KR101931540B1

KR101931540B1 - 스테레오 현미경, 광학 장치 및 이를 이용한 광경로 형성 방법

Info

Publication number: KR101931540B1
Application number: KR1020170096942A
Authority: KR
Inventors: 이찬권; 박용철; 고유리
Original assignee: 주식회사 고영테크놀러지
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2018-12-24
Also published as: US20200264420A1; EP3663832A1; CN110998407A; US11525992B2; EP3663832A4; JP2020530129A; WO2019027123A1

Abstract

본 개시는 의료용 현미경 분야에 관한 것이다. 본 개시의 일 실시예에 따른 대상체의 단층 영상을 형성하기 위한 OCT(Optical Coherence Tomography) 유닛에 연결되는 스테레오 현미경은, 소정 크기의 사용구경을 갖는 복수의 렌즈로 구성된 대물 렌즈부, 대물 렌즈부의 사용구경 내에 위치하는 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경을 각각 갖는 복수의 렌즈로 구성된 한 쌍의 제1 배율 렌즈부, 대물 렌즈부의 사용구경 내에서 배율 렌즈 사용구경과 별도로 배치되는 OCT(Optical Coherence Tomography) 사용구경을 갖는 복수의 렌즈로 구성된 제2 배율 렌즈부와 OCT 유닛으로부터 광을 수신하여 제2 배율 렌즈부로 전달하고, 제2 배율 렌즈부로부터 수신된 광을 OCT 유닛으로 전달하는 광전달부를 포함하되, 제2 배율 렌즈부는 광전달부로부터 수신된 광을 대상체로 조사하고, 대상체로부터 반사된 광을 광전달부로 전달한다.

Description

스테레오 현미경, 광학 장치 및 이를 이용한 광경로 형성 방법{STEREO MICROSCOPE, OPTICAL APPARATUS, AND METHOD FOR FORMING OPTICAL PATH USING SAME}

본 개시는 의료용 현미경에 관한 것이다.
본 개시는 중소기업청의 WC300 프로젝트 기술개발지원의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제고유번호: S2482672, 연구과제명: 정합정밀도 1mm 이하 수술용 내비게이션 융합 두경부 수술로봇 시스템 개발].

현미경은 대상체를 확대한 광학 영상을 형성할 수 있는 광학 장치로서, 특히 스테레오 현미경은 양안에 대응하는 광학계를 각각 구비하여 대상체의 입체 영상을 형성할 수 있다.

한편, OCT(Optical Coherence Tomography) 장치는 광의 간섭 현상을 이용하여 대상체의 단층 영상을 형성할 수 있는 광학 장치로서, 개발 초기 단계에는 광경로를 기계적으로 변화시키면서 초당 수 프레임(frame)의 단층 영상을 획득할 수 있었고, 근래에는 파장 가변 레이저를 이용하여 초당 수백 프레임의 단층 영상을 형성할 수 있는 수준에 이르게 되었다.

일반적으로 스테레오 현미경은 대상체의 외관의 입체적인 형상을 관찰하는데 사용되는데 반해, OCT 장치는 대상체의 표면으로부터 일정 깊이까지의 3차원 단층 영상을 형성할 수 있어서 대상체 내부 구조를 관찰하는데 사용될 수 있다.

일본 공개특허공보 특개2016-206348호 일본 공표특허공보 특표2001-516071호

의료 분야에서, 예를 들어, 수술 중에 환자의 신체 일부와 같은 대상체의 외관을 관찰하는데 스테레오 현미경이 사용될 수 있다. 이 경우, 수술 도중에는 특정 대상체의 외관뿐아니라 그 내부 구조에 대한 보다 정밀한 검사를 위해 추가적인 장치가 필요하다.

