하여 하나의 일체화된 모듈로 구성함으로써, 내부구조가 간단하고 콤팩트한 소형의 현미경으로 제작이 가능하고, 휴대용으로 매우 적합한 홀로그래픽 현미경을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 홀로그래픽 현미경 내부에 구비되는 위상변조기를 유리나 투명 폴리머 등과 같은 저가의 소재를 채용하여 제작함으로써 저렴한 제작비용으로 휴대용 홀로그래픽 현미경을 제작할 수 있고, 또한 투명한 위상변조기의 표면에 다수의 위상천이 홈이 어레이(array) 형태로 배열되도록 형성함으로써, 한 번의 홀로그램 촬영으로도 다수의 위상변조 디지털 홀로그램을 얻을 수 있으며, 이를 통해 고해상도의 3차원 이미지를 실시간으로 획득할 수 있는 휴대용 홀로그래픽 현미경을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 홀로그래픽 현미경을 휴대폰 등의 모바일 기기에 부착시켜 구성하고, 모바일 기기 내부의 이미지 센서에 기록된 홀로그램 데이터를 별도의 어플리케이션(application)을 이용하여 3차원 영상 이미지로 실시간 복원이 가능한 홀로그래픽 현미경이 구비된 모바일 기기를 제공함에 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 휴대용 홀로그래픽 현미경은, 광을 발생하는 광원; 상기 광원의 후방측 광경로상에 구비되며 상기 광원에서 발생된 광을 필터링하는 핀홀; 상기 핀홀을 통과한 평행광을 2개의 광경로로 분리하는 광분리기; 상기 광분리기를 통해 반사된 광을 반사시켜 주는 반사판; 상기 반사판을 거쳐 반사된 광의 위상을 조절하는 위상변조기; 상기 반사판을 통해 반사된 광과 측정 대상체의 정보를 내재한 광을 검출하여 영상신호로 변환하는 이미지 센서; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 위상변조기는 상기 광분리기와 상기 반사판 사이에 배치되도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 위상변조기는 광이 투과될 수 있는 투명 재질로 구성될 수 있다.
아울러, 상기 위상변조기는 현미경에 설치 또는 분리가 가능하도록 착탈가능한 구조로 설치될 수 있다.
이때, 상기 위상변조기에는 광이 투과될 수 있는 투명 재질로 구성된 적어도 하나 이상의 위상판이 구비될 수 있다.
또한, 상기 위상변조기에는 상기 위상판과 대응하는 적어도 하나 이상의 위상홀이 더 구비될 수 있다.
한편, 상기 위상변조기는 그 두께의 조정을 통해 위상을 제어하도록 구성할 수 있으며, 이를 위해 상기 위상변조기에 두께 편차를 갖는 영역을 적어도 2개 이상 형성할 수 있다.
이와 같은 위상변조기는 회전에 의해 광의 위상변조가 이루어지는 회전형 타입, 또는 직선이동에 의해 광의 위상변조가 이루어지는 시프트형 타입 중 어느 하나의 타입이 적용될 수 있다.
그리고, 본 발명의 휴대용 홀로그래픽 현미경에서 상기 위상변조기와 상기 반사판 및 상기 광분리기를 하나의 모듈 형태를 갖도록 결합하여 일체로 구성할 수 있다.
이와 달리 상기 위상변조기와 상기 반사판만을 결합하여 하나의 모듈 형태를 갖도록 일체로 구성할 수도 있다.
그리고 상기 위상변조기를 광이 투과될 수 있는 투명 재질로 형성하고, 그의 표면에 함몰된 형태의 복수의 위상천이홈을 형성하여 어레이(Array) 형태로 배열되도록 구성할 수 있다.
한편 본 발명의 휴대용 홀로그래픽 현미경에 구비되는 핀홀은 5㎛ ~ 100㎛ 범위 내의 직경을 갖는 핀홀이 적용될 수 있다.
그리고, 상기 반사판은 그의 길이방향의 축에 대해서 0 초과 10°이하의 경사각을 갖도록 배치될 수 있다.
아울러, 본 발명의 휴대용 홀로그래픽 현미경에는 광원으로부터 발생된 광을 평행광으로 만들어주는 렌즈가 더 설치될 수 있다.
이러한 렌즈는 상기 핀홀과 상기 광분리기 사이에 배치되거나, 또는 상기 광분리기의 후방측 광경로상에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 휴대용 홀로그래픽 현미경에 구비되는 이미지 센서는 상기 광분리기를 기준으로 상기 반사판과 마주보는 위치에 배치되거나, 또는 상기 광분리기 하부측 광경로상에 배치되도록 구성할 수 있다.
이때, 상기 광분리기는 상기 광원과 가까운 광경로상에 배치되는 제1광분리기와, 상기 제1광분리기의 후방측 광경로상에 배치되는 제2광분리기로 구성되도록 하고, 상기 반사판은 상기 제1광분리기를 통해 입사된 광을 반사시키는 제1반사판과, 상기 제1반사판을 거쳐 입사된 광을 다시 상기 제2광분리기측으로 반사시키는 제2반사판으로 구성되도록하며, 상기 위상변조기가 상기 제1반사판과 제2반사판 사이에 배치되도록 구성할 수도 있다.
한편, 상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 휴대용 모바일 기기는 상술한 구성을 갖는 휴대용 홀로그래픽 현미경 구조를 접목시켜 구성할 수 있다.
