KR101808218B1 - Image generating apparatus and bio-image analysis apparatus using the same - Google Patents

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KR101808218B1 KR1020160124210A KR20160124210A KR101808218B1 KR 101808218 B1 KR101808218 B1 KR 101808218B1 KR 1020160124210 A KR1020160124210 A KR 1020160124210A KR 20160124210 A KR20160124210 A KR 20160124210A KR 101808218 B1 KR101808218 B1 KR 101808218B1
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문상준
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울산과학기술원
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    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens

Abstract

The present invention provides an image generating apparatus comprising: a light source unit which emits light; a first beam broker which is located on the lower part of the light source unit, has a pin hole, allows light emitted from the light source unit to pass through the pin hole, and has the part other than the pin hole, wherein the part is made of a non-transparent material to prevent the light from being transmitted; a first lens which is located on the lower part of the first beam broker, and transmits the light irradiated from the pin hole; a second beam broker which is located on the lower part of the first lens, has a through-hole through which the light irradiated from the first lens passes at a point corresponding to the position of the first lens, and has a part other than the through-hole, wherein the part is made of a non-transparent material so as not to transmit the light; a transparent sample plate having a sample, mounted on an upper surface of the second beam broker to allow the sample to be positioned in the through-hole, and transmitting light; a second lens positioned under the second beam broker to magnify an image contrasted by projecting the sample; and a scanner unit located under the second lens to scan the magnified image irradiated from the second lens. Therefore, the present invention has a simple structure, is economical, can easily image a biological sample such as a cell, and can improve the accuracy of the generated image.

Description

이미지 생성장치 및 이를 이용한 생체 이미지 분석장치 {Image generating apparatus and bio-image analysis apparatus using the same} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image generating apparatus and a bio-image analysis apparatus using the same.

본 발명은 이미지 생성장치 및 이를 이용한 생체 이미지 분석장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생물학적 샘플의 이미지를 정확하고 용이하게 측정 및 분석할 수 있는 이미지 생성장치 및 이를 이용한 생체 이미지 분석장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image generating apparatus and a biometric image analyzing apparatus using the same, and more particularly, to an image generating apparatus and an apparatus for analyzing a biometric image using the same, which can accurately and easily measure and analyze an image of a biological sample.

일반적으로 세포나 조직의 특성을 보기위해서는 광학 현미경을 이용하게 되는데, 보다 자세한 이미지를 얻기 위하여 형광 현미경(Fluorescent microscope)이 이용되고 있다. In general, an optical microscope is used to view the characteristics of a cell or tissue. A fluorescence microscope is used to obtain a more detailed image.

한편, 이러한 형광 현미경을 사용하여 이미지를 측정하기 위해서는 우선 세포나 조직에 일련의 화학적 처리과정인 세포염색 과정을 거치게 되며, 이렇게 세포를 염색하여 이미지를 얻는 이미지 생성장치는 염색된 세포를 광에 노출시켜 염색부분이 광에 의해 여기(exitation)되면서 특정 파장에서 방사되는 빛이 필터에 의해 잡히면서 가시화 되는 것을 현미경을 통해 관찰하고 그 관찰된 결과를 촬영하도록 되어 있다.In order to measure an image using such a fluorescence microscope, first, a cell or tissue is subjected to a series of chemical processes such as a cell-staining process. An image-generating device for obtaining an image by staining the cell, The dyed part is exited by the light, and the light emitted from the specific wavelength is captured by the filter and is visualized through a microscope, and the observed result is photographed.

한편, 상기한 이미지 생성장치는 UV광이나 레이저를 사용하는 광원, 세포를 염색 처리하여 고정하는 슬라이드 글라스, 커버글라스와 형광 현미경 본체 및 상기 현미경에서 얻어진 이미지를 디스플레이하기 위한 스캐너를 포함하여 구성된다. Meanwhile, the image generating apparatus includes a light source using UV light or laser, a slide glass for dyeing and fixing cells, a cover glass and a fluorescence microscope body, and a scanner for displaying an image obtained from the microscope.

그런데, 상기한 종래의 이미지 생성장치는, 가격이 매우 고가여서, 작업자가 수작업으로 이미지화하는 불편함이 있었으며, 이미지의 정확도가 저하되는 문제점이 있었다. However, the above-described conventional image generating apparatus has a problem that the price is so high that the operator manually images the image, and the accuracy of the image is degraded.

대한민국 등록특허 제10-0584678호Korean Patent No. 10-0584678

본 발명은, 구조가 간단하고 저렴하여 경제적일 뿐만 아니라 조직세포 또는 혈액세포와 같은 생물학적 샘플의 생체 이미지를 용이하게 이미지화할 수 있음은 물론 측정된 이미지의 정확성을 향상시킬 수 있는 이미지 생성장치 및 이를 이용한 생체 이미지 분석장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to an image generating apparatus capable of easily imaging a biological image of a biological sample such as a tissue cell or a blood cell as well as being economical in structure and inexpensiveness, And to provide a biometric image analyzing apparatus using the same.