본 개시의 일 실시예에 따른 대상체의 단층 영상을 형성하기 위한 OCT(Optical Coherence Tomography) 유닛이 결합 가능한 스테레오 현미경은, 소정 크기의 사용구경을 갖는 복수의 렌즈로 구성된 대물 렌즈부; 상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에 위치하는 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경을 각각 갖는 복수의 렌즈로 구성된 한 쌍의 제1 배율 렌즈부; 상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에서 상기 배율 렌즈 사용구경과 별도로 배치되는 OCT(Optical Coherence Tomography) 사용구경을 갖는 복수의 렌즈로 구성된 제2 배율 렌즈부; 및 상기 OCT 유닛으로부터 광을 수신하여 상기 제2 배율 렌즈부로 전달하고, 상기 제2 배율 렌즈부로부터 수신된 광을 상기 OCT 유닛으로 전달하는 광전달부를 포함하되, 상기 제2 배율 렌즈부는, 상기 광전달부로부터 수신된 광을 상기 대상체로 조사하고, 상기 대상체로부터 반사된 광을 상기 광전달부로 전달한다.

스테레오 현미경에서, 상기 한 쌍의 제1 배율 렌즈부 및 상기 제2 배율 렌즈부는, 상기 한 쌍의 제1 배율 렌즈부가 포함하는 복수의 렌즈 및 상기 제2 배율 렌즈부가 포함하는 복수의 렌즈 각각의 측면을 둘러싸고, 각각 별도로 배치되는 경통을 포함한다.

또한 스테레오 현미경에서, 상기 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경은 상기 대물 렌즈부의 광축을 기준으로 대칭되는 위치에 배치되고, 상기 OCT 사용구경은, 상기 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경을 연결한 축과 이격되게 배치되고, 상기 OCT 사용구경으로부터 상기 축과 연결되는 법선은 상기 광축과 교차한다.

또한 스테레오 현미경에서, 상기 광전달부는, 폴딩 미러(folding mirror), 빔 스플리터(beam spliter) 또는 프리즘(prism) 중 적어도 하나를 포함한다.

또한 스테레오 현미경에서, 상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에서 상기 배율 렌즈 사용구경 및 상기 OCT 사용구경과 이격 배치되는 사용구경을 갖는 조명부를 더 포함한다.

또한 스테레오 현미경에서, 상기 한 쌍의 제1 배율 렌즈부를 통해 수신되는 상기 대상체의 입체 영상이 각각 결상되는 한 쌍의 접안 렌즈부를 더 포함하고, 상기 광전달부는, 상기 한 쌍의 접안 렌즈부와 상기 제2 배율 렌즈부 사이에 배치된다.

본 개시의 다른 실시예에 따른 광학 장치는, 대상체의 단층 영상을 형성하기 위한 OCT(Optical Coherence Tomography) 유닛; 및 상기 대상체의 입체 영상을 형성하기 위한 스테레오 현미경을 포함하되, 상기 스테레오 현미경은, 소정 크기의 사용구경을 갖는 복수의 렌즈로 구성된 대물 렌즈부; 상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에 위치하는 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경을 각각 갖는 복수의 렌즈로 구성된 한 쌍의 제1 배율 렌즈부; 상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에서 상기 배율 렌즈 사용구경과 별도로 배치되는 OCT(Optical Coherence Tomography) 사용구경을 갖는 복수의 렌즈로 구성된 제2 배율 렌즈부; 및 상기 OCT 유닛으로부터 광을 수신하여 상기 제2 배율 렌즈부로 전달하고, 상기 제2 배율 렌즈부로부터 수신된 광을 상기 OCT 유닛으로 전달하는 광전달부를 포함하고, 상기 제2 배율 렌즈부는, 상기 광전달부로부터 수신된 광을 상기 대상체로 조사하고, 상기 대상체로부터 반사된 광을 상기 광전달부로 전달한다.

또한 광학 장치에서, 상기 한 쌍의 제1 배율 렌즈부 및 상기 제2 배율 렌즈부는, 상기 한 쌍의 제1 배율 렌즈부가 포함하는 복수의 렌즈 및 상기 제2 배율 렌즈부가 포함하는 복수의 렌즈 각각의 측면을 둘러싸고, 각각 별도로 배치되는 경통을 포함한다.

또한 광학 장치에서, 상기 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경은 상기 대물 렌즈부의 광축을 기준으로 대칭되는 위치에 배치되고, 상기 OCT 사용구경은, 상기 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경을 연결한 축과 이격되게 배치되고, 상기 OCT 사용구경으로부터 상기 축과 연결되는 법선은 상기 광축과 교차한다.

또한 광학 장치에서, 상기 광전달부는, 폴딩 미러(folding mirror), 빔 스플리터(beam spliter) 또는 프리즘(prism) 중 적어도 하나를 포함한다.

