KR102076736B1 - 실시간 3차원 디지털 현미경 - Google Patents

Abstract

관찰자에게 피로감을 주지 않으며, 이미지 센서의 노출 시간을 광원의 점멸 주기에 동기화시킬 필요가 없으며, 이미지 센서의 풀 프레임 레이트를 모두 활용하여 3차원 이미지를 생성할 수 있는 현미경이 제공된다.
상기 현미경은 제1파장 대역의 광을 연속적으로 출사하는 제1광원과 상기 제1광원과 이격되어 배치되고 제2파장 대역의 광을 연속적으로 출사하는 제2광원; 상기 제1광원의 출사광과 상기 제2광원의 출사광이 조사되는 이미지 센서; 상기 제1광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로와 상기 제2광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로에 위치하는 필터를 포함하고, 상기 필터의 영역은 상기 제1파장 대역의 광이 투과하는 제1영역과, 상기 제2파장 대역의 광이 투과하는 제2영역을 포함하고, 상기 이미지 센서의 하나의 프레임에는 상기 제1광원의 상기 제1파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제1이미지와 상기 제2광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제2이미지를 합성한 3차원 이미지가 재생되는 것을 특징으로 한다.

Description

실시간 3차원 디지털 현미경{REAL TIME THREE-DIMENSIONAL DIGITAL MICROSCOPE}

본 발명은 실시간 3차원 디지털 현미경에 관한 것이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0043926호는 복수의 광원을 상호 교번시켜 점멸 제어함으로써 양안 시차가 형성된 3차원 이미지를 생성하는 3차원 현미경을 제안하고 있다.

상기 3차원 현미경은 도 1에서 나타내는 바와 같이, 양안 시차를 형성하도록 상호 이격되는 제1광원(1)과 제2광원(2)과, 이미지 센서(3)를 포함한다.

제어 모듈에서 제1광원(1)과 제2광원(2)을 상호 교번시켜 점멸(On/Off) 제어하면, 이미지 센서(3)에서 교번하며 좌안 이미지와 우안 이미지를 생성한다. 그 결과, 좌안 이미지와 우안 이미지가 빠르게 교번하며 재생(인간의 눈이 인지할 수 없는 주기)됨으로써, 관찰자가 검체의 3차원 깊이를 파악할 수 있는 3차원 이미지를 획득할 수 있다.

그러나 상기 3차원 현미경에서 재생되는 3차원 이미지는 관찰자의 눈에 피로감을 주며, 이미지 센서(3)의 노출(Exposure) 시간을 제1광원(1)과 제2광원(2)의 점멸 주기와 정밀하게 동기화시키기 어려운 문제점이 있다.

나아가 이미지 센서(3)의 프레임 레이트(Frame rate)를 좌안 이미지와 우안 이미지에 분할하여 할당하기 때문에, 프레임 레이트를 모두 활용한 3차원 이미지를 재생할 수 없고, 검체의 빠른 움직임이 구현되지 못하는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0043926호, 2015.04.23. 공개

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 관찰자에게 피로감을 주지 않으며, 이미지 센서의 노출 시간을 광원의 점멸 주기에 동기화시킬 필요가 없으며, 이미지 센서의 풀 프레임 레이트를 모두 활용하여 3차원 이미지를 생성할 수 있는 현미경을 제공하는 것이다.

나아가 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고해상도 컬러의 3차원 이미지를 생성할 수 있는 현미경을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 현미경은 제1파장 대역의 광을 연속적으로 출사하는 제1광원과 상기 제1광원과 이격되어 배치되고 제2파장 대역의 광을 연속적으로 출사하는 제2광원; 상기 제1광원의 출사광과 상기 제2광원의 출사광이 조사되는 이미지 센서; 상기 제1광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로와 상기 제2광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로에 위치하는 필터를 포함하고, 상기 필터의 영역은 상기 제1파장 대역의 광이 투과하는 제1영역과, 상기 제2파장 대역의 광이 투과하는 제2영역을 포함하고, 하나의 프레임에서 상기 제1광원의 상기 제1파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제1이미지와 상기 제2광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제2이미지가 합성된 3차원 이미지가 재생될 수 있다..

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 현미경은 제1광원과 상기 제1광원과 이격되어 배치되는 제2광원; 상기 제1광원의 출사광과 상기 제2광원의 출사광이 조사되는 이미지 센서; 상기 제1광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로와 상기 제2광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로에 위치하는 필터를 포함하고, 상기 제1광원은 제1파장 대역의 광과 제2파장 대역의 광을 교번하며 출사하고, 상기 제2광원은 제3파장 대역의 광을 연속적으로 출사하고, 상기 필터의 영역은 상기 제1파장 대역의 광이 투과하는 제1영역과 상기 제2파장 대역의 광이 투과하는 제2영역과 상기 제3파장 대역의 광이 투과하는 제3영역을 포함하고, 상기 제1광원의 상기 제1파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제1이미지와 상기 제1광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제2이미지와 상기 제2광원의 상기 제3파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제3이미지가 합성된 3차원 이미지가 재생될 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 면에 따른 현미경은 제1광원과 상기 제1광원과 이격되어 배치되는 제2광원; 상기 제1광원의 출사광과 상기 제2광원의 출사광이 조사되는 이미지 센서; 상기 제1광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로와 상기 제2광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로에 위치하는 필터를 포함하고, 상기 제1광원은 제1파장 대역의 광과 제2파장 대역의 광을 교번하며 출사하고, 상기 제2광원은 상기 제2파장 대역의 광과 제3파장 대역의 광을 교번하며 출사하고, 상기 필터의 영역은 상기 제1파장 대역의 광이 투과하는 제1영역과 상기 제2파장 대역의 광이 투과하는 제2영역과 상기 제3파장 대역의 광이 투과하는 제3영역을 포함하고, ⅰ) 상기 제1광원의 상기 제1파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제1이미지와 ⅱ) 상기 제1광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제2이미지 또는 상기 제2광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제3이미지 중 적어도 하나와 ⅲ) 상기 제2광원의 상기 제3파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제4이미지가 합성된 3차원 이미지가 재생될 수 있다.

본 발명에서는 상호 이격된 복수의 광원에서 출사된 광을 선택적으로 투과시키는 필터를 이용하여, 이미지 센서와 광원 간의 동기화가 불필요하고 프레임 레이트의 손실 없이 3차원 이미지를 재생할 수 있는 현미경이 제공된다.

