KR101505745B1 - Dual detection confocal reflecting microscope and method of detecting information on height of sample using same - Google Patents

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KR101505745B1
KR101505745B1 KR1020130128066A KR20130128066A KR101505745B1 KR 101505745 B1 KR101505745 B1 KR 101505745B1 KR 1020130128066 A KR1020130128066 A KR 1020130128066A KR 20130128066 A KR20130128066 A KR 20130128066A KR 101505745 B1 KR101505745 B1 KR 101505745B1
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reflected light
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pinhole
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유홍기
이동령
권대갑
김영덕
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

Provided are a confocal microscope and a method for detecting information on the height of a specimen. According to an embodiment of the present invention, the confocal microscope with multiple pin holes is capable of detecting information on the height of a specimen based on the intensity of reflected light transmitted through the pin holes, and is capable of generating the three-dimensional image of the specimen based on the detected information on the height of the specimen. The confocal microscope is capable of detecting the information on the height of the specimen without the mechanical movement of the confocal microscope and/or the specimen, and is capable of generating the three-dimensional image of the specimen just by scanning the specimen on a two-dimensional plane. The confocal microscope comprises: an object lens through which light emitted to the specimen is transmitted and the reflected light reflected by the specimen when the light is emitted to the specimen are transmitted; a first pin hole through which first reflected light split from the reflected light by a beam splitter is transmitted; a second pin hole through which second reflected light split from the reflected light by the beam splitter in a direction different from the first reflected light is transmitted; and a processing part detecting the information on the height of the specimen, which is observed by the confocal microscope, based on first intensity of the first reflected light and second intensity of the second reflected light, wherein the first and second pin holes have different sizes.

Description

이중 검출 반사 공초점 현미경 및 이를 사용하는 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법{DUAL DETECTION CONFOCAL REFLECTING MICROSCOPE AND METHOD OF DETECTING INFORMATION ON HEIGHT OF SAMPLE USING SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a double-sensing reflective confocal microscope and a method of detecting height information of a specimen using the same. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002]
아래의 설명은 공초점 현미경에 관한 것으로, 특히 복수의 핀홀을 사용해서 반사광을 검출하는 공초점 현미경에 관한 것이다.The following description relates to a confocal microscope, particularly to a confocal microscope for detecting reflected light using a plurality of pinholes.
공초점 현미경은 시편의 3 차원 표면 구조를 관찰하기 위해 사용된다. 일반적인 공초점 현미경은 하나의 핀홀을 포함한다.A confocal microscope is used to observe the three-dimensional surface structure of the specimen. A typical confocal microscope includes a single pinhole.
시편으로부터 반사된 광은 핀홀을 통과함으로써 광 검출기에 의해 검출된다. 공초점 현미경은 광 검출기에 의해 검출된 신호에 기반하여 시편의 영상을 획득할 수 있다. 그러나 시편의 3 차원 영상을 획득하기 위해서는, 공초점 현미경 및/또는 시편이 공초점 현미경의 초점 평면의 수직 방향으로 이동되어야 한다. 공초점 현미경 및/또는 시편이 공초점 현미경의 초점 평면의 수직 방향으로 이동됨에 따라 획득되는 평면 영상들에 기반하여 시편의 3 차원 영상이 생성될 수 있다.Light reflected from the specimen is detected by the photodetector by passing through the pinhole. The confocal microscope can acquire the image of the specimen based on the signal detected by the photodetector. However, in order to obtain a three-dimensional image of the specimen, the confocal microscope and / or the specimen must be moved in the vertical direction of the focal plane of the confocal microscope. A three-dimensional image of the specimen can be generated based on the planar images obtained as the confocal microscope and / or the specimen are moved in the vertical direction of the focal plane of the confocal microscope.
시편에 대한 3 차원 영상이 획득되기 위해서는 공초점 현미경 및/또는 시편을 공초점 현미경의 초점 평면의 수직 방향으로 이동시키기 위한 기계적인 이송 장치가 추가로 요구된다.In order to obtain a three-dimensional image of the specimen, a mechanical transfer device for moving the confocal microscope and / or the specimen in the vertical direction of the focal plane of the confocal microscope is further required.
시편의 표면의 위치에 따라 반사도가 상이할 수 있기 때문에, 반사 공초점 현미경을 사용하여 시편의 높이 정보를 정확하게 측정하는 것은 어려울 수 있다.
Since the reflectivity may vary depending on the position of the surface of the specimen, it may be difficult to accurately measure the height information of the specimen using a reflective confocal microscope.
한국공개특허 제2009-0071499호 (공개일 2009년 07월 01일)에는 광원으로부터 출사되는 광을 시료에 대해 집속시키는 대물 렌즈와, 시료에의 집속광을, 시료에 대해 상대적으로 주사하는 2차원 광 스캐너와, 대물 렌즈의 집광 위치와 광학적으로 공액인 위치에 배치되고, 각각 조리개 직경이 서로 다른 복수의 핀홀과, 각 핀홀을 각각 통과하는 광의 강도를 검출하는 복수의 광 검출기와 각 광 검출기로부터 각각 출력되는 신호를 가중치 부여한 후에 결합하는 가중치 부여 결합 연산 처리부를 구비한 공초점 현미경을 개시한다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0071499 (published on July 01, 2009) discloses an objective lens for focusing light emitted from a light source on a sample, and a two-dimensional A plurality of photodetectors arranged at positions optically conjugate with the light collecting positions of the objective lens and each having a different iris diameter and a plurality of photodetectors for detecting the intensity of light passing through the respective pinholes, And a weighted combination operation processing unit for weighting and combining the output signals, respectively.
상기에서 설명된 정보는 단지 이해를 돕기 위한 것이며, 종래 기술의 일부를 형성하지 않는 내용을 포함할 수 있으며, 종래 기술이 통상의 기술자에게 제시할 수 있는 것을 포함하지 않을 수 있다.The information described above is for illustrative purposes only and may include content that does not form part of the prior art and may not include what the prior art has to offer to the ordinary artisan.
일 실시예는 복수의 핀홀을 포함하고 시편의 높이의 정보를 검출하는 공초점 현미경 및 상기의 공초점 현미경을 사용하여 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법을 제공할 수 있다.One embodiment may provide a confocal microscope that includes a plurality of pinholes and detects information of the height of the specimen, and a method of detecting information of the height of the specimen using the confocal microscope.
일 실시예는 복수의 핀홀을 통과한 반사광의 세기에 기반하여 시편의 높이의 정보를 검출하고 시편의 3 차원 영상을 생성하는 공초점 현미경 및 상기의 공초점 현미경을 사용하는 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법을 제공할 수 있다.One embodiment includes a confocal microscope that detects information of a height of a specimen based on intensity of reflected light passing through a plurality of pinholes and generates a three-dimensional image of the specimen, and information on the height of the specimen using the confocal microscope Can be provided.
일 측면에 있어서, 공초점 현미경에 있어서, 제1 핀홀, 제2 핀홀, 대물렌즈 및 처리부를 포함하고, 상기 처리부는 상기 제1 핀홀을 통과하는 반사광의 제1 세기 및 상기 제2 핀홀을 통과하는 상기 반사광의 제2 세기에 기반하여 상기 공초점 현미경에 의해 관찰되는 시편의 높이의 정보를 검출하고, 상기 반사광은 상기 대물렌즈를 통해 상기 시편으로 조사된 광에 의해 상기 시편으로부터 반사된 광이고, 상기 제1 핀홀의 크기 및 상기 제2 핀홀의 크기는 서로 상이한, 공초점 현미경이 제공된다.In one aspect, the confocal microscope includes a first pinhole, a second pinhole, an objective lens and a processing portion, the processing portion having a first intensity of reflected light passing through the first pinhole and a second intensity of the reflected light passing through the second pinhole Detecting information of a height of a specimen observed by the confocal microscope based on a second intensity of the reflected light, the reflected light being light reflected from the specimen by the light irradiated onto the specimen through the objective lens, Wherein a size of the first pinhole and a size of the second pinhole are different from each other.
상기 공초점 현미경은 빔 스플리터를 더 포함할 수 있다.The confocal microscope may further include a beam splitter.
상기 빔 스플리터는 상기 반사광을 제1 반사광 및 제2 반사광으로 분할할 수 있다.The beam splitter may divide the reflected light into a first reflected light and a second reflected light.
상기 제1 반사광은 상기 제1 핀홀을 통과할 수 있다.The first reflected light may pass through the first pinhole.
상기 제2 반사광은 상기 제2 핀홀을 통과할 수 있다.And the second reflected light may pass through the second pinhole.
상기 처리부는 상기 대물렌즈의 초점 평면의 수직 방향으로의 위치의 변화에 대한 상기 제1 핀홀을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타내는 제1 응답 곡선 및 상기 위치의 변화에 대한 상기 제2 핀홀을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타내는 제2 응답 곡선을 획득할 수 있다.Wherein the processing unit includes a first response curve representing a change in the intensity of the reflected light from the position passing through the first pinhole with respect to a change in the position in the vertical direction of the focal plane of the objective lens, It is possible to obtain a second response curve showing a change in the intensity of the reflected light from the position passed through the two pinholes.
상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선의 비로서 생성되는 새로운 응답 곡선을 획득할 수 있다.A new response curve can be obtained which is generated as a ratio of the first response curve and the second response curve.
상기 제1 세기 및 상기 제2 세기의 비로서 획득되는 값을 상기 새로운 응답 곡선에 대입함으로써 상기 정보를 검출할 수 있다.The information can be detected by substituting the value obtained as the ratio of the first intensity and the second intensity into the new response curve.
상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선은 실험에 의해 사전에 획득될 수 있다.The first response curve and the second response curve may be obtained in advance by experiment.
상기 제2 핀홀의 크기는 상기 제1 핀홀의 크기 보다 더 클 수 있다.The size of the second pinhole may be larger than the size of the first pinhole.
상기 처리부는 수학식 1에 따라 상기 제1 응답 곡선을 상기 제2 응답 곡선으로 나눔으로써 상기 새로운 응답 곡선을 획득할 수 있다.The processor may obtain the new response curve by dividing the first response curve into the second response curve according to Equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
Figure 112013097009643-pat00001
Figure 112013097009643-pat00001
상기 I p1 (R,z)는 상기 제1 응답 곡선일 수 있다.The I p1 ( R, z ) may be the first response curve.
상기 I p2 (R,z)는 상기 제2 응답 곡선일 수 있다.The I p2 ( R, z ) may be the second response curve.
상기 R은 소정의 시편의 반사도일 수 있다.The R may be the reflectivity of a given specimen.
상기 z는 상기 대물렌즈의 초점으로부터의 거리일 수 있다. Z may be a distance from the focal point of the objective lens.
상기 I Rp1p2 (R,z)는 상기 새로운 응답 곡선일 수 있다. I Rp1p2 ( R, z ) may be the new response curve.
상기 처리부는 상기 새로운 응답 곡선에 상기 제1 세기에 상기 제2 세기를 나눈 값을 대입함으로써 검출되는 z값을 상기 정보로서 검출할 수 있다.The processing unit may detect the z value detected as the information by substituting the new response curve for the first intensity by the second intensity.
상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선의 x축은 상기 대물렌즈의 초점으로부터의 위치를 나타낼 수 있다.The x-axis of the first response curve and the second response curve may indicate a position from the focal point of the objective lens.
상기 초점의 위치는 상기 x축의 0의 좌표에 대응할 수 있다.The position of the focal point may correspond to the 0 coordinate of the x-axis.
상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선의 y축은 광의 세기를 나타낼 수 있다.The y-axis of the first response curve and the second response curve may represent the intensity of light.
상기 처리부는 상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선의 상기 x축의 좌표가 0 이상인 부분 또는 0 이하인 부분만을 사용하여 상기 새로운 응답 곡선을 획득할 수 있다.The processing unit may obtain the new response curve by using only the portion of the first response curve and the second response curve on which the x-axis coordinate is 0 or more or a portion that is 0 or less.
상기 처리부는 상기 제1 세기 및 상기 제2 세기의 비로서 획득되는 값과 일치하는 상기 새로운 응답 곡선의 y축의 좌표 값에 대응하는 상기 새로운 응답 곡선의 x축의 좌표 값을 상기 정보로서 검출할 수 있다.The processing unit can detect, as the information, the coordinate value of the x-axis of the new response curve corresponding to the coordinate value of the y-axis of the new response curve coinciding with the value obtained as the ratio of the first intensity and the second intensity .
상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선은 정규화된 광의 세기에 대한 응답 곡선일 수 있다.The first response curve and the second response curve may be response curves for the normalized light intensity.
상기 높이의 정보는 상기 시편의 표면 상의 복수의 위치들의 높이들의 정보일 수 있다.The height information may be information of heights of a plurality of positions on the surface of the specimen.
상기 시편은 상기 대물렌즈의 초점 평면 상에서 스캔될 수 있다.The specimen may be scanned on the focal plane of the objective lens.
상기 처리부는 스캔된 상기 시편의 위치들에 대응하는 높이들의 정보를 검출할 수 있다.The processing unit may detect information of heights corresponding to positions of the scanned specimen.
상기 공초점 현미경은 빔 스캐너를 더 포함할 수 있다.The confocal microscope may further include a beam scanner.
상기 빔 스캐너는 상기 대물렌즈를 통해 상기 시편으로 조사되는 광이 조사되는 상기 시편 상의 위치를 변경함으로써, 상기 시편을 2차원 평면 스캔할 수 있다.The beam scanner can scan the specimen in a two-dimensional plane by changing the position on the specimen irradiated with the light irradiated to the specimen through the objective lens.