또한 광학 장치에서, 상기 스테레오 현미경은, 상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에서 상기 배율 렌즈 사용구경 및 상기 OCT 사용구경과 이격 배치되는 사용구경을 갖는 조명부를 더 포함한다.

또한 광학 장치에서, 상기 스테레오 현미경은, 상기 한 쌍의 제1 배율 렌즈부를 통해 수신되는 상기 대상체의 입체 영상이 각각 결상되는 한 쌍의 접안 렌즈부를 더 포함하고, 상기 한 쌍의 접안 렌즈부와 상기 제2 배율 렌즈부 사이에 배치된다.

본 개시의 또 다른 실시예에 따른 대상체의 입체 영상 및 단층 영상을 형성하기 위한 광경로 형성 방법은, 대물 렌즈부에 의해서, 소정 크기의 사용구경을 형성하는 단계; 제1 배율 렌즈부에 의해서, 상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에 위치하도록 배율 렌즈 사용구경을 형성하는 단계; 제2 배율 렌즈부에 의해서, 상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에 위치하고, 상기 배율 렌즈 사용구경과 별도로 배치되는 OCT(Optical Coherence Tomography) 사용구경을 형성하는 단계; 광전달부에 의해서, 대상체의 단층 영상을 형성하기 위한 OCT 유닛으로부터 수신된 광을 상기 제2 배율 렌즈부로 전달하는 단계; 상기 제2 배율 렌즈부에 의해서, 상기 광전달부로부터 수신된 광을 상기 대상체로 조사하고, 상기 대상체로부터 반사된 광을 상기 광전달부로 전달하는 단계; 및 상기 광전달부에 의해서, 상기 제2 배율 렌즈부로부터 수신된 광을 상기 OCT 유닛으로 전달하는 단계를 포함한다.

본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 스테레오 현미경에 있어서 입체 영상 형성에 사용되는 광학계의 간섭없이 OCT 유닛의 단층 영상 형성에 사용되는 광전달부의 삽입 위치 및 크기를 자유롭게 조절할 수 있다.

또한 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 사용되는 광의 파장이 서로 다른 스테레오 현미경과 OCT 유닛에 있어서 배율 렌즈부를 공유하여 사용함으로써 발생할 수 있는 성능 저하 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 광학 장치의 사용 환경을 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 광학 장치의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 광학 장치의 각 사용구경을 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 대상체의 입체 영상 및 단층 영상을 형성하기 위한 광경로 형성 방법의 절차를 나타내는 흐름도이다.

본 개시의 실시예들은 본 개시를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 개시가 아래 제시된 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것으로 해석해서는 아니 된다.

본 개시에서 사용되는 용어 "부"는 소프트웨어, FPGA(field-programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다. 그러나, "부"는 하드웨어 및 소프트웨어에 한정되는 것은 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일례로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세서, 함수, 속성, 프로시저, 서브루틴, 프로그램 코드의 세그먼트, 드라이버, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조, 테이블, 어레이 및 변수를 포함한다. 구성요소와 "부" 내에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소 및 "부"로 결합되거나 추가적인 구성요소와 "부"로 더 분리될 수 있다.

본 개시에서 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 다르게 정의되어 있지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에서 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 보다 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시의 범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.

본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 이상 복수형의 표현도 함께 포함할 수 있으며, 이는 청구항에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.

본 개시의 다양한 실시 예에서 사용된 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용하는 것일 뿐 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것이 아니다.

본 개시에서 사용되는 "포함하는" 및 "갖는"과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 문구 또는 문장에서 특별히 다르게 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.

본 개시에서 "~에 기초하여"라는 표현은, 해당 표현이 포함되는 문구에서 기술되는 결정 또는 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 하나 이상의 인자를 기술하는데 사용되고, 이 표현은 결정 또는 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 추가적인 인자를 배제하지는 않는다.

