KR101986637B1 - 회전형 스캐닝을 이용한 광 단층 촬영 장치 - Google Patents

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정웅규
김현근
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울산과학기술원
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    • G01N2021/1787—Tomographic, i.e. computerised reconstruction from projective measurements

Abstract

본 발명은 피측정물을 360도 전방향으로 촬영할 수 있는 회전형 스캐닝을 이용한 광 단층 촬영 장치에 대한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치는, 개구부를 갖는 도넛 형태이며, 입사된 광을 굴절시켜 초점을 맞춘 광을 출력하는 제1 포커싱 렌즈 및 윗면의 둘레로부터 아랫면에 형성된 개구의 둘레까지 원뿔대 형상으로 함몰된 함몰부의 외벽면인 반사면을 가지며, 상기 제1 포커싱 렌즈에서 출력된 광을 반사하여 피측정물로 입사사키는 샘플 미러를 포함하는 샘플단을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치에 의하면, 피측정물을 360도 모든 방향에서 촬영할 수 있다.

Description

회전형 스캐닝을 이용한 광 단층 촬영 장치{OPTICAL COHERENCE TOMOGRAOHY BASED ON ROTATIONAL SCANNING METHOD}
본 발명은 피측정물을 360도 전방향으로 촬영할 수 있는 회전형 스캐닝을 이용한 광 단층 촬영 장치에 대한 것이다.
광 단층 촬영 장치(Optical Coherence Tomography; OCT)는 마이켈슨 간섭계의 원리를 이용하여 마이크로 단위의 횡단 영상을 촬영하는 장치이다.
광 단층 촬영 장치는, 컴퓨터 단층 촬영(X-ray Computed Tomography; CT), 초음파 영상 촬영(Ultrasounding), 자기 공명 영상 촬영기와 같은 기존의 계측 장비들이 갖고 있는 인체 유해성 문제, 가격 문제 및 측정 분해능 문제 등을 보완하기 위하여 연구되고 있다.
광 단층 촬영 장치는, 기존의 초음파 영상보다 높은 분해능을 갖고 있으며, 근적외선 영역의 광원을 사용하여 피측정물의 내부를 비절개 방식으로 관찰할 수 있다. 또한, 광 단층 촬영 장치는 실시간 단층 촬영이 가능하며, 소형 및 저가형 기기 제작이 가능한 등 많은 장점이 있다.
예를 들어, 광 단층 촬영 기술을 이용하여 혈당 농도를 측정하는 혈당 농도 측정 장치 및 방법이 개시되었다. [특허문헌 1]
그러나, 이러한 종래의 광 단층 촬영 장치는, 피측정물을 직선 방향으로만 스캔하기 때문에, 피측정물을 특정 방향에서 바라본 영상만을 획득할 수 있는 문제가 있다. 도 4a를 참조하여, 구체적으로 설명한다.
도 4a는 종래의 광 단층 촬영 장치의 영상 촬영 과정을 도시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 종래의 광 단층 촬영 장치에 마련된 미러는, 미러에서 반사된 반사광의 진행 경로를 직선방향으로 변화시킨다.
미러에서 반사된 반사광의 진행경로가 직선방향으로 변하기 때문에, 종래의 광 단층 촬영 장치는 단일 방향으로만 피측정물의 광 단층 영상을 촬영할 수 있는 한계점이 있다.
[특허문헌 1] 한국등록특허 제10-0738422호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 창출된 것으로, 피측정물을 360도 전방향으로 촬영할 수 있는 광 단층 촬영 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 촬영된 영상에서 발생하는 영상 왜곡 문제가 획기적으로 개선된 광 단층 촬영 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 상술된 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술된 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치는, 개구부를 갖는 도넛 형태이며, 입사된 광을 굴절시켜 초점을 맞춘 광을 출력하는 제1 포커싱 렌즈; 및 윗면의 둘레로부터 아랫면에 형성된 개구의 둘레까지 원뿔대 형상으로 함몰된 함몰부의 외벽면인 반사면을 가지며, 상기 제1 포커싱 렌즈에서 출력된 광을 반사하여 피측정물로 입사사키는 샘플 미러; 를 포함하는 샘플단을 포함한다.
실시예에서, 상기 윗면의 둘레는 상기 개구의 둘레보다 길다.
실시예에서, 상기 제1 포커싱 렌즈는, 상기 제1 포커싱 렌즈의 중심축으로부터 기설정된 제1 거리 이격된 상기 제1 포커싱 렌즈 상의 임의의 제1 입사점으로 입사된 광을 굴절시켜 상기 샘플 미러로 출력한다.
실시예에서, 상기 제1 입사점은, 상기 제1 거리를 반지름으로 하는 원의 둘레 상에 위치한다.
실시예에서, 상기 제1 포커싱 렌즈는, 상기 제1 입사점의 위치와 무관하게 일정한 굴절각을 갖는 굴절광을 출력한다.
실시예에서, 상기 샘플 미러는, 상기 샘플 미러의 중심축으로부터 기설정된 제2 거리 이격된, 상기 샘플 미러의 반사면 상의 임의의 제2 입사점으로 입사된 광을 반사하여 상기 피측정물로 입사시킨다.
실시예에서, 상기 제2 거리는, 상기 제1 포커싱 렌즈에서 출력된 광이, 상기 샘플 미러의 중심축과 평행을 이루도록 하는 거리이다.
실시예에서, 상기 제2 입사점은, 상기 제2 거리를 반지름으로 하는 원의 둘레 상에 위치한다.
실시예에서, 상기 샘플단은, 중심의 회전축을 중심으로 회전 가능한 제1 미러; 및 중심의 회전축을 중심으로 회전 가능한 제2 미러; 를 더 포함한다.
실시예에서, 상기 제1 미러와 상기 제2 미러는, 상기 제1 거리를 반지름으로 하는 원의 둘레를 따라 상기 제1 입사점이 이동되도록 회전한다.
실시예에서, 상기 제1 미러는, 상기 제1 포커싱 렌즈와 이격되어 마련되며, 상기 제2 미러는, 상기 제1 미러와 상기 제1 포커싱 렌즈 사이에 마련되고, 상기 제1 미러의 회전축과 상기 제2 미러의 회전축은 수직하다.
실시예에서, 상기 제2 미러는, 상기 제2 미러의 회전축의 한 점으로 입사된, 상기 제1 미러의 회전축의 중심점으로 입사하여 상기 제1 미러에서 반사된 광을, 반사하여 상기 제1 포커싱 렌즈로 입사시킨다.