상기 처리부는 스캔된 상기 시편의 위치들에 대응하는 높이들의 정보를 검출할 수 있다.The processing unit may detect information of heights corresponding to positions of the scanned specimen.
상기 빔 스캐너는 공진형 스캐너 및 갈바노 거울을 포함할 수 있다.The beam scanner may include a resonant scanner and a galvano mirror.
다른 일 측면에 있어서, 공초점 현미경이 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법에 있어서, 상기 공초점 현미경의 제1 핀홀을 통과하는 반사광의 제1 세기를 검출하는 단계 - 상기 반사광은 상기 공초점 현미경의 대물렌즈를 통해 상기 공초점 현미경에 의해 관찰되는 시편으로 조사된 광에 의해 상기 시편으로부터 반사된 광임 -, 상기 공초점 현미경의 제2 핀홀을 통과하는 상기 반사광의 제2 세기를 검출하는 단계 및 상기 제1 세기 및 상기 제2 세기에 기반하여 상기 시편의 높이의 정보를 검출하는 단계를 포함하고, 상기 제1 핀홀의 크기 및 상기 제2 핀홀의 크기는 서로 상이한, 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법이 제공된다.In another aspect, a method for detecting information of a height of a specimen by a confocal microscope comprises the steps of: detecting a first intensity of reflected light passing through a first pinhole of the confocal microscope, the reflected light being incident on the confocal microscope Detecting the second intensity of the reflected light passing through the second pinhole of the confocal microscope, which is the light reflected from the specimen by the light irradiated onto the specimen observed by the confocal microscope through the objective lens of the confocal microscope, and Detecting information of the height of the specimen based on the first intensity and the second intensity, wherein the information of the height of the specimen, which is different from the size of the first pinhole and the size of the second pinhole, Is provided.
상기 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법은 제1 응답 곡선 및 제2 응답 곡선을 획득하는 단계 - 상기 제1 응답 곡선은 상기 대물렌즈의 초점 평면의 수직 방향으로의 위치의 변화에 대한 상기 제1 핀홀을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타내고, 상기 제2 응답 곡선은 상기 위치의 변화에 대한 상기 제2 핀홀을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타냄 -를 더 포함할 수 있다.The method comprising the steps of: obtaining a first response curve and a second response curve, the first response curve comprising a first response curve, And the second response curve indicates a change in the intensity of the reflected light from the position through the second pinhole with respect to the change in the position of the second pinhole can do.
상기 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법은 상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선을 사용하여, 새로운 응답 곡선을 획득하는 단계 - 상기 새로운 응답 곡선은 상기 제1 응답 곡선 및 제2 응답 곡선의 비로서 생성됨 -를 더 포함할 수 있다.The method of detecting height information of a specimen includes the steps of obtaining a new response curve using the first response curve and the second response curve, the new response curve comprising a first response curve and a second response curve, - < / RTI >
상기 정보를 검출하는 단계는 상기 제1 세기 및 상기 제2 세기의 비로서 획득되는 값을 상기 새로운 응답 곡선에 대입함으로써 상기 정보를 검출할 수 있다.The detecting information may detect the information by substituting a value obtained as a ratio of the first intensity and the second intensity to the new response curve.
상기 제2 핀홀의 크기는 상기 제1 핀홀의 크기 보다 더 클 수 있다.The size of the second pinhole may be larger than the size of the first pinhole.
상기 새로운 응답 곡선을 획득하는 단계는 수학식 2에 따라 상기 제1 응답 곡선을 상기 제2 응답 곡선으로 나눔으로써 상기 새로운 응답 곡선을 획득할 수 있다.The step of acquiring the new response curve may obtain the new response curve by dividing the first response curve into the second response curve according to equation (2).
[수학식 2]&Quot; (2) "
Figure 112013097009643-pat00002
Figure 112013097009643-pat00002
상기 I p1 (R,z)는 상기 제1 응답 곡선일 수 있다.The I p1 ( R, z ) may be the first response curve.
상기 I p2 (R,z)는 상기 제2 응답 곡선일 수 있다.The I p2 ( R, z ) may be the second response curve.
상기 R은 소정의 시편의 반사도일 수 있다.The R may be the reflectivity of a given specimen.
상기 z는 상기 대물렌즈의 초점으로부터의 거리일 수 있다. Z may be a distance from the focal point of the objective lens.
상기 I Rp1p2 (R,z)는 상기 새로운 응답 곡선일 수 있다. I Rp1p2 ( R, z ) may be the new response curve.
상기 정보를 검출하는 단계는 상기 새로운 응답 곡선에 상기 제1 세기에 상기 제2 세기를 나눈 값을 대입함으로써 검출되는 z 값을 상기 정보로서 검출할 수 있다.The detecting information may detect, as the information, the z value detected by substituting the new response curve for the first intensity by the second intensity.
상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선의 x축은 상기 대물렌즈의 초점 초점으로부터의 위치를 나타낼 수 있다.The x-axis of the first response curve and the second response curve may indicate the position of the objective lens from the focal point.
상기 초점의 위치는 상기 x축의 0의 좌표에 대응할 수 있다.The position of the focal point may correspond to the 0 coordinate of the x-axis.
상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선의 y축은 광의 세기를 나타낼 수 있다.The y-axis of the first response curve and the second response curve may represent the intensity of light.
상기 새로운 응답 곡선을 획득하는 단계는 상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선의 상기 x축의 좌표가 0 이상인 부분 또는 0 이하인 부분만을 사용하여 상기 새로운 응답 곡선을 획득할 수 있다.The obtaining of the new response curve may obtain the new response curve using only the portion of the first response curve and the second response curve having the coordinates of the x axis of 0 or more or a portion of 0 or less.
상기 정보를 검출하는 단계는 상기 제1 세기 및 상기 제2 세기의 비로서 획득되는 값과 일치하는 상기 새로운 응답 곡선의 y축의 좌표 값에 대응하는 상기 새로운 x축의 좌표 값을 상기 정보로서 검출할 수 있다.The step of detecting the information may detect the coordinate value of the new x-axis corresponding to the coordinate value of the y-axis of the new response curve coinciding with the value obtained as the ratio of the first intensity and the second intensity as the information have.
상기 제1 응답 곡선 및 제2 응답 곡선을 획득하는 단계 및 상기 새로운 응답 곡선을 획득하는 단계는 상기 제1 세기를 검출하는 단계 및 상기 제2 세기를 검출하는 단계보다 먼저 수행될 수 있다.Obtaining the first response curve and the second response curve and obtaining the new response curve may be performed prior to detecting the first intensity and detecting the second intensity.
상기 높이의 정보는 상기 시편의 표면 상의 복수의 위치들의 높이들의 정보일 수 있다.The height information may be information of heights of a plurality of positions on the surface of the specimen.
상기 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법은 상기 시편을 상기 대물렌즈의 초점 평면 상에서 스캔하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of detecting height information of the specimen may further include scanning the specimen on the focal plane of the objective lens.
상기 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법은 검출된 상기 높이들의 정보에 기반하여 상기 시편의 3 차원 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of detecting height information of the specimen may further include generating a three-dimensional image of the specimen based on information of the heights detected.
상기 높이의 정보를 검출하는 단계는 상기 시편이 스캔된 위치들에 대응하는 높이들의 정보를 검출할 수 있다.The step of detecting information of the height may detect information of heights corresponding to positions where the specimen is scanned.
상기 스캔하는 단계는 상기 공초점 현미경의 빔 스캐너에 의해 상기 대물렌즈를 통해 시편으로 조사되는 광이 조사되는 상기 시편 상의 위치가 변경됨으로써, 상기 시편을 2차원 평면 스캔할 수 있다.The scanning step may scan the specimen in a two-dimensional plane by changing a position on the specimen irradiated with the light irradiated to the specimen through the objective lens by the beam scanner of the confocal microscope.
복수의 핀홀을 사용함으로써 공초점 현미경 및/또는 시편의 기계적인 이송 없이 시편의 높이의 정보를 검출할 수 있는 공초점 현미경이 제공된다.By using a plurality of pinholes, a confocal microscope capable of detecting information of a height of a specimen without mechanical transfer of a confocal microscope and / or a specimen is provided.
실시예의 공초점 현미경은 복수의 핀홀을 사용함으로써 시편을 2 차원 평면 상에서 스캔하는 것만으로 시편의 높이의 정보를 검출할 수 있고, 시편의 3 차원 영상을 고속으로 생성할 수 있다.By using a plurality of pinholes, the confocal microscope of the embodiment can detect the height information of the specimen only by scanning the specimen on the two-dimensional plane, and can generate the three-dimensional image of the specimen at a high speed.
실시예의 공초점 현미경은 2 차원 평면 상에서만 시편을 스캔함으로써 시편의 3 차원 영상을 획득하기 위한 별도의 이송 장치를 구비하지 않을 수 있다. 또한, 실시예의 공초점 현미경은 반사도가 균일하지 않은 시편에 대해서도 정확한 3 차원의 영상을 생성할 수 있다.The confocal microscope of the embodiment may not have a separate transfer device for acquiring the three-dimensional image of the specimen by scanning the specimen only on the two-dimensional plane. In addition, the confocal microscope of the embodiment can generate an accurate three-dimensional image even for a sample whose reflectivity is not uniform.
도 1은 공초점 현미경을 나타낸다.
도 2는 공초점 현미경의 핀홀을 통과한 반사광에 대한 응답 곡선을 나타낸다.
도 3은 공초점 현미경의 핀홀을 통과한 반사광에 대한 응답 곡선에 기반하여 시편의 높이를 측정하는 방법을 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 공초점 현미경을 나타낸다.
도 5는 일 예에 따른 공초점 현미경의 핀홀을 통과한 반사광에 대한 응답 곡선들을 나타낸다.
도 6은 일 예에 따른 공초점 현미경의 핀홀을 통과한 반사광에 대한 응답 곡선들을 나타낸다.
도 7은 일 예에 따른 공초점 현미경을 나타낸다.
도 8은 일 실시예에 따른 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 일 예에 따른 공초점 현미경의 핀홀을 통과한 반사광에 대한 응답 곡선들을 획득하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 일 예에 따른 시편의 3 차원 영상을 생성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
Figure 1 shows a confocal microscope.
Fig. 2 shows a response curve for reflected light passing through a pinhole of a confocal microscope.
3 shows a method for measuring the height of a specimen based on a response curve for reflected light passing through a pinhole of a confocal microscope.
Figure 4 shows a confocal microscope according to one embodiment.
FIG. 5 shows response curves for reflected light passing through a pinhole of a confocal microscope according to an example.
FIG. 6 shows response curves for reflected light passing through a pinhole of a confocal microscope according to an example.
7 shows a confocal microscope according to an example.
8 is a flow chart illustrating a method for detecting height information of a specimen according to an embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing a method for obtaining response curves for reflected light passing through a pinhole of a confocal microscope according to an example.
10 is a flowchart showing a method of generating a three-dimensional image of a specimen according to an example.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
In the following, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
실시예에는 다양한 변경이 가해질 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 실시예를 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예는 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Various modifications may be made to the embodiments and may have various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the description. It is to be understood, however, that the intention is not to limit the embodiments to the embodiments, but to include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used only to illustrate specific embodiments and are not intended to limit the embodiments. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. In the following description of the embodiments, a detailed description of related arts will be omitted if it is determined that the gist of the embodiments may be unnecessarily blurred.
하기에서, 용어 "정보", "데이터" 및 "값"은 서로 간에 대체되어 사용될 수 있다.
In the following, the terms "information "," data "and" value "
도 1은 공초점 현미경을 나타낸다.Figure 1 shows a confocal microscope.
공초점 현미경(100)은 광원(110), 대물렌즈(120), 편광분리기(130), 핀홀(140) 및 광 검출기(150)를 포함할 수 있다. 도시된 것과는 달리, 공초점 현미경(100)은 추가적인 하나 이상의 구성 요소들을 더 포함할 수 있다. 말하자면, 도시된 공초점 현미경(100)은 하나 이상의 구성 요소들이 생략된 간략화된 공초점 현미경일 수 있다.The confocal microscope 100 may include a light source 110, an objective lens 120, a polarized light separator 130, a pinhole 140, and a photodetector 150. Contrary to what is shown, the confocal microscope 100 may further include one or more additional components. In other words, the confocal microscope 100 shown may be a simplified confocal microscope with one or more components omitted.
공초점 현미경(100)은 시편(160)을 관찰하기 위한 장치일 수 있다. 예컨대, 공초점 현미경(110)은 반사 공초점 현미경일 수 있다. 반사 공초점 현미경은 시편(160)에서 반사된 반사광을 검출함으로써 시편(160)의 표면에 대한 정보를 생성하는 장치일 수 있다. 시편(160)은 공초점 현미경(100)에 의해 관찰되는 대상으로서 시험 및/또는 분석의 대상이 되는 물체일 수 있다.The confocal microscope 100 may be a device for observing the specimen 160. [ For example, confocal microscope 110 may be a confocal confocal microscope. The reflective confocal microscope may be a device that generates information about the surface of the specimen 160 by detecting the reflected light reflected from the specimen 160. The specimen 160 may be an object to be observed and / or analyzed by the confocal microscope 100.