본 개시에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 광학 장치의 사용 환경을 나타내는 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 의사(D, doctor)는 광학 장치(10)를 활용하여 환자(P, patient)에 대한 수술 전후 또는 수술 도중에 대상체인 환자(P)의 환부(AA)에 대한 검사를 진행할 수 있다. 일 실시예로서 의사(D)는 환부(AA)를 환자(P)로부터 분리하지 않은 상태에서 광학 장치(10)를 이용하여 검사를 진행할 수 있고, 다른 실시예로서 의사(D)는 환부(AA)의 일부를 환자(P)로부터 분리하고 분리된 환부(AA)의 일부를 광학 장치(10)를 이용하여 검사를 진행할 수도 있다. 광학 장치(10)는 환자(P)의 환부(AA)에 대한 입체 영상을 형성할 수 있는 스테레오 현미경(12) 및 환자(P)의 환부(AA)에 대한 단층 영상을 형성할 수 있는 OCT(Optical Coherence Tomography) 유닛(14)을 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 의사(D)는 스테레오 현미경(12)을 이용하여 환자(P)의 환부(AA)에 대한 외형 검사를 진행할 수 있다. 이 경우, 스테레오 현미경(12)을 이용한 외형 검사 진행 중에 그 내부 구조에 대한 보다 정밀한 검사(예를 들어, 조직 검사)가 필요하다고 판단될 경우 OCT 유닛(14)을 이용하여 환자(P)의 환부(AA)에 대한 입체적인 단층 영상을 형성할 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 광학 장치의 구성을 나타내는 예시도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 광학 장치(10)는 대상체(OB)의 입체 영상을 형성하기 위한 스테레오 현미경(12) 및 대상체의 단층 영상을 형성하기 위한 OCT 유닛(14)을 포함하고, OCT 유닛(14)은 대상체(OB)의 단층 영상을 형성하기 위하여 스테레오 현미경(12)과 연결 내지 결합될 수 있다. 일 실시예로서, 스테레오 현미경(12)은 대물 렌즈부(110), 제1 배율 렌즈부(120), 제2 배율 렌즈부(130), 광전달부(140), 튜브 렌즈부(150) 및 대안 렌즈부(160)를 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지 않는다.

대물 렌즈부(110)는 소정 크기의 사용구경을 갖는 복수의 렌즈로 구성될 수 있고, 복수의 렌즈의 초점 거리를 변화시켜 대물 렌즈부(110)로부터 대상체(OB)까지의 거리를 나타내는 워킹 디스턴스(working distance)를 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 대물 렌즈부(110)는 광축(OAO)을 형성할 수 있는데, 대물 렌즈부(110)의 광축(OAO)은 대물 렌즈부(110)에 포함된 복수 렌즈의 각 렌즈면의 곡률 중심을 연결한 선에 의해서 정의될 수 있다.

한 쌍의 제1 배율 렌즈부(120) 각각은 복수의 렌즈로 구성될 수 있으며, 대물 렌즈부(110)의 사용구경 내에 위치하는 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경을 가질 수 있다. 제1 배율 렌즈부(120)는, 배율을 변화시켜서 대상체(OB)의 입체 영상의 초점을 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 일 실시예로서, 한 쌍의 제1 배율 렌즈부(120)에 포함된 복수의 렌즈는 대상체(OB)의 입체 영상을 형성하기 위한 가시광선의 파장 영역(예를 들어, 380nm ~ 800nm)에서 동작 가능하도록 반사방지 코팅(AR(anti-reflective) coating)이 되거나, 배율 조절 등이 수행될 수 있다.

제2 배율 렌즈부(130)는 대물 렌즈부(110)의 사용구경 내에서 배율 렌즈 사용구경과 별도로 배치되는 OCT(Optical Coherence Tomography) 사용구경을 갖는 복수의 렌즈로 구성될 수 있다. 제2 배율 렌즈부(130)는, 배율을 변화시켜서 대상체(OB)의 단층 영상의 초점을 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 제2 배율 렌즈부(130)는 광전달부(140)로부터 수신된 광을 대물 렌즈부(110)를 통하여 대상체(OB)로 조사하고, 대상체(OB)로부터 반사되고 대물 렌즈부(110)를 통하여 전달된 광을 광전달부(140)로 전달할 수 있다. 일 실시예로서, 제2 배율 렌즈부(130)에 포함된 복수의 렌즈는 대상체(OB)의 단층 영상을 형성하기 위한 광의 파장 영역(예를 들어, 적외선 파장 영역(700nm ~ 14μm))에서 동작 가능하도록 반사방지 코팅되거나, 배율 조절 등이 수행될 수 있다.

