KR101789414B1 - 백색광 정량 위상 이미징 유닛 - Google Patents

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Abstract

백색광 정량 위상 이미징 방법 및 장치가 제시된다. 본 발명에서 제안하는 백색광 정량 위상 이미징 장치는 샘플, 대물 렌즈 및 튜브 렌즈를 통과한 선형 편광된 빛을 광축에 대하여 수직 편광 및 수평 편광을 갖는 두 빛으로 나누는 빔 디스플레이서(Beam displacer), 상기 나누어진 두 빛의 위상을 조절하는 액정 리타더(Liquid crystal retarder), 상기 두 빛의 광 경로 차를 보정하는 광 리타더(Optical retarder), 두 편광에 놓인 선형 편광자를 통과하는 상기 두 빛을 촬영하는 카메라를 포함한다.

Description

백색광 정량 위상 이미징 유닛{White Light Quantitative Phase Imaging Unit}
본 발명은 광원에 상관없이 정량 위상 이미징이 가능한 방법 및 장치에 관한 것이다.
정량 위상 이미징 기술은 시편을 지나온 빛의 위상을 기록하는 기술이다. 투명한 시편의 관찰에도 용이하고, 정량적인 분석이 가능하므로 바이오 연구에 큰 잠재력이 있다. 궁극적으로 정량 위상 이미징 기술은 병원, 생물 연구소에서 사용될 것이다. 하지만 현재까지 대부분의 정량 위상 이미징 기술은 광학 실험실에서 구현되고 있다. 기술에 필요한 광학 장비의 조정이 최종 사용자에게 까다로워, 기술 전이가 쉽지 않은 상황이다.
병원이나 생물 연구실에는 일반적인 광학 현미경이 널리 보급되어 있다. 이러한 점에 착안해, 광학 현미경에 장착 가능한 모듈을 개발해 접근성을 개선하려는 시도가 이루어져 왔다. 하지만 이러한 기술은 넓은 공간을 차지할 뿐 아니라 비싼 장비를 이용하는 한계를 가진다. 따라서 가격 경쟁력과 최소한의 광학 장비를 사용하는 기술이 개발되면, 큰 시장 경쟁력을 가질 수 있다.
한국 공개특허공보 10-2010-0087829호(2010.08.06.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 정량 위상 이미징 기술의 접근성을 높이기 위해 광원에 상관없이 정량 위상 이미징이 가능한 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 보편화된 광학 현미경의 광원에서도 작동할 수 있고, 작은 크기의 유닛으로 개발되어 현미경에 쉽게 장착할 수 있으며, 널리 사용될 수 있는 광학 부품으로 구성되어 가격 경쟁력을 가질 수 있는 백색광 정량 위상 이미징 방법 및 장치를 제안하고자 한다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 백색광 정량 위상 이미징 방법은 샘플을 통과한 선형 편광된 빛이 대물 렌즈 및 튜브 렌즈를 통과하고, 상기 통과된 빛을 빔 디스플레이서(Beam displacer)를 통해 광축에 대하여 수직 편광 및 수평 편광을 갖는 두 빛으로 나누는 단계, 액정 리타더(Liquid crystal retarder)를 통해 상기 나누어진 두 빛의 위상을 조절하는 단계, 광 리타더(Optical retarder)를 통해 상기 두 빛의 광 경로 차를 보정하는 단계, 상기 두 빛이 두 편광에 놓인 선형 편광자를 통과하여 카메라로 촬영되는 단계를 포함한다.
상기 광축에 대하여 수직 편광 및 수평 편광을 갖는 두 빛으로 나누는 단계는 복굴절성에 의해 상기 빔 디스플레이서의 광축에 수평 편광을 갖는 빛은 측면으로 이동시키고, 상기 두 빛이 같은 세기가 갖도록 상기 빔 디스플레이서의 광축을 조절한다.
상기 빔 디스플레이서의 두께는 촬영하고자 하는 샘플과 대물렌즈의 배율에 의해 결정되고, 상기 빔 디스플레이서에서 상기 두 빛에 의한 두 개의 상 이동은 두 개의 상이 겹치지 않도록 이루어진다.