시편(160)으로부터의 반사광이 핀홀(140)을 통과함에 따라, 반사광의 세기가 광 검출기(150)에 의해 검출될 수 있다. 공초점 현미경(100)은 검출된 반사광의 세기에 기반하여 시편(160)에 대한 정보를 검출할 수 있다.As the reflected light from the specimen 160 passes through the pinhole 140, the intensity of the reflected light can be detected by the photodetector 150. The confocal microscope 100 can detect information about the specimen 160 based on the intensity of the detected reflected light.
반사광은 대물렌즈(120)를 통해 시편(160)으로 조사된 광에 의해 상기 시편(160)으로부터 반사된 광일 수 있다.The reflected light may be the light reflected from the specimen 160 by the light irradiated to the specimen 160 through the objective lens 120.
검출되는 시편(160)에 대한 정보는 시편(160)의 표면에 대한 정보를 포함할 수 있다. 시편(160)의 표면에 대한 정보는 시편(160)의 높이 및/또는 깊이에 대한 정보일 수 있다. 예컨대, 시편(160)의 표면에 대한 정보는 시편(160)의 표면의 함몰부 및/또는 돌출부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 시편(160)의 높이의 정보는 시편(160)의 (1) 내지 (3)의 위치로의 이동에 따라 순차적으로 검출될 수 있다. 공초점 현미경(100)은 검출된 높이의 정보에 기반하여 시편(160)의 높이를 측정할 수 있다. 시편(160)의 높이의 정보는 시편(160)의 표면 상의 복수의 위치들의 높이들의 정보일 수 있다.The information about the specimen 160 to be detected may include information about the surface of the specimen 160. Information about the surface of the specimen 160 may be information about the height and / or depth of the specimen 160. For example, the information about the surface of the specimen 160 may include information about depressions and / or protrusions on the surface of the specimen 160. Information of the height of the specimen 160 can be sequentially detected in accordance with the movement of the specimen 160 to the positions (1) to (3). The confocal microscope 100 can measure the height of the specimen 160 based on the information of the detected height. The information of the height of the specimen 160 may be information of the heights of the plurality of positions on the surface of the specimen 160.
공초점 현미경(100)의 시편(160)의 높이의 정보의 검출 및 높이의 측정에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 더 자세하게 설명된다.The detection of the height information of the specimen 160 of the confocal microscope 100 and the measurement of the height will be described in more detail with reference to Figs. 2 and 3. Fig.
광원(110)은 광을 방출하는 장치일 수 있다. 광원(110)으로부터 방출되는 광은 레이저일 수 있다. 광원(110)으로부터 방출된 광은 편광분리기(130)에 의해 반사됨에 따라 대물렌즈(120)를 통과할 수 있고, 대물렌즈(120)를 통과함에 따라 시편(160)에 조사될 수 있다.The light source 110 may be a device that emits light. The light emitted from the light source 110 may be a laser. The light emitted from the light source 110 can pass through the objective lens 120 as it is reflected by the polarized light separator 130 and can be irradiated onto the specimen 160 as it passes through the objective lens 120.
대물렌즈(120)는 광원(110)으로부터 방출된 광을 시편(160)에 조사시키는 렌즈일 수 있다. 예컨대, 대물렌즈(120)는 볼록렌즈 또는 볼록렌즈와 유사한 성질의 렌즈일 수 있다. 대물렌즈(120)를 통과한 광은 초점으로 집중될 수 있다. 대물렌즈(120)는 시편(160)의 표면으로부터 일정한 거리만큼 떨어진 위치에 배치될 수 있다. 예컨대, 대물렌즈(120) 및 시편(160) 표면 간의 거리는 대물렌즈(120)의 초점거리 이상일 수 있다.The objective lens 120 may be a lens that irradiates the specimen 160 with light emitted from the light source 110. For example, the objective lens 120 may be a convex lens or a lens having a property similar to a convex lens. The light passing through the objective lens 120 can be focused to the focus. The objective lens 120 may be disposed at a position separated from the surface of the test piece 160 by a predetermined distance. For example, the distance between the surface of the objective lens 120 and the specimen 160 may be more than the focal length of the objective lens 120. [
시편(160)으로 조사된 광에 의한 반사광은 대물렌즈(120)를 통과할 수 있다. 대물렌즈(120)를 통과한 광은 편광분리기(130) 및 핀홀(140)을 순차적으로 통과할 수 있다.The light reflected by the light irradiated to the specimen 160 can pass through the objective lens 120. The light having passed through the objective lens 120 can pass through the polarized light separator 130 and the pinhole 140 in order.
편광분리기(130)는 특정한 편광은 투과하고, 나머지 광은 반사하는 장치일 수 있다. 예컨대, 편광분리기(130)는 광원(110)으로부터 방출된 광은 반사하면서 시편(160)으로부터의 반사광은 투과할 수 있다. 편광분리기(130)는, 소정의 광은 투과하고 나머지 광은 반사한다는 점에서, 다이크로익 미러(Dichroic Mirror)일 수 있다. 다이크로익 미러는 특정 파장을 기준으로 소정의 파장의 광만 통과시키고 다른 파장의 광은 반사시킬 수 있다.The polarized light separator 130 may be a device that transmits specific polarized light and reflects the remaining light. For example, the polarized light separator 130 can transmit the light reflected from the specimen 160 while reflecting the light emitted from the light source 110. The polarized light separator 130 may be a dichroic mirror in that it transmits a predetermined light and reflects the remaining light. The dichroic mirror can pass only light of a predetermined wavelength based on a specific wavelength and reflect light of other wavelengths.
핀홀(140)은 시편(160)으로부터의 반사광이 통과하는 구멍(hole)일 수 있다. 핀홀(140)은 공초점 현미경(100)의 동작을 위해 결정된 특정한 크기를 가질 수 있다. 핀홀(140)의 크기는 핀홀(140)의 지름의 길이일 수 있다. 핀홀(140)은 광 검출기(150)의 전면에 배치될 수 있다. 핀홀(140)을 통과한 시편(160)으로부터의 반사광은 광 검출기(150)에 의해 검출될 수 있다. 광 검출기(150)에 의해 검출되는 광의 세기는 핀홀(140)의 크기에 기반하여 결정될 수 있다. 예컨대, 핀홀(140)의 크기가 더 클수록 광 검출기(150)에 의해 검출되는 반사광의 세기는 더 클 수 있다.The pinhole 140 may be a hole through which the reflected light from the specimen 160 passes. The pinhole 140 may have a specific size determined for operation of the confocal microscope 100. The size of the pinhole 140 may be a length of the diameter of the pinhole 140. The pinhole 140 may be disposed on the front surface of the photodetector 150. The reflected light from the specimen 160 passing through the pinhole 140 can be detected by the photodetector 150. The intensity of the light detected by the photodetector 150 may be determined based on the size of the pinhole 140. For example, the greater the size of the pinhole 140, the stronger the intensity of the reflected light detected by the photodetector 150 may be.
광 검출기(150)는 광의 세기를 검출할 수 있다. 광 검출기(150)는 핀홀(140)을 통과한 시편으로부터의 반사광의 세기를 검출할 수 있다. 광 검출기(150)에 의해 검출되는 반사광의 세기는 반사광이 생성된 위치에 따라 변할 수 있다. 반사광이 생성된 위치는 시편(160)의 표면의 위치로서 광원(110)으로부터 방출된 광이 조사된 시편(160)의 표면 상의 위치일 수 있다. 예컨대, 광 검출기(150)에 의해 검출되는 반사광의 세기는 반사광이 생성된 위치가 대물렌즈(120)의 초점이 존재하는 초점 평면 상에 존재하는 위치인 경우에 가장 강할 수 있다. 광 검출기(150)는 시편(160) 및/또는 대물렌즈(120)가 상기 초점 평면의 수직 방향으로 이동함 따라, 시편(160)으로부터의 서로 상이한 반사광들의 세기들을 검출할 수 있다. 공초점 현미경(100)은 광 검출기(150)에 의해 검출된 서로 상이한 반사광의 세기들에 기반하여 시편(160)의 높이들의 정보를 검출할 수 있다.The photodetector 150 can detect the intensity of light. The photodetector 150 can detect the intensity of the reflected light from the specimen passing through the pinhole 140. The intensity of the reflected light detected by the photodetector 150 may vary depending on the position where the reflected light is generated. The position at which the reflected light is generated may be the position of the surface of the specimen 160 and the position on the surface of the specimen 160 irradiated with the light emitted from the light source 110. For example, the intensity of the reflected light detected by the photodetector 150 can be strongest when the position at which the reflected light is generated is located on the focal plane on which the focus of the objective lens 120 exists. The photodetector 150 can detect intensities of different reflected light from the specimen 160 as the specimen 160 and / or the objective lens 120 move in the vertical direction of the focal plane. The confocal microscope 100 can detect information of the heights of the specimen 160 based on the intensities of the different reflected lights detected by the photodetector 150. [
공초점 현미경이 포함할 수 있는 도 1에 도시되지 않은 구성 요소들에 대해서는 후술될 도 4 및 도 7을 참조하여 더 자세하게 설명된다.
Components which are not shown in Fig. 1 that may be included in the confocal microscope will be described in more detail with reference to Figs. 4 and 7 to be described later.
도 2는 공초점 현미경의 핀홀을 통과한 반사광에 대한 응답 곡선을 나타낸다.Fig. 2 shows a response curve for reflected light passing through a pinhole of a confocal microscope.
도 2의 응답 곡선은 도 1을 참조하여 전술된 검출기(150)에 의해 검출된 시편(160)으로부터의 반사광의 세기에 대한 응답 곡선일 수 있다.The response curve of FIG. 2 may be a response curve to the intensity of the reflected light from the specimen 160 detected by the detector 150 described above with reference to FIG.
도 2에서, x축은 축 방향의 위치를 나타낼 수 있다. 축 방향의 위치는 대물렌즈(120)의 초점으로부터의 위치 또는 거리를 나타낼 수 있다. 응답 곡선의 y축은 광의 세기를 나타낼 수 있다. y축의 좌표가 나타내는 광의 세기는 정규화된(normalized) 광의 세기일 수 있다. 응답 곡선은 대물렌즈(120)의 초점이 존재하는 초점 평면의 수직 방향으로의 소정의 시편 및/또는 대물렌즈(120)의 이동에 따른 광 검출기(150)에 의해 연속적으로 검출된 소정의 시편으로부터의 반사광의 정규화된 세기들을 나타낼 수 있다. 소정의 시편은 시편(160)과 상이한 시편일 수 있다. 반사광의 정규화는 소정의 시편의 반사도를 고려하여 수행될 수 있다. 시편의 반사도는 시편의 표면의 반사도일 수 있다. 말하자면, 정규화된 반사광의 세기에 대한 응답 곡선은 시편의 종류 및 시편의 반사도에 독립적일 수 있다.In Fig. 2, the x-axis can indicate the position in the axial direction. The position in the axial direction may indicate the position or distance from the focal point of the objective lens 120. The y-axis of the response curve can represent the intensity of light. The intensity of light represented by the y-axis coordinates may be the intensity of normalized light. The response curve is obtained from a predetermined specimen continuously detected by the photodetector 150 according to the movement of the specimen in the vertical direction of the focal plane in which the focal point of the objective lens 120 exists and / or the objective lens 120 Lt; RTI ID = 0.0 > normalized < / RTI > The predetermined specimen may be a specimen different from the specimen 160. The normalization of the reflected light can be performed in consideration of the reflectivity of a predetermined specimen. The reflectivity of the specimen may be the reflectivity of the surface of the specimen. That is to say, the response curve for the normalized reflected light intensity can be independent of the type of specimen and the reflectivity of the specimen.
응답 곡선의 x축의 0의 좌표에 대응하는 응답 곡선의 y축의 좌표 값은 시편(160)의 표면이 대물렌즈(120)의 초점 평면에 위치될 때의 반사광의 세기일 수 있다. 응답 곡선의 x축의 양의 방향은 대물렌즈(120)의 초점을 기준으로 대물렌즈(120)와 멀어지는 방향일 수 있다. 응답 곡선의 x축의 음의 방향은 대물렌즈(120)의 초점을 기준으로 대물렌즈(120)와 가까워지는 방향일 수 있다. 응답 곡선은 x축의 좌표 0을 기준으로 y축 대칭의 형태일 수 있다. 다만, 대물렌즈(120)의 특성에 따라 응답 곡선은 축의 좌표 0을 기준으로 y축에 대칭인 형태가 아닐 수 있다.The coordinate value of the y-axis of the response curve corresponding to the 0 coordinate of the x-axis of the response curve may be the intensity of the reflected light when the surface of the specimen 160 is located in the focal plane of the objective lens 120. [ The positive direction of the x-axis of the response curve may be the direction away from the objective lens 120 with respect to the focus of the objective lens 120. [ The negative direction of the x-axis of the response curve may be a direction in which the negative direction of the response curve approaches the objective lens 120 based on the focus of the objective lens 120. [ The response curve may be in the form of a y-axis symmetry with respect to coordinate 0 in the x-axis. However, depending on the characteristics of the objective lens 120, the response curve may not be symmetric with respect to the y-axis with respect to the coordinate 0 of the axis.
응답 곡선은 실험에 의해 사전에 획득될 수 있다. 또는, 응답 곡선은 소정의 수학식에 의해 도출될 수 있다.Response curves can be obtained in advance by experiment. Alternatively, the response curve may be derived by a predetermined equation.