나아가 본 발명에서는 상호 이격된 복수의 광원에서 복수의 파장 대역의 광을 출사하고 이를 투과시키는 필터를 이용하여, 고해상도 컬러의 3차원 이미지를 재생할 수 있는 현미경이 제공된다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 현미경을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예의 현미경을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예의 현미경에서 제1광원과 제2광원의 출사광이 필터를 투과하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예의 현미경에서 제1이미지와 제2이미지가 보간법에 의해 생성되는 것을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예의 현미경에서 3차원 이미지가 재생되는 것을 종래의 현미경에서 3차원 이미지가 재생되는 것과 비교하여 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예의 현미경에서 제1단위 광원과 제2단위 광원이 배열되는 것을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예의 현미경에서 보조 편광 필터와 제1광학 소자와 제2광학 소자가 추가된 것을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예의 현미경을 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예의 현미경에서 제1광원과 제2광원의 출사광이 필터를 투과하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예의 현미경에서 제1이미지와 제2이미지가 보간법에 의해 생성되는 것을 나타낸 개념도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예의 현미경에서 제3이미지가 보간법에 의해 생성되는 것을 나타낸 개념도이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예의 현미경에서 3차원 이미지가 재생되는 것을 나타낸 개념도이다.
도 13은 본 발명의 제3실시예의 현미경을 나타낸 개념도이다.
도 14는 본 발명의 제3실시예의 현미경에서 제1광원과 제2광원의 출사광이 필터를 투과하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 15는 본 발명의 제3실시예의 현미경에서 제1이미지와 제2이미지가 보간법에 의해 생성되는 것을 나타낸 개념도이다.
도 16은 본 발명의 제3실시예의 현미경에서 제3이미지와 제4이미지가 보간법에 의해 생성되는 것을 나타낸 개념도이다.
도 17은 본 발명의 제3실시예의 현미경에서 3차원 이미지가 재생되는 것을 나타낸 개념도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "위(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

[제1실시예]

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예의 현미경을 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1실시예의 현미경을 나타낸 개념도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예의 현미경에서 제1광원과 제2광원의 출사광이 필터를 투과하는 것을 나타낸 개념도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예의 현미경에서 제1이미지와 제2이미지가 보간법에 의해 생성되는 것을 나타낸 개념도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예의 현미경에서 3차원 이미지가 재생되는 것을 종래의 현미경에서 3차원 이미지가 재생되는 것과 비교하여 나타낸 개념도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예의 현미경에서 제1단위 광원과 제2단위 광원이 배열되는 것을 나타낸 개념도이고, 도 7은 본 발명의 제1실시예의 현미경에서 보조 편광 필터와 제1광학 소자와 제2광학 소자가 추가된 것을 나타낸 개념도이다. 도 2에서 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)은 제1광원(100), 제2광원(200), 필터(300) 및 이미지 센서(400)를 포함할 수 있다.

제1광원(100)과 제2광원(200) 각각은 1개 또는 복수의 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다. 제1광원(100)과 제2광원(200)은 상호 이격되어, 상호 다른 시점에서 검체를 향하여 광을 출사할 수 있다.

제1광원(100)과 제2광원(200)은 이미지 센서(400)의 중심축을 기준으로 양 측으로 소정의 거리로 이격되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 제1광원(100)과 제2광원(200) 중 하나는 좌측에 배치될 수 있고, 나머지 하나는 우측에 배치될 수 있다.

따라서 제1광원(100)과 제2광원(200)에 의해, 상호 다른 2개의 각도에서 검체(Sample)를 바라본 제1이미지(500)와 제2이미지(600)가 생성될 수 있고, 이를 합성한 3차원 이미지가 재생될 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)은 3개 이상의 광원을 포함할 수도 있고, 상호 다른 3개 이상의 각도에서 검체를 바라본 이미지를 생성할 수 있고, 이를 합성하여 3차원 이미지를 재생할 수도 있다.

제1광원(100)의 출사광과 제2광원(200)의 출사광은 검체를 경유한 후, 필터(300)에서 선택적으로 투과되어, 이미지 센서(400)에 조사될 수 있다. 제1광원(100)의 출사광은 이미지 센서(400)에서 제1이미지(500)를 생성할 수 있고, 제2광원(200)의 출사광은 이미지 센서(400)에서 제2이미지(600)를 생성할 수 있다.

도 3에서 나타내는 바와 같이, 제1광원(100)과 제2광원(200)은 필터(300)에 의해 선택적으로 이미지 센서(400)에 조사될 수 있다. 제1광원(100)의 출사광은 필터(300)의 제1영역(310)을 투과할 수 있고, 제2광원(200)의 출사광은 필터(300)의 제2영역(320)을 투과할 수 있다. 이 경우, 제1광원(100)과 제2광원(200)은 다양한 광학적 방법에 의해 필터링될 수 있다.

일 예로, 제1광원(100)과 제2광원(200)은 상호 다른 파장 대역(제1파장 대역 및 제2파장 대역)의 광을 출사할 수 있고, 제1광원(100)의 제1파장 대역의 광은 필터(300)의 제1영역(310)을 투과할 수 있고 필터(300)의 제2영역(320)에서 차단될 수 있고, 제2광원(200)의 제2파장 대역의 광은 필터(300)의 제1영역(310)에서 차단될 수 있고 필터(300)의 제2영역(320)을 투과할 수 있다. 예를 들어, 제1광원(100)은 적색 파장 대역의 광을 출사할 수 있고 필터(300)의 제1영역(310)은 적색 파장 대역의 광만을 선택적으로 투과시키는 영역일 수 있고, 제2광원(200)은 청색 파장 대역의 광을 출사할 수 있고 필터(300)의 제2영역(320)은 청색 파장 대역의 광만을 선택적으로 투과시키는 영역일 수 있다.

또한, 제1광원(100)과 제2광원(200)은 상호 다른 편광축(제1편광축 및 제2편광축)을 가지는 광을 출사할 수 있고, 제1광원(100)의 제1편광축을 가지는 광은 필터(300)의 제1영역(310)을 투과할 수 있고 필터(300)의 제2영역(320)에서 차단될 수 있고, 제2광원(200)의 제2편광축을 가지는 광은 필터(300)의 제1영역(310)에서 차단될 수 있고 필터(300)의 제2영역(320)을 투과할 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)은 광학적 설계 요청에 따라 다양한 광학적 방법으로 제1광원(100)의 출사광과 제2광원(200)의 출사광을 선택적으로 투과시킬 수 있다.

상술한 바에 따르면, 제1광원(100)의 출사광 중 일부는 필터(300)를 투과할 수 있고, 나머지는 필터(300)에 의해 차단될 수 있다. 이는, 제2광원(200)의 출사광의 경우에도 마찬가지이다.