실시예에서, 상기 제2 미러, 상기 제1 포커싱 렌즈 및 상기 샘플 미러는, 상기 제2 미러의 회전축의 중심점, 상기 제1 포커싱 렌즈의 중심점 및 상기 샘플 미러의 중심점이 동일 직선 상에 정렬되도록 배열된다.
실시예에서, 상기 광 단층 촬영 장치는, 상기 제1 미러와 상기 제2 미러에 공급되는 전압을 제어함으로써, 상기 제1 미러와 상기 제2 미러의 회전을 제어하여 상기 제1 포커싱 렌즈로 입사되는 광의 경로를 변화시키는 제어부; 를 더 포함한다.
실시예에서, 상기 샘플단은, 상기 제1 미러의 회전축의 중심점으로 입사하여 상기 제1 미러에서 반사된 광을 굴절시켜 상기 제2 미러의 회전축의 한 점으로 입사시키는 제1 굴절부; 를 더 포함한다.
실시예에서, 상기 광 단층 촬영 장치는, 입사된 광을 굴절시켜 출력하는 제2 굴절부; 상기 제2 굴절부에서 출력된 광을 굴절시켜 초점을 맞춘 광을 출력하는 제2 포커싱 렌즈; 및 상기 제2 포커싱 렌즈에서 출력된 광을 기준광으로 반사시키는 레퍼런스 미러; 를 포함하는 레퍼런스단을 더 포함한다.
실시예에서, 상기 광 단층 촬영 장치는, 입사된 광을 굴절시켜 출력하며, 상기 제1 굴절부와 동일한 제2 굴절부; 를 포함하는 레퍼런스단을 더 포함한다.
실시예에서, 상기 제1 굴절부와 상기 제2 굴절부 각각은 하나의 쌍을 이루는 두 개의 렌즈들로 구성된다.
실시예에서, 상기 제1 굴절부를 구성하는 렌즈들 간의 이격 거리와, 상기 제2 굴절부를 구성하는 렌즈들 간의 이격 거리는 동일하다.
실시예에서, 상기 샘플단은, 상기 제1 미러와 이격된 제1 시준기를 더 포함하고, 상기 레퍼런스단은, 상기 제2 굴절부와 이격된 제2 시준기를 더 포함한다.
실시예에서, 상기 제1 시준기와 상기 제1 미러 간의 이격 거리와 상기 제1 미러와 상기 제1 굴절부 간의 이격 거리의 합은, 상기 제2 시준기와 상기 제2 굴절부 간의 이격 거리와 동일하다.
실시예에서, 상기 레퍼런스단은, 상기 제2 굴절부에서 출력된 광을 굴절시키는 제2 포커싱 렌즈; 를 더 포함한다.
실시예에서, 상기 제1 굴절부와 상기 제2 미러 간의 이격 거리와 상기 제2 미러와 상기 제1 포커싱 렌즈 간의 이격 거리의 합은, 상기 제2 굴절부와 상기 제2 포커싱 렌즈 간의 이격 거리와 동일하다.
실시예에서, 상기 레퍼런스단은, 상기 제2 굴절부에서 출력된 광을 기준광으로 반사시키는 레퍼런스 미러; 를 더 포함한다.
실시예에서, 상기 광 단층 촬영 장치는, 상기 샘플 미러에서 반사된 광이 상기 피측정물에서 반사된 샘플광과, 상기 기준광을 모두 검출하는 검출부; 및 상기 검출된 샘플광과 기준광으로부터 상기 피측정물에 대한 광 단층 영상을 생성하는 제어부; 를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치는, 개구부를 갖는 도넛 형태이며, 입사된 광을 굴절시켜 출력하는 제1 포커싱 렌즈; 및 상기 제1 포커싱 렌즈에서 출력된 광의 진행 방향을 따라 점점 좁아지는 원뿔대 형상의 반사면이 마련되며, 상기 제1 포커싱 렌즈에서 출력된 광을 반사하여 피측정물로 입사시키는 샘플 미러; 를 포함하는 샘플단을 포함한다.
상술된 목적들을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술될 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, "통상의 기술자")에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과들을 가진다.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치는, 피측정물을 360도 방향에서 촬영할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치는, 촬영된 영상에서 발생할 수 있는 영상 왜곡을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치는, 피측정물을 길이방향으로 이동시키면서 피측정물에 대한 광 단층 영상을 촬영할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치는, 상당히 긴 길이의 피측정물에 대해서도 광 단층 영상을 촬영할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 상술된 효과들로 제한되지 않으며, 본 발명의 기술적 특징들에 의하여 기대되는 잠정적인 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치의 구성도이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치에 포함된 제1 굴절부를 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플 미러를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치의 영상 촬영 과정을 종래기술과 비교한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 미러, 제1 포커싱 렌즈 및 샘플 미러의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 포커싱 렌즈의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플 미러의 평면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
청구범위에 개시된 발명의 다양한 특징들은 도면 및 상세한 설명을 고려하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 명세서에 개시된 장치, 방법, 제법 및 다양한 실시예들은 예시를 위해서 제공되는 것이다. 개시된 구조 및 기능 상의 특징들은 통상의 기술자로 하여금 다양한 실시예들을 구체적으로 실시할 수 있도록 하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 개시된 용어 및 문장들은 개시된 발명의 다양한 특징들을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 회전형 스캐닝을 이용한 광 단층 촬영 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치의 구성도이고, 도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치에 포함된 제1 굴절부를 도시한 도면이고, 도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플 미러를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치의 영상 촬영 과정을 종래기술과 비교 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 미러, 제1 포커싱 렌즈 및 샘플 미러의 구성도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 포커싱 렌즈의 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플 미러의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)는, 광원(10), 스플리터(20), 샘플단(30), 레퍼런스단(40), 검출부(50) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
광원(10), 스플리터(20), 샘플단(30), 레퍼런스단(40) 및 검출부(50)는 광섬유에 의하여 연결될 수 있다.
광원(10)은, 스플리터(20)에 입사될 광을 생성한다.
스플리터(20)는, 광원에서 생성된 광을 제1 광과 제2 광으로 분할한다.
샘플단(30)은, 제1 광으로부터 샘플광을 생성한다.
레퍼런스단(40)은, 제2 광으로부터 기준광을 생성한다.
검출부(50)는, 샘플광과 기준광을 검출한다.
제어부는, 검출된 샘플광과 기준광으로부터 광 단층 영상을 생성한다.
샘플단(30)은, 제1 시준기(115), 제1 미러(120), 제2 미러(121), 제1 굴절부(125), 제1 포커싱 렌즈(130) 및 샘플 미러(135)를 포함할 수 있다.