사전에 획득된 응답 곡선에 기반하여, 공초점 현미경(100)은 시편(160)의 높이를 측정할 수 있다. 공초점 현미경(100)은 광 검출기(150)에 의해 검출된 반사광의 세기를 응답 곡선에 대입함으로써 시편(160)의 높이를 측정할 수 있다. 예컨대, 광 검출기(150)에 의해 검출된 반사광의 정규화된 세기가 0.7인 경우, 반사광이 생성된 시편(160)의 표면 상의 위치는 대물렌즈(120)로부터 2만큼 떨어져 있을 수 있다. 도 1의 시편(160)이 (1) 내지 (3)의 위치는 응답 곡선의 (1) 내지 (3)의 좌표에 각각 대응할 수 있다.Based on the previously obtained response curve, the confocal microscope 100 can measure the height of the specimen 160. The confocal microscope 100 can measure the height of the specimen 160 by substituting the intensity of the reflected light detected by the photodetector 150 into the response curve. For example, when the normalized intensity of the reflected light detected by the photodetector 150 is 0.7, the position on the surface of the specimen 160 where the reflected light is generated may be separated from the objective lens 120 by two. The positions of (1) to (3) of the specimen 160 of FIG. 1 may correspond to the coordinates of (1) to (3) of the response curve, respectively.
공초점 현미경(100)은 시편(160)을 2 차원 평면 상에서 스캔함으로써 시편(160)의 표면 상의 위치들의 높이들의 정보를 검출할 수 있다. 공초점 현미경(100)은 측정된 높이들의 정보에 기반하여 시편(160)의 3 차원 영상을 생성할 수 있다. 그러나, 시편(160)의 표면의 반사도가 균일하지 않은 경우, 정확한 응답 곡선이 획득되기 어려울 수 있다. 획득된 시편(160)의 높이들의 정보 및 시편(160)의 3 차원 영상 또한 정확하지 않을 수 있다.The confocal microscope 100 can detect information of the heights of positions on the surface of the specimen 160 by scanning the specimen 160 on a two-dimensional plane. The confocal microscope 100 may generate a three-dimensional image of the specimen 160 based on the information of the measured heights. However, if the reflectivity of the surface of the specimen 160 is not uniform, an accurate response curve may be difficult to obtain. The information of the heights of the obtained specimen 160 and the three-dimensional image of the specimen 160 may not be accurate.
앞서 도 1을 참조하여 설명된 기술적 내용들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
The technical contents described above with reference to FIG. 1 can be applied as it is, so a detailed description will be omitted below.
도 3은 공초점 현미경의 핀홀을 통과한 반사광에 대한 응답 곡선에 기반하여 시편의 높이를 측정하는 방법을 나타낸다.3 shows a method for measuring the height of a specimen based on a response curve for reflected light passing through a pinhole of a confocal microscope.
도 3은 도 2를 참조하여 전술된 응답 곡선을 사용하여 시편(160)의 높이를 측정하는 방법을 나타낸다. 도 3에서, z축은 도 2를 참조하여 전술된 응답 곡선의 x축에 대응할 수 있다. 또한, 응답 곡선의 IR은 도 2를 참조하여 전술된 응답 곡선의 y축에 대응할 수 있다.FIG. 3 shows a method of measuring the height of a specimen 160 using the response curve described above with reference to FIG. In Fig. 3, the z-axis may correspond to the x-axis of the response curve described above with reference to Fig. Also, I R may correspond to the y-axis of the response curve described above with reference to FIG.
도 2를 참조하여 전술된 것처럼, 시편(160)의 표면 상의 서로 상이한 위치들로부터 반사된 반사광들의 세기들은 서로 상이할 수 있다. 말하자면, 검출기(150)로부터 검출된 시편(160)의 표면 상의 서로 상이한 위치들로부터의 반사광들의 세기를 응답 곡선에 대입함으로써 대물렌즈(120)의 초점 및 반사광이 생성된 위치 간의 거리가 검출될 수 있다. 검출된 대물렌즈(120)의 초점 및 반사광이 생성된 위치 간의 거리는 시편(160)의 표면 상의 위치에 대한 높이의 정보일 수 있다. 공초점 현미경(100)은 시편(160)의 표면 상의 모든 위치들을 스캔함으로써, 시편(160)의 표면 상의 모든 위치들로부터의 반사광들의 세기들을 검출할 수 있다. 공초점 현미경(100)은 획득된 상기 반사광들의 세기들을 응답 곡선에 대입함으로써 시편(160)의 표면 상의 모든 위치들에 대한 높이들의 정보를 검출할 수 있고, 시편(160)의 3 차원 영상을 생성할 수 있다. 그러나, 시편(160)의 표면의 반사도가 균일하지 않은 경우, 생성된 3 차원 영상은 정확하지 않을 수 있다.As described above with reference to Fig. 2, the intensities of reflected light reflected from different positions on the surface of the specimen 160 may be different from each other. In other words, by substituting the intensity of the reflected light from different positions on the surface of the specimen 160 detected from the detector 150 into the response curve, the distance between the focal point of the objective lens 120 and the position where the reflected light is generated can be detected have. The distance between the focal point of the detected objective lens 120 and the position where the reflected light is generated may be information on the height with respect to the position on the surface of the specimen 160. The confocal microscope 100 can detect intensities of reflected light from all positions on the surface of the specimen 160 by scanning all positions on the surface of the specimen 160. [ The confocal microscope 100 can detect the information of the heights of all the positions on the surface of the specimen 160 by substituting the intensities of the obtained reflected light into the response curves and generate a three- can do. However, if the reflectivity of the surface of the specimen 160 is not uniform, the resulting three-dimensional image may not be accurate.
앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 기술적 내용들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
The technical contents described with reference to FIG. 1 and FIG. 2 may be applied as they are, so a detailed description will be omitted below.
도 4는 일 실시예에 따른 공초점 현미경을 나타낸다.Figure 4 shows a confocal microscope according to one embodiment.
공초점 현미경(400)은 광원(110), 대물렌즈(120), 편광분리기(130), 제1 핀홀(440), 제2 핀홀(450), 처리부(460) 및 빔 스플리터(470)를 포함할 수 있다.The confocal microscope 400 includes a light source 110, an objective lens 120, a polarized light separator 130, a first pinhole 440, a second pinhole 450, a processing unit 460, and a beam splitter 470 can do.
공초점 현미경(400)의 구성 요소들 중 도 1을 참조하여 전술된 공초점 현미경(100)의 구성 요소들과 동일한 참조 번호의 구성 요소들에 대해서는 도 1을 참조하여 전술된 설명이 그대로 적용될 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.The same reference numerals as those of the confocal microscope 100 described above with reference to Fig. 1 among the components of the confocal microscope 400 can be applied as they are to the description given above with reference to Fig. 1 have. Therefore, redundant description is omitted.
제1 핀홀(440) 및 제2 핀홀(450)은 도 1을 참조하여 전술된 핀홀(140)에 대응할 수 있다. 제1 핀홀(440)의 크기 및 제2 핀홀(450)의 크기는 서로 상이할 수 있다. 제1 핀홀(440)의 지름의 길이 및 제2 핀홀(450)의 지름의 길이는 서로 상이할 수 있다. 예컨대, 도시된 것처럼 제2 핀홀(450)의 크기는 상기 제1 핀홀(440)의 크기 보다 더 클 수 있다.The first pinhole 440 and the second pinhole 450 may correspond to the pinhole 140 described above with reference to FIG. The size of the first pinhole 440 and the size of the second pinhole 450 may be different from each other. The length of the diameter of the first pinhole 440 and the length of the diameter of the second pinhole 450 may be different from each other. For example, as illustrated, the size of the second pinhole 450 may be larger than the size of the first pinhole 440.
처리부(460)는 제1 검출기(462), 제2 검출기(464) 및 연산부(466)를 포함할 수 있다. 제1 검출기(462) 및 제2 검출기(464)는 도 1을 참조하여 전술된 광 검출기(150)에 대응할 수 있다. 제1 검출기(462) 및 제2 검출기(464)는 동일한 광 검출기일 수 있다. 제1 핀홀(440)은 제1 검출기(462)의 전면에 배치될 수 있고, 제2 핀홀(450)은 제2 검출기(464)의 전면에 배치될 수 있다.The processing unit 460 may include a first detector 462, a second detector 464, and an arithmetic unit 466. The first detector 462 and the second detector 464 may correspond to the photodetector 150 described above with reference to Fig. The first detector 462 and the second detector 464 may be the same photodetector. The first pinhole 440 may be disposed on the front surface of the first detector 462 and the second pinhole 450 may be disposed on the front surface of the second detector 464. [
제1 핀홀(440)을 통과하는 시편(160)으로부터의 반사광의 제1 세기는 제1 검출기(462)에 의해 검출될 수 있다. 제2 핀홀(450)을 통과하는 시편(160)으로부터의 반사광의 제2 세기는 제2 검출기(464)에 의해 검출될 수 있다.The first intensity of the reflected light from the specimen 160 passing through the first pinhole 440 can be detected by the first detector 462. [ The second intensity of the reflected light from the specimen 160 passing through the second pinhole 450 can be detected by the second detector 464.
연산부(466)는 제1 핀홀(440)을 통과하는 반사광의 제1 세기 및 제2 핀홀(450)을 통과하는 반사광의 제2 세기에 기반하여 공초점 현미경(400)에 의해 관찰되는 시편(160)의 높이의 정보를 검출할 수 있다. 연산부(466)는, 공초점 현미경(400)의 처리부(460)에 포함된 구성으로 도시된 것과는 달리, 공초점 현미경(400)과 유무선의 네트워크로 연결된 별개의 장치일 수 있다. 예컨대, 연산부(466)는 컴퓨터 시스템일 수 있다. 연산부(466)는 하나 이상의 코어를 포함하는 프로세서(processor)를 포함할 수 있다.The calculation unit 466 calculates the first intensity of the reflected light passing through the first pinhole 440 and the second intensity of the reflected light passing through the second pinhole 450, Can be detected. The computing unit 466 may be a separate device connected to the confocal microscope 400 via a wired / wireless network, unlike the configuration shown in the processing unit 460 of the confocal microscope 400. For example, the computing unit 466 may be a computer system. The computing unit 466 may include a processor including one or more cores.
연산부(466)는 시편(160)의 높이의 정보를 검출하기 위해 요구되는 연산을 처리할 수 있다. 예컨대, 연산부(466)는 반사광이 생성된 시편(160)의 표면 상의 위치의 반사도를 고려하여, 반사광의 제1 세기 및 반사광의 제2 세기를 정규화할 수 있다. 시편(160)의 표면 상의 위치의 반사도는 시편(160)의 표면 상의 위치에 따라 변화하는 상이한 값일 수 있다.The operation unit 466 can process the operation required to detect the height information of the specimen 160. [ For example, the calculating unit 466 may normalize the first intensity of the reflected light and the second intensity of the reflected light, taking into consideration the reflectivity of the position on the surface of the specimen 160 on which the reflected light is generated. The reflectance of the position on the surface of the specimen 160 may be a different value that varies depending on the position on the surface of the specimen 160. [
또한, 연산부(466)는 제1 응답 곡선 및 제2 응답 곡선을 획득할 수 있다. 제1 응답 곡선은 제1 핀홀(440)을 통과한 반사광의 세기의 변화를 나타내는 곡선일 수 있다. 제2 응답 곡선은 제2 핀홀(450)을 통과한 반사광의 세기의 변화를 나타내는 곡선일 수 있다.In addition, the operation unit 466 may obtain the first response curve and the second response curve. The first response curve may be a curve indicating the change in the intensity of the reflected light passing through the first pinhole 440. The second response curve may be a curve indicating the change in the intensity of the reflected light passing through the second pinhole 450.
처리부(460) 또한, 공초점 현미경(400)에 포함된 구성으로 도시된 것과는 달리, 공초점 현미경(400)과 유무선의 네트워크로 연결된 별개의 장치일 수 있다.The processing unit 460 may also be a separate device connected to the confocal microscope 400 via a wired / wireless network, unlike the configuration shown in the confocal microscope 400.
제1 응답 곡선 및 제2 응답 곡선에 대해서는 후술될 도 5를 참조하여 더 자세하게 설명된다.The first response curve and the second response curve will be described in more detail with reference to FIG. 5 to be described later.
빔 스플리터(470)는 시편(160)으로부터의 반사광을 복수의 반사광들로 분할할 수 있다. 예컨대, 빔 스플리터(470)는 시편(160)으로부터의 반사광을 제1 반사광 및 제2 반사광으로 분할할 수 있다. 제1 반사광 및 제2 반사광의 세기는 동일할 수 있다. 빔 스플리터(470)는 분할된 제1 반사광을 제1 핀홀(440) 내로 투과시킬 수 있고, 분할된 제2 반사광을 제2 핀홀(450)로 투과시킬 수 있다. 말하자면, 제1 반사광은 제1 핀홀(440)을 통과할 수 있고, 제2 반사광은 제2 핀홀(450)을 통과할 수 있다.The beam splitter 470 can divide the reflected light from the specimen 160 into a plurality of reflected lights. For example, the beam splitter 470 can divide the reflected light from the specimen 160 into the first reflected light and the second reflected light. The intensity of the first reflected light and the intensity of the second reflected light may be the same. The beam splitter 470 can transmit the divided first reflected light into the first pinhole 440 and transmit the divided second reflected light to the second pinhole 450. In other words, the first reflected light can pass through the first pinhole 440, and the second reflected light can pass through the second pinhole 450.