따라서 도 4에서 나타내는 바와 같이, 제1이미지(500)에서 필터(300)의 제1영역(310)과 대응되는 영역(510)은 제1광원(100)의 출사광에 의한 광 신호 값에 따라 생성될 수 있다. 한편, 제1이미지(500)에서 필터(300)의 제2영역(320)과 대응되는 영역(520)은 제1광원(100)의 출사광에 의해 광 신호 값이 얻어지지 않으므로, 필터(300)의 제1영역(310)에 대응되는 영역(510)의 이미지를 보간하여 생성될 수 있다(도 4의 (1) 참조).

이와 마찬가지로, 제2이미지(600)에서 필터(300)의 제2영역(320)과 대응되는 영역(620)은 제2광원(200)의 출사광에 의한 광 신호 값에 따라 생성될 수 있다. 한편, 제2이미지(600)에서 필터(300)의 제1영역(310)과 대응되는 영역(610)은 제2광원(200)의 출사광에 의한 광 신호 값이 얻어지지 않으므로, 필터(300)의 제2영역(320)에 대응되는 영역(620)의 이미지를 보간하여 생성될 수 있다(도 4의 (2) 참조).

상술한 바와 같이, 특정 파장 대역의 광 또는 특정 편광축을 가지는 광이 조사되지 않은 이미지 영역의 이미지 데이터 값을 추정하기 위한 보간법은 본 발명이 속하는기술분야에서 잘 알려진 임의의 방법이 사용될 수 있으며, 특정 실시예에 제한되지 않는다.

한편, 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)에서는 제1광원(100)과 제2광원(200)은 순차적으로 재생되는 복수의 프레임 각각에 제1이미지(500)와 제2이미지(600)가 모두 사용되어 제1이미지(500)와 제2이미지(600)가 합성된 3차원 이미지가 재생될 수 있도록, 연속적으로 광을 출사할 수 있다.

필터(300)는 제1광원(100)과 이미지 센서(400)의 사이의 광 경로에 위치할 수 있고 이와 동시에 제2광원(200)과 이미지 센서(400)의 사이의 광 경로에 위치할 수 있다. 상술한 바와 같이, 필터(300)는 제1광원(100)의 출사광과 제2광원(200)의 출사광을 선택적으로 투과시키는 기능을 수행할 수 있다.

필터(300)의 제1영역(310)은 복수의 제1단위 영역(311)을 포함할 수 있고, 필터(300)의 제2영역(320)은 복수의 제2단위 영역(321)을 포함할 수 있다. 복수의 제1단위 영역(311)과 복수의 제2단위 영역(321)은 패턴을 형성하며 상호 교번하며 배열될 수 있다.

이와 같이, 복수의 제1단위 영역(311) 각각과 복수의 제2단위 영역(321) 각각을 상호 이웃하게 배치함으로써, 일방에 대응되는 이미지 영역의 보간 시 이웃(근접)하는 타방에 대응되는 이미지 영역을 이용하여 실제 이미지와의 갭을 줄일 수 있다.

일 예로, 복수의 제1단위 영역(311) 각각과 복수의 제2단위 영역(321) 각각은 이미지 센서(400)의 중심축과 수직한 평면 상에서 보았을 때, 상호 오버랩되지 않으며 격자점이 수직한 복수의 x축과 복수의 y축을 따라 상호 교번하며 배열될 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 현미경(1000)은 광학적 설계 요청에 따라 다양한 광학적 방법으로 복수의 제1단위 영역(311)과 복수의 제2단위 영역(312)이 패터닝될 수 있다.

한편, 필터(300)는 이미지 센서(400)의 중심축과 수직하며, 상호 이격되거나 접촉되는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 일 예로, 필터(300)는 이미지 센서(400)의 중심축과 수직하며, 적층되어 배치된 제1필터(미도시)와 제2필터(미도시)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1필터에는 필터(300)의 제1영역(310)이 형성될 수 있고, 제2필터에는 필터(300)의 제2영역(320)이 형성될 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)은 광학적 설계 요청에 따라 다양한 광학적 구조를 가지는 필터(300)를 포함할 수 있다.

한편, 필터(300)는 이미지 센서(400)의 촬상면에 결합되어 일체로 형성(일체로 패키징)될 수도 있다. 이 경우, 필터(300)는 이미지 센서(400)의 촬상면에 코팅되어 일체로 형성될 수 있다. 또한, 도 2에서 도시된 바와 다르게, 검체는 필터(300)와 실질적으로 접하도록 배치될 수도 있다.

이미지 센서(400)에는 필터(300)을 투과한 제1광원(100)의 출사광과 필터(300)를 투과한 제2광원(200)의 출사광이 조사될 수 있다. 이미지 센서(400)에는 조사된 광을 이미지로 변환할 수 있는 임의의 센서가 사용될 수 있다. 일 예로, 이미지 센서(400)는 CMOS 센서가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이미지 센서(400)는 이미지 처리 유닛(Image processor unit)에서 제1광원(100)의 출사광의 광 신호 값을 직접 이용하거나 이를 보간하여 제1이미지(500)를 생성할 수 있고, 제2광원(200)의 출사광의 광 신호 값을 직접 이용하거나 이를 보간하여 제2이미지(600)를 생성할 수 있다. 본 발명의 현미경(1000)에서는 제1이미지(500)와 제2이미지(600)가 합성된 3차원 이미지(Three-dimensional image)가 재생될 수 있다.

이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)에서 3차원 이미지가 재생되는 것을, 종래의 현미경에서 3차원 이미지가 재생되는 것과 비교하여 설명한다. 도 5의 (1)은 종래의 현미경에서 3차원 이미지가 재생되는 것을 나타낸 개념도이고, 도 5의 (2)는 본 발명의 현미경(1000)에서 3차원 이미지가 재생되는 것을 나타낸 개념도이다.

도 5의 (1)에서 나타내는 바와 같이, 종래의 현미경에서는 하나의 프레임에 우안 이미지(Right image)와 좌안 이미지(Reft image) 중 하나만이 생성되어, 관찰자는 두 개의 프레임으로부터 한 개의 3차원 이미지를 인식할 수 있다. 즉, 종래의 현미경에서는 프레임 레이트의 손실이 발생하여, 검체의 빠른 움직임을 구현할 수 없고 관찰의 정밀성과 정확성이 낮아지는 문제가 있다.

이에 반해, 도 5의 (2)에서 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)에서는 하나의 프레임에 제1이미지(500)와 제2이미지(600)가 모두 생성되어, 관찰자는 하나의 프레임으로부터 제1이미지(500)와 제2이미지(600)가 합성된 한 개의 3차원 이미지를 인식할 수 있다. 즉, 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)에서는 필터(300)에 의해 제1광원(100)과 제2광원이 연속적으로 광을 출사하여, 이미지 센서(400)의 복수의 프레임 각각에서 생성되는 제1이미지(500)와 제2이미지(600)를 합성하여 3차원 이미지를 실시간으로 재생될 수 있다.