본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명은 광을 출사하는 광원부, 상기 광원부의 하부에 위치하고 핀홀이 형성되어 상기 광원부로부터 출사된 광이 상기 핀홀을 통과하여 조사되도록 하고, 상기 핀홀을 제외한 부분은 상기 광이 투과되지 않도록 불투광성 재질로 형성된 제1빔브로커, 상기 제1빔브로커의 하부에 위치하여 상기 핀홀로부터 조사된 상기 광을 투과하는 제1렌즈, 상기 제1렌즈의 하부에 위치하고, 상기 제1렌즈의 위치에 대응하는 지점에 상기 제1렌즈로부터 조사되는 상기 광이 통과하여 조사될 수 있도록 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀을 제외한 부분은 상기 광이 투과되지 않도록 불투광성 재질로 형성된 제2빔브로커, 샘플이 마련되고, 상기 샘플이 상기 관통홀에 위치하도록 상기 제2빔브로커의 상면에 안착되며, 상기 광이 투과되는 투광성의 샘플 플레이트, 상기 제2빔브로커의 하부에 위치하여 상기 샘플을 투사하여 조영되는 이미지를 확대시키는 제2렌즈 및 상기 제2렌즈의 하부에 위치하여, 상기 제2렌즈로부터 조사된 확대된 상기 이미지를 스캐닝하는 스캐너부를 포함하는 이미지 생성장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light source module including: a light source portion for emitting light; a pinhole disposed at a lower portion of the light source portion to allow light emitted from the light source portion to pass through the pinhole, A first beam broker formed of an opaque material so that light is not transmitted therethrough, a first lens positioned below the first beam broker and transmitting the light emitted from the pin hole, a second lens positioned below the first lens, A through hole is formed at a position corresponding to the position of the first lens so that the light emitted from the first lens can be transmitted through the through hole and the portion except for the through hole is formed of an opaque material A second beam broker, a sample is provided, which is seated on the upper surface of the second beam broker so that the sample is located in the through hole, A second lens positioned below the second beam broker to magnify an image projected by projecting the sample, and a second lens located below the second lens, the enlarged image irradiated from the second lens, And a scanner unit that scans the image.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 본 발명은 광을 출사하는 광원부, 상기 광원부의 하부에 위치하고 핀홀이 형성되어 상기 광원부로부터 출사된 광이 상기 핀홀을 통과하여 조사되도록 하고, 상기 핀홀을 제외한 부분은 상기 광이 투과되지 않도록 불투광성 재질로 형성된 제1빔브로커, 상기 제1빔브로커의 하부에 결합하여, 상기 핀홀로부터 조사된 상기 광의 발산각을 교정하는 제3렌즈, 상기 제1빔브로커의 하부에 위치하여 상기 볼록렌즈로부터 조사된 상기 광을 투과하는 제1렌즈, 상기 제1렌즈의 하부에 위치하고, 상기 제1렌즈의 위치에 대응하는 지점에 상기 제1렌즈로부터 조사되는 상기 광이 통과하여 조사될 수 있도록 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀을 제외한 부분은 상기 광이 투과되지 않도록 불투광성 재질로 형성된 제2빔브로커, 샘플이 마련되고, 상기 샘플이 상기 관통홀에 위치하도록 상기 제2빔브로커의 상면에 안착되며, 상기 광이 투과되는 투광성의 샘플 플레이트, 상기 제2빔브로커의 하부에 위치하여 상기 샘플을 투사하여 조영되는 이미지를 확대시키는 제2렌즈 및 상기 제2렌즈의 하부에 위치하여, 상기 제2렌즈로부터 조사된 확대된 상기 이미지를 스캐닝하는 스캐너부를 포함하는 이미지 생성장치를 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a light source device comprising: a light source unit that emits light; a pinhole disposed at a lower portion of the light source unit to allow light emitted from the light source unit to pass through the pinhole, A third lens that is coupled to a lower portion of the first beam broker and corrects a divergent angle of the light emitted from the pin hole, a first lens barrel formed of an opaque material so that light is not transmitted therethrough, A first lens that is positioned at a position corresponding to the position of the first lens and is located at a lower portion of the first lens and passes through the first lens; A second beam broker formed of an opaque material so that the light is not transmitted through the second beam broker except for the through hole, A light transmitting sample plate which is placed on the upper surface of the second beam broker so that the sample is located in the through hole, and a light transmitting sample plate which is positioned below the second beam broker and projects the sample, And a scanner unit which is located below the second lens and scans the enlarged image irradiated from the second lens.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 본 발명은 상기 이미지 생성장치를 이용하여 혈액 또는 세포를 포함하는 생물학적 샘플의 생체 이미지를 분석하는 생체 이미지 분석장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a biometric image analyzing apparatus for analyzing a biometric image of a biological sample including blood or cells using the image generating apparatus.

본 발명에 따른 이미지 생성장치 및 이를 이용한 생체 이미지 분석장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.The image generating apparatus and the biometric image analyzing apparatus using the same according to the present invention provide the following effects.

첫째, 구조가 간단하고 저렴하여 경제적이며, 세포와 같은 생물학적 샘플을 용이하게 이미지화할 수 있다.First, the structure is simple, inexpensive and economical, and biological samples such as cells can be easily imaged.