시편(160)으로부터의 반사광의 제1 세기 및 제2 세기는 각각 제1 검출기(462) 및 제2 검출기(464)에 의해 동시에 검출될 수 있다. 연산부(466)는 검출된 반사광의 제1 세기 및 반사광의 제2 세기에 기반하여 시편(160)의 높이의 정보를 검출할 수 있다.The first intensity and the second intensity of the reflected light from the specimen 160 can be simultaneously detected by the first detector 462 and the second detector 464, respectively. The operation unit 466 can detect the height information of the specimen 160 based on the first intensity of the detected reflected light and the second intensity of the reflected light.
앞서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 기술적 내용들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
The technical contents described with reference to Figs. 1 to 3 can be applied as it is, and a detailed description will be omitted below.
도 5는 일 예에 따른 공초점 현미경의 핀홀을 통과한 반사광에 대한 응답 곡선들을 나타낸다.FIG. 5 shows response curves for reflected light passing through a pinhole of a confocal microscope according to an example.
도시된 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)은 도 2를 참조하여 전술된 응답 곡선에 대응할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.The illustrated first response curve 510 and second response curve 520 may correspond to the response curve described above with reference to FIG. Therefore, redundant description is omitted.
도 2를 참조하여 전술된 것과 같이 실험 또는 수학적인 원리에 의해 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)의 데이터가 생성될 수 있다. 말하자면, 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)은 실험 또는 수학적인 원리에 의해 사전에 획득될 수 있다. 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)의 데이터는 처리부(460)에게 제공될 수 있다. 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)은 시편의 표면 상의 위치의 반사도를 고려하여 정규화된 광의 세기에 대한 응답 곡선일 수 있다.Data of the first response curve 510 and the second response curve 520 may be generated by an experiment or mathematical principle as described above with reference to FIG. That is to say, the first response curve 510 and the second response curve 520 may be obtained in advance by experiment or mathematical principle. The data of the first response curve 510 and the second response curve 520 may be provided to the processing unit 460. The first response curve 510 and the second response curve 520 may be response curves to the intensity of the normalized light in consideration of the reflectivity of the position on the surface of the specimen.
제1 응답 곡선(510)은 대물렌즈(120)의 초점 평면의 수직 방향으로의 위치의 변화에 대한 제1 핀홀(440)을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타낼 수 있다. 반사광이 생성되는 위치는 소정의 제1 시편의 표면 상의 위치일 수 있다.The first response curve 510 may indicate a change in the intensity of the reflected light from the position passed through the first pinhole 440 to a change in the position in the vertical direction of the focal plane of the objective lens 120. [ The position at which the reflected light is generated may be a position on the surface of the predetermined first specimen.
제2 응답 곡선(520)은 대물렌즈(120)의 초점 평면의 수직 방향으로의 위치의 변화에 대한 제1 핀홀(450)을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타낼 수 있다. 반사광이 생성되는 위치는 소정의 제2 시편의 표면 상의 위치일 수 있다. 제1 시편 및 제2 시편은 시편(160)과는 상이한 시편일 수 있다.The second response curve 520 may indicate a change in the intensity of the reflected light from the position passed through the first pinhole 450 with respect to the change in position in the vertical direction of the focal plane of the objective lens 120. [ The position at which the reflected light is generated may be a position on the surface of the predetermined second specimen. The first and second specimens may be different from the specimen 160.
제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520) 간의 반치폭(Full Width Half Maximum; FWHM)은 서로 상이할 수 있다. 제2 핀홀(450)의 크기가 제1 핀홀(440)의 크기보다 더 큰 경우, 제1 응답 곡선(510)은 제2 응답 곡선(520) 보다 대물렌즈(120)의 초점의 위치로부터의 반사광의 세기를 중심으로 더 집중되어 있을 수 있다. 제2 응답 곡선의 반치폭은 제1 응답 곡선의 반치폭보다 더 클 수 있다. 말하자면, 동일한 위치로부터 생성된 반사광(동일한 x축의 좌표 값)에 대한 제2 응답 곡선(520)의 값(제2 응답 곡선(520)의 y축의 좌표 값)이 제1 응답 곡선(510)의 값(제1 응답 곡선(510)의 y축의 좌표 값) 보다 더 클 수 있다.The full width half maximum (FWHM) between the first response curve 510 and the second response curve 520 may be different from each other. When the size of the second pinhole 450 is larger than the size of the first pinhole 440, the first response curve 510 is smaller than the second response curve 520, and the reflected light from the focus position of the objective lens 120 It is possible to concentrate more on the intensity. The half width of the second response curve may be larger than the half width of the first response curve. That is, the value of the second response curve 520 (the coordinate value of the y-axis of the second response curve 520) with respect to the reflected light (coordinate value of the same x-axis) generated from the same position is smaller than the value of the first response curve 510 (The coordinate value of the y-axis of the first response curve 510).
데이터의 제공에 따라, 도 4의 처리부(460)는 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)을 획득할 수 있다.Depending on the provision of data, the processing unit 460 of FIG. 4 may obtain a first response curve 510 and a second response curve 520.
처리부(460)는 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)의 비로서 생성되는 새로운 응답 곡선(530)을 획득 또는 생성할 수 있다. 처리부(460)는 제2 핀홀(450)의 크기가 제1 핀홀(440)의 크기보다 더 큰 경우, 하기의 수학식 1에 따라 제1 응답 곡선(510)을 제2 응답 곡선(520)으로 나눔으로써 새로운 응답 곡선(530)을 획득할 수 있다.The processing unit 460 may obtain or generate a new response curve 530 that is generated as a ratio of the first response curve 510 and the second response curve 520. [ The processing unit 460 may convert the first response curve 510 into a second response curve 520 according to the following equation 1 when the size of the second pinhole 450 is larger than the size of the first pinhole 440 By dividing, a new response curve 530 can be obtained.
Figure 112013097009643-pat00003
Figure 112013097009643-pat00003
여기서, I p1 (R,z)는 제1 응답 곡선(510)일 수 있고, I p2 (R,z)는 제2 응답 곡선(520)일 수 있다. R은 소정의 시편의 반사도일 수 있고, z는 상기 대물렌즈(120)의 초점으로부터의 거리일 수 있고,
Figure 112013097009643-pat00004
는 새로운 응답 곡선(530)일 수 있다.
Here, I p1 ( R , z) may be the first response curve 510 and I p2 ( R , z) may be the second response curve 520. R may be the reflectivity of a given specimen, z may be the distance from the focal point of the objective lens 120,
Figure 112013097009643-pat00004
May be the new response curve 530. [
소정의 시편의 반사도는 소정의 시편의 표면 상의 위치의 반사도로서 소정의 시편의 표면 상의 위치에 따라 변하는 값일 수 있다.The reflectivity of a given specimen may be a value that varies with the position on the surface of a given specimen as the reflectivity of the position on the surface of the given specimen.
z는 응답 곡선들(510 내지 530)의 x축의 좌표 값에 대응할 수 있다. z may correspond to the coordinate values of the x-axis of response curves 510-530.
새로운 응답 곡선(530)은 정규화된 값에 대한 응답 곡선일 수 있다. 제1 응답 곡선(510)을 제2 응답 곡선(520)으로 나눔으로써 소정의 시편의 표면 상의 위치의 소정의 반사도는 소거될 수 있다. 말하자면, 새로운 응답 곡선은 소정의 시편의 종류 및/또는 소정의 시편의 반사도에 독립적일 수 있고, 모든 종류의 시편에 대해 일정할 수 있다.The new response curve 530 may be a response curve to the normalized value. By dividing the first response curve 510 by the second response curve 520, the predetermined reflectivity of the position on the surface of a given specimen can be erased. That is to say, the new response curve may be independent of the type of specimen and / or the reflectivity of a given specimen, and may be constant for all specimens.
처리부(460)는 새로운 응답 곡선(530)에 도 4를 참조하여 전술된 제1 세기 및 상기 제2 세기의 비로서 획득되는 값을 대입함으로써 시편(160)의 높이의 정보를 검출할 수 있다. 예컨대, 처리부(460)는 새로운 응답 곡선(530)에 도 4를 참조하여 전술된 제1 세기에 제2 세기를 나눈 값을 대입함으로써 검출되는 z값을 시편(160)의 높이의 정보로서 검출할 수 있다.The processing unit 460 can detect the height information of the specimen 160 by substituting the new response curve 530 with a value obtained as a ratio of the first intensity and the second intensity described above with reference to Fig. For example, the processing unit 460 detects the z value detected by substituting the new response curve 530 with the first intensity described above with reference to FIG. 4 by dividing the second intensity as information of the height of the test piece 160 .
시편(160)의 높이의 정보를 검출하는 방법에 대해서는 후술될 도 6을 참조하여 더 자세하게 설명된다.The method of detecting the height information of the specimen 160 will be described in detail with reference to FIG. 6 to be described later.
앞서 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 기술적 내용들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
The technical contents described above with reference to Figs. 1 to 4 can be applied as they are, so that a more detailed description will be omitted below.
도 6은 일 예에 따른 공초점 현미경의 핀홀을 통과한 반사광에 대한 응답 곡선들을 나타낸다. FIG. 6 shows response curves for reflected light passing through a pinhole of a confocal microscope according to an example.
도시된 z는 응답 곡선들(510 내지 530)의 x축의 좌표 값에 대응할 수 있다.The illustrated z may correspond to the coordinate values of the x-axis of the response curves 510-530.
도 2 및 도 5를 참조하여 전술된 것처럼, 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)의 x축은 대물렌즈(120)의 초점으로부터의 위치를 나타낼 수 있다. 예컨대, 대물렌즈(120)의 초점의 위치는 응답 곡선들(510 및 520)의 x축의 0의 좌표에 대응할 수 있다. 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)의 y축은 광의 세기를 나타낼 수 있다. 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)의 y축이 나타내는 광의 세기는 정규화된 광의 세기일 수 있다. 또한, 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)의 y축이 나타내는 광의 세기는 소정의 시편으로부터의 반사광의 세기일 수 있다.As described above with reference to FIGS. 2 and 5, the x-axis of the first response curve 510 and the second response curve 520 may indicate the position from the focal point of the objective lens 120. For example, the position of the focal point of the objective lens 120 may correspond to the zero coordinate of the x-axis of the response curves 510 and 520. The y-axis of the first response curve 510 and the second response curve 520 may represent the intensity of light. The intensity of the light represented by the y-axis of the first response curve 510 and the second response curve 520 may be the intensity of the normalized light. In addition, the intensity of the light represented by the y-axis of the first response curve 510 and the second response curve 520 may be the intensity of the reflected light from a given specimen.
처리부(460)는 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)의 x축의 좌표가 0 이상인 부분 또는 0 이하인 부분만을 사용하여 새로운 응답 곡선(530)을 획득할 수 있다. 처리부(460)는 x축의 양의 방향의 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520) 또는 x축의 음의 방향의 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520) 만을 사용하여 새로운 응답 곡선(530)을 획득할 수 있다. x축의 양의 방향은 대물렌즈(120)의 초점을 기준으로 대물렌즈(120)와 멀어지는 방향일 수 있다. x축의 음의 방향은 대물렌즈(120)의 초점을 기준으로 대물렌즈(120)와 가까워지는 방향일 수 있다.The processing unit 460 can acquire a new response curve 530 using only the portion of the first response curve 510 and the second response curve 520 whose x-axis coordinate is 0 or more or a portion that is 0 or less. The processing unit 460 uses only the first response curve 510 and the second response curve 520 in the positive direction of the x axis or the first response curve 510 and the second response curve 520 in the negative direction of the x axis A new response curve 530 can be obtained. The positive direction of the x-axis may be a direction away from the objective lens 120 with respect to the focal point of the objective lens 120. The negative direction of the x-axis may be a direction in which the negative direction of the x-axis approaches the objective lens 120 with respect to the focal point of the objective lens 120.
말하자면, 처리부(460)는 대물렌즈(120)의 초점을 기준으로 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)의 절반 만을 사용하여 새로운 응답 곡선(530)을 획득할 수 있다. 예컨대, 처리부(460)는 x축의 양의 방향의 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)을 사용하여 새로운 응답 곡선(530)을 획득할 수 있다.That is to say, the processing unit 460 can obtain a new response curve 530 using only the first response curve 510 and the second response curve 520 based on the focus of the objective lens 120. [ For example, the processing unit 460 may obtain a new response curve 530 using the first response curve 510 and the second response curve 520 in the positive direction of the x-axis.
처리부(460)는 도 4를 참조하여 전술된 제1 세기 및 제2 세기의 비로서 획득되는 값과 일치하는 새로운 응답 곡선(530)의 y축의 좌표 값에 대응하는 새로운 응답 곡선(530)의 x축의 좌표 값을 시편(160)의 높이의 정보로서 검출할 수 있다. 검출되는 시편(160)의 높이의 정보는 제1 세기 및 제2 세기의 반사광이 생성된 시편(160)의 표면 상의 위치 및 대물렌즈(120)의 초점 간의 거리일 수 있다.The processing unit 460 calculates a new response curve 530 corresponding to the y-axis coordinate value of the new response curve 530 that corresponds to the value obtained as the ratio of the first and second intensities described above with reference to Fig. The coordinate values of the axes can be detected as the information of the height of the test piece 160. The information on the height of the detected specimen 160 may be a distance between the focal point of the objective lens 120 and the position on the surface of the specimen 160 in which reflected light of the first and second intensities is generated.