따라서 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)에서는 이미지 센서(400)의 프레임 레이트를 모두 활용하여 3차원 이미지를 실시간으로 재생할 수 있고, 그 결과, 검체의 빠른 움직임도 모두 구현하여 관찰의 정밀성과 정확성을 높일 수 있는 장점이 있다.

이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1광원(100)과 제2광원(200)의 배열에 대해 설명한다. 본 발명의 제1광원(100)과 제2광원(200)은 3차원 이미지를 위한 양안 시차를 형성하기 위해, 이미지 센서(400)의 중심축을 기준으로 대칭으로 배치될 수 있다.

나아가 본 발명에서는 관찰자의 취사 선택에 따라 다양한 각도에서 3차원 이미지를 재생하기 위해, 제1광원(100)은 복수의 제1단위 광원(110)을 포함할 수 있고, 제2광원(200)은 복수의 제2단위 광원(210)을 포함할 수 있다. 이 경우, 이미지 센서(400)의 중심축을 기준으로 상호 대칭으로 배치되는 복수의 제1단위 광원(110) 중 일부(한 개)와 복수의 제2단위 광원(210) 중 일부(일 예로, 한 개)를 그룹핑하여 독립적으로 제어함으로써, 다양한 각도에서 3차원 이미지를 생성할 수 있다.

이를 위해, 복수의 제1단위 광원(110)과 복수의 제2단위 광원(210)은 다양한 규칙을 가지고 배열될 수 있다. 도 6의 (1)을 참조하면, 복수의 제1단위 광원(110)과 복수의 제2단위 광원(210) 중 하나는 우측에 위치할 수 있고, 나머지 하나는 좌측에 위치할 수 있다. 또한, 도 6의 (2)를 참조하면, 복수의 제1단위 광원(110)은 이미지 센서(400)의 중심축과 수직한 제1축과 이미지 센서(400)의 중심축과 수직하고 제1축과 수직한 제2축에 배열될 수 있고, 복수의 제2단위 광원(210)은 이미지 센서(400)의 중심축과 수직하고 제2축과 수직한 제3축과 이미지 센서(400)의 중심축과 수직하고 제3축과 수직한 제4축에 배열될 수 있다. 나아가 도 6의 (3)을 참조하면, 복수의 제1단위 광원(110)은 이미지 센서(400)의 중심축을 기준으로 방사상으로 연장되는 복수의 축 중 일부에 배열될 수 있고, 복수의 제2단위 광원(210)은 이미지 센서(400)의 중심축을 기준으로 방사상으로 연장되는 복수의 축 중 나머지에 배열될 수 있다.

이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)에 보조 편광 필터(700)와 제1광학 소자(800)와 제2광학 소자(900)가 추가된 경우를 설명한다. 이 경우, 제1광원(100)은 대략적으로 상호 수직하게 배치되고 다른 파장 대역의 광을 출사하는 제1-1광원(100-1)과 제1-2광원(100-2)을 포함할 수 있고, 제2광원(200)은 상호 수직하게 배치되고 다른 파장 대역의 광을 출사하는 제2-1광원(200-1)과 제2-2광원(200-2)을 포함할 수 있다.

보조 편광 필터(700)는 제1광원(100)의 출사광과 제2광원(200)의 출사광에서 특정 편광축을 가진 광만을 투과시켜 3차원 이미지의 품질을 향상시킬 수 있다. 이를 위해, 보조 편광 필터(700)는 제1광원(100)과 검체의 사이의 광 경로와, 제2광원(200)과 검체의 사이의 광 경로에 배치되어 제1광원(100)의 출사광과 제2광원(200)의 출사광에서 특정 편광축을 가지는 출사광만을 필터링할 수 있다. 한편, 보조 편광 필터(700)에 의해 이미지의 품질은 향상되지만, 이미지 센서(400)에 조사되는 광량이 감소되어 이를 보상하는 방안이 문제된다.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)은 제1-1광원(100-1)과 제1-2광원(100-2)에 의해 제1광원(100)의 광량을 2배로 늘리고, 제2-1광원(200-1)과 제2-2광원(200-2)에 의해 제2광원(200)의 광량을 2배로 늘리고, 제1광학 소자(800)와 제2광학 소자(900)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

제1광학 소자(800)는 제1광원(100)과 보조 편광 필터(700)의 사이의 광 경로에 배치될 수 있고, 제2광학 소자(900)는 제2광원(200)과 보조 편광 필터(700)의 사이의 광 경로에 배치될 수 있다.

제1-1광원(100-1)은 제1광학 소자(800)를 투과하여 보조 편광 필터(700)에 조사될 수 있고, 제1-2광원(100-2)은 제1광학 소자(800)에서 반사되어 제1-1광원(100-1)의 광 경로를 따라 보조 편광 필터(700)에 조사될 수 있다.

이와 마찬가지로, 제2-1광원(200-1)은 제2광학 소자(900)를 투과하여 보조 편광 필터(700)에 조사될 수 있고, 제2-2광원(200-2)은 제2광학 소자(900)에서 반사되어 제2-1광원(200-1)의 광 경로를 따라 보조 편광 필터(700)에 조사될 수 있다.

따라서 제1광학 소자(800)와 제2광학 소자(900)는 특정 파장 대역의 광을 투과시키고 특정 파장 대역의 광을 반사시키는 "하프 미러(Half mirror)"일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1광학 소자(800)와 제2광학 소자(900)는 "다이크로익 필터(Dichroic filter)"일 수도 있다.

상술한 바에 따르면, 동일한 광 경로 면적에 대비하여 광량을 2배로 증가시킬 수 있는 동시에, 보조 편광 필터(700)에 의해 감소되는 광량을 보상할 수 있다.

한편, 투과식이 아닌 형광식 또는 반사식 현미경(100)으로 사용될 경우, 제1광학 소자(800)와 제2광학 소자(900)는, 도 7에 도시된 바와 다르게, 검체와 이미지 센서(400)의 사이에 배열될 수 있다. 이 경우, 제1광원(100)과 제2광원(200)도 검체와 이미지 센서(400)의 사이에 배열된다. 제1광원(100)과 제2광원(200)은 각각 검체와 이미지 센서(400)가 이루는 축에 수직하게 배치된다. 제1광학 소자(800)와 제2광학 소자(900)는 광원(100, 200)으로부터의 출사광의 경로를 변경하고 상기 출사광을 검체로 입사시키기 위하여 활용된다.

본 발명의 제1실시예의 현미경(10)에서는 제1광원(100)과 필터(300) 사이의 광 경로와 제2광원(200)과 필터(300) 사이의 광 경로에 하나 이상의 광학 렌즈로 이루어진 렌즈 모듈(Lens module)이 배치될 수 있다. 제1광원(100)의 출사광과 제2광원(200)의 출사광을 필터(300) 및 이미지 센서(400)의 유효 영역에 포커싱시키기 위함이다.