제1 시준기(115), 제1 미러(120), 제2 미러(121), 제1 굴절부(125), 제1 포커싱 렌즈(130), 샘플 미러(135)는 제1 광의 진행 경로 상에 마련된다.
제1 시준기(110)는, 제1 광을 평행광으로 시준시킨다.
이러한 시준기(collimator)는 광섬유 형태의 광학계에서 빛이 나와 공기 중으로 이동할 때, 퍼지거나 모이는 빛이 아닌, 균일한 반경으로 직진하는 빛이 되도록 만들어주는 것으로, 내부에 렌즈 또는 오목 거울을 포함한다.
제1 미러(120)와 제2 미러(121)는, 제1 시준기(110)에서 시준된 제1 광의 진행 경로를 변화시킨다.
먼저, 제1 미러(120)는 제1 시준기(115)에서 시준된 제1 광을 반사시키고, 제2 미러(121)는 제1 미러(120)에서 반사된 광을 다시 반사시킨다. 제1 미러(120)와 제2 미러(121) 사이에는 제1 굴절부(125)가 마련될 수 있다.
제1 미러(120)는, 제1 시준기(115)와 제2 미러(121) 사이에 마련되고, 중심에 회전축을 중심으로 회전 가능하다.
제2 미러(121)는, 제1 미러(120)와 제1 포커싱 렌즈(130) 사이에 마련되며, 제1 미러(120)와 마찬가지로 중심의 회전축을 중심으로 회전 가능하다.
전술한 바와 같이, 제1 미러(120)와 제2 미러(121) 사이에 제1 굴절부(125)가 추가로 마련될 수 있기 때문에, 이러한 경우 제1 미러(120)는 제1 시준기(115)와 제1 굴절부(125) 사이에 위치하며, 제2 미러(121)는 제1 굴절부(125)와 제1 포커싱 렌즈(130) 사이에 위치한다.
제1 미러(120)의 회전 방향과 제2 미러(121)의 회전 방향은 상이하다. 구체적으로, 제1 미러(120)의 회전축과, 제2 미러(121)의 회전축은 수직하다.
예를 들어, 제1 미러(120)는 1D(Dimension)의 x 축 갈바노미러(x-axis Galvano Mirror) 일 수 있으며, 제2 미러(121)는 1D(Dimension)의 y 축 갈바노미러(y-axis Galvano Mirror) 일 수 있다.
본원에서, 제1 미러(120)와 제2 미러(121)는 1차원의 2개의 미러이다. 후술하는 바와 같이, 기존의 OCT를 구성하는 갈바노 스캐너는 2차원의 미러로 이루어진다. 제1 미러(120)는 x축 방향으로 움직이며 x축 방향의 스캔을 담당하고, 제2 미러(121)는 y축 방향을 담당한다.
제2 미러(121)는 제1 굴절부(125)를 거쳐 하나의 점으로 광이 모이게 되는 위치에 중심축의 한 점이 위치하도록 정렬된다. 이러한 정렬을 통하여 왜곡된 형태 없이 온전한 형태로 광 경로가 제어될 수 있다.
한편, 제어부는 제1 미러(120)와 제2 미러(121)에 공급되는 전압을 제어함으로써 제1 미러(120)와 제2 미러(121)의 회전을 제어한다.
제1 미러(120)와 제2 미러(121)가 회전하는 각도는 제어부에서 제어된 전압의 크기에 비례한다.
제1 시준기(110)에서 시준된 제1 광은, 제1 미러(120)의 회전축의 중심점으로 입사한다. 제1 미러(120)에서 반사된 제1 광은, 제2 미러(121)의 회전축의 하나의 점으로 입사한다.
제1 굴절부(125)는 하나의 쌍을 이루는 두 개의 렌즈로 이루어진다. 제1 굴절부(125)는, 제1 미러(120)에서 반사된 제1 광을 굴절시켜, 제2 미러(121)의 회전축의 일정한 한 점으로 입사시킨다.
제1 굴절부(125)는 분리되어 있는 제1 미러(120)와 제2 미러(121)가 개별적으로 회전하더라도 광학적 오차가 발생하지 않도록 만들어준다. 이에 대해서는 도 2에서 후술하기로 한다.
도 2a 내지 도 2b를 참조하여, 제1 굴절부(125)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
종래의 광 단층 촬영 장치는, 본 실시에에 따른 광 단층 촬영 장치(1)에 포함된 제1 굴절부(125)와 대응되는 구성을 포함하고 있지 않다.
종래의 광 단층 촬영 장치는, 2D(Dimension) 갈바노 스캐너를 포함하고 있다. 2D 갈바노 스캐너는 2축 거울 자동화 모듈로써, 인가되는 전압에 따라 거울의 각도를 변화시켜 광원으로부터 입사된 광을 물리적으로 샘플의 다른 지점들에 초점이 잡히도록 피측정물을 스캔할 수 있는 장치이다. 한 축은 지속적인 좌우 움직임을 통하여 하나의 2D 단층 이미지를 나타내고, 다른 한 축은 수직방향으로 움직여서 다른 지점에서의 2D 이미지를 얻을 수 있게 한다. 이를 통해 누적된 복수의 2D 이미지들을 재구성하여 3D 영상으로 구현할 수 있는 것이다.
2D 갈바노 스캐너는 첫 번째 미러(120')와 두 번째 미러(121')로 구성된다. 이때, 첫 번째 미러(120')의 회전축으로 입사되어 반사된 광은, 두 번째 미러(121')의 회전축으로 입사되지 않을 수 있다.
즉, 도 2a를 참조하면, 첫 번째 미러(120')에서 반사된 광의 진행경로는, 첫 번째 미러(120')의 회전에 따라 달라진다. 즉, 시준된 광은 첫 번째 미러(120')의 각도에 따라 반사되는 방향이 바뀌게 되는데, 이러한 경우 첫 번째 미러(120')에서 반사된 광이 두 번째 미러(121')을 벗어나게 될 수 있다.
첫 번째 미러(120')에서 반사된 광의 진행경로가 변하기 때문에, 첫 번째 미러(120')에서 반사된 광이 두 번째 미러(121')의 회전축으로 입사되지 않을 수 있는 것이다.
더불어, 첫 번째 미러(120')에서 반사된 광이 두 번째 미러(121')의 회전축으로 입사되더라도, 하나의 점에 모이지 않게 되어, 미세한 오차가 생성될 수 있다. 이 때문에, 종래의 광 단층 촬영 장치에 의하여 촬영된 영상에는 왜곡이 발생된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)는, 종래의 광 단층 촬영 장치와 달리, 제1 미러(120)에서 반사된 제1 광을 굴절시켜, 제2 미러(121)의 회전축의 한 점으로 일정하게 입사시키는 제1 굴절부(125)를 포함한다.