상기 빔 디스플레이서의 두께가 결정되면, 상기 빔 디스플레이서의 복굴절성에 의한 광 경로 차를 계산한다.
상기 액정 리타더를 통해 상기 나누어진 두 빛의 위상을 조절하는 단계는 상기 두 빛을 사용하는 광원의 스펙트럼에 맞게 선택하고, 상기 두 빛의 상대적인 위상을 조절한다.
상기 두 빛이 두 편광에 놓인 선형 편광자를 통과하여 카메라로 촬영되는 단계는 다른 위상 차를 갖는 간섭 이미지를 촬영하고 상기 액정 리타더를 이용하여 샘플의 위상을 구한다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 백색광 정량 위상 이미징 장치는 샘플, 대물 렌즈 및 튜브 렌즈를 통과한 선형 편광된 빛을 광축에 대하여 수직 편광 및 수평 편광을 갖는 두 빛으로 나누는 빔 디스플레이서(Beam displacer), 상기 나누어진 두 빛의 위상을 조절하는 액정 리타더(Liquid crystal retarder), 상기 두 빛의 광 경로 차를 보정하는 광 리타더(Optical retarder), 두 편광에 놓인 선형 편광자를 통과하는 상기 두 빛을 촬영하는 카메라를 포함한다.
상기 빔 디스플레이서는 복굴절성에 의해 상기 빔 디스플레이서의 광축에 수평 편광을 갖는 빛은 측면으로 이동시키고, 상기 두 빛이 같은 세기가 갖도록 상기 빔 디스플레이서의 광축을 조절한다.
상기 빔 디스플레이서의 두께는 촬영하고자 하는 샘플과 대물렌즈의 배율에 의해 결정되고, 상기 빔 디스플레이서에서 상기 두 빛에 의한 두 개의 상 이동은 두 개의 상이 겹치지 않도록 이루어진다.
상기 빔 디스플레이서의 두께가 결정되면, 상기 빔 디스플레이서의 복굴절성에 의한 광 경로 차를 계산한다.
상기 액정 리타더는 상기 두 빛을 사용하는 광원의 스펙트럼에 맞게 선택하고, 상기 두 빛의 상대적인 위상을 조절한다.
상기 액정 리타더는 다른 위상 차를 갖는 간섭 이미지를 촬영하여 샘플의 위상을 구한다.
상기 광 리타더의 두께는 상기 두 빛의 광 경로 차가 빛의 간섭성 길이(coherence length)보다 크도록 하기 위하여 상기 두 빛의 광 경로 차를 최소화하는 두께이다.
본 발명의 실시예들에 따르면 백색광 정량 위상 이미징 기술의 접근성이 크게 향상될 수 있다. 광학 전문가를 필요로 하지 않고, 이미 보급된 광학 현미경에 제안하는 백색광 정량 위상 이미징 유닛을 손쉽게 장착하여 사용할 수 있다. 특히 광원의 종류에 상관없이 정량 위상 이미징이 가능하다는 것이 큰 장점이다. 뿐만 아니라, 기존의 기술에 비해 가격 경쟁력 또한 갖고 있다. 따라서, 제안하는 백색광 정량 위상 이미징 유닛은 기존 기술의 실용적인 대안이 될 수 있다. 또한, 바이오 연구소 등 다양한 장소에 정량 위상 현미경 기술의 보급 및 전파를 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백색광 정량 위상 이미징 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백색광 정량 위상 이미징 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 디스플레이서에서 상 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백색광 정량 위상 이미징 장치의 적용 위치를 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백색광 정량 위상 이미징 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
제안하는 백색광 정량 위상 이미징 장치, 다시 말해 백색광 정량 위상 이미징 유닛은 광원(Light Source)(110), 샘플(Sample)(120), 대물렌즈(Objective Lens)(130), 튜브렌즈(Tube Lens)(140), 빔 디스플레이서(Beam displacer)(150), 액정 리타더(Liquid crystal retarder)(160), 광 리타더(Optical retarder)(170), 편광자(Polarizer)(180), 옵션 편광자(Polarizer(optional))(181), 카메라(예를 들어, CCD)(190)를 포함한다.