시편(160)의 높이의 정보는 하기의 수학식 2, 수학식 3 및 수학식 4에 의해 검출될 수 있다.Information of the height of the specimen 160 can be detected by the following equations (2), (3) and (4).
Figure 112013097009643-pat00005
Figure 112013097009643-pat00005
Figure 112013097009643-pat00006
Figure 112013097009643-pat00006
Figure 112013097009643-pat00007
Figure 112013097009643-pat00007
여기서, I p1 (R 1 , z 1 )은 반사광의 제1 세기일 수 있고, I p2 (R 1 , z 1 )는 반사광의 제2 세기일 수 있다. I p1 (z 1 )은 반사광이 생성된 시편(160)의 표면 상의 위치의 반사도 R 1 을 고려하여 정규화된 반사광의 제1 세기일 수 있다. I p2 (z 1 )은 반사광이 생성된 시편(160)의 표면 상의 위치의 반사도 R 1 을 고려하여 정규화된 반사광의 제2 세기일 수 있다. z 1 시편(160)의 소기의 높이의 정보일 수 있다.Here, I p1 ( R 1 , z 1 ) may be the first intensity of the reflected light, and I p2 ( R 1 , z 1 ) may be the second intensity of the reflected light. I p1 ( z 1 ) may be the first intensity of the normalized reflected light in consideration of the reflectance R 1 of the position on the surface of the specimen 160 where the reflected light is generated. I p2 ( z 1 ) may be the second intensity of the normalized reflected light in consideration of the reflectance R 1 of the position on the surface of the specimen 160 on which the reflected light is generated. z 1 is The height of the specimen 160 may be the desired height information.
I p1 (R 1 , z 1 )을 I p2 (R 1 , z 1 )로 나눔으로써 획득된 값은 새로운 응답 곡선(530) I Rp1p2 (z) 상에 존재할 수 있다. 획득된 값을 새로운 응답 곡선(530)에 대입함으로써, 대응하는 x축의 좌표 z 1 을 검출할 수 있다.The value obtained by dividing I p1 ( R 1 , z 1 ) by I p2 ( R 1 , z 1 ) may be on the new response curve 530 I Rp1p2 ( z ). By assigning the obtained value to the new response curve 530, the coordinate z 1 of the corresponding x-axis can be detected.
검출된 z 1 대물렌즈(120)의 초점 및 반사광이 생성된 시편(160)의 표면 상의 위치 간의 거리로서 시편(160)의 높이의 정보일 수 있다.The detected z 1 is The height of the specimen 160 as the distance between the focal point of the objective lens 120 and the position on the surface of the specimen 160 on which the reflected light is generated.
I p1 (R 1 , z 1 )을 I p2 (R 1 , z 1 )로 나눔으로써 시편(160)의 반사도는 소거될 수 있다. 말하자면, 시편(160)의 표면의 다양한 위치들이 스캔될 때, 시편(160)의 표면의 반사도가 균일하지 않은 경우에도 정확한 높이들의 정보가 획득될 수 있기 때문에 시편(160)의 정확한 3 차원 영상이 생성될 수 있다.By dividing I p1 ( R 1 , z 1 ) by I p2 ( R 1 , z 1 ), the reflectivity of the specimen 160 can be canceled. In other words, when the various positions of the surface of the specimen 160 are scanned, accurate three-dimensional images of the specimen 160 can be obtained because information of correct heights can be obtained even when the specularity 160 has a non- Lt; / RTI >
새로운 응답 곡선(530)이 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)의 전부를 사용하여 획득되는 경우 z 1 의 값은 음의 값 및 양의 값으로서 2개가 존재할 수 있다. 따라서, 처리부(460)는 대물렌즈(120)의 초점을 기준으로 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)의 절반 만을 사용하여 새로운 응답 곡선(530)을 획득함으로써, 하나의 z 1 만을 유효한 시편(160)의 높이의 정보로서 검출할 수 있다.When a new response curve 530 is obtained using all of the first response curve 510 and the second response curve 520, there can be two values of z 1 as a negative value and a positive value. Thus, the processing unit 460 by obtaining the use based on the focus of the objective lens 120, only half of the first response curve 510 and a second response curve 520, a new response curve 530, a single z 1 can be detected only as the information of the effective height of the specimen (160).
시편(160)은 소정의 기준 위치에 위치될 수 있다. 소정의 기준 위치 및 대물렌즈(120) 간의 거리는 대물렌즈(120)의 초점 거리 이상일 수 있다. 예컨대, 시편(160)의 표면 중 가장 돌출된 부분 및 대물렌즈(120) 간의 거리는 대물렌즈(120)의 초점 거리 이상일 수 있다. 시편(160)이 소정의 기준 위치에 배치됨으로써, 대물렌즈(120)의 초점을 기준으로 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)의 절반 만을 사용하여 획득된 새로운 응답 곡선(530)으로부터 시편(160)의 표면의 모든 위치에 대한 정확한 시편(160)의 높이의 정보가 검출될 수 있다.The specimen 160 may be positioned at a predetermined reference position. The distance between the predetermined reference position and the objective lens 120 may be more than the focal distance of the objective lens 120. [ For example, the distance between the most protruded portion of the surface of the specimen 160 and the objective lens 120 may be more than the focal length of the objective lens 120. The new response curve 530 obtained by using only the half of the first response curve 510 and the second response curve 520 based on the focal point of the objective lens 120 by placing the test piece 160 at the predetermined reference position The information of the height of the precise specimen 160 with respect to all the positions of the surface of the specimen 160 can be detected.
또는, 시편(160)의 표면 중 가장 함몰된 부분 및 대물렌즈(120) 간의 거리가 대물렌즈(120)의 초점거리의 이하가 되는 소정의 기준 위치에 시편(160)이 배치될 수 있다.Alternatively, the specimen 160 may be placed at a predetermined reference position where the distance between the most depressed portion of the surface of the specimen 160 and the objective lens 120 is less than or equal to the focal length of the objective lens 120.
시편(160)의 표면의 모든 위치에 대한 정확한 시편(160)의 높이의 정보를 검출하기 위해 시편(160)은 대물렌즈(120)의 초점 평면 상에서 스캔될 수 있다. 예컨대, 시편(160)은 대물렌즈(120)의 초점 평면 상에서 횡방향으로 스캔될 수 있다. 처리부(460)는 스캔된 시편(160)의 표면의 위치들에 대응하는 높이들의 정보를 검출할 수 있다. 처리부(460)는 검출된 높이들의 정보에 기반하여, 시편(160)의 3 차원 영상을 생성할 수 있다.The specimen 160 may be scanned on the focal plane of the objective lens 120 to detect information of the height of the precise specimen 160 with respect to all positions of the surface of the specimen 160. [ For example, the specimen 160 may be scanned in the lateral direction on the focal plane of the objective lens 120. The processing unit 460 may detect information of heights corresponding to positions of the surface of the scanned specimen 160. [ The processing unit 460 may generate a three-dimensional image of the specimen 160 based on the information of the detected heights.
앞서 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 기술적 내용들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
The technical contents described above with reference to Figs. 1 to 5 may be applied as they are, so that a more detailed description will be omitted below.
도 7은 일 예에 따른 공초점 현미경을 나타낸다.7 shows a confocal microscope according to an example.
도 7에서는 도 4를 참조하여 전술된 공초점 현미경(400)이 구체화되어 도시되었다. 공초점 현미경(700)의 구성 요소들 중 도 4 및/또는 도 1을 참조하여 전술된 공초점 현미경(100 및/또는 400)의 구성 요소들과 동일한 참조 번호의 구성 요소들에 대해서는 도 4 및/또는 도 1을 참조하여 전술된 설명이 그대로 적용될 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.In FIG. 7, the confocal microscope 400 described above with reference to FIG. 4 is embodied and shown. 4 and / or FIG. 1, among the components of the confocal microscope 700, the same reference numerals as those of the components of the confocal microscope 100 and / or 400 described above with reference to FIGS. 4 and / / RTI > and / or < RTI ID = 0.0 > 1 < / RTI > Therefore, redundant description is omitted.
공초점 현미경(700)은 콜리메이터(collimator)(710), 필터(720), 제1 편광판(730), 빔 스캐너(740), 제2 편광판(750), 제1 집광렌즈(760), 제2 집광렌즈(770) 및 중계렌즈(780)를 포함할 수 있다.The confocal microscope 700 includes a collimator 710, a filter 720, a first polarizer 730, a beam scanner 740, a second polarizer 750, a first condenser lens 760, A condenser lens 770, and a relay lens 780.
광원(110)으로부터 방출된 광은 콜리메이터(710)를 통과하여 평행광이 될 수 있다. 콜리메이터(710)는 콜리메이터(710)를 통과하는 광을 평행광으로 바꾸는 성질을 갖는 렌즈를 포함할 수 있다.The light emitted from the light source 110 may pass through the collimator 710 and become parallel light. The collimator 710 may include a lens having a property of converting light passing through the collimator 710 into parallel light.
콜리메이터(710)를 통과한 평행광은 필터(720)를 통과할 수 있다. 필터(720)는 특정한 파장 또는 특정한 범위 내의 파장의 광을 선택적으로 통과시킬 수 있다. 필터(720)는 광원(110)으로부터 방출된 광에 포함된 노이즈를 제거할 수 있다.The collimated light passing through the collimator 710 can pass through the filter 720. The filter 720 can selectively pass light of a specific wavelength or a wavelength within a specific range. The filter 720 can remove the noise included in the light emitted from the light source 110.
필터(720)를 통과한 광은 제 1편광판(730)을 통과할 수 있다. 제1 편광판(730)은 필터(720)를 통과한 광 중 특정 편광만을 투과시킬 수 있다. 편광판(730)을 통과한 광은 편광분리기(130)에 의해 반사될 수 있다.The light passing through the filter 720 can pass through the first polarizer 730. The first polarizing plate 730 can transmit only a specific polarized light among the light that has passed through the filter 720. The light having passed through the polarizing plate 730 can be reflected by the polarized light separator 130.
편광분리기(130)에 의해 반사된 광은 빔 스캐너(740)에 의해 반사되어 시편(160)으로 조사될 수 있다.The light reflected by the polarized light separator 130 may be reflected by the beam scanner 740 and irradiated onto the test piece 160.
빔 스캐너(740)는 시편(160)의 표면의 위치들을 상기 대물렌즈의 초점 평면 상에서 시편(160)을 스캔하기 위한 장치일 수 있다. 빔 스캐너는 공진형 스캐너 및/또는 갈바노 거울(galvano mirror)을 포함할 수 있다.The beam scanner 740 may be a device for scanning the position of the surface of the specimen 160 with the specimen 160 on the focal plane of the objective lens. The beam scanner may include a resonant scanner and / or a galvano mirror.
공진형 스캐너는 소정의 공진 주파수에서 진동할 수 있다. 갈바노 거울은 전기적 신호를 수신하고, 갈바노 거울은 수신된 신호에 따라 회전할 수 있다. 편광분리기(130)에 의해 반사된 광이 회전된 갈바노 거울에 의해 반사됨에 의해 대물렌즈(120)를 통해 시편(160)으로 조사되는 광이 조사되는 시편(160) 상의 위치가 변할 수 있다. 또한, 광이 조사되는 위치가 변함에 따라 시편(160)은 x축의 방향 및 y축의 방향으로 2 차원 평면 스캔될 수 있다.The resonance type scanner can vibrate at a predetermined resonance frequency. Galvano mirrors receive electrical signals and galvano mirrors can rotate according to received signals. Since the light reflected by the polarized light separator 130 is reflected by the rotated Galvano mirror, the position on the specimen 160 irradiated with the light irradiated to the specimen 160 through the objective lens 120 can be changed. In addition, as the position where the light is irradiated is changed, the specimen 160 can be scanned two-dimensionally in the x-axis direction and the y-axis direction.
편광분리기(130)로부터 반사된 광은 빔 스캐너(740)에 의해 시편(160)의 표면의 서로 상이한 위치들에 조사될 수 있다. 말하자면, 빔 스캐너(740)는 대물렌즈(120)를 통해 시편(160)으로 조사되는 광이 조사되는 시편(160) 상의 위치를 변경함으로써, 시편(160)을 2차원 평면 스캔할 수 있다.The light reflected from the polarized light separator 130 can be irradiated to different positions on the surface of the specimen 160 by the beam scanner 740. That is to say, the beam scanner 740 can scan the specimen 160 in a two-dimensional plane by changing the position on the specimen 160 irradiated with the light irradiated onto the specimen 160 through the objective lens 120.
처리부(460)는 스캔된 시편의 위치들에 대응하는 높이들의 정보를 검출할 수 있고, 검출된 높이들의 정보에 기반하여 시편(160)의 3 차원 영상을 생성할 수 있다. The processing unit 460 may detect information of heights corresponding to positions of the scanned specimen and may generate a three-dimensional image of the specimen 160 based on information of the detected heights.