광전달부(140)는 OCT 유닛(14)으로부터 광을 수신하여 제2 배율 렌즈부(130)로 전달하고, 제2 배율 렌즈부(130)로부터 수신된 광을 OCT 유닛(14)으로 전달할 수 있다. 본 실시예에서는, 광전달부(140)가 한 쌍의 튜브 렌즈부(150)와 제2 배율 렌즈부(130) 사이에 위치하는 것으로 도시되었지만, 다른 실시예로서는, 한 쌍의 접안 렌즈부(160)와 한 쌍의 튜브 렌즈부(150) 사이에 위치하거나, 한 쌍의 접안 렌즈부(160)와 제2 배율 렌즈부(130) 사이에서 스테레오 현미경(120)을 위한 광학계와 중첩되지 않는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 일 실시예로서, 광전달부(140)는 폴딩 미러(folding mirror), 빔 스플리터(beam splitter), 프리즘(prism) 등을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지 않는다.

한 쌍의 튜브 렌즈부(150)는 한 쌍의 제1 배율 렌즈부(120)로부터 수신된 광을 한 쌍의 접안 렌즈부(160)로 전달할 수 있고, 한 쌍의 접안 렌즈부(160)는 한 쌍의 튜브 렌즈부(150)로부터 수신된 광에 기초하여 대상체(OB)의 입체 영상이 각각 결상되도록 할 수 있다. 의사(D) 등의 광학 장치(10) 사용자는 양안을 이용하여 한 쌍의 접안 렌즈부(160)에 각각 결상된 대상체(OB)의 입체 영상을 확인할 수 있다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 광학 장치의 각 사용구경을 나타내는 개념도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 대물 렌즈부(110)는 소정 크기의 사용구경(UAO)을 형성하도록 구성될 수 있다. 또한, 한 쌍의 제1 배율 렌즈부(120)는 대물 렌즈부(110)의 사용구경(UAO) 내에 위치하는 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경(UAF1)을 형성하도록 구성될 수 있으며, 제2 배율 렌즈부(130)는 대물 렌즈부(110)의 사용구경(UAO) 내에서 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경(UAF1)과 별도로 배치되는 OCT 사용구경(UAF2)을 형성하도록 구성될 수 있다. 또한, 한 쌍의 제1 배율 렌즈부(120)와 제2 배율 렌즈부(130) 각각은, 한 쌍의 제1 배율 렌즈부(120)가 포함하는 복수의 렌즈와 제2 배율 렌즈부(130)가 포함하는 복수의 렌즈 각각의 측면을 둘러싸고, 별도로 배치되는 경통(MT1, MT2)을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 스테레오 현미경(12)을 위한 광학계 구성(제1 배율 렌즈부(120))과 OCT 유닛(14)을 위한 광학계 구성(제2 배율 렌즈부(130))을 분리함으로써, 각각의 광학계에 사용되는 파장에 맞추어 파장을 변경하는 경우 각각의 파장에 따른 반사방지 코팅 또는 배율 조절의 수행이 어렵기 때문에 발생할 수 있는 성능 저하 문제를 해결할 수 있다.

한 쌍의 배율 렌즈 사용구경(UAF1)은 대물 렌즈부(110)의 광축(OAO)을 기준으로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다. 또한, OCT 사용구경(UAF2)은 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경(UAF1)의 중심을 연결한 축(CA)과 이격되게 배치되며, OCT 사용구경(UAF2)의 중심으로부터 축(CA)으로 연결되는 법선(NR)은 대물 렌즈부(110)의 광축(OAO)과 대략 수직으로 교차할 수 있다. 하지만, 배율 렌즈 사용구경(UAF1)과 OCT 사용구경(UAF2) 사이의 위치 관계는 여기에 한정되지 않고, 대물 렌즈부(110)의 사용구경(UAO)내에서 서로 겹쳐지지 않도록 다양한 형태로 배치될 수도 있다.