이때, 상기 휴대용 홀로그래픽 현미경에 구비되는 이미지 센서로는 모바일 기기에 내장된 카메라의 이미지 센서가 사용될 수 있다.
그리고 상기 휴대용 모바일 기기에는 상기 이미지 센서를 통해 얻어진 홀로그램 데이터를 내부의 복원 알고리즘을 통해 복원하여 3차원 실시간 영상을 획득하도록 할 수 있는 애플리케이션(Application)이 설치될 수 있다.
한편, 상술한 휴대용 홀로그래픽 현미경에 구비되는 본 발명의 위상변조모듈은, 광원에서 발생된 광을 반사시켜주는 반사판과; 상기 반사판을 통해 반사된 광의 위상을 조절하는 위상변조기;를 포함하며, 상기 위상변조기와 상기 반사판이 하나의 모듈 형태로 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 위상변조모듈은, 상기 광원에서 발생된 광을 2개의 광경로로 분리하는 광분리기를 더 포함하며, 상기 위상변조기와 상기 반사판 및 상기 광분리기가 하나의 모듈 형태로 결합되도록 일체로 형성될 수 있다.
이때, 상기 위상변조기는 상기 광분리기와 상기 반사판 사이에 배치하여 구성할 수 있다.
아울러 상기 위상변조기는 광이 투과될 수 있는 투명 재질로 구성하고, 그 두께의 조정을 통해 위상이 제어되도록 구성할 수 있다.
이때, 상기 위상변조기에는 두께 편차를 갖는 영역이 적어도 2개 이상 형성될 수 있으며, 상기 위상변조기의 표면으로부터 함몰된 복수의 위상천이홈이 어레이(Array) 형태로 배열되도록 형성할 수 있다.
이와 달리 상기 반사판의 표면에 함몰된 형태의 복수의 홈을 어레이(Array) 형태로 배열 형성하고, 상기 홈의 바닥면에 별도의 반사면을 코팅하여 형성할 수도 있다.
상기한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 홀로그래픽 현미경에서 광의 위상 변조를 위해 설치되는 위상변조기를 반사판 및 광분리기와 결합하여 하나의 일체화된 모듈로 구성함으로써, 내부구조가 간단하고 콤팩트한 소형의 현미경으로 제작이 가능하고, 이를 통해 휴대용으로 매우 적합한 홀로그래픽 현미경을 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한, 위상변조기를 유리나 투명 폴리머 등과 같은 저가의 투명 소재를 사용하여 구성되도록 함으로써 저렴한 비용으로 휴대용 홀로그래픽 현미경을 제작할 수 있고, 투명 위상변조기의 표면에 다수의 위상천이 홈을 어레이(array) 형태로 배열 형성함으로써, 한 번의 홀로그램 촬영으로 다수의 위상변조 디지털 홀로그램을 얻을 수 있는 장점이 있고, 이를 통해 측정 대상물의 고해상도의 3차원 이미지를 실시간으로 용이하게 획득할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 휴대용 홀로그래픽 현미경은 기존의 현미경과 같이 측정 대상물을 얹어놓기 위한 별도의 트레이(tray)가 필요 없고, 측정 대상물의 크기나 측정 장소에 제한 없이 편리하게 휴대하면서 3차원 이미지 영상을 관찰할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 상기 홀로그래픽 현미경을 휴대폰 등의 모바일 기기에 부착시켜 사용하는 것이 가능하고, 모바일 기기에 내장된 이미지 센서를 홀로그래픽 현미경의 이미지 센서로 사용하여 모바일 기기의 이미지 센서에 기록된 홀로그램 데이터를 모바일 어플리케이션(application)을 이용하여 복원하도록 함으로써 실시간으로 3차원 영상을 용이하게 획득할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 휴대용 디지털 홀로그래픽 현미경의 구성을 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 주요부 구성을 도시한 요부 구성도.
도 3은 도 2에 도시된 위상변조모듈의 상세 구조를 보여주는 상세도.
도 4는 본 발명에 따른 홀로그래픽 현미경 내부의 광 이동경로를 보여주는 개념도.
도 5는 본 발명에 따른 위상변조모듈의 다른 실시 예 형태를 보여주는 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 위상변조모듈의 또 다른 실시 예 형태를 보여주는 사시도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 회전 타입 위상변조기를 구비한 홀로그래픽 현미경을 도시한 구성도
도 8은 도 7에 도시된 회전 타입 위상변조기의 평면 및 단면 구조를 보여주는 평면도 및 단면도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 시프트 타입 위상변조기를 구비한 홀로그래픽 현미경을 도시한 구성도
도 10은 도 9에 도시된 시프트 타입 위상변조기의 평면 및 단면 구조를 보여주는 평면도 및 단면도.
도 11 내지 도 14는 본 발명에 따른 회전 타입 위상변조기의 다양한 실시 예들을 보여주는 예시도.
도 15는 본 발명에 따른 시프트 타입 위상변조기의 다양한 실시 예들을 보여주는 예시도.
도 16은 위상판과 위상홀을 가지는 시프트 타입 위상변조기를 채용한 휴대용 홀로그래픽 현미경을 도시한 구성도.
도 17은 도 12에 도시된 시프트 타입 위상변조기의 상세 구조를 보여주는 상세도.
도 18은 도 17에 도시된 시프트 타입 위상변조기의 또 다른 변형 예를 보여주는 예시도.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시 예로서, 렌즈를 구비한 비축(off-axis) 타입 휴대용 홀로그래픽 현미경 구조를 보여주는 예시도.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시 예로서, 렌즈를 구비한 인라인(in-line) 타입 휴대용 홀로그래픽 현미경 구조를 보여주는 예시도.