빔 디스플레이서(Beam displacer)(150)와 광 리타더(Optical retarder)(170)는 복굴절성을 갖는 어떠한 물질로도 사용이 가능하다.
빔 디스플레이서(Beam displacer)(150)는 광원(Light Source)(110)으로부터 샘플(Sample)(120), 대물렌즈(Objective Lens)(130) 및 튜브렌즈(Tube Lens)(140)를 통과한 선형 편광된 빛을 광축에 대하여 수직 편광 및 수평 편광을 갖는 두 빛으로 나눈다. 튜브렌즈(Tube Lens)(140)를 통과한 후 옵션 편광자(Polarizer(optional))(181)를 통과할 수도 있다. 만약 광원(Light Source)(110)이 편광 되지 않은 빛일 경우, 옵션 편광자(Polarizer(optional))(181)가 빔 플레이서 앞에 위치할 수 있다. 옵션 편광자(Polarizer(optional))(181)는 선택적으로 포함되는 구성으로, 반드시 필요한 것은 아니다.
이때, 복굴절성에 의해 상기 빔 디스플레이서의 광축에 수평 편광을 갖는 빛은 측면으로 이동시키고, 상기 두 빛이 같은 세기가 갖도록 상기 빔 디스플레이서의 광축을 조절한다.
먼저 선형 편광된 빛으로 샘플(Sample)(120)을 관찰한다. 샘플(Sample)(120)을 지난 빛은 대물렌즈(Objective Lens)(130)와 튜브렌즈(Tube Lens)(140)를 통과한다. 빔 디스플레이서(Beam displacer)(150)는 입사광을 광축(optics axis)에 대해 수직, 수평 편광을 가지는 두 빛으로 나눈다. 이때 복굴절성에 의해 빔 디스플레이서(Beam displacer)(150)의 광축(optic axis)에 수평 한 편광을 가지는 빛(extraordinary ray)은 측면으로 이동한다. 빔 디스플레이서(Beam displacer)(150)의 광축을 조절하여 두 빛이 같은 세기를 가지도록 한다.
빔 디스플레이서(Beam displacer)(150)의 두께는 촬영하고자 하는 샘플(Sample)(120)과 대물렌즈(Objective Lens)(130)의 배율에 의해 결정되고, 상기 빔 디스플레이서(Beam displacer)(150)에서 상기 두 빛에 의한 두 개의 상 이동은 두 개의 상이 겹치지 않도록 이루어진다. 빔 디스플레이서의 두께가 결정되면, 상기 빔 디스플레이서의 복굴절성에 의한 광 경로 차를 계산한다.
액정 리타더(Liquid crystal retarder)(160)는 나누어진 두 빛의 위상을 조절한다. 액정 리타더(Liquid crystal retarder)(160)는 두 빛을 사용하는 광원의 스펙트럼(spectrum)에 맞게 선택하고, 상기 두 빛의 상대적인 위상을 조절한다. 그리고, 다른 위상 차를 갖는 간섭 이미지를 촬영하여 샘플의 위상을 구한다.
광 리타더(Optical retarder)(170)는 두 빛의 광 경로 차를 보정한다. 광 리타더(Optical retarder)(170)는 복굴절성에 의해 생긴 두 빛의 광경로 차를 보정해준다. 광경로 차가 빛의 간섭성 길이(coherence length)보다 클 경우, 간섭을 하지 않는다. 따라서 광 리타더(Optical retarder)(170)는 두 빛의 광경로 차를 최소화할 수 있는 두께로 제작한다.