또한, 광학 장치(10)는 대물 렌즈부(110)의 사용구경(UAO) 내에서 배율 렌즈 사용구경(UAF1) 및 OCT 사용구경(UAF2)과 이격 배치되는 사용구경(UAI)을 갖는 조명부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 사용구경(UAI)의 중심으로부터 축(CA)으로 연결되는 법선(NR)은 대물 렌즈부(110)의 광축(OAO)과 대략 수직으로 교차할 수 있다. 하지만, 사용구경(UAI)과 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경(UAF1) 또는 OCT 사용구경(UAF2) 사이의 위치 관계는 여기에 한정되지 않고, 대물 렌즈부(110)의 사용구경(UAO)내에서 서로 겹쳐지지 않도록 다양한 형태로 배치될 수도 있다.

조명부는 대상체(OB)의 적절한 입체 영상이 형성될 수 있도록 다양한 방식으로 대상체(OB)에 조명을 조사할 수 있다. 일 실시예로서, 조명부는 광원에서 발생된 조명을 대물 렌즈부(110)를 통하여 대상체(OB)에 조사하는 에피 조명(Epi-illumination)을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지 않는다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 대상체의 입체 영상 및 단층 영상을 형성하기 위한 광경로 형성 방법의 절차를 나타내는 흐름도이다. 본 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동하도록 구성될 수 있다.　 다시 말하면, 본 개시의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 개시에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다.　 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 개시의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.

도 4에 도시한 바와 같이, 단계(S410)에서, 소정 크기를 갖는 대물 렌즈부의 사용구경이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 광학 장치(10)의 대물 렌즈부(110)는 소정 크기의 사용구경(UAO)을 형성할 수 있다. 일 실시예로서, 대물 렌즈부(110)는 복수의 렌즈를 포함하여 복수의 렌즈 각각의 사용구경이 중첩된 영역을 나타내는 소정 크기의 사용구경(UAO)을 형성할 수 있다.

단계(S420)에서, 대물 렌즈부의 사용구경 내에 위치하도록 배율 렌즈 사용구경이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 광학 장치(10)의 제1 배율 렌즈부(120)는 대물 렌즈부(110)의 사용구경(UAO) 내에 위치하도록 배율 렌즈 사용구경(UAF1)을 형성할 수 있다. 일 실시예로서, 배율 렌즈 사용구경(UAF1)은 대물 렌즈부(110)의 광축(OAO)을 기준으로 대칭되는 형태로 형성될 수 있지만, 여기에 한정되지 않는다.

단계(S430)에서, 대물 렌즈부의 사용구경 내에 위치하고, 배율 렌즈 사용구경과 별도로 배치되는 OCT 사용구경이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 광학 장치(10)의 제2 배율 렌즈부(130)는 대물 렌즈부(110)의 사용구경(UAO) 내에 위치하고, 배율 렌즈 사용구경(UAF1)과 별도로 배치되는 OCT 사용구경(UAF2)을 형성할 수 있다. 일 실시예로서, OCT 사용구경(UAF2)은 배율 렌즈 사용구경(UAF1)의 중심을 연결한 축(CA)과 이격되어 배치되고, OCT 사용구경(UAf2)의 중심으로부터 배율 렌즈 사용구경(UAF1)을 연결한 축(CA)과 연결되는 법선(NR)은 대물 렌즈부(110)의 광축(OAO)과 대략 수직으로 교차하도록 형성될 수 있지만, 여기에 한정되지 않는다.

단계(S440)에서, 대상체의 단층 영상을 형성하기 위하여 OCT 유닛으로부터 수신된 광이 제2 배율 렌즈부로 전달될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 광학 장치(10)의 광전달부(140)는 대상체(OB)의 단층 영상을 촬영하기 위하여 OCT 유닛(14)으로부터 수신된 다수의 파장을 갖는 광을 제2 배율 렌즈부(130)로 전달할 수 있다. 일 실시예로서, 광전달부(140)는 OCT 유닛(14)으로부터 수신된 광을 제2 배율 렌즈부(130)로 전달하는 역할을 수행할 수 있는 임의의 형태의 광학 요소로 구현될 수 있다. 따라서, 광전달부(140)는 광의 굴절과 투과를 함께 수행할 수 있는 구성요소(예를 들어, 빔 스플리터)일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상대적으로 더 효율적인 방식으로 광의 굴절을 수행할 수 있는 구성요소(예를 들어, 폴딩 미러)일 수도 있다.