도 21은 본 발명의 홀로그래픽 현미경을 장착한 모바일 기기를 도시한 예시도.
이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 휴대용 디지털 홀로그래픽 현미경의 구성을 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 주요부 구성을 도시한 요부 구성도이다. 그리고, 도 3은 도 2에 도시된 위상변조모듈의 상세 구조를 보여주는 상세도이고, 도 4는 본 발명에 따른 홀로그래픽 현미경 내부의 광 이동경로를 보여주는 개념도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 휴대용 디지털 홀로그래픽 현미경(100)은 광을 발생하는 광원(110)과, 상기 광원(110)의 후방측(도면에서 하부측) 광경로상에 배치되어 상기 광원(110)에서 발생된 광을 필터링하는 핀홀(120)과, 상기 핀홀(120)을 통과한 평행광을 2개의 광경로로 분리하는 광분리기(130)와, 상기 광분리기(130)를 거쳐 입사된 광을 반사시키는 반사판(140)과, 상기 반사판(140)을 통해 반사된 광의 위상을 변조하는 위상변조기(150)와, 상기 반사판(140)을 통해 반사된 광과 측정 대상체의 정보를 내재한 광을 검출하여 영상신호로 변환하는 이미지 센서(170)를 포함하여 구성된다.
상기 광원(110)에서 발생된 레이저광은 하부측에 위치한 광분리기(beam spliter)(130)로 입사된다. 이때, 상기 핀홀(pin hole)(120)은 상기 광원(110)에서 발생된 광을 필터링(filtering)하여 상기 광분리기(130)에 평행광 형태로 입사되도록 한다. 여기서, 상기 핀홀(120)은 5㎛ ~ 100㎛ 범위 내의 홀 직경을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 광분리기(130)는 상기 핀홀(120)의 후방측 광경로상에 배치되며, 상기 핀홀(120)을 통해 필터링된 광을 2개의 광경로(참조광, 물체광)로 분리한다. 그리고, 상기 반사판(140)은 상기 광분리기(130)의 한쪽 측면상에 평행하게 배치되며 상기 광분리기(130)를 거쳐 반사된 광을 이미지 센서(170)측으로 반사시켜 유도하게 된다.
상기 위상변조기(150)는 광분리기(130)와 반사판(140) 사이에 배치되며, 상기 반사판(140)을 통해 반사되는 광의 위상을 변조하여 이미지 센서(170)측으로 입사시킨다. 상기 위상변조기(150)는 광이 투과될 수 있는 유리 또는 투명 폴리머(polymer) 등과 같은 투명 소재로 구성되며, 그의 표면에는 일정 깊이로 함몰된 복수의 위상천이홈(152)이 형성된다. 이러한 복수의 위상천이홈(152)은 위상변조기(150)의 표면상에 특정 어레이(Array) 형태(예를 들어, 바둑판 모양)로 배열된다.
이러한 위상변조기(150)는 그의 판 두께를 조정하여 광의 위상을 제어할 수 있는데, 상기 위상변조기(150)에 광이 입사될 경우 위상변조기(150)의 표면에 형성된 복수의 위상천이홈(152)들로 인한 판의 두께 편차로 인해 광의 굴절계수가 변화되어 투명판 속에서 광의 파장이 변경되고 다양한 위상차를 갖는 복수의 홀로그램 획득이 가능하다. 상기한 구조로 이루어진 본 발명의 위상변조기(150)는 반사판(140)과 결합되어 하나의 일체화된 모듈 형태로 제작된다.
상기 이미지 센서(170)는 광분리기(130)를 기준으로 반사판(140)과 마주보는 위치에 배치되며, 상기 반사판(140)을 통해 반사된 참조광과 측정 대상체의 형상 정보가 담긴 물체광의 간섭에 의해 만들어진 홀로그램 데이터 형태를 기록하게 된다. 이렇게 이미지 센서(170)에서 획득된 복수의 홀로그램 데이터는 소정의 복원 알고리즘을 통해 수치적으로 복원됨으로써 물체의 3차원 이미지 영상 취득이 가능해진다. 이러한 이미지 센서(170)는 필요에 따라 광분리기(130) 하부측 광경로상에 배치하여 구성할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 휴대용 홀로그래픽 현미경 내부에서의 광의 이동경로를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 광원(110)에서 발생된 광은 하부측의 핀홀(120)을 거쳐 필터링된 후에 광분리기(130)에 입사되고, 상기 광분리기(130)에서는 입사광 중 일부는 반사판(140)측으로 반사하고 일부는 투과시킴으로써 2개의 광경로(참조광 및 물체광)로 분리하게 된다. 한편 상기 광분리기(130)로부터 반사된 광은 위상변조모듈(반사판과 위상변조기가 결합된 모듈)(160)에서 광의 위상이 변조된 후 반사되어 이미지 센서(170)측으로 입사되고(참조광), 상기 광분리기(130)를 투과한 또 다른 광은 하부에 위치한 측정 대상체를 거쳐 상기 광분리기(130)로 다시 입사된 후 반사되어 이미지 센서(170)로 입사된다(물체광). 이러한 과정을 통해 이미지 센서(170)로 입사된 참조광과 물체광은 간섭에 의해 서로 다른 위상차를 갖는 복수의 홀로그램 데이터를 만들게 되고, 이러한 홀로그램 데이터는 복원 알고리즘을 통해 복원됨으로써 측정 대상체의 3차원 이미지를 실시간으로 취득할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명에 따른 위상변조모듈의 다른 실시 예를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 위상변조모듈은 전술된 도 3의 형태와 같이 위상변조기(150)와 반사판(140)이 하나의 모듈 형태로 결합된 구조를 가지는데, 반사판(140)의 한쪽 거울면에 소정 형상을 갖는 복수의 홈(154a)을 어레이(Array) 형태로 배열되도록 가공하고, 상기 가공된 홈(154a)의 바닥면에 반사면(거울면)(156)을 코팅하여 제작하게 된다. 이와 같은 구조로 제작되는 위상변조모듈(160)은 전술된 도 3의 경우처럼 어레이 형태로 배열된 복수의 홈들로 인한 두께 편차에 의해 광의 위상차를 발생시켜 이미지 센서(170)에서 복수의 홀로그램 취득이 가능하도록 한다.