광 리타더(Optical retarder)(170)를 통과한 후, 카메라(예를 들어, CCD)(190)를 통해 두 편광에 놓인 선형 편광자(Polarizer)(180)를 통과하는 상기 두 빛을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 두 빛은 두 편광에 45도로 놓인 선형 편광자를 지나 카메라(190)를 로 촬영된다. 이때 두 빛이 겹쳐진 부분은 간섭한다. 액정 리타더(Liquid crystal retarder)를 이용하여 다른 위상 차를 가진 간섭 이미지(Phase-shifting interferogram)를 촬영하면 샘플의 위상을 구할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백색광 정량 위상 이미징 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
제안하는 백색광 정량 위상 이미징 방법은 샘플을 통과한 선형 편광된 빛이 대물 렌즈 및 튜브 렌즈를 통과하고, 상기 통과된 빛을 빔 디스플레이서(Beam displacer)를 통해 광축에 대하여 수직 편광 및 수평 편광을 갖는 두 빛으로 나누는 단계(210), 액정 리타더(Liquid crystal retarder)를 통해 상기 나누어진 두 빛의 위상을 조절하는 단계(220), 광 리타더(Optical retarder)를 통해 상기 두 빛의 광 경로 차를 보정하는 단계(230), 상기 두 빛이 두 편광에 놓인 선형 편광자를 통과하여 카메라로 촬영되는 단계(240)를 포함한다.
단계(210)에서, 샘플을 통과한 선형 편광된 빛이 대물 렌즈 및 튜브 렌즈를 통과하고, 상기 통과된 빛을 빔 디스플레이서(Beam displacer)를 통해 광축에 대하여 수직 편광 및 수평 편광을 갖는 두 빛으로 나눈다. 빔 디스플레이서는 광원으로부터 샘플, 대물렌즈 및 튜브렌즈를 통과한 선형 편광된 빛을 광축에 대하여 수직 편광 및 수평 편광을 갖는 두 빛으로 나눈다. 튜브렌즈를 통과한 후 옵션 편광자를 통과할 수도 있다. 만약 광원이 편광 되지 않은 빛일 경우, 옵션 편광자가 빔 플레이서 앞에 위치할 수 있다. 옵션 편광자는 선택적으로 포함되는 구성으로, 반드시 필요한 것은 아니다.
이때, 복굴절성에 의해 상기 빔 디스플레이서의 광축에 수평 편광을 갖는 빛은 측면으로 이동시키고, 상기 두 빛이 같은 세기가 갖도록 상기 빔 디스플레이서의 광축을 조절한다.
더욱 상세하게는, 먼저 선형 편광된 빛으로 샘플을 관찰한다. 샘플을 지난 빛은 대물렌즈와 튜브렌즈를 통과한다. 빔 디스플레이서는 입사광을 광축(optics axis)에 대해 수직, 수평 편광을 가지는 두 빛으로 나눈다. 이때 복굴절성에 의해 빔 디스플레이서의 광축(optic axis)에 수평 한 편광을 가지는 빛(extraordinary ray)은 측면으로 이동한다. 빔 디스플레이서의 광축을 조절하여 두 빛이 같은 세기를 가지도록 한다.
빔 디스플레이서의 두께는 촬영하고자 하는 샘플과 대물렌즈의 배율에 의해 결정되고, 상기 빔 디스플레이서에서 상기 두 빛에 의한 두 개의 상 이동은 두 개의 상이 겹치지 않도록 이루어진다. 빔 디스플레이서의 두께가 결정되면, 상기 빔 디스플레이서의 복굴절성에 의한 광 경로 차를 계산한다.
단계(220)에서, 액정 리타더(Liquid crystal retarder)를 통해 상기 나누어진 두 빛의 위상을 조절한다. 액정 리타더는 두 빛을 사용하는 광원의 스펙트럼(spectrum)에 맞게 선택하고, 상기 두 빛의 상대적인 위상을 조절한다. 그리고, 다른 위상 차를 갖는 간섭 이미지를 촬영하여 샘플의 위상을 구한다.
단계(230)에서, 광 리타더(Optical retarder)를 통해 상기 두 빛의 광 경로 차를 보정한다. 광 리타더는 두 빛의 광 경로 차를 보정한다. 광 리타더는 복굴절성에 의해 생긴 두 빛의 광경로 차를 보정해준다. 광경로차가 빛의 간섭성 길이(coherence length)보다 클 경우, 간섭을 하지 않는다. 따라서 광 리타더는 두 빛의 광경로 차를 최소화할 수 있는 두께로 제작한다.