[제2실시예]

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)을 설명한다. 도 8은 본 발명의 제2실시예의 현미경을 나타낸 개념도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예의 현미경에서 제1광원과 제2광원의 출사광이 필터를 투과하는 것을 나타낸 개념도이고, 도 10은 본 발명의 제2실시예의 현미경에서 제1이미지와 제2이미지가 보간법에 의해 생성되는 것을 나타낸 개념도이고, 도 11은 본 발명의 제2실시예의 현미경에서 제3이미지가 보간법에 의해 생성되는 것을 나타낸 개념도이고, 도 12는 본 발명의 제2실시예의 현미경에서 3차원 이미지가 재생되는 것을 나타낸 개념도이다. 도 8에서 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)은 제1광원(1100), 제2광원(1200), 필터(1300) 및 이미지 센서(1400)를 포함할 수 있다.

제1광원(1100)과 제2광원(1200) 각각은 1개 또는 복수의 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다. 제1광원(1100)과 제2광원(1200)은 상호 이격되어, 상호 다른 시점에서 검체를 향하여 광을 출사할 수 있다.

제1광원(1100)과 제2광원(1200)은 이미지 센서(1400)의 중심축을 기준으로 양 측으로 소정의 거리로 이격되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 제1광원(1100)과 제2광원(1200) 중 하나는 좌측에 배치될 수 있고, 나머지 하나는 우측에 배치될 수 있다.

제1광원(1100)에 의해 동일한 각도에서 검체(Sample)를 바라본 제1이미지(1500)와 제2이미지(1600)가 생성될 수 있고, 제2광원(1200)에 의해 하나의 각도에서 검체(Sample)를 바라본 제3이미지(1700)가 생성될 수 있다. 나아가 제1이미지(1500)와 제2 이미지(1600)와 제3이미지(1700)를 합성한 3차원 이미지가 재생될 수 있다.

이를 위해, 제1광원(1100)은 제1파장 대역의 광과 제2파장 대역의 광을 교번하며 출사할 수 있다. 일 예로, 제1광원(1100)의 제1파장 대역의 광은 적색 파장 대역의 광일 수 있고 제1광원(1100)의 제2파장 대역의 광은 청색 파장 대역의 광일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제2광원(1200)은 제3파장 대역의 광을 연속적으로 출사할 수 있다. 이 경우, 제2광원(1200)의 제3파장 대역의 광은 제1광원(1100)의 제1파장 대역의 광 및 제1광원(1100)의 제2파장 대역의 광 모두와 다른 파장 대역의 광일 수 있다. 일 예로, 제2광원(1200)의 제3파장 대역의 광은 녹색 파장 대역의 광일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 예로, 상기 제1파장 대역, 상기 제2파장 대역, 상기 제3파장 대역은 컬러화를 위한 세가지 색상의 파장 대역으로 선택될 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 제1파장 대역의 광은 적색 파장 대역의 광으로, 제2파장 대역의 광은 청색 파장 대역의 광으로, 제3파장 대역의 광은 녹색 파장 대역으로 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제1광원(1100)의 출사광과 제2광원(1200)의 출사광은 검체를 경유한 후, 필터(1300)에서 선택적으로 투과되어, 이미지 센서(1400)에 조사될 수 있다. 제1광원(1100)의 제1파장 대역의 출사광은 이미지 센서(1400)에서 제1이미지(1500)를 생성할 수 있고, 제1광원(1100)의 제2파장 대역의 출사광은 이미지 센서(1400)에서 제2이미지(1600)를 생성할 수 있고, 제2광원(1200)의 제3파장 대역의 출사광은 이미지 센서(1400)에서 제3이미지(1700)를 생성할 수 있다.

도 9에서 나타내는 바와 같이, 제1광원(1100)과 제2광원(1200)은 필터(1300)에 의해 선택적으로 이미지 센서(1400)에 조사될 수 있다. 제1광원(1100)의 제1파장 대역의 출사광은 필터(1300)의 제1영역(1310)을 투과할 수 있고 필터(1300)의 제2영역(1320)과 제3영역(1330)에서 차단될 수 있고, 제1광원(1100)의 제2파장 대역의 출사광은 필터(1300)의 제2영역(1320)을 투과할 수 있고 필터(1300)의 제1영역(1310)과 제3영역(1330)에서 차단될 수 있고, 제2광원(1200)의 제3파장 대역의 출사광은 필터(1300)의 제3영역(1330)을 투과할 수 있고 필터(1300)의 제1영역(1310)과 제2영역(1320)에서 차단될 수 있다.

일 예로, 제1광원(1100)은 적색 파장 대역과 청색 파장 대역의 광을 교번하여 출사할 수 있고, 필터(1300)의 제1영역(1310)은 적색 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시키는 영역일 수 있고 필터(1300)의 제2영역(1320)은 청색 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시키는 영역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 제2광원(1200)은 녹색 파장 대역의 광을 연속적으로 출사할 수 있고, 필터(1300)의 제3영역(1330)은 녹색 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시키는 영역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서 도 10의 (1)에서 나타내는 바와 같이, 제1이미지(1500)에서 필터(1300)의 제1영역(1310)과 대응되는 영역(1510)은 제1광원(1100)의 제1파장 대역의 출사광에 의한 광 신호 값에 따라 생성될 수 있다. 한편, 제1이미지(1500)에서 필터(1300)의 제2영역(1320)과 대응되는 영역(1520) 및 제3영역(1330)과 대응되는 영역(1530)은 제1광원(1100)의 제1파장 대역의 출사광에 의해 광 신호 값이 얻어지지 않으므로, 필터(1300)의 제1영역(1310)에 대응되는 영역(1510)의 이미지를 보간하여 생성될 수 있다.

이와 마찬가지로, 도 10의 (2)에서 나타내는 바와 같이, 제2이미지(1600)에서 필터(1300)의 제2영역(1320)과 대응되는 영역(1620)은 제1광원(1100)의 제2파장 대역의 출사광에 의한 광 신호 값에 따라 생성될 수 있다. 한편, 제2이미지(1600)에서 필터(1300)의 제1영역(1310)과 대응되는 영역(1610) 및 제3영역(1330)과 대응되는 영역(1630)은 제1광원(1100)의 제2파장 대역의 출사광에 의해 광 신호 값이 얻어지지 않으므로, 필터(1300)의 제2영역(1320)에 대응되는 영역(1620)의 이미지를 보간하여 생성될 수 있다.