앞서 설명된 도 3 및 도 5의 위상변조모듈(160) 구조는 모두 위상변조기(150)와 반사판(140)이 일체로 결합되어 하나의 모듈 형태를 이루도록 구성한 것이다. 이와 같은 구조에서 한 단계 더 나아가, 도 6의 홀로그래픽 현미경에서 보는 바와 같이, 위상변조기(150)와 반사판(140) 및 광분리기(130)의 3개의 소자를 하나의 모듈 형태로 결합하여 위상변조모듈(160)로 구성할 수 있다. 즉, 광분리기(130)의 일측면에 전술된 구조와 같은 위상변조기(150) 및 반사판(140) 구조를 접목시켜 하나의 일체화된 구조물 형태로 제작함으로써, 홀로그래픽 현미경(100) 내부에 설치되는 광학소자 수를 줄일 수 있기 때문에 저비용으로 현미경 내부구조를 간단하고 콤팩트한 구조로 구현할 수 있고, 이로 인해 휴대용으로 매우 적합한 홀로그래픽 현미경을 구현할 수 있다.
한편, 전술된 실시 예들은 위상변조기(150)를 반사판(140) 및 광분리기(130)와 결합하여 하나의 위상변조모듈로 형성한 형태로서, 위상변조모듈이 현미경 내부에 고정된 상태에서 광의 위상변조가 이루어지도록 된 구조이다. 반면, 후술되는 도 7 내지 도 10에서는 위상변조기가 반사판 또는 광분리기와 분리되어 설치된 형태를 제시하고 있다. 이러한 위상변조기(150)는 사용자가 수동으로 회전시키거나 시프트(shift) 이동시켜 위상변조기(150)의 판 두께 편차를 발생시켜서 광의 위상변조가 이루어지도록 한 구조이다
도 7 및 도 8은 회전형 타입 위상변조기(150)를 보여주는 것으로서, 도시된 바와 같이, 회전형 타입 위상변조기(150)는 원판 형태로 이루어진 표면에 일정한 두께 편차를 갖는 균등 분할된 복수(4개)의 위상변조영역(150a)(150b)(150c)(150d)이 형성된다. 이때, 상기 위상변조영역(150a)(150b)(150c)(150d)의 두께(D1)(D2)(D3)(D4)는 위상변조기(150)의 회전방향을 따라 순차적으로 증가 또는 감소되도록 형성된다. 이와 같은 구조의 회전형 위상변조기(150)는 홀로그래픽 현미경(100) 내부에 회전 가능하게 설치되며, 사용자의 수동조작에 의해 회전되어 광의 위상변조를 수행하게 된다.
도 9 및 도 10은 시프트(shift)형 타입 위상변조기(151)를 보여주는 것으로서, 도시된 바와 같이 시프트형 위상변조기(151)는 직사각형 판 형태로 이루어진 표면에 일정한 두께 편차를 갖는 균등 분할된 복수(4개)의 위상변조영역(151a)(151b)(151c)(151d)이 형성된다. 이때, 상기 위상변조영역(151a)(151b)(151c)(151d)의 두께는 일방향을 따라 두께(H1)(H2)(H3)(H4)가 증가 또는 감소되도록 형성된다. 이와 같은 시프트형 위상변조기(151)는 홀로그래픽 현미경(100) 내부에 직선이동 가능하게 설치되어 사용자가 수동조작에 의해 광의 위상을 변조하도록 되어 있다.
도 11 내지 도 14는 앞서 설명된 회전형 위상변조기(150)의 실시 가능한 다양한 형태의 실시 예들을 나열하여 보여주고 있다. 그 중에서 도 11은 투명한 원판 또는 사각판 형상을 갖는 위상변조기의 표면을 균등 분할된 4개의 영역으로 구획하고, 상기 4개의 영역 중 서로 마주보는 2개의 영역에 동일 깊이로 홈을 가공하여 π/2의 광 위상차가 발생하도록 한 형태이다. 그리고, 도 12는 균등 분할된 4개의 영역 중 서로 인접하게 배치된 3개의 영역에 홈 깊이를 순차적으로 깊어지도록 가공하여 π/2, π, 3π/2의 광 위상차가 순차적으로 발생하도록 한 형태이다. 또한, 도 13의 위상변조기는 균등 분할된 표면에 홈을 가공하여 π/3, 2π/3의 광 위상차가 발생되도록 한 형태이고, 도 14의 위상변조기는 2π/3, 4π/3의 광 위상차가 발생되도록 한 구조이다.