둘째, 샘플 플레이트에 광을 투사하여 확대된 2D영상을 만들고 확대된 영상을 스캐너부로 스캔하여 이미지를 생성하여, 생성되는 이미지의 정확성을 향상시킬 수 있다. Second, an enlarged 2D image is formed by projecting light onto a sample plate, and an enlarged image is scanned with a scanner unit to generate an image, thereby improving the accuracy of the generated image.

셋째, 광을 다방향으로 투사하고, 이에 의하여 획득된 이미지들을 통합 및 보정하여 하나의 샘플 이미지 데이터를 얻도록 되어 있어 측정된 샘플 이미지의 정확성을 향상시킬 수 있다. Third, the light is projected in multiple directions, and the acquired images are integrated and corrected to obtain one sample image data, so that the accuracy of the measured sample image can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 생성장치의 구성을 나타내는 정단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 생성장치의 구성을 나타내는 정단면도이다. 1 is a front sectional view showing a configuration of an image generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a front sectional view showing a configuration of an image generating apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 생성장치(910)는, 염색된 생물학적 샘플을 이미지화 하는 것으로서, 광원부(100)와, 제1빔브로커(200)와, 제1렌즈(300)와, 제2빔브로커(400)와, 샘플플레이트(500)와, 제2렌즈(600)와, 스캐너부(700)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an image generating apparatus 910 according to an exemplary embodiment of the present invention images a dyed biological sample and includes a light source 100, a first beam broker 200, A second lens broker 400, a sample plate 500, a second lens 600, and a scanner unit 700. The first lens barrel 400, the second lens barrel 400,

상기 광원부(100)는 광을 출사하며, 광원으로는 공지의 유기전계 발광소자, LED, FED, 텅스텐램프, 할로겐램프, 수은 등 다양한 구성을 적용할 수 있다. 한편, 상기 광원부(100)는 도시하지 않았지만, 전원부와, 필터부와, 상기 광원을 지지하고 그 위치를 이동 및 고정시키는 위치이동부를 포함할 수 있으며 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The light source unit 100 emits light, and a variety of configurations such as a well-known organic electroluminescent device, an LED, a FED, a tungsten lamp, a halogen lamp, and mercury can be applied as a light source. Although not shown, the light source unit 100 may include a power source, a filter unit, and a position shifter that supports the light source and moves and fixes the light source, and a detailed description thereof will be omitted.

한편, 상기 광원부(100)는 상기 광원을 일방향으로만이 아닌, 다방향으로도 출사가 가능하며, 상기 위치이동부를 통하여 다축 또는 다방향으로 이동시킬 수 있다. 여기서, 상기 위치이동부는, 공지의 슬라이드레일이나, 회전장치 등 다양한 구성이 적용될 수 있다. Meanwhile, the light source unit 100 can emit not only the light source in one direction, but also in multiple directions, and can move in multiple or multiple directions through the position moving unit. Here, the position shifting unit may be implemented with various structures such as a known slide rail, a rotating device, and the like.

한편, 상기 이미지 생성장치(910)는, 상기 광원부(100)와 상기 스캐너부(700)와 연결되는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 위치이동부와 연결되어 상기 광의 출사 방향을 제어하고, 상기 스캐너부(700)와 연결되어 스캐닝 된 상기 이미지의 이미지 데이터를 생성 및 저장한다. The image generating apparatus 910 includes a control unit connected to the light source unit 100 and the scanner unit 700. The control unit is connected to the position shifting unit to control the direction of light output, and generates and stores image data of the scanned image, which is connected to the scanner unit 700.

또한, 상기 제어부는, 하나의 샘플에 대하여 상기 위치이동부를 제어하여 상기 광의 출사방향을 다방향으로 각각 달리하고, 상기 광의 출사방향에 대한 각각의 이미지들을 통합 및 보정하여 보다 정확하고 입체적인 하나의 샘플 이미지 데이터를 생성한다. The control unit may control the position shifting unit with respect to one sample to vary the light output direction in various directions and integrate and correct the respective images with respect to the light output direction to obtain a more accurate three- And generates image data.

상기 제1빔브로커(Beam blocker;200)는 상기 광원부(100)의 하부에 수직한 방향으로 이격되게 위치하고 핀홀(201)이 형성되어 있으며, 상기 광이 투과되지 않도록 불투광성 재질로 형성되어 있다. 때문에, 상기 광원부(100)로부터 출사된 광은 상기 핀홀(201)을 통과하여 조사되고, 상기 핀홀(201)을 제외한 부분은 투과하지 못하도록 되어 상기 광이 보다 집중적으로 조사될 수 있게 한다. The first beam broker 200 is disposed at a lower portion of the light source unit 100 in a vertical direction and has a pinhole 201. The first beam broker 200 is made of an opaque material so that the light is not transmitted. Therefore, the light emitted from the light source unit 100 is irradiated through the pinhole 201, and the portion excluding the pinhole 201 can not be transmitted, so that the light can be irradiated more intensively.