단계(S450)에서, 광전달부로부터 수신된 광이 대상체로 조사되고, 대상체로부터 반사된 광이 광전달부로 전달될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 광학 장치(10)의 제2 배율 렌즈부(130)는 광전달부(140)를 통하여 OCT 유닛(14)으로부터 수신된 광을 대상체(OB)로 조사하고, 대상체(OB)로부터 반사된 광을 광전달부(140)로 전달할 수 있다.

단계(S460)에서, 제2 배율 렌즈부로부터 수신된 광이 OCT 유닛으로 전달될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 광학 장치(10)의 광전달부(140)는 제2 배율 렌즈부(130)로부터 수신된 광을 OCT 유닛(14)으로 전달할 수 있다. OCT 유닛(14)은 광전달부(140)로부터 수신된 광을 이용하여 대상체(OB)의 단층 영상을 형성할 수 잇다.

상기 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 상기 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다.　 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.　 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등을 포함한다.　 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.　 그리고, 상기 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 개시가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

본 명세서에서는 본 개시가 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 개시의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다.　 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

10: 광학 장치 12: 스테레오 현미경
14: OCT 유닛 110: 대물 렌즈부
120: 제1 배율 렌즈부 130: 제2 배율 렌즈부
140: 광조절부 150: 튜브 렌즈부
160: 접안 렌즈부