즉, 도 2b를 참조하면, 제1 미러(120)의 회전축의 중심점으로 입사하여 제1 미러(120)에서 반사된 광은, 제1 굴절부(125)를 구성하고 있는 하나의 렌즈로 입사하여 굴절되며, 다시 제1 굴절부(125)를 구성하고 있는 다른 하나의 렌즈에서 굴절되어, 제2 미러(121)의 회전축의 하나의 점으로 입사된다.
즉, 제1 미러(120)의 회전에 따라 제1 미러(120)에서 반사된 광의 진행 경로가 달라져도, 제1 미러(120)에서 반사된 광은 제2 미러(121)의 회전축의 한 점으로 입사된다.
즉, 본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)는, 제1 미러(120) 및 제2 미러(121) 각각의 회전축의 한 점으로 광이 입사될 수 있도록 하여, 종래 OCT의 미세한 오차를 줄였다.
따라서, 본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)는, 종래의 광 단층 촬영 장치와는 달리, 전술한 원인으로 발생하는 영상 왜곡 없이, 피측정물(A)의 광 단층 영상을 촬영할 수 있다.
제1 포커싱 렌즈(130)는, 제1 미러(120), 제1 굴절부(125) 및 제2 미러(121)를 거친 제1 광을 굴절시킨다.
제1 포커싱 렌즈(130)에서 굴절된 제1 광은, 기설정된 각도의 입사각으로 샘플 미러(135)에 입사된다. 즉, 제2 미러(121)의 회전에 따라서, 제1 포커싱 렌즈(130)에 입사되는 광의 입사각은 상이할 수 있고, 제1 포커싱 렌즈(130)는 입사각이 상이한 광들을 굴절시켜 광의 초점을 맞추어 피측정물(A)에 인가되도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 포커싱 렌즈(130)는 가운데에 개구부(130a)를 가진다. 이러한 개구부(130a)를 통하여 피측정물(A)의 이동이 가능하다. 즉, 제1 포커싱 렌즈(130)의 중심축 방향으로, 개구부(130a)를 통하여 피측정물(A)이 이동할 수 있다.
기설정된 각도의 입사각은, 샘플 미러(135)에서 반사된 제1 광이 피측정물(A)에 수직으로 입사될 수 있도록 하는 입사각을 말한다.
샘플 미러(135)는, 제1 포커싱 렌즈(130)에서 굴절된 제1 광을 반사하여 피측정물(A)에 수직으로 입사시킨다.
도 3a 내지 도 3b를 참조하여, 샘플 미러(135)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 샘플 미러(135)의 중심부에는, 개구(opening)(135a)가 마련된다. 이러한 개구(135a)는 제1 포커싱 렌즈(130)와 마찬가지로 피측정물(A)이 개구(135a)로 삽입되어 이동할 수 있는 공간이다.
한편, 샘플 미러(135)에는, 제1 포커싱 렌즈(130)에서 굴절된 제1 광의 진행 경로를 따라 연장된 원뿔대 형상의 반사면이 마련되어 있다. 제1 포커싱 렌즈(130)에서 굴절된 제1 광은, 반사면 상의 한 지점으로 입사한다. 샘플 미러(135)의 반사면에서 반사된 제1 광은 피측정물로 입사한다.
즉, 샘플 미러(135)는, 윗면의 둘레로부터 아랫면에 형성된 개구(135a)의 둘레까지 원뿔대 형상으로 함몰된 함몰부(135b)를 포함한다. 함몰부(135b)의 외벽면은 제1 포커싱 렌즈(130)에서 굴절된 제1 광을 반사하는 반사면이다.
즉, 샘플 미러(135)는 개구(135a)를 포함하여, 횡단면으로 볼 때는 도넛 형태를 가지나, 그 반사면은 개구(135a)를 작은 단면으로 하는 원뿔대의 옆면으로 이루어진다.
즉, 샘플 미러(135)는 중심부에 개구(135a)를 가지며, 반사면이 일정 각도로 이루어진 미러이다. 즉, 샘플 미러(135)는 개구(135a)의 테두리가 위치하는 샘플 미러(135)의 아랫면에서, 개구(135a)의 테두리로부터 샘플 미러(135)의 상부면 테두리까지 일정 각도를 갖는 오목한 내부면인 반사면을 갖는다.
샘플 미러(135)의 반사면은, 제1 포커싱 렌즈(130)에서 굴절된 제1 광을 반사하여 피측정물(A)에 입사시킨다.
일정 각도는, 샘플 미러(135)의 반사면에서 반사된 제1 광이 피측정물(A)의 표면에 수직으로 입사되도록 하는 각도이다.
한편, 전술한 바와 같이, 제1 포커싱 렌즈(130)는 개구부(130a)를 가지며, 샘플 미러(135) 또한 개구(135a)를 가지고 있어, 피측정물(A)은 개구부(130a)와 개구(135a)를 통하여 이동할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)는, 개구부(130a)와 개구(135a)를 통하여 피측정물(A)를 이동시키면서 서로 다른 지점에서 피측정물(A)을 촬영하고, 촬영된 복수의 2D 이미지들을 누적하여 피측정물의 3D 영상을 촬영할 수 있다.
본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)는 피측정물(A)을 개구부(130a)와 개구(135a)를 통하여 이동시키는 이동부재(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 제어부는 이동부재를 제어하여 피측정물(A)을 이동시킬 수 있다.
제1 미러(120), 제2 미러(121), 제1 포커싱 렌즈(130) 및 샘플 미러(135)는, 광 단층 촬영 장치(1)가 피측정물(A)을 360도 전방향으로 스캐닝 할 수 있도록 한다. 도 4 내지 도 7을 참조하여, 이에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 4a는 종래의 광 단층 촬영 장치의 영상 촬영 과정을 도시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 종래의 광 단층 촬영 장치는, 본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)에 포함된 샘플 미러(135)에 대응되는 구성을 포함하고 있지 않다.
또한, 전술한 바와 같이, 종래의 광 단층 촬영 장치에 포함된 미러는, 미러에서 반사된 반사광의 진행 경로를 직선방향으로 변화시킨다.
미러에서 반사된 반사광의 진행경로가 직선방향으로 변하기 때문에, 종래의 광 단층 촬영 장치는 단일 방향으로만 피측정물(A)의 광 단층 영상을 촬영할 수 있는 한계점이 있다.
반면, 도 4b는 본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)의 영상 촬영 과정을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 미러, 제1 포커싱 렌즈 및 샘플 미러의 구성도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 포커싱 렌즈의 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플 미러의 평면도이다.