여기서, 상기 핀홀(201)은 상기 광원부(100)에 대하여 수직선상에 위치하여 상기 핀홀(201) 위치에 따른 광의 간섭 등을 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 핀홀(201)의 직경은 샘플사이즈에 따라 조절할 수 있으며, 0.1mm 내지 0.3mm 정도까지도 조절 가능하다. Here, the pinhole 201 is positioned on a vertical line with respect to the light source 100 to prevent interference with light according to the position of the pinhole 201. In addition, the diameter of the pinhole 201 can be adjusted according to the sample size, and can be adjusted from 0.1 mm to 0.3 mm.

상기 제1렌즈(300)는 상기 제1빔브로커(200)의 하부에 이격되게 위치하고 상기 샘플 플레이트(500)의 상부에 위치하여 상기 핀홀(201)로부터 조사된 상기 광이 집광 및 확대되어 상기 샘플 플레이트(500)로 조사되도록 한다. The first lens 300 is positioned at a lower portion of the first beam broker 200 and is located above the sample plate 500 so that the light irradiated from the pinhole 201 is converged and magnified, To be irradiated with the plate 500.

여기서, 상기 제1렌즈(300)는, 두께를 줄일 수 있는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 제 1렌즈(300)는 광원(100)으로부터 발생되는 빛의 조준(Collimination)을 위한 렌즈로써 광원부(100)의 가상 점광원을 평면광으로 변경시켜주는 역할을 수행한다. 여기서, 광원부(100)의 점광원에서 생성된 광은 일정 거리(d1)를 이동하면서 퍼지게 되는데 이동 중 파면(Wave front)이 일치하지 않아 샘플에 조사하는 광원에 불필요한 간섭을 발생시키게 된다. 때문에 이러한 광원부(100)의 간섭을 최소화하기 위해 광원부(100)의 점광원을 평면 광원으로 변경시키고 빛의 조준을 위한 프레넬 렌즈를 사용한다.Here, the first lens 300 is preferably formed of a Fresnel lens capable of reducing the thickness thereof. The first lens 300 is a lens for collimating light generated from the light source 100 and changes the virtual point light source of the light source 100 to plane light. Here, the light generated by the point light source of the light source unit 100 spreads while moving at a predetermined distance d1, and the wave front does not coincide with the movement, resulting in unnecessary interference to the light source irradiating the sample. In order to minimize the interference of the light source unit 100, a point light source of the light source unit 100 is changed to a planar light source and a Fresnel lens is used for aiming the light.

상기 제2빔브로커(400)는 상기 제1렌즈(300)의 하부에 이격되게 위치하고, 상기 제1렌즈(300)의 위치에 대응하는 지점에 상기 제1렌즈(300)로부터 조사되는 상기 광이 통과하여 조사될 수 있도록 관통홀(401)이 형성되어 있다. 상기 제1빔브로커(200)는 상기 제1빔브로커(200)와 마찬가지로 상기 관통홀(401)을 제외한 부분은 상기 광이 투과되지 않도록 불투광성 재질로 형성되어 있다. The second beam broker 400 is located apart from the lower portion of the first lens 300 and reflects light emitted from the first lens 300 at a position corresponding to the position of the first lens 300 Through holes 401 are formed so as to be able to pass through and be irradiated. Like the first beam broker 200, the first beam broker 200 is formed of an opaque material so that the light is not transmitted through the portion except for the through hole 401.

상기 제1빔브로커(200)는 상기 제1렌즈(300)의 직경을 고려하여 상기 관통홀(401)의 직경을 설정할 수 있으며, 상기 핀홀(201)보다는 그 직경이 크게 형성된다.The first beam broker 200 can set the diameter of the through hole 401 in consideration of the diameter of the first lens 300. The diameter of the through hole 401 is larger than that of the pin hole 201.

상기 샘플 플레이트(500)는 샘플이 마련되고, 상기 샘플이 상기 관통홀(401)에 위치하도록 상기 제2빔브로커(400)의 상면에 안착되며, 상기 광이 투과되는 투광성의 재질로 형성되어 있다. 상기 샘플 플레이트(500)는 공지의 슬라이드 글래스와, 커버 글래스로 구성될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. The sample plate 500 is formed of a transparent material through which a sample is provided and is placed on the upper surface of the second beam broker 400 so that the sample is positioned in the through hole 401 . The sample plate 500 may include a known slide glass and a cover glass, and a detailed description thereof will be omitted.

한편, 도시하지 않았지만, 상기 샘플 플레이트(500)는 사용자를 통하여 수동으로 이동 또는 이동부에 의하여 그 위치를 자동으로 변경할 수 있다. 여기서, 상기 샘플 플레이트(500)의 이동을 상기 이동부에 의하여 자동으로 이송할 경우, 상기 이동부는 상기 제어부에 의하여 작동제어되어 이미지 측정 위치를 정확하게 조절할 수 있다. 나아가, 상기 이동부는 3축 슬라이딩 이동장치를 적용하여 상기 샘플 플레이트(500)를 상하방향 및 좌우방향으로의 자유로운 조정이 가능하다. Meanwhile, although not shown, the sample plate 500 can automatically change its position by a moving or moving part manually through a user. Here, when the movement of the sample plate 500 is automatically transferred by the moving unit, the moving unit is operated and controlled by the control unit to accurately adjust the image measurement position. Further, the moving unit can freely adjust the sample plate 500 in the up-down direction and the left-right direction by applying the three-axis sliding movement device.