이와 마찬가지로, 도 11에서 나타내는 바와 같이, 제3이미지(1700)에서 필터(1300)의 제3영역(1330)과 대응되는 영역(1630)은 제2광원(1200)의 제3파장 대역의 출사광에 의한 광 신호 값에 따라 생성될 수 있다. 제3이미지(1700)에서 필터(1300)의 제1영역(1310)과 대응되는 영역(1710) 및 제2영역(1320)과 대응되는 영역(1720)은 제2광원(1200)의 제3파장 대역의 출사광에 의해 광 신호 값이 얻어지지 않음므로, 필터(1300)의 제3영역(1330)에 대응되는 영역(1630)의 이미지를 보간하여 생성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 특정 파장 대역의 광을 추정하기 위한 보간법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 임의의 방법이 사용될 수 있으며, 특정 실시예에 제한되지 않는다.

한편, 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)에서는 제1광원(1100)은 교번하며 광을 출사하고 제2광원(1200)은 연속적으로 광을 출사하여, 제1이미지(1500)와 제2이미지(1600)와 제3이미지(1700)가 합성된 고해상도 컬러의 3차원 이미지가 재생될 수 있다.

한편, 제1광원(1100)은 제1파장 대역의 광을 출사하는 제1-1광원모듈(예를 들어, LED)과 제2파장 대역의 광을 출사하는 제1-2광원모듈을 포함하는 복수의 광원모듈을 포함하여 구성될 수 있으며, 복수의 광원모듈은 소정의 간격으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이 경우, 제1이미지(1500)와 제2이미지(1600)가 동일한 시점(View)을 가질 수 있도록, 제1-1광원모듈의 제1파장 대역의 출사광과 제1-2광원모듈의 제2파장 대역의 출사광 중 적어도 하나를 가이드하는 광 가이드 소자(1110)가 추가될 수 있다.

즉, 광 가이드 소자(1110)는 복수(2개 이상)의 광원모듈로 구성된 제1광원(1100)에서, 복수의 광원모듈 간의 이격 거리에 의해 제1이미지(1500)와 제2이미지(1600)의 시점이 달라지는 것을 방지하기 위해, 제1광원(1100)의 복수의 광원모듈 각각의 광 경로나 이미지 센서(1400)의 촬상면에 조사되는 영역을 정렬시키는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 광 가이드 소자(1110)에 의해, 이미지 센서(1400)의 촬상면의 전체를 활용할 수 있어, 이미지 센서(1400)의 데이터가 손실되는 것을 방지할 수 있다.

광 가이드 소자(1110)에는 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 임의의 광학 소자가 사용될 수 있다. 일 예로, 광 가이드 소자(1110)는 핀홀(Pin hole) 구조를 포함하는 광학 소자일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

필터(1300)는 제1광원(1100)과 이미지 센서(1400)의 사이의 광 경로에 위치할 수 있고 이와 동시에 제2광원(1200)과 이미지 센서(1400)의 사이의 광 경로에 위치할 수 있다. 상술한 바와 같이, 필터(1300)는 제1광원(1100)의 제1파장 대역 및 제2파장 대역의 출사광과 제2광원(1200)의 제3파장 대역의 출사광을 선택적으로 투과시키는 기능을 수행할 수 있다.

필터(1300)의 제1영역(1310)은 복수의 제1단위 영역(1311)을 포함할 수 있고, 필터(1300)의 제2영역(1320)은 복수의 제2단위 영역(1321)을 포함할 수 있고, 필터(1300)의 제3영역(1330)은 복수의 제3단위 영역(1331)을 포함할 수 있다. 복수의 제1단위 영역(1311)과 복수의 제2단위 영역(1321)과 복수의 제3단위 영역(1331)은 일정한 패턴을 형성하며 배열될 수 있다.

일 예로, 복수의 제1단위 영역(1311) 각각과 복수의 제2단위 영역(1321) 각각과 복수의 제3단위 영역(1331) 각각은 이미지 센서(1400)의 중심축과 수직한 평면 상에서 보았을 때, 상호 오버랩되지 않으며 격자점이 수직한 복수의 x축과 복수의 y축을 따라 배열될 수 있다.

일 예로, 복수의 x축 중 일부 x축에는 복수의 제1단위 영역(1311)과 복수의 제3단위 영역(1331)이 상호 교번하며 배열될 수 있고, 복수의 x축 중 나머지 x축에는 복수의 제2단위 영역(1321)과 복수의 제3단위 영역(1331)이 상호 교번하며 배열될 수 있고, 복수의 x축 중 복수의 제1단위 영역(1311)이 속한 일부 x축과 복수의 x축 중 복수의 제2단위 영역(1321)이 속한 나머지는 x축은 y축 방향으로 상호 교번하며 배열될 수 있다.

그 결과, 복수의 제1단위 영역(1311)의 개수와 복수의 제2단위 영역(1321)의 개수와 복수의 제3단위 영역(1331)의 개수의 비는 1:1:2일 수 있다. 즉, 복수의 제3단위 영역(1331)의 개수는 나머지 단위 영역 각각의 개수보다 2배 더 많을 수 있다. 이러한 패턴은 일반적으로 사용되는 이미지 센서의 픽셀에서의 베이어 패턴(Bayer pattern)을 반영한 것이다(인간의 시각적 특성에 따라 Green 픽셀의 개수가 많음). 따라서 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)은 일반적으로 사용되는 이미지 센서를 이용하여 제작할 수 있는 장점이 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)은 광학적 설계 요청에 따라 다양한 광학적 구조를 가지는 필터(1300)를 포함할 수 있다.

한편, 필터(1300)는 이미지 센서(1400)의 촬상면에 결합되어 일체로 형성(일체로 패키징)될 수 있다. 이 경우, 필터(1300)는 이미지 센서(1400)의 촬상면에 코팅되어 일체로 형성될 수 있다. 또한, 도 8에서 도시된 바와 다르게, 검체는 필터(1300)와 실질적으로 접하도록 배치될 수도 있다.

이미지 센서(1400)에는 필터(1300)를 투과한 제1광원(1100)의 제1파장 대역의 출사광과 제1광원(1100)의 제2파장 대역의 출사광과 제2광원(1200)의 제3파장 대역의 출사광이 조사될 수 있다. 이미지 센서(1400)에는 조사된 광을 이미지로 변환할 수 있는 임의의 센서가 사용될 수 있다. 일 예로, 이미지 센서(1400)는 CMS 센서가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이미지 센서(1400)는 이미지 처리 유닛(Image processor unit)에서 제1광원(1100)의 제1파장 대역의 출사광의 광 신호 값을 직접 이용하거나 이를 보간하여 제1이미지(1500)를 생성할 수 있고, 제1광원(1100)의 제2파장 대역의 출사광의 광 신호 값을 직접 이용하거나 이를 보간하여 제2이미지(1600)를 생성할 수 있고, 제2광원(1200)의 제3파장 대역의 출사광의 광 신호 값을 직접 이용하거나 이를 보간하여 제3이미지(1700)를 생성할 수 있다. 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)에서는 제1이미지(1500)와 제2 이미지(1600)와 제3이미지(1700)가 합성된 3차원 이미지(Three-dimensional image)가 재생될 수 있다.