도 4b 내지 도 7을 참조하면, 제2 미러(121), 제1 포커싱 렌즈(130) 및 샘플 미러(135)는, 제2 미러(121)의 회전축의 중심점, 제1 포커싱 렌즈(130)의 중심점 및 샘플 미러(135)의 중심점이 동일 직선 상에 정렬되도록 배열된다.
제2 미러(121)에서 반사된 제1 광은, 제1 포커싱 렌즈(130)의 중심축으로부터 기설정된 제1 거리(D1) 만큼 이격된 제1 포커싱 렌즈(130) 상의 임의의 제1 입사점(O1)으로 입사된다.
제1 거리(D1)는, 제1 포커싱 렌즈(130)에 의하여 제1 광이 굴절될 수 있도록 하는 거리이다. 즉, 제1 거리(D1)는, 제1 포커싱 렌즈(130)의 표면 상에 제1 입사점(O1)이 위치할 수 있는 거리이다.
제1 거리(D1)는, 개구부(130a)의 직경의 절반보다는 크고, 제1 포커싱 렌즈(130)의 직경의 절반보다는 작다. 구체적으로, 제1 거리(D1)는, 제1 포커싱 렌즈(130)의 중심점으로부터 개구부(130a)의 둘레까지의 거리보다는 크고, 제1 포커싱 렌즈(130)의 중심점으로부터 제1 포커싱 렌즈(130)의 표면까지의 거리 중 제일 긴 거리보다는 작다.
제1 광은, 제1 거리(D1)를 반지름으로 하는 제1 원(C1)의 둘레 상의 한 점으로 입사한다. 즉, 제1 입사점(O1)은, 제1 원(C1)의 둘레 상에 위치한다. 제1 원(C1)의 중심은 제1 포커싱 렌즈(130)의 중심축 상에 위치한다. 제1 원(C1)의 둘레 상의 한 점에서 제1 포커싱 렌즈(130)의 중심축으로 수선을 그었을 때의 수선의 발이 제1 원(C1)의 중심이다.
제1 입사점(O1)의 위치는 제1 미러(120)와 제2 미러(121)에 의하여 달라진다. 즉, 제1 입사점(O1)이 제1 원(C1)의 둘레 상의 어느 지점에 위치할 지는 제1 미러(120)와 제2 미러(121)에 의하여 바뀌게 된다.
전술하였듯, 제1 미러(120)와 제2 미러(121)는 각각 그 중심의 회전축을 중심으로 회전이 가능한 미러이다. 제1 미러(120)와 제2 미러(121)는 제1 포커싱 렌즈(130)로 입사되는 제1 광의 경로를 변화시킨다. 즉, 제1 광은 제1 미러(120)와 제2 미러(121)의 회전에 따라 그 진행 경로가 변화한다.
제1 광의 진행 경로가 달라짐에 따라, 제1 입사점(O1)의 위치도 변화한다. 제1 미러(120)의 회전축과 제2 미러(121)의 회전축은 수직을 이루고 있기 때문에, 제1 미러(120)와 제2 미러(121) 각각은 제1 입사점(O1)의 위치를 XY 평면에서 한 축 방향으로 변화시킨다. 즉, 제1 미러(120)는, 제1 입사점(O1)의 위치를 X 축 방향으로 변화시키고, 제2 미러(121)는, 제1 입사점(O1)의 위치를 Y 축 방향으로 변화시킨다.
제어부는, 제1 미러(120)와 제2 미러(121)의 회전을 제어하여, 제1 입사점(O1)의 자취가 XY 평면 상에서 원을 그리도록 한다. 즉, 제어부는, 제1 원(C1)의 둘레를 따라 제1 입사점(O1)이 이동하도록, 제1 미러(120)와 제2 미러(121)에 공급되는 전압을 변화시켜 제1 미러(120)와 제2 미러(121)의 회전을 제어한다.
제1 포커싱 렌즈(130)의 중심축으로부터 제1 거리(D1)만큼 이격된 제1 포커싱 렌즈(130) 상의 제1 입사점(O1)으로 제1 광이 입사되기 때문에, 제1 포커싱 렌즈(130)에서 출력되는 광은 제1 입사점(O1)의 위치와 무관하게 일정한 굴절각을 갖는다. 이하, 구체적으로 설명한다.
전술하였듯, 제2 미러(121)에서 반사된 제1 광은, 항상 제1 원(C1)의 둘레 상에 위치된 제1 포커싱 렌즈(130) 상의 제1 입사점(O1)으로 입사된다. 즉, 제2 미러(121)에서 반사된 광은, 제1 포커싱 렌즈(130) 상의 제1 원(C1)의 둘레 상의 임의의 지점으로 입사된다.
제1 입사점(O1)으로부터 제1 포커싱 렌즈(130)의 중심축까지의 거리는, 제2 미러(121)에서 반사된 제1 광이, 제1 포커싱 렌즈(130) 상의 제1 원(C1)의 둘레 상의 어느 점으로 입사되는 지와 관계없이 항상 일정하다.
한편, 제1 포커싱 렌즈(130)는 중심축을 회전축으로 하는 회전체의 형태를 가지고 있기 때문에, 제1 원(C1)의 둘레 상의 한 점에서 계산된 제1 포커싱 렌즈(130)의 곡률은, 그 점의 위치와 무관하게 일정한 값을 갖는다.
즉, 제2 미러(121)에서 반사된 제1 광은, 제1 포커싱 렌즈(130) 상의 같은 곡률을 갖는 점들 중 한 점을 제1 입사점(O1)으로 입사하기 때문에, 그 굴절광의 굴절각 또한 항상 동일하다.
제1 포커싱 렌즈(130)에서 굴절되어 출력된 제1 광은, 샘플 미러(135)의 중심축과 평행하다. 즉, 제1 포커싱 렌즈(130)에서 출력된 제1 광은, 제1 포커싱 렌즈(130)에 의하여 샘플 미러(135)의 중심축과 평행한 진행 경로를 갖도록 정렬된 광이다.
제1 포커싱 렌즈(130)에서 출력된 광은, 샘플 미러(135)의 중심축으로부터 기설정된 제2 거리(D2) 만큼 이격된 샘플 미러(135)의 반사면 상의 임의의 제2 입사점(O2)으로 입사된다.
제2 거리(D2)는, 제1 포커싱 렌즈(130)에서 출력된 광이 샘플 미러(135)의 중심축과 평행한 진행 경로를 유지할 수 있는 거리이다.
또한, 제2 거리(D2)는, 제1 거리(D1)에 따라 달라질 수 있다. 즉, 제1 거리(D1)가 길어지면, 제2 거리(D2)도 길어지며, 제1 거리(D1)가 짧아지면, 제2 거리(D2)도 짧아진다.