도 15는 앞서 설명된 시프트형 위상변조기(151)의 실시 가능한 다양한 형태를 보여주는 것으로서, 투명 직사각형 판 형상을 갖는 위상변조기의 표면을 4개 또는 3개의 균등 분할된 영역으로 구획하고, 각 영역의 표면을 가공하여 위상변조기의 판 두께가 특정 비율로 증가 또는 감소되도록 함으로써 판의 두께 편차에 의해 광의 위상차가 발생하도록 된 구조이다.
한편, 도 16은 위와 다른 또 다른 형태의 시프트형 위상변조기를 채용한 휴대용 홀로그래픽 현미경을 보여주는 것이다. 그리고, 도 17은 도 14에 도시된 위상변조기(153)의 상세구조를 보여주고 있다
도 16 및 도 17에 도시한 바와 같이, 휴대용 홀로그래픽 현미경 내부의 광분리기(130)와 반사판(140) 사이에는 광의 위상변조를 위한 위상판(154) 및 위상홀(153a)이 구비된 위상변조기(153)가 설치된다. 상기 위상변조기(153)는 직사각형 판 형상으로 이루어지며, 일측에는 'π/2'의 광 위상차를 발생시킬 수 있도록 위상판(154)이 구비되고, 상기 위상판(154) 부근에는 '0'의 광 위상차를 발생시키기 위한 위상홀(153a)이 구비된다. 이때, 상기 위상판(154)은 위상변조기(153)의 내측에 일정 형상의 홀(153b)을 가공한 후, 가공된 홀(153b) 부분에 소정 두께를 갖는 투명한 유리 재질의 위상판(154)을 설치하여 구성하게 된다. 아울러, 상기 위상변조기(153)의 끝단부 양쪽 측면에는 반원형으로 가공된 손잡이부(155)가 형성된다. 따라서, 사용자가 수동조작으로 위상변조기(153)를 직선이동시키며 상기 위상홀(153a) 또는 위상판(154) 부분이 광의 이동경로상에 노출되도록 함으로써 '0' 또는 'π/2'의 광 위상차를 발생할 수 있도록 되어 있다. 이러한 구성을 갖는 위상변조기(153)는 이미지 센서(170)가 광분리기(130)의 하부측에 배치된 구성을 갖는 홀로그래픽 현미경 구조에서도 동일하게 적용할 수 있다. 아울러, 상기한 위상변조기(153)는 도 18에서 보는 것과 같이 별도의 위상홀 없이 위상판(154)만을 구비한 간단한 구조로 제작될 수도 있다.
한편, 도 19는 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 휴대용 홀로그래픽 현미경의 구성을 보여주는 것으로서, 렌즈를 구비한 비축(off-axis) 타입 홀로그래픽 현미경 구조를 보여주고 있다.
도 19에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 비축(off-axis) 타입 홀로그래픽 현미경은 전술된 도 1의 렌즈(lens)가 없는 인라인(in-line) 타입 휴대용 홀로그래픽 현미경 구조와 비교하여 위상변조기(150)와 반사판(140)이 일체로 결합된 형태를 갖는 위상변조모듈(160)이 광분리기(130)에 평행한 수직축(L)과 소정의 경사각(θ)을 갖도록 기울어져 형성된 구조로 되어 있다. 이러한 비축 방식의 홀로그래픽 현미경은 이미지 센서(170)에 기록된 홀로그램을 주파수 도메인으로 전파시켜 DC 성분과 허상 성분을 강제적으로 제거해 줌으로써 이미지 센서(170)에서 획득된 이미지의 노이즈(noise)를 줄여줄 수 있다. 이때, 상기 위상변조모듈(160)의 경사각은 0 초과 10°이하의 범위의 기울기를 갖도록 설치하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 홀로그래픽 현미경에서 광분리기(130)의 하부측에는 광을 평행광으로 만들어주는 위한 렌즈(180)가 더 설치될 수 있다. 이러한 렌즈(180)는 대물렌즈로서 측정 대상체를 투과한 물체광의 영상을 확대시키는 역할을 하게 된다. 이때, 상기 렌즈(180)는 필요에 따라 핀홀(120)과 광분리기(130) 사이에 추가적으로 설치하여 구성할 수도 있다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시 예를 보여주는 것으로서, 렌즈가 구비된 인라인(in-line) 타입 휴대용 홀로그래픽 현미경 구조를 나타낸 것이다. 도면에 도시된 휴대용 홀로그래픽 현미경은 전술된 도 19와 달리 반사판(140)이 기울어지지 않고 광분리기(130)와 평행하게 배치된 인라인 타입의 홀로그래픽 현미경이다. 이러한 인라인 타입 현미경은 상기와 같이 반사판(140)이 기울어지지 않고 광분리기(130)와 평행하게 배치된 구조를 갖기 때문에 이미지 센서(170)에 수직한 방향으로 많은 광량을 입사시켜 해상도를 높일 수 있는 구조이다. 이때, 상기 광분리기를 광원(110)과 가까운 광경로상에 배치되는 제1광분리기(130a)와, 상기 제1광분리기(130a)의 후방측 광경로상에 배치되는 제2광분리기(130b)로 구성하고, 상기 반사판을 상기 제1광분리기(130a)를 통해 입사된 광을 반사시키는 제1반사판(140a)과, 상기 제1반사판(140a)을 거쳐 입사된 광을 다시 상기 제2광분리기(130b)측으로 반사시키는 제2반사판(140b)으로 구성할 수 있다. 이때, 상기 위상변조기(150)는 상기 제1반사판(140a)과 제2반사판(140b) 사이에 배치되도록 구성할 수 있다. 이처럼 위상변조기와, 반사판 및 광분리기 등의 설치개수 및 배치구조를 달리하여 다양한 광학계의 배치구조를 갖는 휴대용 홀로그래픽 현미경을 구현할 수 있다.