Claims

대상체의 단층 영상을 형성하기 위한 OCT(Optical Coherence Tomography) 유닛이 결합 가능한 스테레오 현미경으로서,
소정 크기의 사용구경을 갖는 복수의 렌즈로 구성된 대물 렌즈부;
상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에 위치하는 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경을 각각 갖는 복수의 렌즈로 구성된 한 쌍의 제1 배율 렌즈부;
상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에서 상기 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경과 별도로 배치되는 OCT(Optical Coherence Tomography) 사용구경을 갖는 복수의 렌즈로 구성된 제2 배율 렌즈부; 및
상기 제2 배율 렌즈부의 상부에 위치하고, 상기 OCT 유닛으로부터 광을 수신하여 상기 제2 배율 렌즈부로 전달하고, 상기 제2 배율 렌즈부로부터 수신된 광을 상기 OCT 유닛으로 전달하는 광전달부를 포함하되,
상기 제2 배율 렌즈부는,
상기 광전달부로부터 수신된 광을 상기 대물 렌즈부를 통해 상기 대상체로 조사하고, 상기 대상체로부터 반사되어 상기 대물 렌즈부를 통과한 광을 수신하여 상기 광전달부로 전달하는,
스테레오 현미경.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 제1 배율 렌즈부 및 상기 제2 배율 렌즈부는, 상기 한 쌍의 제1 배율 렌즈부가 포함하는 복수의 렌즈 및 상기 제2 배율 렌즈부가 포함하는 복수의 렌즈 각각의 측면을 둘러싸고, 각각 별도로 배치되는 경통을 포함하는,
스테레오 현미경.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경은 상기 대물 렌즈부의 광축을 기준으로 대칭되는 위치에 배치되고, 상기 OCT 사용구경은, 상기 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경을 연결한 축과 이격되게 배치되고, 상기 OCT 사용구경으로부터 상기 축과 연결되는 법선은 상기 광축과 교차하는,
스테레오 현미경.
제1항에 있어서,
상기 광전달부는,
폴딩 미러(folding mirror), 빔 스플리터(beam spliter) 또는 프리즘(prism) 중 적어도 하나를 포함하는,
스테레오 현미경.
제1항에 있어서,
상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에서 상기 배율 렌즈 사용구경 및 상기 OCT 사용구경과 이격 배치되는 사용구경을 갖는 조명부를 더 포함하는,
스테레오 현미경.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 제1 배율 렌즈부를 통해 수신되는 상기 대상체의 입체 영상이 각각 결상되는 한 쌍의 접안 렌즈부를 더 포함하고,
상기 광전달부는,
상기 한 쌍의 접안 렌즈부와 상기 제2 배율 렌즈부 사이에 배치되는,
스테레오 현미경.
대상체의 단층 영상을 형성하기 위한 OCT(Optical Coherence Tomography) 유닛; 및
상기 대상체의 입체 영상을 형성하기 위한 스테레오 현미경을 포함하되,
상기 스테레오 현미경은,
소정 크기의 사용구경을 갖는 복수의 렌즈로 구성된 대물 렌즈부;
상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에 위치하는 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경을 각각 갖는 복수의 렌즈로 구성된 한 쌍의 제1 배율 렌즈부;
상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에서 상기 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경과 별도로 배치되는 OCT(Optical Coherence Tomography) 사용구경을 갖는 복수의 렌즈로 구성된 제2 배율 렌즈부; 및
상기 제2 배율 렌즈부의 상부에 위치하고, 상기 OCT 유닛으로부터 광을 수신하여 상기 제2 배율 렌즈부로 전달하고, 상기 제2 배율 렌즈부로부터 수신된 광을 상기 OCT 유닛으로 전달하는 광전달부를 포함하고,
상기 제2 배율 렌즈부는,
상기 광전달부로부터 수신된 광을 상기 대물 렌즈부를 통해 상기 대상체로 조사하고, 상기 대상체로부터 반사되어 상기 대물 렌즈부를 통과한 광을 수신하여 상기 광전달부로 전달하는,
광학 장치.
제7항에 있어서,
상기 한 쌍의 제1 배율 렌즈부 및 상기 제2 배율 렌즈부는, 상기 한 쌍의 제1 배율 렌즈부가 포함하는 복수의 렌즈 및 상기 제2 배율 렌즈부가 포함하는 복수의 렌즈 각각의 측면을 둘러싸고, 각각 별도로 배치되는 경통을 포함하는,
광학 장치.
제7항에 있어서,
상기 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경은 상기 대물 렌즈부의 광축을 기준으로 대칭되는 위치에 배치되고, 상기 OCT 사용구경은, 상기 한 쌍의 배율 렌즈 사용구경을 연결한 축과 이격되게 배치되고, 상기 OCT 사용구경으로부터 상기 축과 연결되는 법선은 상기 광축과 교차하는,
광학 장치.
제7항에 있어서,
상기 광전달부는,
폴딩 미러(folding mirror), 빔 스플리터(beam spliter) 또는 프리즘(prism) 중 적어도 하나를 포함하는,
광학 장치.
제7항에 있어서,
상기 스테레오 현미경은,
상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에서 상기 배율 렌즈 사용구경 및 상기 OCT 사용구경과 이격 배치되는 사용구경을 갖는 조명부를 더 포함하는,
광학 장치.
제7항에 있어서,
상기 스테레오 현미경은,
상기 한 쌍의 제1 배율 렌즈부를 통해 수신되는 상기 대상체의 입체 영상이 각각 결상되는 한 쌍의 접안 렌즈부를 더 포함하고,
상기 광전달부는,
상기 한 쌍의 접안 렌즈부와 상기 제2 배율 렌즈부 사이에 배치되는,
광학 장치.
대상체의 입체 영상 및 단층 영상을 형성하기 위한 광경로 형성 방법으로서,
대물 렌즈부에 의해서, 소정 크기의 사용구경을 형성하는 단계;
제1 배율 렌즈부에 의해서, 상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에 위치하도록 배율 렌즈 사용구경을 형성하는 단계;
제2 배율 렌즈부에 의해서, 상기 대물 렌즈부의 사용구경 내에 위치하고, 상기 배율 렌즈 사용구경과 별도로 배치되는 OCT(Optical Coherence Tomography) 사용구경을 형성하는 단계;
상기 제2 배율 렌즈부의 상부에 위치하는 광전달부에 의해서, 대상체의 단층 영상을 형성하기 위한 OCT 유닛으로부터 수신된 광을 상기 제2 배율 렌즈부로 전달하는 단계;
상기 제2 배율 렌즈부에 의해서, 상기 광전달부로부터 수신된 광을 상기 대물 렌즈부를 통해 상기 대상체로 조사하고, 상기 대상체로부터 반사되어 상기 대물 렌즈부를 통과한 광을 수신하여 상기 광전달부로 전달하는 단계; 및
상기 광전달부에 의해서, 상기 제2 배율 렌즈부로부터 수신된 광을 상기 OCT 유닛으로 전달하는 단계를 포함하는,
광경로 형성 방법.