한편, 제1 입사점(O1)으로 입사된 제1 광은, 제1 입사점(O1)에서 그 진행 경로가 꺾이게 된다. 또한, 제1 광은 제1 포커싱 렌즈(130) 내부를 거쳐 제1 포커싱 렌즈(130)에서 출력될 때, 제1 포커싱 렌즈(130)의 경계면에서 다시 그 진행 경로가 꺾이게 된다. 따라서, 제2 거리(D2)는 제1 거리(D1)보다 길다.
제1 광은, 제2 거리(D2)를 반지름으로 하는 제2 원(C2)의 둘레 상의 한 점으로 입사한다. 즉, 제2 입사점(O2)은, 제2 원(C2)의 둘레 상에 위치한다. 이때, 제2 원(C2)의 중심은 샘플 미러(135)의 중심축 상에 위치한다. 제2 원(C2)의 둘레 상의 한 점에서 샘플 미러(135)의 중심축으로 수선을 그었을 때의 수선의 발이 제2 원(C2)의 중심이 된다.
제1 포커싱 렌즈(130)에서 출력되어 샘플 미러(135)의 반사면으로 입사하는 제1 광은 샘플 미러(135)의 중심축과 평행하게 정렬되어 있기 때문에, 샘플 미러(135)로 입사하는 제1 광의 입사각은 제2 입사점(O2)의 위치와 무관하게 일정한 값을 가진다.
전술하였듯, 샘플 미러(135)의 반사면은 원뿔대 형상을 가지고 있다. 샘플 미러(135)는 반사면이 일정 각도로 이루어진 미러이다. 반사면과 샘플 미러(135)의 아랫면이 이루는 각도는 샘플 미러(135)에 입사된 제1 광이 피측정물(A)에 수직으로 입사될 수 있는 각도이다. 샘플 미러(135)로 입사하는 제1 광은 일정한 입사각을 갖기 때문에, 샘플 미러(135)의 반사면이 일정 각도를 갖도록 하면, 제2 입사점(O2)의 위치와 무관하게 샘플 미러(135)로 입사된 제1 광이 피측정물(A)에 수직으로 입사되도록 할 수 있다.
피측정물(A)에 제1 광이 수직으로 입사되기 때문에, 피측정물(A)의 표면에서 반사된 샘플광은 샘플 미러(135), 제1 포커싱 렌즈(130), 제2 미러(121), 제1 굴절부(125), 제1 미러(120), 제1 시준기(115) 및 스플리터(20)를 순차적으로 거쳐 제3 시준기(160)로 입사될 수 있게 된다.
즉, 제1 광이 피측정물(A)에 항상 수직으로 입사되기 때문에, 제1 광이 피측정물(A)에서 반사된 샘플광은 제1 광이 피측정물(A)에 입사되는 입사점과 무관하게 언제나 검출부(50)에서 검출된다.
따라서, 본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)는, 피측정물(A)을 360도 전방향으로 촬영하여, 각 방향에서 피측정물(A)에 대한 2D 이미지를 얻을 수 있으며, 이를 이용하여 피측정물의 3D 영상을 쵤영할 수 있다.
레퍼런스단(40)은, 제2 시준기(140), 제2 굴절부(145), 제2 포커싱 렌즈(150) 및 레퍼런스 미러(155)를 포함할 수 있다.
제2 시준기(140), 제2 굴절부(145), 제2 포커싱 렌즈(150) 및 레퍼런스 미러(155)는 제2 광의 진행 경로 상에 마련된다.
제2 시준기(140)는 제2 광을 평행광으로 시준시킨다.
제2 굴절부(145)는, 제2 시준기(140)에서 시준된 제2 광을 굴절시킨다.
제2 굴절부(140)에서 굴절된 제2 광은, 제2 포커싱 렌즈(150)에서 굴절되어, 레퍼런스 미러(155)로 입사한다.
한편, 레퍼런스단(40)은, 샘플단(30)에 포함된 렌즈들과 대응되는 렌즈들을 포함한다. 이하, 대응되는 렌즈들에 대하여 상세하게 설명한다.
제2 굴절부(145)는, 제1 굴절부(125)와 동일한 구성을 갖는다.
레퍼런스단(40)은, 제1 굴절부(125)에 대응되는 제2 굴절부(145)를 포함하며, 제1 굴절부(125)가 두 개의 렌즈로 이루어져 있기 때문에, 제2 굴절부(145) 또한 하나의 쌍을 이루는 두 개의 렌즈로 이루어진다. 제1 굴절부(125)를 구성하는 렌즈들과, 제2 굴절부(145)를 구성하는 렌즈들은 모두 동일한 렌즈이다.
또한, 제1 굴절부(125)를 구성하는 렌즈들 간의 이격 거리와, 제2 굴절부(145)를 구성하는 렌즈들 간의 이격 거리는 동일하다.
또한, 제1 시준기(115)로부터 제1 미러(120)의 회전축의 중심점까지의 거리와, 제1 미러(120)의 회전축의 중심점으로부터 제1 굴절부(125)까지의 거리의 합은, 제2 시준기(140)로부터 제2 굴절부(145)까지의 거리와 같다.
제1 미러(120)의 회전축의 중심점으로부터 제1 굴절부(125)까지의 거리는, 제1 굴절부(125)를 구성하고 있는 렌즈들 중 먼저 광이 입사하는 렌즈와 제1 미러(120)의 회전축의 중심점 간의 최단 거리이다.
제2 시준기(140)로부터 제2 굴절부(145)까지의 거리는, 제2 굴절부(145)를 구성하고 있는 렌즈들 중 먼저 광이 입사하는 렌즈와 제2 시준기(140) 간의 최단 거리이다.
또한, 제1 굴절부(125)로부터 제2 미러(121)의 회전축의 중심점까지의 거리와, 제2 미러(121)의 회전축의 중심점으로부터 제1 포커싱 렌즈(130)까지의 거리의 합은, 제2 굴절부(145)로부터 제2 포커싱 렌즈(150)까지의 거리와 같다.
제1 굴절부(125)로부터 제2 미러(121)의 회전축의 중심점까지의 거리는, 제1 굴절부(125)를 구성하고 있는 렌즈들 중 나중에 광이 입사하는 렌즈와 제12 미러(121)의 회전축의 중심점 간의 최단 거리이다.
제2 굴절부(145)로부터 제2 포커싱(150)까지의 거리는, 제2 굴절부(145)를 구성하고 있는 렌즈들 중 나중에 광이 입사하는 렌즈와 제2 포커싱 렌즈(150) 간의 최단 거리이다.