이하, 도 12를 참조하여, 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)에서 3차원 이미지가 재생되는 것을 설명한다.

본 발명의 제2실시예의 현미경(20)에서는 컬러 구현을 위한 제1이미지(1500)와 제2이미지(1600)와 제3이미지(1700)가 모두 생성되어, 관찰자는 제1이미지(1500)와 제2이미지(1600)와 제3이미지(1700)가 합성된 고해상도 컬러의 3차원 이미지를 실시간으로 인식할 수 있다.

일 예로, 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)에서는 이미지 센서(1400)에서 R(Red)-G(Green) 페어(Pair)의 제1이미지(1500)와 제3이미지(1700)와 B(Blue)-G(Green) 페어(Pair)의 제2이미지(1600)와 제3이미지(1700)를 교번하며 반복적으로 생성할 수 있다.

따라서 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)에서는 2개의 프레임의 R(Red)-G(Green) 페어(Pair) 이미지와 B(Blue)-G(Green) 페어(Pair) 이미지를 단계적으로 합성하여 3차원 이미지를 연속적으로 생성(제1 및 제2프레임 합성, 제2 및 제3프레임 합성, 제3 및 제4프레임 합성?)함으로써, 이미지 센서(1300)의 풀프레임을 활용하는 동시에 고해상도 컬러가 구현된 3차원 이미지를 실시간으로 재생할 수 있다.

다만, 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)의 제1이미지(1500)와 제2이미지(1600)와 제3이미지(1700)의 합성 방법이 상술한 합성 방법으로 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 임의의 합성 방법이 사용될 수 있다.

상술한 바에 따르면, 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)에서는 고해상도 컬러의 3차원 이미지를 실시간으로 재생할 수 있고, 그 결과, 검체의 빠른 움짐임과 색감을 모두 구현하여 관찰의 정밀성과 정확성을 높일 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 제2실시예의 제1광원(1100)과 제2광원(1200)도 본 발명의 제1실시예의 제1광원(100)과 제2광원(200)과 마찬가지로 이미지 센서(1400)의 중심축을 기준으로 대칭으로 배치될 수 있으며, 관찰자의 취사 선택에 따라 다양한 각도에서 3차원 이미지를 재생하기 위해 복수의 제1단위 광원(미도시)과 복수의 제2단위 광원(미도시)을 포함할 수 있다.

이 경우, 본 발명의 제2실시예의 복수의 제1단위 광원과 복수의 제2광원의 배열에는 본 발명의 제1실시예의 복수의 제1단위 광원(110)과 복수의 제2단위 광원(210)의 배열이 유추 적용될 수 있다.

나아가 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)에도 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)과 같이, 보조 편광 필터(미도시)와 제1광학 소자(미도시)와 제2광학 소자(미도시)가 추가될 수 있다.

이 경우, 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)의 보조 편광 필터와 제1광학 소자와 제2광학 소자의 구조, 배치 및 광학적 특성 등에는 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)의 보조 편광 필터(700)와 제1광학 소자(800)와 제2광학 소자(900)의 구조, 배치 및 광학적 특성 등이 유추 적용될 수 있다.

한편, 본 발명의 제2실시예의 현미경(20)에서는 제1광원(1100)과 필터(1300) 사이의 광 경로와 제2광원(1200)과 필터(1300) 사이의 광 경로에 하나 이상의 광학 렌즈로 이루어진 렌즈 모듈(Lens module)이 배치될 수 있다. 제1광원(1100)의 출사광과 제2광원(1200)의 출사광을 필터(1300) 및 이미지 센서(1400)의 유효 영역에 포커싱시키기 위함이다.

[제3실시예]

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제3실시예의 현미경(30)을 설명한다. 도 13은 본 발명의 제3실시예의 현미경을 나타낸 개념도이고, 도 14는 본 발명의 제3실시예의 현미경에서 제1광원과 제2광원의 출사광이 필터를 투과하는 것을 나타낸 개념도이고, 도 15는 본 발명의 제3실시예의 현미경에서 제1이미지와 제2이미지가 보간법에 의해 생성되는 것을 나타낸 개념도이고, 도 16은 본 발명의 제3실시예의 현미경에서 제3이미지와 제4이미지가 보간법에 의해 생성되는 것을 나타낸 개념도이고, 도 17은 본 발명의 제3실시예의 현미경에서 3차원 이미지가 재생되는 것을 나타낸 개념도이다. 도 13에서 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제3실시예의 현미경(30)은 제1광원(2100), 제2광원(2200), 필터(2300) 및 이미지 센서(2400)를 포함할 수 있다.

제1광원(2100)과 제2광원(2200) 각각은 1개 또는 복수의 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다. 제1광원(2100)과 제2광원(2200)은 상호 이격되어, 상호 다른 시점에서 검체를 향하여 광을 출사할 수 있다.

제1광원(2100)과 제2광원(2200)은 이미지 센서(1400)의 중심축을 기준으로 양 측으로 소정의 거리로 이격되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 제1광원(2100)과 제2광원(2200) 중 하나는 좌측에 배치될 수 있고, 나머지 하나는 우측에 배치될 수 있다.

제1광원(2100)에 의해 동일한 각도에서 검체(Sample)를 바라본 제1이미지(2500)와 제2이미지(2600)가 생성될 수 있고, 제2광원(2200)에 의해 동일한 각도에서 검체를 바라본 제3이미지(2700)와 제4이미지(2800)가 생성될 수 있다.

나아가 ⅰ) 상기 제1광원의 상기 제1파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제1이미지와 ⅱ) 상기 제1광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제2이미지 또는 상기 제2광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제3이미지 중 적어도 하나와 ⅲ) 상기 제2광원의 상기 제3파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제4이미지를 합성한 3차원 이미지가 재생될 수 있다.

이를 위해, 제1광원(2100)은 제1파장 대역의 광과 제2파장 대역의 광을 교번하며 출사할 수 있고, 제2광원(2200)은 상기 제2파장 대역의 광과 제3파장 대역의 광을 교번하며 출사할 수 있다.