상기 제2렌즈(600)는 상기 제2빔브로커(400)의 하부에 이격되게 위치하고 상기 스캐너부(700)의 상부에 위치하여, 상기 샘플을 투사하여 조영되는 이미지를 집광 및 확대시켜 상기 스캐너부(700)에 조사되도록 한다. 여기서, 상기 제2렌즈(600)는, 두께 등을 고려하여 프레넬 렌즈(Fresnel lens)로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 제2렌즈(600)는 평면 광원으로부터 발생된 광원이 일정 거리 (d2)를 이동할 때 광원으로 부터의 거리차이로 발생되는 간섭을 없애기 위해 렌즈를 통한 평면 광원 변환이 필요하게 된다. 이러한 평면광원 변환을 위해서는 전체 샘플의 면적을 조사할 수 있는 대형 렌즈가 필요한데 이러한 대형 렌즈를 평면화한 프레넬 렌즈를 사용함으로써 장비의 소형화와 조사면적의 대형화를 동시에 확보할 수 있기 때문이다.The second lens 600 is positioned at a lower portion of the second beam broker 400 and is located at an upper portion of the scanner unit 700 to condense and magnify an image projected by projecting the sample, (Not shown). Here, the second lens 600 is preferably formed of a Fresnel lens in consideration of the thickness and the like. The second lens 600 needs to be converted into a plane light source through a lens in order to eliminate the interference caused by the distance difference from the light source when the light source generated from the planar light source moves a certain distance d2. For such a flat light source conversion, a large-sized lens capable of examining the area of the entire sample is required. By using a Fresnel lens having such a large-sized lens, miniaturization of the equipment and enlargement of the irradiation area can be secured at the same time.

상기 스캐너부(700)는 상기 제2렌즈(600)의 하부에 위치하여, 상기 제2렌즈(600)로부터 조사된 확대된 상기 이미지가 촬상면(701) 상에 조영되면 상기 라인카메라(710)가 일측에서 타측으로 이동하면서 상기 이미지를 스캐닝하도록 되어 있으나, 이는 일 실시예로 상기 제2렌즈(600)로부터 조영된 상기 이미지를 스캐닝할 수 있는 구성이라면 다양한 구성이 적용될 수 있음은 물론이다. The scanner 700 is positioned below the second lens 600 so that when the enlarged image irradiated from the second lens 600 is imaged on the imaging plane 701, It is needless to say that various configurations are possible as long as the image can be scanned from the second lens 600 according to an embodiment of the present invention.

여기서, 상기 스캐너부(700)는 상기 제어부와 연결되어 스캐닝된 상기 이미지를 상기 제어부로 전송하고, 상기 제어부는 전송된 상기 이미지들을 보정 및 통합하도록 되어 있다. Here, the scanner unit 700 transmits the scanned image to the control unit, and the control unit is configured to correct and integrate the transferred images.

한편, 상기 이미지 생성장치(910)는, 상기 제1빔브로커(200)와 상기 제1렌즈(300)의 이격거리(제1초점거리;d1)는 하부의 제2빔브로커(400)의 직경의 크기에 따라 광원이 확대되는 크기(10X 배율)가 제2빔브로커(400)의 크기를 넘지 않게 광원이 확대 되는 거리의 범위로 설정하는 것이 하는 것이 바람직하다.The distance between the first beam broker 200 and the first lens 300 (the first focal distance d1) is smaller than the diameter of the lower second beam broker 400 It is desirable that the magnification (10X magnification) of the light source according to the size of the second beam broker 400 is set to a range of the magnification of the light source so as not to exceed the size of the second beam broker 400.

여기서, 상기 제2빔브로커(400)의 직경은 0.1mm에서 1.0mm까지로 하는 것이 바람직하며, 이 이상의 크기에서는 광원에서 간섭(Interference)이 발생하여 하부의 이미지(Image) 상의 간섭을 100um 이내로 조절하기 어렵기 때문이다. 또한, 이후 광원의 확대된 크기는 최대 10×배를 넘지 않도록 하는 것이 바람직한데, 이는 10배이상의 광원 확대는 광원 간섭을 유발할 수 있기 때문이다. The second beam broker 400 preferably has a diameter ranging from 0.1 mm to 1.0 mm. When the size of the second beam broker 400 is larger than the above range, interference occurs in the light source, It is difficult to do. Further, it is preferable that the enlarged size of the light source is not exceeded by a maximum of 10x, because the enlargement of the light source by 10 times or more may cause the light source interference.

또한, 상기 제2빔브로커(400)와 상기 제2렌즈(600)의 이격거리(제2초점거리;d2)는 하부 샘플의 전체 조사면적이 넘지 않게 광원이 확대 되는 거리의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. The distance (second focal length) d2 between the second beam broker 400 and the second lens 600 is set to a range of a distance at which the light source is expanded so that the entire irradiation area of the lower sample does not exceed desirable.