구체적으로, 빔 스캐너로부터 반사된 광은 중계렌즈(780)를 통과할 수 있다. 중계렌즈(780)는 2 개의 렌즈로 구성될 수 있다. 중계렌즈(780)는 소정의 배율을 가질 수 있다. 예컨대, 중계렌즈(780)의 배율은 1:3일 수 있다. 중계렌즈(780)를 통과한 광은 제2 편광판(750)을 통과할 수 있다. 제2 편광판(750)은 사분의 일 회전 파장판(Quarter Wave Plate; QWP)일 수 있다. 중계렌즈(780)를 통과한 광은 제2 편광판(750)을 통과하고, 대물렌즈(120)를 통과함에 따라 시편(160)에 조사될 수 있다. 시편(160)에 조사된 광에 의한 반사광은 다시 대물렌즈(120)를 통과함으로써 평행광이 되고, 평행광은 다시 제2 편광판(750)을 통과하고, 중계렌즈(780)를 거쳐 빔 스캐너(740)의 거울에 의해 반사될 수 있다. 빔 스캐너(740)의 거울에 의해 반사된 반사광은 제2 편광판(750)을 2번 통과하였기 때문에, 편광분리기(130)를 통과할 수 있다. 편광분리기(130)를 통과한 반사광은 빔 스플리터(470)에 의해 제1 반사광 및 제2 반사광으로 분할될 수 있다. 제1 반사광은 제1 집광렌즈(760)를 통과함에 따라 제1 핀홀(440)을 통과할 수 있다. 제1 집광렌즈(760)의 초점은 제1 핀홀(440)에 위치할 수 있다. 제2 반사광은 제2 집광렌즈(770)를 통과함에 따라 제2 핀홀(450)을 통과할 수 있다. 제2 집광렌즈(770)의 초점은 제2 핀홀(450)에 위치할 수 있다. 처리부(460)는 제1 핀홀(440)을 통과한 제1 반사광의 제1 세기 및 제2 핀홀(450)을 통과한 제2 반사광의 제2 세기를 검출하고, 제1 세기 및 제2 세기에 기반하여, 반사광이 생성된 시편(160)의 표면의 높이의 정보를 검출할 수 있다.Specifically, the light reflected from the beam scanner can pass through the relay lens 780. [ The relay lens 780 may be composed of two lenses. The relay lens 780 may have a predetermined magnification. For example, the magnification of the relay lens 780 may be 1: 3. The light passing through the relay lens 780 can pass through the second polarizing plate 750. The second polarizing plate 750 may be a quarter wave plate (QWP). The light passing through the relay lens 780 passes through the second polarizer plate 750 and can be irradiated onto the specimen 160 as it passes through the objective lens 120. The reflected light by the light irradiated on the specimen 160 again becomes parallel light by passing through the objective lens 120. The parallel light passes through the second polarizer 750 again and passes through the relay lens 780 to the beam scanner 740). ≪ / RTI > Since the reflected light reflected by the mirror of the beam scanner 740 passes through the second polarizer plate 750 twice, it can pass through the polarized light separator 130. The reflected light having passed through the polarized light separator 130 can be divided into the first reflected light and the second reflected light by the beam splitter 470. The first reflected light may pass through the first pinhole 440 as it passes through the first condenser lens 760. The focal point of the first condenser lens 760 may be located at the first pinhole 440. The second reflected light can pass through the second pinhole 450 as it passes through the second condenser lens 770. The focal point of the second condenser lens 770 may be located in the second pinhole 450. The processing unit 460 detects a first intensity of the first reflected light passing through the first pinhole 440 and a second intensity of the second reflected light passing through the second pinhole 450, The information of the height of the surface of the specimen 160 on which the reflected light is generated can be detected.
앞서 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 기술적 내용들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
The technical contents described above with reference to Figs. 1 to 6 can be applied as they are, so that a more detailed description will be omitted below.
도 8은 일 실시예에 따른 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법을 나타내는 흐름도이다.8 is a flow chart illustrating a method for detecting height information of a specimen according to an embodiment.
도 4를 참조하여 전술된 공초점 현미경(400)에 의해 수행되는 시편(160)의 높이의 정보를 검출하는 방법이 도시되었다.A method of detecting information of the height of a specimen 160 performed by the confocal microscope 400 described above with reference to Fig. 4 is shown.
후술될 단계들(810 및 830)이 수행됨으로써 시편(160)의 높이의 정보가 검출될 수 있다.Information on the height of the specimen 160 can be detected by performing the steps 810 and 830 to be described later.
단계(810)에서, 처리부(460)는 공초점 현미경(400)의 제1 핀홀(440)을 통과하는 반사광의 제1 세기를 검출할 수 있다. 제1 핀홀(440)을 통과한 반사광은 공초점 현미경(400)의 대물렌즈(120)를 통해 공초점 현미경(400)에 의해 관찰되는 시편(160)으로 조사된 광에 의해 시편(160)으로부터 반사된 광일 수 있다.In step 810, the processing unit 460 may detect the first intensity of the reflected light passing through the first pinhole 440 of the confocal microscope 400. The reflected light having passed through the first pinhole 440 passes through the objective lens 120 of the confocal microscope 400 from the specimen 160 by the light irradiated onto the specimen 160 observed by the confocal microscope 400 It can be reflected light.
단계(820)에서, 처리부(460)는 공초점 현미경(400)의 제2 핀홀(450)을 통과하는 반사광의 제2 세기를 검출할 수 있다.In step 820, the processing unit 460 may detect the second intensity of the reflected light passing through the second pinhole 450 of the confocal microscope 400. [
단계(830)에서, 처리부(460)는 검출된 제1 세기 및 제2 세기에 기반하여 시편(160)의 높이의 정보를 검출할 수 있다. 처리부(460)는 제1 세기 및 제2 세기의 비로서 획득되는 값을 도 5 및 도 6을 참조하여 전술된 새로운 응답 곡선(530)에 대입함으로써 시편(160)의 높이의 정보를 검출할 수 있다.In step 830, the processing unit 460 may detect information of the height of the specimen 160 based on the detected first and second intensities. The processing unit 460 can detect the height information of the specimen 160 by substituting the value obtained as the ratio of the first and second intensities into the new response curve 530 described above with reference to Figures 5 and 6 have.
제1 핀홀(440)의 크기 및 상기 제2 핀홀(450)의 크기는 서로 상이할 수 있다. The size of the first pinhole 440 and the size of the second pinhole 450 may be different from each other.
앞서 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명된 기술적 내용들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
The technical contents described with reference to Figs. 1 to 7 can be applied as they are, so that a more detailed description will be omitted below.
도 9는 일 예에 따른 공초점 현미경의 핀홀을 통과한 반사광에 대한 응답 곡선들을 획득하는 방법을 나타내는 흐름도이다.FIG. 9 is a flowchart showing a method for obtaining response curves for reflected light passing through a pinhole of a confocal microscope according to an example.
도 4 및 도 5를 참조하여 전술된 공초점 현미경(400)에 의해 수행되는 응답 곡선들(510 내지 530)을 획득하는 방법이 도시되었다.A method of obtaining response curves 510 to 530 performed by the confocal microscope 400 described above with reference to Figures 4 and 5 is shown.
단계(910)에서, 처리부(460)는 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)을 획득할 수 있다. 제1 응답 곡선(510)은 대물렌즈(120)의 초점 평면의 수직 방향으로의 위치의 변화에 대한 제1 핀홀(440)을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타낼 수 있다. 제2 응답 곡선(520)은 대물렌즈(120)의 초점 평면의 수직 방향으로의 위치의 변화에 대한 제2 핀홀(450)을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타낼 수 있다. In step 910, the processing unit 460 may obtain a first response curve 510 and a second response curve 520. [ The first response curve 510 may indicate a change in the intensity of the reflected light from the position passed through the first pinhole 440 to a change in the position in the vertical direction of the focal plane of the objective lens 120. [ The second response curve 520 may indicate a change in the intensity of the reflected light from the position passed through the second pinhole 450 with respect to the change in the position in the vertical direction of the focal plane of the objective lens 120. [
제2 핀홀(450)의 크기는 제1 핀홀(440)의 크기 보다 더 클 수 있다.The size of the second pinhole 450 may be larger than the size of the first pinhole 440.
단계(920)에서 처리부(460)는 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)을 사용하여, 새로운 응답 곡선(530)을 획득할 수 있다. 새로운 응답 곡선(530)은 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)의 비로서 생성될 수 있다.In step 920, the processing unit 460 may obtain a new response curve 530 using the first response curve 510 and the second response curve 520. A new response curve 530 may be generated as a ratio of the first response curve 510 and the second response curve 520. [
새로운 응답 곡선(530)은 제1 응답 곡선(510)에 제2 응답 곡선(520)을 나눔으로써 도 5를 참조하여 전술된 수학식 1에 의해 획득될 수 있다.The new response curve 530 may be obtained by Equation 1 described above with reference to Figure 5 by dividing the second response curve 520 by the first response curve 510. [
제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)은 실험 또는 수학식에 의해 사전에 획득될 수 있다. 제1 응답 곡선(510) 및 제2 응답 곡선(520)이 사전에 획득됨에 따라 새로운 응답 곡선(530)도 시편(160)의 관찰이 시작되기 전에 미리 획득될 수 있다. 말하자면, 단계들(910 및 920)은 단계들(810 및 820)보다 먼저 수행될 수 있다. 단계들(910 및 920)이 단계들(810 및 820)보다 먼저 수행됨으로써, 단계들(810 및 820)에서 검출된 제1 세기 및 제2 세기의 비가 획득된 새로운 응답 곡선(530)에 대입될 수 있고, 시편(160)의 관찰 시 시편(160)의 3 차원 영상이 고속으로 생성될 수 있다.The first response curve 510 and the second response curve 520 may be obtained in advance by an experiment or by an equation. As the first response curve 510 and the second response curve 520 are obtained in advance, a new response curve 530 can also be obtained before the observation of the specimen 160 begins. That is to say, steps 910 and 920 may be performed prior to steps 810 and 820. [ Steps 910 and 920 are performed prior to steps 810 and 820 so that the ratio of the first and second intensities detected in steps 810 and 820 is assigned to the obtained new response curve 530 And a three-dimensional image of the specimen 160 can be generated at high speed when the specimen 160 is observed.
앞서 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된 기술적 내용들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
The technical contents described with reference to Figs. 1 to 8 can be applied as they are, so that a more detailed description will be omitted below.
도 10은 일 예에 따른 시편의 3 차원 영상을 생성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.10 is a flowchart showing a method of generating a three-dimensional image of a specimen according to an example.
도 4 및 도 7을 참조하여 전술된 공초점 현미경(400 또는 700)에 의해 시편(160)이 2 차원 평면에서 스캔됨으로써 시편(160)의 높이들의 정보가 검출되고 시편(160)의 3 차원 영상이 생성되는 방법이 도시되었다.The information of the heights of the specimen 160 is detected by the specimen 160 being scanned in the two-dimensional plane by the confocal microscope 400 or 700 described above with reference to Figs. 4 and 7 and the three-dimensional image of the specimen 160 Is generated.
도 1을 참조하여 전술된 것처럼, 시편(160)의 높이의 정보는 시편(160)의 표면 상의 복수의 위치들의 높이들의 정보일 수 있다.As described above with reference to FIG. 1, the height information of the specimen 160 may be information of the heights of the plurality of positions on the surface of the specimen 160.
단계(1010)에서, 공초점 현미경(400 또는 700)은 시편(160)을 대물렌즈(120)의 초점 평면 상에서 스캔할 수 있다. 예컨대, 시편(160)은 대물렌즈(120)의 초점 평면 상에서 횡방향으로 스캔될 수 있다. 시편(160)의 스캔은 2 차원 평면 상 빔 스캐너(740)에 의해 수행될 수 있다.In step 1010, the confocal microscope 400 or 700 may scan the specimen 160 on the focal plane of the objective lens 120. For example, the specimen 160 may be scanned in the lateral direction on the focal plane of the objective lens 120. The scan of the specimen 160 may be performed by a two-dimensional planar beam scanner 740.
처리부(460)는 시편(160)이 스캔된 위치들에 대응하는 높이들의 정보를 검출할 수 있다.The processing unit 460 may detect information of heights corresponding to positions where the specimen 160 is scanned.
단계(1020)에서, 처리부(460)는 검출된 높이들의 정보에 기반하여 상기 시편(160)의 3 차원 영상을 생성할 수 있다. 생성된 3 차원 영상은 시편(160)의 표면에 대한 3 차원 영상일 수 있다.At step 1020, the processing unit 460 may generate a three-dimensional image of the specimen 160 based on the information of the detected heights. The generated three-dimensional image may be a three-dimensional image of the surface of the specimen 160.