한편, 도 21은 상술한 구성을 갖는 본 발명의 홀로그래픽 현미경을 휴대폰과 같은 모바일 기기에 접목시킨 모습을 보여주고 있다. 도면에서 볼 수 있듯이, 본 발명은 홀로그래픽 현미경(100)을 휴대폰(200)에 부착시켜 사용자가 휴대폰(200)을 휴대하고 다니면서 필요 시마다 측정 대상물의 3차원 영상을 실시간 관찰할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 상기 홀로그래픽 현미경(100)을 휴대폰(200)에 부착시킬 경우에는, 이미지 센서(170)가 위치한 홀로그래픽 현미경(100)의 측면부분이 카메라 모듈(미도시)이 위치한 휴대폰(200)의 후면부분에 배치되도록 하여 결합하게 된다. 또한, 홀로그래픽 현미경(100)을 휴대폰(200)에 용이하게 탈부착시킬 수 있도록 상기 홀로그래픽 현미경(100)의 일측면에 'ㄷ'자 형상의 결합용 클립(190)를 설치하여 부착시킬 수 있다. 그리고 홀로그래픽 현미경(100)에 구비되는 이미지 센서(170)는 상기 휴대폰(200)에 내장된 이미지 센서를 사용하여 구성할 수 있다. 이렇게 구성하게 되면, 현미경과 휴대폰에 각각 설치되던 이미지 센서의 중복 설치를 방지할 수 있고 설치되는 광학부품의 수를 줄일 수 있기 때문에 제품을 한층 간단하고 콤팩트하게 구현할 수 있고, 제작비도 절감할 수 있다. 또한, 상기 홀로그래픽 현미경(100)을 휴대폰(200)에 착탈가능한 구조로 설치함으로써, 필요 시마다 상기 홀로그래픽 현미경(100)을 상기 휴대폰(200)에 언제라도 부착 또는 분리하여 사용할 수 있다. 아울러, 상기 휴대폰(200)에 홀로그램의 복원을 위한 별도의 애플리케이션(Application)을 다운받아 설치함으로써 상기 홀로그래픽 현미경(100)을 통해 측정된 홀로그램 데이터를 상기 애플리케이션을 통해 복원하여 3차원 실시간 영상을 획득할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 휴대용 홀로그래픽 현미경(100)에서 광의 위상을 변조하는 위상변조기(150)를 반사판(140)과 광분리기(130)와 결합시켜 하나의 일체화된 모듈 형태로 제작하여 광분리기(130) 표면에서 광의 직접 반사가 가능하도록 구현함으로써, 저렴한 제작비용을 들여 간단하고 콤팩트한 구조의 홀로그래픽 현미경을 제작할 수 있고, 이로 인해 휴대용으로 아주 적합한 소형의 홀로그래픽 현미경을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 위상변조기(150) 표면에 두께 편차 형성을 위한 다수의 위상천이홈을 어레이(array) 형태로 배열 형성함으로써, 한 번의 홀로그램 촬영으로도 다수의 위상변조 홀로그램을 획득할 수 있게 되어 측정 대상물의 고해상도 3차원 영상 이미지를 용이하게 취득할 수 있고, 측정 대상물의 올려놓기 위한 별도의 트레이(tray)가 필요 없는 반사형 홀로그래픽 현미경으로 구현이 가능하기 때문에, 측정 대상물의 크기나 측정 장소에 제한받지 않고 편리하게 3차원 영상을 최득할 수 있다.
아울러, 본 발명의 홀로그래픽 현미경을 휴대폰 등의 휴대용 모바일 기기에 부착시켜 사용하게 되면, 사용자가 휴대폰(200)을 휴대하고 다니면서 필요 시마다 측정 대상물의 3차원 영상을 실시간 관찰할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
100 : 홀로그래픽 현미경 110 : 광원
120 : 핀홀 130 : 광분리기
140 : 반사판 150,151,153 ; 위상변조기
152 : 위상천이홈 154 : 위상판
160 : 위상변조모듈 170 : 이미지 센서
180 : 렌즈 190 : 결합용 클립

Claims (32)

  1. 광을 발생하는 광원;
    상기 광원의 후방측 광경로상에 구비되며 상기 광원에서 발생된 광을 필터링하는 핀홀;
    상기 핀홀을 통과한 평행광을 2개의 광경로로 분리하는 광분리기;
    상기 광분리기를 통해 반사된 광을 반사시켜 주는 반사판;
    상기 반사판을 거쳐 반사된 광의 위상을 조절하는 위상변조기;
    상기 반사판을 통해 반사된 광과 측정 대상체의 정보를 내재한 광을 검출하여 영상신호로 변환하는 이미지 센서;
    를 포함하는 휴대용 홀로그래픽 현미경.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위상변조기는 광분리기와 반사판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  3. 제1항에 있어서, 상기 위상변조기는 광이 투과될 수 있는 투명 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경.