단계(240)에서, 두 빛이 두 편광에 놓인 선형 편광자를 통과하여 카메라로 촬영된다. 광 리타더를 통과한 후, 카메라(예를 들어, CCD)를 통해 두 편광에 놓인 선형 편광자를 통과하는 상기 두 빛을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 두 빛은 두 편광에 45도로 놓인 선형 편광자를 지나 카메라를 로 촬영된다. 이때 두 빛이 겹쳐진 부분은 간섭한다. 액정 리타더(Liquid crystal retarder)를 이용하여 다른 위상 차를 가진 간섭 이미지(Phase-shifting interferogram)를 촬영하면 샘플의 위상을 구할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 디스플레이서에서 상 이동을 설명하기 위한 도면이다.
빔 플레이서의 두께는 촬영하고자 하는 샘플(310, 320)과 대물렌즈의 배율에 의해 결정된다. 적절한 빔 플레이서의 두께에 대한 상 이동 거리 D(332)를 수식으로 나타내면 하기식과 같다.
Figure 112016034008073-pat00001
여기에서, FOV(331)는 시야(Field of View), D(332)는 상 이동 거리, M*S(333)는 대물렌즈의 배율 M과 샘플(310, 320)의 크기 S의 곱을 나타낸다. 빔 플레이서의 두께가 두꺼워질수록 수평 편광의 측면으로의 이동이 커진다. 따라서 빔 플레이서에서 상 이동은, 두 상이 겹쳐지지 않을 정도로 이루어 져야 한다.
빔 플레이서의 두께가 결정되면, 빔 플레이서의 복굴절성에 의한 광경로 차를 계산할 수 있다. 광 리타더의 두께는 두 빛의 광경로 차를 상쇄하도록 결정한다. 제안하는 백색광 정량 위상 이미징 유닛은 백색광뿐만 아니라 레이저에서도 사용할 수 있다. 레이저와 같이 간섭성 길이(coherence length)가 충분히 긴 광원을 사용할 경우 광 리타더는 필요하지 않게 된다. 또한, 만약 광원이 편광 되지 않은 빛이라면, 추가적으로 편광자를 빔 플레이서 앞에 높으면 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백색광 정량 위상 이미징 장치의 적용 위치를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4a 및 도 4b는 제안하는 백색광 정량 위상 이미징 유닛을 부착하는 위치의 실시예(410a, 410b)를 나타내는 도면이다. 제안하는 백색광 정량 위상 이미징 유닛의 위치는 샘플의 상이 맺히는 곳이면 어디든 가능하다. 예를 들어, 현미경의 카메라를 장착하는 곳, 포트, 접안렌즈(eyepiece) 등 다양한 변형이 가능하다.
본 발명의 실시예들에 따르면 백색광 정량 위상 이미징 기술의 접근성이 크게 향상될 수 있다. 광학 전문가를 필요로 하지 않고, 이미 보급된 광학 현미경에 제안하는 백색광 정량 위상 이미징 유닛을 손쉽게 장착하여 사용할 수 있다. 특히 광원의 종류에 상관없이 정량 위상 이미징이 가능하다는 것이 큰 장점이다. 뿐만 아니라, 기존의 기술에 비해 가격 경쟁력 또한 갖고 있다. 따라서, 제안하는 백색광 정량 위상 이미징 유닛은 기존 기술의 실용적인 대안이 될 수 있다. 또한, 바이오 연구소 등 다양한 장소에 정량 위상 현미경 기술의 보급 및 전파를 가능하게 할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
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.