아울러, 상기 이미지 생성장치(910)는, 상기 제1렌즈(300)와 상기 샘플 플레이트(500) 사이의 이격거리는 사용되는 광원의 파장을 예를 들어 500nm의 10배 이내인 최대 0.005 mm 의 범위로 하고, 상기 제2렌즈(600)와 상기 촬상면(701)과의 이격거리는 사용되는 광원의 파장 가령, 500nm의 100 배 이내인 최대 0.05 mm의 범위로 하는 것이 바람직하다. The distance between the first lens 300 and the sample plate 500 may be set within a range of a maximum of 0.005 mm within 10 times of 500 nm, , And the distance between the second lens 600 and the imaging surface 701 is preferably set within a range of a maximum of 0.05 mm, which is within 100 times the wavelength of 500 nm.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 생성장치(920)를 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 생성장치(920)는 광원부(100)와, 제1빔브로커(200)와, 제1렌즈(300)와, 제2빔브로커(400)와, 샘플플레이트(500)와, 제2렌즈(600)와, 스캐너부(700)와, 제3렌즈(800)를 포함한다. 여기서, 상기 광원부(100)와, 제1빔브로커(200)와, 제1렌즈(300)와, 제2빔브로커(400)와, 샘플플레이트(500)와, 제2렌즈(600)와, 스캐너부(700)는 전술한 도 1의 구성과 실질적으로 동일하므로 이하에서는 이와 대별되는 구성에 대해서만 살펴보기로 한다. 2 is a diagram illustrating an image generation apparatus 920 according to another embodiment of the present invention. An image generating apparatus 920 according to another embodiment of the present invention includes a light source unit 100, a first beam broker 200, a first lens 300, a second beam broker 400, A sample plate 500, a second lens 600, a scanner unit 700, and a third lens 800. Here, the light source 100, the first beam broker 200, the first lens 300, the second beam broker 400, the sample plate 500, the second lens 600, Since the scanner unit 700 is substantially the same as the configuration of FIG. 1 described above, only the configuration that is roughly referred to here will be described below.

상기 제3렌즈(800)는 상기 제1빔브로커(200)의 하부에 결합하여, 상기 핀홀(201)로부터 조사된 상기 광의 발산각을 조절할 수 있다. 상기 제3렌즈(800)는 도시된 바와 같이 반구형의 블록렌즈를 적용하는 것이 바람직하다. 이는, 광원을 평활화하기 위한 렌즈로서 볼록 렌즈를 사용하는 것은 광원부(100)의 발생장치가 LED 또는 레이저(Laser)와 같이 광원의 직진성이 좋을 경우, 필요한 면적으로 확대되는 거리(d1)을 단축시킬 목적으로 사용된다. 일반적으로 광원이 레이저인 경우 직진성이 우수하여 광원의 확대에 어려움이 있어 대면적 조사를 위한 광원으로 사용될 경우 레이저 스케너(Laser scanner)와 같은 반사경을 이용한 조사방법이 사용되지만 소형의 광원 조사기를 제작할 경우 복잡한 레이저 스케너를 사용하는 대신 볼록렌즈와 같은 작은 부피의 광 변환기를 사용함으로써 넓은 면적의 조사가 가능하다.The third lens 800 may be coupled to the lower portion of the first beam broker 200 to adjust the divergence angle of the light emitted from the pinhole 201. The third lens 800 may be a hemispherical block lens as shown in FIG. This is because the use of a convex lens as a lens for smoothing the light source is advantageous in that when the generating device of the light source part 100 has good linearity of the light source such as an LED or a laser, It is used for the purpose. Generally, when the light source is a laser, it is difficult to enlarge the light source because of its excellent linearity. Therefore, when the light source is used as a light source for large area irradiation, a method using a reflector such as a laser scanner is used. However, Instead of using a complex laser scanner, it is possible to irradiate a large area by using a small-volume optical converter such as a convex lens.

이에 상기 제1렌즈(300)는 상기 제1빔브로커(200)의 하부에 이격되게 위치하여 상기 제3렌즈(800)로부터 조사된 상기 광을 투과하도록 되어 있다. 여기서, 상기 제3렌즈(800)와 상기 제1렌즈(300)와의 이격거리는 하부의 제2빔브로커(400)의 크기에 따라 제2빔브로커(400)의 크기를 넘지 않게 광원이 확대 되는 거리 범위로 하는 것이 바람직하다. The first lens 300 is spaced apart from the lower portion of the first beam broker 200 and transmits the light emitted from the third lens 800. The distance between the third lens 800 and the first lens 300 may be a distance that the light source expands so as not to exceed the size of the second beam broker 400 according to the size of the lower second beam broker 400. [ .

한편, 상기한 이미지 생성장치는 혈액 또는 조직세포 등의 생물학적 샘플의 샘플 이미지를 분석하는 생체 이미지 분석장치에 적용할 수 있다.Meanwhile, the image generating apparatus described above can be applied to a biological image analyzing apparatus for analyzing sample images of biological samples such as blood or tissue cells.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100... 광원부 200... 제1빔브로커
201... 핀홀 300... 제1렌즈
400... 제2빔브로커 401... 관통홀
500... 샘플 플레이트 600... 제2렌즈
700... 스캐너부 701... 촬상면
710... 라인카메라 800... 제3렌즈
910,920... 이미지 생성장치100 ... light source unit 200 ... first beam broker
201 ... pinhole 300 ... first lens
400 ... second beam broker 401 ... through hole
500 ... sample plate 600 ... second lens
700 ... scanner unit 701 ... imaging surface
710 ... line camera 800 ... third lens
910,920 ... image generating device