앞서 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명된 기술적 내용들이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
The technical contents described with reference to FIGS. 1 to 9 can be applied as they are, so that a more detailed description will be omitted below.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성 요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성 요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
110: 광원
120: 대물렌즈
130: 편광분리기
160: 시편
440: 제1 핀홀
450: 제2 핀홀
460: 처리부
470: 빔 스플리터
110: Light source
120: Objective lens
130: polarized light separator
160: The Psalms
440: First pinhole
450: second pinhole
460:
470: beam splitter

Claims (12)

  1. 공초점 현미경에 있어서,
    시편으로 조사된 광이 통과하고, 상기 시편으로 조사된 광에 의해 상기 시편으로부터 반사된 반사광이 통과하는 대물렌즈;
    빔 스플리터에 의하여 상기 반사광이 분할된 제1 반사광이 통과하는 제1 핀홀;
    상기 제1 반사광과 방향이 다르게 빔 스플리터에 의하여 상기 반사광이 분할된 제2 반사광이 통과하고, 상기 제1 핀홀과 크기가 상이한 제2 핀홀; 및
    상기 제1 반사광의 제1 세기 및 상기 제2 반사광의 제2 세기에 기반하여 상기 공초점 현미경에 의해 관찰되는 시편의 높이의 정보를 검출하는 처리부
    를 포함하고,
    상기 처리부는 상기 대물렌즈의 초점 평면의 수직 방향으로의 위치의 변화에 대한 상기 제1 핀홀을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타내는 제1 응답 곡선 및 상기 위치의 변화에 대한 상기 제2 핀홀을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타내는 제2 응답 곡선을 획득하고,
    상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선의 비로서 생성되는 새로운 응답 곡선을 획득하고,
    상기 제1 세기 및 상기 제2 세기의 비로서 획득되는 값을 상기 새로운 응답 곡선에 대입함으로써 상기 정보를 검출하고,
    상기 제2 핀홀의 크기는 상기 제1 핀홀의 크기 보다 더 크고,
    상기 처리부는 수학식 1에 따라 상기 제1 응답 곡선을 상기 제2 응답 곡선으로 나눔으로써 의해 상기 새로운 응답 곡선을 획득하고,
    [수학식 1]
    Figure 112015005262971-pat00019

    상기 Ip1 (R,z)는 상기 제1 응답 곡선이고, 상기 Ip2 (R,z)는 상기 제2 응답 곡선이고, 상기 R은 소정의 시편의 반사도고, 상기 z는 상기 대물렌즈의 초점으로부터의 거리이고, 상기 IRp1p2 (R,z)는 상기 새로운 응답 곡선이고,
    상기 새로운 응답 곡선에 상기 제1 세기에 상기 제2 세기를 나눈 값을 대입함으로써 검출되는 z값을 상기 정보로서 검출하는, 공초점 현미경.
    In a confocal microscope,
    An objective lens through which the light irradiated by the specimen passes and the reflected light reflected from the specimen passes through the specimen;
    A first pinhole through which the first reflected light of which the reflected light is divided by the beam splitter passes;
    A second pinhole having a size different from that of the first pinhole through which the second reflected light is divided by the beam splitter in a direction different from the direction of the first reflected light; And
    A processing unit for detecting information on the height of the specimen observed by the confocal microscope based on the first intensity of the first reflected light and the second intensity of the second reflected light,
    Lt; / RTI >
    Wherein the processing unit includes a first response curve representing a change in the intensity of the reflected light from the position passing through the first pinhole with respect to a change in the position in the vertical direction of the focal plane of the objective lens, Acquiring a second response curve representing a change in the intensity of the reflected light from the position passed through the two pinholes,
    Obtaining a new response curve generated as a ratio of the first response curve and the second response curve,
    Detecting said information by substituting a value obtained as a ratio of said first intensity and said second intensity to said new response curve,
    The size of the second pinhole is larger than the size of the first pinhole,
    Wherein the processor obtains the new response curve by dividing the first response curve into the second response curve according to Equation (1)
    [Equation 1]
    Figure 112015005262971-pat00019

    The I p1 (R, z) is the first response curve, the I p2 (R, z) is the second response curve, and wherein R is a reflective Togo of a given sample, the z is a focus of the objective lens I Rp1p2 (R, z) is the new response curve,
    As the information, z value detected by substituting the new response curve for the first intensity by the second intensity.
  2. 제1항에 있어서,
    빔 스플리터
    를 더 포함하고,
    상기 빔 스플리터는 상기 반사광을 상기 제1 반사광 및 상기 제2 반사광으로 분할하고, 상기 제1 반사광은 상기 제1 핀홀을 통과하고, 상기 제2 반사광은 상기 제2 핀홀을 통과하는, 공초점 현미경.
    The method according to claim 1,
    Beam splitter
    Further comprising:
    Wherein the beam splitter divides the reflected light into the first reflected light and the second reflected light, the first reflected light passes through the first pinhole, and the second reflected light passes through the second pinhole.
  3. 삭제delete
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선은 실험에 의해 사전에 획득된, 공초점 현미경.
    The method according to claim 1,
    The first response curve and the second response curve are obtained in advance by experiment.
  5. 삭제delete
  6. 공초점 현미경에 있어서,
    시편으로 조사된 광이 통과하고, 상기 시편으로 조사된 광에 의해 상기 시편으로부터 반사된 반사광이 통과하는 대물렌즈;
    빔 스플리터에 의하여 상기 반사광이 분할된 제1 반사광이 통과하는 제1 핀홀;
    상기 제1 반사광과 방향이 다르게 빔 스플리터에 의하여 상기 반사광이 분할된 제2 반사광이 통과하고, 상기 제1 핀홀과 크기가 상이한 제2 핀홀; 및
    상기 제1 반사광의 제1 세기 및 상기 제2 반사광의 제2 세기에 기반하여 상기 공초점 현미경에 의해 관찰되는 시편의 높이의 정보를 검출하는 처리부
    를 포함하고,
    상기 처리부는 상기 대물렌즈의 초점 평면의 수직 방향으로의 위치의 변화에 대한 상기 제1 핀홀을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타내는 제1 응답 곡선 및 상기 위치의 변화에 대한 상기 제2 핀홀을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타내는 제2 응답 곡선을 획득하고,
    상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선의 비로서 생성되는 새로운 응답 곡선을 획득하고,
    상기 제1 세기 및 상기 제2 세기의 비로서 획득되는 값을 상기 새로운 응답 곡선에 대입함으로써 상기 정보를 검출하고,
    상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선의 x축은 상기 대물렌즈의 초점으로부터의 위치를 나타내고, 상기 초점의 위치는 상기 x축의 0의 좌표에 대응하고, 상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선의 y축은 광의 세기를 나타내고,
    상기 처리부는 상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선의 상기 x축의 좌표가 0 이상인 부분 또는 0 이하인 부분만을 사용하여 상기 새로운 응답 곡선을 획득하고,
    상기 제1 세기 및 상기 제2 세기의 비로서 획득되는 값과 일치하는 상기 새로운 응답 곡선의 y축의 좌표 값에 대응하는 상기 새로운 응답 곡선의 x축의 좌표 값을 상기 정보로서 검출하는, 공초점 현미경.
    In a confocal microscope,
    An objective lens through which the light irradiated by the specimen passes and the reflected light reflected from the specimen passes through the specimen;
    A first pinhole through which the first reflected light of which the reflected light is divided by the beam splitter passes;
    A second pinhole having a size different from that of the first pinhole through which the second reflected light is divided by the beam splitter in a direction different from the direction of the first reflected light; And
    A processing unit for detecting information on the height of the specimen observed by the confocal microscope based on the first intensity of the first reflected light and the second intensity of the second reflected light,
    Lt; / RTI >
    Wherein the processing unit includes a first response curve representing a change in the intensity of the reflected light from the position passing through the first pinhole with respect to a change in the position in the vertical direction of the focal plane of the objective lens, Acquiring a second response curve representing a change in the intensity of the reflected light from the position passed through the two pinholes,
    Obtaining a new response curve generated as a ratio of the first response curve and the second response curve,
    Detecting said information by substituting a value obtained as a ratio of said first intensity and said second intensity to said new response curve,
    Wherein the first response curve and the x-axis of the second response curve represent a position from the focal point of the objective lens, the position of the focus corresponds to a coordinate of 0 of the x-axis, and the first response curve and the second response The y-axis of the curve represents the intensity of light,
    Wherein the processing unit obtains the new response curve using only the part of the first response curve and the second response curve in which the coordinates of the x axis are 0 or more or 0 or less,
    Axis coordinate value of the new response curve corresponding to the coordinate value of the y-axis of the new response curve coinciding with the value obtained as the ratio of the first intensity and the second intensity.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선은 정규화된 광의 세기에 대한 응답 곡선인, 공초점 현미경.
    The method according to claim 1,
    Wherein the first response curve and the second response curve are response curves for the intensity of the normalized light.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 높이의 정보는 상기 시편의 표면 상의 복수의 위치들의 높이들의 정보인, 공초점 현미경.
    The method according to claim 1,
    Wherein the height information is information of heights of a plurality of positions on a surface of the specimen.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시편은 상기 대물렌즈의 초점 평면 상에서 스캔되고,
    상기 처리부는 스캔된 상기 시편의 위치들에 대응하는 높이들의 정보를 검출하는, 공초점 현미경.
    9. The method of claim 8,
    The specimen is scanned on the focal plane of the objective lens,
    Wherein the processor detects information of heights corresponding to positions of the scanned specimen.
  10. 제1항에 있어서,
    빔 스캐너
    를 더 포함하고,
    상기 빔 스캐너는 상기 대물렌즈를 통해 상기 시편으로 조사되는 광이 조사되는 상기 시편 상의 위치를 변경함으로써, 상기 시편을 2차원 평면 스캔하고,
    상기 처리부는 스캔된 상기 시편의 위치들에 대응하는 높이들의 정보를 검출하는, 공초점 현미경.
    The method according to claim 1,
    Beam scanner
    Further comprising:
    Wherein the beam scanner scans the specimen in a two-dimensional plane by changing a position on the specimen irradiated with light irradiated to the specimen through the objective lens,
    Wherein the processor detects information of heights corresponding to positions of the scanned specimen.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 빔 스캐너는 공진형 스캐너 및 갈바노 거울을 포함하는, 공초점 현미경.
    11. The method of claim 10,
    Wherein the beam scanner comprises a resonant scanner and a galvano mirror.
  12. 공초점 현미경이 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법에 있어서,
    대물렌즈는 시편으로 조사된 광을 통과시키고, 상기 시편으로 조사된 광에 의해 상기 시편으로부터 반사된 반사광을 통과시키는 단계;
    제1 핀홀은, 빔 스플리터에 의하여 상기 반사광이 분할된 제1 반사광을 통과시키고, 상기 제1 핀홀과 크기가 상이한 제2 핀홀은, 상기 제1 반사광과 방향이 다르게 빔 스플리터에 의하여 상기 반사광이 분할된 제2 반사광을 통과시키는 단계;
    처리부가, 상기 제1 반사광의 제1 세기 및 상기 제2 반사광의 제2 세기를 검출하는 단계;
    처리부가, 상기 제1 세기 및 상기 제2 세기에 기반하여 상기 공초점 현미경에 의해 관찰되는 시편의 높이의 정보를 검출하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제2 핀홀의 크기는 상기 제1 핀홀의 크기 보다 더 크고,
    상기 정보를 검출하는 단계는,
    (i) 상기 처리부가 상기 대물렌즈의 초점 평면의 수직 방향으로의 위치의 변화에 대한 상기 제1 핀홀을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타내는 제1 응답 곡선 및 상기 위치의 변화에 대한 상기 제2 핀홀을 통과한 상기 위치로부터의 반사광의 세기의 변화를 나타내는 제2 응답 곡선을 획득하는 단계;
    (ii) 상기 제1 응답 곡선 및 상기 제2 응답 곡선의 비로서 생성되는 새로운 응답 곡선을 획득하는 단계; 및
    (iii) 상기 처리부가 상기 제1 세기 및 상기 제2 세기의 비로서 획득되는 값을 상기 새로운 응답 곡선에 대입함으로써 상기 정보를 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 새로운 응답 곡선을 획득하는 단계는,
    상기 처리부가 수학식 1에 따라 상기 제1 응답 곡선을 상기 제2 응답 곡선으로 나눔으로써 의해 상기 새로운 응답 곡선을 획득하고,
    [수학식 1]
    Figure 112015005262971-pat00020

    상기 Ip1 (R,z)는 상기 제1 응답 곡선이고, 상기 Ip2 (R,z)는 상기 제2 응답 곡선이고, 상기 R은 소정의 시편의 반사도고, 상기 z는 상기 대물렌즈의 초점으로부터의 거리이고, 상기 IRp1p2 (R,z)는 상기 새로운 응답 곡선이고,
    상기 새로운 응답 곡선에 상기 제1 세기에 상기 제2 세기를 나눈 값을 대입함으로써 검출되는 z값을 상기 정보로서 검출하는, 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법.
    A method for detecting information of a height of a specimen by a confocal microscope,
    Passing the light irradiated on the specimen and passing the reflected light reflected from the specimen by the light irradiated on the specimen;
    The first pinhole passes the first reflected light divided by the beam splitter by a beam splitter and the second pinhole having a size different from the first pinhole is split by the beam splitter in a direction different from the first reflected light, Passing the second reflected light;
    The processing unit detecting a first intensity of the first reflected light and a second intensity of the second reflected light;
    The processing unit detecting information of the height of the specimen observed by the confocal microscope based on the first and second intensities;
    Lt; / RTI >
    The size of the second pinhole is larger than the size of the first pinhole,
    Wherein the step of detecting the information comprises:
    (i) a first response curve representing a change in the intensity of the reflected light from the position at which the processing unit has passed through the first pinhole with respect to a change in the position in the vertical direction of the focal plane of the objective lens, and Obtaining a second response curve representing a change in the intensity of the reflected light from the position passed through the second pinhole;
    (ii) obtaining a new response curve generated as a ratio of the first response curve and the second response curve; And
    (iii) detecting the information by substituting a value obtained as a ratio of the first intensity and the second intensity to the new response curve,
    The step of acquiring the new response curve comprises:
    Wherein the processing unit obtains the new response curve by dividing the first response curve into the second response curve according to Equation (1)
    [Equation 1]
    Figure 112015005262971-pat00020

    The I p1 (R, z) is the first response curve, the I p2 (R, z) is the second response curve, and wherein R is a reflective Togo of a given sample, the z is a focus of the objective lens I Rp1p2 (R, z) is the new response curve,
    And detecting the z value detected by substituting the new response curve for the first intensity by the second intensity, as the information.
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