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 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (13)

  1. 백색광 정량 위상 이미징 방법에 있어서,
    샘플을 통과한 선형 편광된 빛이 대물 렌즈 및 튜브 렌즈를 통과하고, 상기 통과된 빛을 빔 디스플레이서(Beam displacer)를 통해 광축에 대하여 수직 편광 및 수평 편광을 갖는 두 빛으로 나누는 단계;
    액정 리타더(Liquid crystal retarder)를 통해 상기 나누어진 두 빛의 위상을 조절하는 단계;
    광 리타더(Optical retarder)를 통해 상기 두 빛의 광 경로 차를 보정하는 단계; 및
    상기 두 빛이 두 편광에 놓인 선형 편광자를 통과하여 카메라로 촬영되는 단계
    를 포함하고,
    상기 빔 디스플레이서의 두께는 촬영하고자 하는 샘플과 대물렌즈의 배율에 의해 결정되고, 상기 빔 디스플레이서에서 상기 두 빛에 의한 두 개의 상 이동은 두 개의 상이 겹치지 않도록 이루어지는
    백색광 정량 위상 이미징 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광축에 대하여 수직 편광 및 수평 편광을 갖는 두 빛으로 나누는 단계는,
    복굴절성에 의해 상기 빔 디스플레이서의 광축에 수평 편광을 갖는 빛은 측면으로 이동시키고, 상기 두 빛이 같은 세기가 갖도록 상기 빔 디스플레이서의 광축을 조절하는
    백색광 정량 위상 이미징 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 빔 디스플레이서의 두께가 결정되면, 상기 빔 디스플레이서의 복굴절성에 의한 광 경로 차를 계산하는
    백색광 정량 위상 이미징 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액정 리타더를 통해 상기 나누어진 두 빛의 위상을 조절하는 단계는,
    상기 두 빛을 사용하는 광원의 스펙트럼에 맞게 선택하고, 상기 두 빛의 상대적인 위상을 조절하는
    백색광 정량 위상 이미징 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 두 빛이 두 편광에 놓인 선형 편광자를 통과하여 카메라로 촬영되는 단계는,
    다른 위상 차를 갖는 간섭 이미지를 촬영하고 상기 액정 리타더를 이용하여 샘플의 위상을 구하는
    백색광 정량 위상 이미징 방법.
  7. 백색광 정량 위상 이미징 장치에 있어서,
    샘플, 대물 렌즈 및 튜브 렌즈를 통과한 선형 편광된 빛을 광축에 대하여 수직 편광 및 수평 편광을 갖는 두 빛으로 나누는 빔 디스플레이서(Beam displacer);
    상기 나누어진 두 빛의 위상을 조절하는 액정 리타더(Liquid crystal retarder);
    상기 두 빛의 광 경로 차를 보정하는 광 리타더(Optical retarder); 및
    두 편광에 놓인 선형 편광자를 통과하는 상기 두 빛을 촬영하는 카메라
    를 포함하고,
    상기 빔 디스플레이서의 두께는 촬영하고자 하는 샘플과 대물렌즈의 배율에 의해 결정되고, 상기 빔 디스플레이서에서 상기 두 빛에 의한 두 개의 상 이동은 두 개의 상이 겹치지 않도록 이루어지는
    백색광 정량 위상 이미징 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 빔 디스플레이서는,
    복굴절성에 의해 상기 빔 디스플레이서의 광축에 수평 편광을 갖는 빛은 측면으로 이동시키고, 상기 두 빛이 같은 세기가 갖도록 상기 빔 디스플레이서의 광축을 조절하는
    백색광 정량 위상 이미징 장치.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 빔 디스플레이서의 두께가 결정되면, 상기 빔 디스플레이서의 복굴절성에 의한 광 경로 차를 계산하는
    백색광 정량 위상 이미징 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 액정 리타더는,
    상기 두 빛을 사용하는 광원의 스펙트럼에 맞게 선택하고, 상기 두 빛의 상대적인 위상을 조절하는
    백색광 정량 위상 이미징 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 액정 리타더는,
    다른 위상 차를 갖는 간섭 이미지를 촬영하여 샘플의 위상을 구하는
    백색광 정량 위상 이미징 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 광 리타더의 두께는 상기 두 빛의 광 경로 차가 빛의 간섭성 길이(coherence length)보다 크도록 하기 위하여 상기 두 빛의 광 경로 차를 최소화하는 두께인
    백색광 정량 위상 이미징 장치.
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