Claims (14)

광을 출사하는 광원부;
상기 광원부의 하부에 위치하고 핀홀이 형성되어 상기 광원부로부터 출사된 광이 상기 핀홀을 통과하여 조사되도록 하고, 상기 핀홀을 제외한 부분은 상기 광이 투과되지 않도록 불투광성 재질로 형성된 제1빔브로커;
상기 제1빔브로커의 하부에 위치하여 상기 핀홀로부터 조사된 상기 광을 투과하는 제1렌즈;
상기 제1렌즈의 하부에 위치하고, 상기 제1렌즈의 위치에 대응하는 지점에 상기 제1렌즈로부터 조사되는 상기 광이 통과하여 조사될 수 있도록 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀을 제외한 부분은 상기 광이 투과되지 않도록 불투광성 재질로 형성된 제2빔브로커;
샘플이 마련되고, 상기 샘플이 상기 관통홀에 위치하도록 상기 관통홀을 덮을 수 있게 상기 제2빔브로커의 상면에 안착되며, 상기 광이 투과되는 투광성의 샘플 플레이트;
상기 제2빔브로커의 하부에 위치하여 상기 샘플을 투사하여 조영되는 이미지를 확대시키는 제2렌즈; 및
상기 제2렌즈의 하부에 위치하여, 상기 제2렌즈로부터 조사된 확대된 상기 이미지를 스캐닝하는 스캐너부를 포함하되,
상기 제1렌즈는, 상기 광원부의 광을 평면 광원으로 변경시켜 상기 샘플 플레이트의 상면 상으로 조사하는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)로 형성하고,
상기 제2렌즈는, 상기 샘플을 투사하여 조영되는 이미지를 평면 광원으로 변경시켜 상기 스캐너부의 촬상면상으로 조사하는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)로 형성하며,
상기 스캐너부는, 상기 제2렌즈로부터 평면 광원으로 변경되고 확대된 상기 이미지가 상기 촬상면 상에 조영되면 라인 카메라가 일측에서 타측으로 이동하면서 상기 이미지를 스캐닝하는 이미지 생성장치.A light source for emitting light;
A first beam broker formed on the lower portion of the light source unit and formed of an opaque material such that light emitted from the light source unit is irradiated through the pinhole through the pinhole and the light is not transmitted through the pinhole;
A first lens positioned below the first beam broker and transmitting the light emitted from the pin hole;
A through hole is formed in the lower portion of the first lens so that the light emitted from the first lens passes through the through hole at a position corresponding to the position of the first lens, A second beam broker formed of an opaque material so that light is not transmitted therethrough;
A transparent sample plate which is provided with a sample, is placed on the upper surface of the second beam broker so as to cover the through-hole so that the sample is located in the through-hole, and the light is transmitted;
A second lens positioned below the second beam broker and projecting the sample to enlarge an image to be projected; And
And a scanner unit which is located below the second lens and scans the enlarged image irradiated from the second lens,
The first lens may be a Fresnel lens that changes the light from the light source to a flat light source and irradiates the light onto the upper surface of the sample plate,
Wherein the second lens is formed of a Fresnel lens for projecting the sample and changing the image to be projected into a plane light source and irradiating the image onto the image sensing plane of the scanner unit,
Wherein the scanner unit is changed from the second lens to a plane light source and the line camera moves from one side to the other side and scans the image when the enlarged image is projected on the imaging plane. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 광원부는,
위치이동부를 통하여 상기 광의 방향을 다방향으로 출사하는 이미지 생성장치. The method according to claim 1,
The light source unit includes:
And outputs the direction of the light in multiple directions through the position shifting unit. 청구항 4에 있어서,
상기 위치이동부와 연결되어 상기 광의 출사 방향을 제어하고, 상기 스캐너부와 연결되어 스캐닝 된 상기 이미지의 이미지 데이터를 생성 및 저장하는 제어부를 더 포함하는 이미지 생성장치.The method of claim 4,
Further comprising a control unit connected to the position shifting unit to control the emitting direction of the light and to generate and store image data of the image scanned in connection with the scanner unit. 청구항 5에 있어서,
상기 제어부는,
샘플에 대하여 상기 위치이동부를 제어하여 상기 광의 출사방향을 다방향으로 각각 달리하고, 상기 광의 출사방향에 대한 각각의 이미지들을 통합 및 보정하여 샘플 이미지 데이터를 생성하는 이미지 생성장치. The method of claim 5,
Wherein,
And the sample image data is generated by controlling the position shifting unit with respect to the sample so as to differentiate the light emitting direction in each of the multiple directions and integrating and correcting the respective images with respect to the light emitting direction. 광을 출사하는 광원부;
상기 광원부의 하부에 위치하고 핀홀이 형성되어 상기 광원부로부터 출사된 광이 상기 핀홀을 통과하여 조사되도록 하고, 상기 핀홀을 제외한 부분은 상기 광이 투과되지 않도록 불투광성 재질로 형성된 제1빔브로커;
상기 제1빔브로커의 하부에 결합하여, 상기 핀홀로부터 조사된 상기 광의 발산각을 보정하는 제3렌즈;
상기 제1빔브로커의 하부에 위치하여 상기 제3렌즈로부터 조사된 상기 광을 투과하는 제1렌즈;
상기 제1렌즈의 하부에 위치하고, 상기 제1렌즈의 위치에 대응하는 지점에 상기 제1렌즈로부터 조사되는 상기 광이 통과하여 조사될 수 있도록 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀을 제외한 부분은 상기 광이 투과되지 않도록 불투광성 재질로 형성된 제2빔브로커;