이렇게 레퍼런스단(40)이 샘플단(30)과 대응되도록 구성되는 이유는, 본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)에서 촬영된 영상에서 발생될 수 있는 분산(dispersion)을 방지하기 위해서이다.
구체적으로, 제2 굴절부(145)가 제1 굴절부(125)와 동일한 이유, 레퍼런스단(40)에 포함된 렌즈들과 샘플단(30)에 포함된 렌즈들이 전술한 바와 같은 거리 관계를 갖는 이유는, 영상의 왜곡을 방지하기 위함이다.
보다 구체적으로 설명하기 위하여, 샘플단(30)에만 제1 굴절부(125)가 포함되어 있고, 레퍼런스단(40)에는 제2 굴절부(145)가 포함되어 있지 않은 경우를 가정한다.
이 경우, 제1 광은 제1 굴절부(125)를 거치나, 제2 광은 제1 굴절부(125)에 대응되는 구성을 거치지 않기 때문에, 제1 광의 광 경로와 제2 광의 광 경로 간의 차이가 발생한다. 발생된 광 경로 간의 차이로 인하여, 광 단층 촬영 장치에서 촬영된 영상에서 분산이 발생하게 된다.
즉, 촬영된 영상의 왜곡을 방지하기 위해서는, 제1 광과 제2 광의 광 경로 간에 차이가 발생하지 않도록 해야 한다.
본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)는, 샘플단(30)과 레퍼런스단(40)이 전술한 바와 같은 대응되는 구성을 갖도록 하여, 제1 광과 제2 광의 광 경로 간의 차이가 발생하지 않도록 하여, 촬영된 영상에서 발생할 수 있는 분산을 방지할 수 있도록 하였다.
검출부(50)는, 제3 시준기(160), 분광부(165) 및 카메라(170)를 포함할 수 있다.
제3 시준기(160)는, 샘플광과 기준광 각각을 평행광으로 시준시킨다.
샘플광은, 제1 광이 피측정물(A)에서 반사된 광이다. 샘플광은, 샘플 미러(135), 제1 포커싱 렌즈(130), 제2 미러(121), 제1 굴절부(125), 제1 미러(120), 제1 시준기(115) 및 스플리터(20)를 순차적으로 거쳐 제3 시준기(160)로 입사된다. 제3 시준기(160)는 입사된 샘플광을 평행광으로 시준시킨다.
기준광은, 제2 광이 레퍼런스 미러(155)에서 반사된 광이다. 기준광은, 제2 포커싱 렌즈(150), 제2 굴절부(145), 제2 시준기(140) 및 스플리터(20)를 순차적으로 거쳐 제3 시준기(160)로 입사된다. 제3 시준기(160)는 입사된 기준광을 평행광으로 시준시킨다.
분광부(165)는, 샘플광과 기준광 각각이 주파수 별로 검출될 수 있도록, 샘플광과 기준광 각각을 분광시킨다. 분광부(165)는 회절 격자(165a)(diffraction grating)와 제3 포커싱 렌즈(165b)를 포함한다.
회절 격자(165a)는 그 표면에 날(blade)이라 불리는 미세한 삼각형 형상들이 반복 새겨진 얇은 유리판이다. 회절 격자(165a)에 의하여 샘플광과 기준광은 각각 파장에 따라 분리된다.
제3 포커싱 렌즈(165b)는 회절 격자(165a)에 의하여 파장에 따라 분리된 샘플광과 기준광을 굴절시켜 카메라(170)로 입사시킨다.
회절 격자(165b)를 거친 샘플광과 기준광은 각각 파장에 따라 분리되어 있기 때문에 그 폭(width)이 넓어진다. 제3 포커싱 렌즈(165b)는 이러한 샘플광과 기준광을 굴절시켜, 카메라(170)의 렌즈로 입사될 수 있도록 그 폭을 좁힌다.
카메라(170)는, 피측정물(A)의 영상을 획득한다. 분광부(165)를 지난 샘플광과 기준광은 각각 파장에 따라 분리되어 있기 때문에, 카메라(170)는 각 파장 별로 광의 세기를 측정하게 된다. 제어부는 이 데이터를 이용하여 피측정물(A)의 한 지점에 대한 깊이 데이터를 획득하고, 피측정물(A)에 대한 2차원 영상 및 3차원 영상을 생성한다.
한편, 전술하였듯, 본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)는 개구부(130a)와 개구(135a)를 통하여 피측정물(A)를 이동시킬 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)는, 피측정물(A)의 일정 지점에서, 피측정물(A)의 360도 각 방향에 대한 영상들을 획득한 후, 피측정물(A)을 이동시키고, 피측정물(A)의 다른 지점에서, 피측정물(A)의 360도 각 방향에 대한 영상들을 획득할 수도 있다. 이러한 과정을 반복하여, 본 실시예에 따른 광 단층 촬영 장치(1)는, 피측정물(A)에 대한 복수의 2D 이미지들을 누적할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는, 누적된 복수의 2D 이미지들을 재구성하여, 피측정물(A)에 대한 3차원 광 단층 영상을 생성한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 통상의 기술자라면 본 발명의 본질적인 특성이 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
A : 피측정물 1 : 광 단층 촬영 장치
10 : 광원 20 : 스플리터
30 : 샘플단 40 : 레퍼런스단
50 : 검출부 115 : 제1 시준기
120 : 제1 미러 121 : 제2 미러
125 : 제1 굴절부 130 : 제1 포커싱 렌즈
135 : 샘플 미러 140 : 제2 시준기
145 : 제2 굴절부 150 : 제2 포커싱 렌즈
155 : 레퍼런스 미러 160 : 제3 시준기
165 : 분광부 170 : 카메라
C1 : 제1 원 C2 : 제2 원
D1 : 제1 거리 D2 : 제2 거리
O1 : 제1 입사점 O2 : 제2 입사점

Claims (20)

  1. 개구부를 갖는 도넛 형태이며, 입사된 광을 굴절시켜 초점을 맞춘 광을 출력하는 제1 포커싱 렌즈; 및
    윗면의 둘레로부터 아랫면에 형성된 개구의 둘레까지 원뿔대 형상으로 함몰된 함몰부의 외벽면인 반사면을 가지며, 상기 제1 포커싱 렌즈에서 출력된 광을 반사하여 피측정물로 입사사키는 샘플 미러; 를 포함하는 샘플단을 포함하며,
    상기 윗면의 둘레가 상기 개구의 둘레보다 긴,
    광 단층 촬영 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포커싱 렌즈는,
    상기 제1 포커싱 렌즈의 중심축으로부터 기설정된 제1 거리 이격된, 상기 제1 포커싱 렌즈 상의 임의의 제1 입사점으로 입사된 광을 굴절시켜 상기 샘플 미러로 출력하는,
    광 단층 촬영 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 입사점은,
    상기 제1 거리를 반지름으로 하는 원의 둘레 상에 위치하는,
    광 단층 촬영 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 포커싱 렌즈는,
    상기 제1 입사점의 위치와 무관하게 일정한 굴절각을 갖는 굴절광을 출력하는,
    광 단층 촬영 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 샘플 미러는,