  4. 제1항에 있어서, 상기 위상변조기는 착탈가능한 구조로 설치된 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  5. 제4항에 있어서, 상기 위상변조기는 광이 투과될 수 있는 투명 재질로 구성된 적어도 하나 이상의 위상판을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  6. 제5항에 있어서, 상기 위상변조기는 상기 위상판과 대응하는 적어도 하나 이상의 위상홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  7. 제1항에 있어서, 상기 위상변조기는 그 두께의 조정을 통해 위상을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  8. 제7항에 있어서, 상기 위상변조기에는 두께 편차를 갖는 영역이 적어도 2개 이상 형성된 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  9. 제8항에 있어서, 상기 위상변조기는 회전에 의해 광의 위상변조가 이루어지는 회전형 타입인 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  10. 제8항에 있어서, 상기 위상변조기는 직선이동에 의해 광의 위상변조가 이루어지는 시프트형 타입인 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  11. 제1항에 있어서, 상기 위상변조기와 상기 반사판 및 상기 광분리기는 하나의 모듈 형태로 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  12. 제1항에 있어서, 상기 위상변조기와 상기 반사판은 하나의 모듈 형태로 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  13. 제1항에 있어서, 상기 위상변조기는 그의 표면으로부터 함몰된 복수의 위상천이홈이 어레이(Array) 형태로 배열 형성된 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  14. 제1항에 있어서, 상기 핀홀의 직경은 5㎛ ~ 100㎛ 범위 내에서 적용되는 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경.
  15. 제1항에 있어서, 상기 반사판은 길이방향의 축에 대해서 0 초과 10°이하의 경사각을 갖도록 배치된 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경.
  16. 제1항에 있어서, 상기 광원으로부터 발생된 광을 평행광으로 만들어주는 렌즈가 더 설치된 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경.
  17. 제16항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 핀홀과 광분리기 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  18. 제16항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 광분리기의 후방측 광경로상에 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  19. 제1항에 있어서, 상기 이미지 센서는 상기 광분리기를 기준으로 상기 반사판과 마주보는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  20. 제1항에 있어서, 상기 이미지 센서는 광분리기 하부측 광경로상에 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경
  21. 제1항에 있어서,
    상기 광분리기는 상기 광원과 가까운 광경로상에 배치되는 제1광분리기와, 상기 제1광분리기의 후방측 광경로상에 배치되는 제2광분리기로 구성되고,
    상기 반사판은 상기 제1광분리기를 통해 입사된 광을 반사시키는 제1반사판과, 상기 제1반사판을 거쳐 입사된 광을 다시 상기 제2광분리기측으로 반사시키는 제2반사판으로 구성되며,
    상기 위상변조기는 상기 제1반사판과 제2반사판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경.
  22. 상기 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항의 휴대용 홀로그래픽 현미경을 구비한 휴대용 모바일 기기
  23. 제22항에 있어서, 상기 이미지 센서는 상기 모바일 기기에 내장된 카메라의 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 휴대용 모바일 기기
  24. 제22항에 있어서, 상기 이미지 센서를 통해 얻어진 홀로그램 데이터를 내부의 복원 알고리즘을 통해 복원하여 3차원 실시간 영상을 획득하도록 하는 애플리케이션(Application)이 더 설치된 것을 특징으로 하는 휴대용 모바일 기기
  25. 광원에서 발생된 광을 반사시켜주는 반사판; 및
    상기 반사판을 통해 반사된 광의 위상을 조절하고 광이 투과될 수 있는 투명 재질로 구성된 위상변조기;를 포함하며,
    상기 위상변조기와 상기 반사판이 하나의 모듈 형태로 일체로 형성된 휴대용 홀로그래픽 현미경의 위상변조모듈
  26. 광원에서 발생된 광을 반사시켜주는 반사판;
    상기 반사판을 통해 반사된 광의 위상을 조절하는 위상변조기; 및
    상기 광원에서 발생된 광을 2개의 광경로로 분리하는 광분리기를 포함하며,
    상기 위상변조기와 상기 반사판 및 상기 광분리기가 하나의 모듈 형태로 일체로 형성된 휴대용 홀로그래픽 현미경의 위상변조모듈
  27. 제26항에 있어서, 상기 위상변조기는 광분리기와 반사판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경의 위상변조모듈
  28. 제26항에 있어서, 상기 위상변조기는 광이 투과될 수 있는 투명 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경의 위상변조모듈.