샘플이 마련되고, 상기 샘플이 상기 관통홀에 위치하도록 상기 관통홀을 덮을 수 있게 상기 제2빔브로커의 상면에 안착되며, 상기 광이 투과되는 투광성의 샘플 플레이트;
상기 제2빔브로커의 하부에 위치하여 상기 샘플을 투사하여 조영되는 이미지를 확대시키는 제2렌즈; 및
상기 제2렌즈의 하부에 위치하여, 상기 제2렌즈로부터 조사된 확대된 상기 이미지를 스캐닝하는 스캐너부를 포함하되,
상기 제1렌즈는, 상기 광원부의 광을 평면 광원으로 변경시켜 상기 샘플 플레이트의 상면 상으로 조사하는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)로 형성하고,
상기 제2렌즈는, 상기 샘플을 투사하여 조영되는 이미지를 평면 광원으로 변경시켜 상기 스캐너부의 촬상면상으로 조사하는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)로 형성하며,
상기 스캐너부는, 상기 제2렌즈로부터 평면 광원으로 변경되고 확대된 상기 이미지가 상기 촬상면 상에 조영되면 라인 카메라가 일측에서 타측으로 이동하면서 상기 이미지를 스캐닝하는 이미지 생성장치.A light source for emitting light;
A first beam broker formed on the lower portion of the light source unit and formed of an opaque material such that light emitted from the light source unit is irradiated through the pinhole through the pinhole and the light is not transmitted through the pinhole;
A third lens coupled to a lower portion of the first beam broker and correcting a divergent angle of the light emitted from the pin hole;
A first lens positioned below the first beam broker and transmitting the light emitted from the third lens;
A through hole is formed in the lower portion of the first lens so that the light emitted from the first lens passes through the through hole at a position corresponding to the position of the first lens, A second beam broker formed of an opaque material so that light is not transmitted therethrough;
A transparent sample plate which is provided with a sample, is placed on the upper surface of the second beam broker so as to cover the through-hole so that the sample is located in the through-hole, and the light is transmitted;
A second lens positioned below the second beam broker and projecting the sample to enlarge an image to be projected; And
And a scanner unit which is located below the second lens and scans the enlarged image irradiated from the second lens,
The first lens may be a Fresnel lens that changes the light from the light source to a flat light source and irradiates the light onto the upper surface of the sample plate,
Wherein the second lens is formed of a Fresnel lens for projecting the sample and changing the image to be projected into a plane light source and irradiating the image onto the image sensing plane of the scanner unit,
Wherein the scanner unit is changed from the second lens to a plane light source and the line camera moves from one side to the other side and scans the image when the enlarged image is projected on the imaging plane. 청구항 7에 있어서,
상기 제3렌즈는,
볼록렌즈로 형성되는 이미지 생성장치. The method of claim 7,
The third lens includes:
An image generation device formed of a convex lens. 삭제delete 삭제delete 청구항 7에 있어서,
상기 광원부는,
위치이동부를 통하여 상기 광의 방향을 다방향으로 출사하는 이미지 생성장치. The method of claim 7,
The light source unit includes:
And outputs the direction of the light in multiple directions through the position shifting unit. 청구항 11에 있어서,
상기 위치이동부와 연결되어 상기 광의 출사 방향을 제어하고, 상기 스캐너부와 연결되어 스캐닝 된 상기 이미지의 이미지 데이터를 생성 및 저장하는 제어부를 더 포함하는 이미지 생성장치.The method of claim 11,
Further comprising a control unit connected to the position shifting unit to control the emitting direction of the light and to generate and store image data of the image scanned in connection with the scanner unit. 청구항 12에 있어서,
상기 제어부는,
샘플에 대하여 상기 위치이동부를 제어하여 상기 광의 출사방향을 다방향으로 각각 달리하고, 상기 광의 출사방향에 대한 각각의 상기 이미지들을 통합 및 보정하여 샘플 이미지 데이터를 생성하는 이미지 생성장치. The method of claim 12,
Wherein,
And controls the position shifting unit with respect to the sample so that the light output direction is varied in each of the multiple directions, and each of the images with respect to the light output direction is integrated and corrected to generate sample image data. 청구항 1, 청구항 4 내지 8 및 청구항 11 내지 13 중 어느 한 항의 이미지 생성장치를 이용하여 혈액 또는 세포를 포함하는 생물학적 샘플의 생체 이미지를 분석하는 생체 이미지 분석장치.A biomedical image analysis apparatus for analyzing a biomedical image of a biological sample including blood or cells by using the image generating apparatus according to any one of claims 1, 4 to 8, and 11 to 13.
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