    상기 샘플 미러의 중심축으로부터 기설정된 제2 거리 이격된, 상기 샘플 미러의 반사면 상의 임의의 제2 입사점으로 입사된 광을 반사하여 상기 피측정물로 입사시키는,
    광 단층 촬영 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 거리는,
    상기 제1 포커싱 렌즈에서 출력된 광이, 상기 샘플 미러의 중심축과 평행을 이루도록 하는 거리인,
    광 단층 촬영 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 입사점은,
    상기 제2 거리를 반지름으로 하는 원의 둘레 상에 위치하는,
    광 단층 촬영 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 샘플단은,
    중심의 회전축을 중심으로 회전 가능한 제1 미러; 및
    중심의 회전축을 중심으로 회전 가능한 제2 미러; 를 더 포함하고,
    상기 제1 미러와 상기 제2 미러는,
    상기 제1 거리를 반지름으로 하는 원의 둘레를 따라 상기 제1 입사점이 이동되도록 회전하는,
    광 단층 촬영 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 미러는, 상기 제1 포커싱 렌즈와 이격되어 마련되며,
    상기 제2 미러는, 상기 제1 미러와 상기 제1 포커싱 렌즈 사이에 마련되고,
    상기 제1 미러의 회전축과 상기 제2 미러의 회전축은 수직한,
    광 단층 촬영 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 미러는,
    상기 제2 미러의 회전축의 한 점으로 입사된, 상기 제1 미러의 회전축의 중심점으로 입사하여 상기 제1 미러에서 반사된 광을, 반사하여 상기 제1 포커싱 렌즈로 입사시키는,
    광 단층 촬영 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 미러, 상기 제1 포커싱 렌즈 및 상기 샘플 미러는,
    상기 제2 미러의 회전축의 중심점, 상기 제1 포커싱 렌즈의 중심점 및 상기 샘플 미러의 중심점이 동일 직선 상에 정렬되도록 배열된,
    광 단층 촬영 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 광 단층 촬영 장치는,
    상기 제1 미러와 상기 제2 미러에 공급되는 전압을 제어함으로써, 상기 제1 미러와 상기 제2 미러의 회전을 제어하여 상기 제1 포커싱 렌즈로 입사되는 광의 경로를 변화시키는 제어부;
    를 더 포함하는,
    광 단층 촬영 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 샘플단은,
    상기 제1 미러의 회전축의 중심점으로 입사하여 상기 제1 미러에서 반사된 광을 굴절시켜 상기 제2 미러의 회전축의 한 점으로 입사시키는 제1 굴절부;
    를 더 포함하는,
    광 단층 촬영 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광 단층 촬영 장치는,
    입사된 광을 굴절시켜 출력하는 제2 굴절부;
    상기 제2 굴절부에서 출력된 광을 굴절시켜 초점을 맞춘 광을 출력하는 제2 포커싱 렌즈; 및
    상기 제2 포커싱 렌즈에서 출력된 광을 기준광으로 반사시키는 레퍼런스 미러; 를 포함하는 레퍼런스단을 더 포함하는,
    광 단층 촬영 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 광 단층 촬영 장치는,
    입사된 광을 굴절시켜 출력하며, 상기 제1 굴절부와 동일한 제2 굴절부;
    를 포함하는 레퍼런스단을 더 포함하는,
    광 단층 촬영 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 굴절부와 상기 제2 굴절부 각각은 하나의 쌍을 이루는 두 개의 렌즈들로 구성되며,
    상기 제1 굴절부를 구성하는 렌즈들 간의 이격 거리와,
    상기 제2 굴절부를 구성하는 렌즈들 간의 이격 거리는 동일한,
    광 단층 촬영 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 샘플단은, 상기 제1 미러와 이격된 제1 시준기를 더 포함하고,
    상기 레퍼런스단은, 상기 제2 굴절부와 이격된 제2 시준기를 더 포함하며,
    상기 제1 시준기와 상기 제1 미러 간의 이격 거리와 상기 제1 미러와 상기 제1 굴절부 간의 이격 거리의 합은,
    상기 제2 시준기와 상기 제2 굴절부 간의 이격 거리와 동일한,
    광 단층 촬영 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 레퍼런스단은,
    상기 제2 굴절부에서 출력된 광을 굴절시키는 제2 포커싱 렌즈; 를 더 포함하며,
    상기 제1 굴절부와 상기 제2 미러 간의 이격 거리와 상기 제2 미러와 상기 제1 포커싱 렌즈 간의 이격 거리의 합은,
    상기 제2 굴절부와 상기 제2 포커싱 렌즈 간의 이격 거리와 동일한,
    광 단층 촬영 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 레퍼런스단은,
    상기 제2 굴절부에서 출력된 광을 기준광으로 반사시키는 레퍼런스 미러; 를 더 포함하며,
    상기 광 단층 촬영 장치는,
    상기 샘플 미러에서 반사된 광이 상기 피측정물에서 반사된 샘플광과, 상기 기준광을 모두 검출하는 검출부; 및
    상기 검출된 샘플광과 기준광으로부터 상기 피측정물에 대한 광 단층 영상을 생성하는 제어부;
    를 더 포함하는,
    광 단층 촬영 장치.
  20. 개구부를 갖는 도넛 형태이며, 입사된 광을 굴절시켜 출력하는 제1 포커싱 렌즈; 및
    상기 제1 포커싱 렌즈에서 출력된 광의 진행 방향을 따라 점점 좁아지는 원뿔대 형상의 반사면이 마련되며, 상기 제1 포커싱 렌즈에서 출력된 광을 반사하여 피측정물로 입사시키는 샘플 미러; 를 포함하는 샘플단을 포함하는,
    광 단층 촬영 장치.
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WO2023096031A1 (ko) * 2020-11-25 2023-06-01 주식회사 필로포스 분광영역 광비선형성 단층촬영장치

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JP2007010589A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Nidek Co Ltd 物体測定装置
KR100738422B1 (ko) 2005-07-28 2007-07-12 삼성전자주식회사 광학 단층 촬영기법을 이용한 혈당 농도 측정 장치 및 방법

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