  29. 제25항 또는 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상변조기는 그 두께의 조정을 통해 위상을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경의 위상변조모듈
  30. 제25항 또는 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상변조기에는 두께 편차를 갖는 영역이 적어도 2개 이상 형성된 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경의 위상변조모듈
  31. 제25항 또는 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상변조기는 그의 표면으로부터 함몰된 복수의 위상천이홈이 어레이(Array) 형태로 배열 형성된 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경의 위상변조모듈
  32. 제25항 또는 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사판의 표면에는 그의 표면으로부터 함몰된 복수의 홈이 어레이(Array) 형태로 배열 형성되고, 상기 홈의 바닥면에는 반사면이 코팅된 것을 특징으로 하는 휴대용 홀로그래픽 현미경의 위상변조모듈

KR1020120122448A 2012-10-31 2012-10-31 위상변조기를 이용한 휴대용 홀로그래픽 현미경 및 이를 구비한 모바일 기기 KR101428741B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120122448A KR101428741B1 (ko) 2012-10-31 2012-10-31 위상변조기를 이용한 휴대용 홀로그래픽 현미경 및 이를 구비한 모바일 기기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120122448A KR101428741B1 (ko) 2012-10-31 2012-10-31 위상변조기를 이용한 휴대용 홀로그래픽 현미경 및 이를 구비한 모바일 기기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140056771A KR20140056771A (ko) 2014-05-12
KR101428741B1 true KR101428741B1 (ko) 2014-08-11

Family

ID=50887853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120122448A KR101428741B1 (ko) 2012-10-31 2012-10-31 위상변조기를 이용한 휴대용 홀로그래픽 현미경 및 이를 구비한 모바일 기기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101428741B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016122079A1 (ko) * 2015-01-27 2016-08-04 기초과학연구원 위상 조절을 통한 엑스선 회절 현미경 장치 및 엑스선 회절 방법
TWI632361B (zh) * 2017-03-17 2018-08-11 國立臺灣師範大學 數位全像顯微斷層之方法及裝置
KR20190138200A (ko) * 2018-06-04 2019-12-12 삼성전자주식회사 디지털 홀로그래피 마이크로스코프(dhm), 및 그 dhm을 이용한 검사 방법 및 반도체 소자 제조방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107544121A (zh) * 2017-09-22 2018-01-05 中国科学院生物物理研究所 一种用于透射电镜成像的相位板装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09280811A (ja) * 1996-04-08 1997-10-31 Herutsu Kogyo Kk 干渉計
JP2000180124A (ja) 1998-12-15 2000-06-30 Inst Of Physical & Chemical Res 試料の幾何学的厚さおよび屈折率測定装置およびその測定方法
JP2003098038A (ja) 2001-09-26 2003-04-03 Hamamatsu Photonics Kk 収差判別装置及び収差判別方法
KR20100055200A (ko) * 2008-11-17 2010-05-26 삼성전기주식회사 광변조기 모듈 패키지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09280811A (ja) * 1996-04-08 1997-10-31 Herutsu Kogyo Kk 干渉計
JP2000180124A (ja) 1998-12-15 2000-06-30 Inst Of Physical & Chemical Res 試料の幾何学的厚さおよび屈折率測定装置およびその測定方法
JP2003098038A (ja) 2001-09-26 2003-04-03 Hamamatsu Photonics Kk 収差判別装置及び収差判別方法
KR20100055200A (ko) * 2008-11-17 2010-05-26 삼성전기주식회사 광변조기 모듈 패키지

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016122079A1 (ko) * 2015-01-27 2016-08-04 기초과학연구원 위상 조절을 통한 엑스선 회절 현미경 장치 및 엑스선 회절 방법
TWI632361B (zh) * 2017-03-17 2018-08-11 國立臺灣師範大學 數位全像顯微斷層之方法及裝置
KR20190138200A (ko) * 2018-06-04 2019-12-12 삼성전자주식회사 디지털 홀로그래피 마이크로스코프(dhm), 및 그 dhm을 이용한 검사 방법 및 반도체 소자 제조방법
US11314205B2 (en) 2018-06-04 2022-04-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Digital holography microscope (DHM), and inspection method and semiconductor manufacturing method using the DHM
KR102503209B1 (ko) 2018-06-04 2023-02-23 삼성전자 주식회사 디지털 홀로그래피 마이크로스코프(dhm), 및 그 dhm을 이용한 검사 방법 및 반도체 소자 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140056771A (ko) 2014-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8654343B2 (en) Interference measurement apparatus and method for measuring interference
US10739574B2 (en) Structured illumination optical system and structured illumination microscope device
JP5339535B2 (ja) デジタルホログラフィ装置及び位相板アレイ
JP6197880B2 (ja) 構造化照明顕微鏡、構造化照明方法、及びプログラム
WO2018070451A1 (ja) ディジタルホログラフィック顕微鏡
US11822288B2 (en) Self-interference digital holographic system
CN110058393B (zh) 一种基于结构光照明的相位显微成像装置和方法
JP6424313B2 (ja) ホログラフィック顕微鏡および高分解能ホログラム画像用のデータ処理方法
WO2012002207A1 (ja) 偏光イメージング装置および偏光イメージング方法
WO2014013720A1 (ja) 構造化照明顕微鏡装置
CN103257441A (zh) 一种非相干数字全息三维动态显微成像系统与方法
JP2004500601A (ja) ダイレクト対デジタル式ホログラフィ及びホロビジョンの捕捉及び再生システムに対する改良
WO2019044336A1 (ja) ホログラフィック撮像装置および同装置に用いるデータ処理方法
WO2015052936A1 (ja) 構造化照明顕微鏡装置
JP6194710B2 (ja) 構造化照明装置及び構造化照明顕微鏡装置
KR101428741B1 (ko) 위상변조기를 이용한 휴대용 홀로그래픽 현미경 및 이를 구비한 모바일 기기
JPWO2020045584A1 (ja) ホログラフィック撮像装置およびホログラフィック撮像方法
JP2017076038A (ja) デジタルホログラフィ装置およびデジタルホログラフィ方法
JP2019219523A (ja) ホログラム記録装置
CN107741690A (zh) 紧凑型准共光路相移数字全息成像系统及方法
JP5163926B2 (ja) 空間光変調器、情報記録装置および情報再生装置
KR102111439B1 (ko) 홀로그래픽 유닛을 구비한 액정 디스플레이 장치
JP6083596B2 (ja) 光学特性測定システム
US20220283541A1 (en) Holographic camera system
JP6948084B2 (ja) 光学測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170804

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190828

Year of fee payment: 6