일 예로, 상기 제1파장 대역, 상기 제2파장 대역, 상기 제3파장 대역은 컬러화를 위한 세가지 색상의 파장 대역으로 선택될 수 있다. 즉, 제1파장 대역의 광은 적색 파장 대역의 광일 수 있고, 제2파장 대역의 광은 녹색 파장 대역의 광일 수 있고, 제3파장 대역의 광은 청색 파장 대역의 광일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제1광원(2100)의 교번 주기와 제2광원(2200)의 교번 주기는 동기화될 수 있다. 즉, 제1광원(2100)의 제1파장 대역의 광과 제2광원(2200)의 제2파장 대역의 광은 실질적으로 동시에 출사될 수 있고, 제1광원(2100)의 제2파장 대역의 광과 제2광원(2200)의 제3파장 대역의 광은 실질적으로 동시에 출사될 수 있다.

즉, 제1광원(2100)과 제2광원(2200)은 복수의 파장 대역의 광을 교번하며 출사할 수 있고, 제1광원(2100)과 제2광원(2200)의 교번 주기는 상호 동기화될 수 있고, 제1광원(2100)과 제2광원(2200)이 출사하는 복수의 파장 대역 중에서 상호 동일한 파장 대역이 존재할 수 있다.

나아가 제1광원(2100)과 제2광원(2200)의 동일한 파장 대역의 출사광은 상호 이시(異時)에 출사되어, 제1광원(2100)과 제2광원(2200)이 모두 동시에 동일한 파장 대역의 출사광을 출사하지 않을 수 있다.

제1광원(2100)의 출사광과 제2광원(2200)의 출사광은 검체를 경유한 후, 필터(2300)에서 선택적으로 투과되어, 이미지 센서(2400)에 조사될 수 있다. 제1광원(2100)의 제1파장 대역의 출사광은 이미지 센서(2400)에서 제1이미지(2500)를 생성할 수 있고, 제1광원(2100)의 제2파장 대역의 출사광은 이미지 센서(2400)에서 제2이미지(2600)를 생성할 수 있고, 제2광원(2200)의 제2파장 대역의 출사광은 이미지 센서(2400)에서 제3이미지(2700)를 생성할 수 있고, 제2광원(2200)의 제3파장 대역의 출사광은 이미지 센서(2400)에서 제4이미지(2800)를 생성할 수 있다.

도 14에서 나타내는 바와 같이, 제1광원(2100)과 제2광원(2200)은 필터(2300)에 의해 선택적으로 이미지 센서(2400)에 조사될 수 있다. 제1광원(2100)의 제1파장 대역의 출사광은 필터(2300)의 제1영역(2310)을 투과할 수 있고 필터(2300)의 제2영역(2320)과 제3영역(2330)에서 차단될 수 있고, 제1광원(2100)과 제2광원(2200)의 제2파장 대역의 출사광은 필터(2300)의 제2영역(2320)을 투과할 수 있고 필터(2300)의 제1영역(2310)과 제3영역(2330)에서 차단될 수 있고, 제2광원(2200)의 제3파장 대역의 출사광은 필터(2300)의 제3영역(2330)을 투과할 수 있고 필터(2300)의 제1영역(2310)과 제2영역(2320)에서 차단될 수 있다.

일 예로, 제1광원(2100)은 적색 파장 대역과 녹색 파장 대역의 광을 교번하여 출사할 수 있고, 필터(2300)의 제1영역(2310)은 적색 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시키는 영역일 수 있고 필터(2300)의 제2영역(2320)은 녹색 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시키는 영역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 제2광원(2200)은 녹색 파장 대역의 광과 청색 파장 대역의 광을 교번하여 출사할 수 있고, 필터(2300)의 제2영역(2320)은 녹색 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시키는 영역일 수 있고 필터(2300)의 제3영역(2330)은 청색 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시키는 영역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서 도 15의 (1)에서 나타내는 바와 같이, 제1이미지(2500)에서 필터(2300)의 제1영역(2310)과 대응되는 영역(2510)은 제1광원(2100)의 제1파장 대역의 출사광에 의한 광 신호 값에 따라 생성될 수 있다. 한편, 제1이미지(2500)에서 필터(2300)의 제2영역(2320)과 대응되는 영역(2520)과 제3영역(2330)과 대응되는 영역(2530)은 제1광원(2100)의 제1파장 대역의 출사광에 의한 광 신호 값이 얻어지지 않으므로, 필터(2300)의 제1영역(2310)에 대응되는 영역(2510)의 이미지를 보간하여 생성될 수 있다.

이와 마찬가지로, 도 15의 (2)에서 나타내는 바와 같이, 제2이미지(2600)에서 필터(2300)의 제2영역(2320)과 대응되는 영역(2620)은 제2광원(2100)의 제2파장 대역의 출사광에 의한 광 신호 값에 따라 생성될 수 있다.

한편, 제2이미지(2600)에서 필터(2300)의 제1영역(2310)과 대응되는 영역(2610)과 제3영역(2330)과 대응되는 영역(2630)은 제1광원(2100)의 제2파장 대역의 출사광에 의한 광 신호 값이 얻어지지 않으므로, 필터(2300)의 제2영역(2320)에 대응되는 영역(2620)의 이미지를 보간하여 생성될 수 있다.

이와 마찬가지로, 도 16의 (1)에서 나타내는 바와 같이, 제3이미지(2700)에서 필터(2300)의 제2영역(2320)과 대응되는 영역(2720)은 제2광원(2200)의 제2파장 대역의 출사광에 의한 광 신호 값에 따라 생성될 수 있다.

한편, 제3이미지(2700)에서 필터(2300)의 제1영역(2310)과 대응되는 영역(2710)과 제3영역(2330)과 대응되는 영역(2730)은 제2광원(2200)의 제2파장 대역의 출사광에 의한 광 신호 값이 얻어지지 않으므로, 필터(2300)의 제2영역(2320)에 대응되는 영역(2720)의 이미지를 보간하여 생성될 수 있다.

이와 마찬가지로, 도 16의 (2)에서 나타내는 바와 같이, 제4이미지(2800)에서 필터(2300)의 제3영역(2330)과 대응되는 영역(2830)은 제2광원(2200)의 제3파장 대역의 출사광에 의한 광 신호 값에 따라 생성될 수 있다. 한편, 제4이미지(2800)에서 필터(2300)의 제1영역(2310)과 대응되는 영역(2810)과 필터(2300)의 제2영역(2320)과 대응되는 영역(2820)은 제2광원(2200)의 제3파장 대역의 출사광에 의한 광 신호 값이 얻어지지 않으므로, 필터(2300)의 제3영역(2330)에 대응되는 영역(2830)의 이미지를 보간하여 생성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 특정 파장 대역의 광을 추정하기 위한 보간법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 임의의 방법이 사용될 수 있으며, 특정 실시예에 제한되지 않는다.

한편, 본 발명의 제3실시예의 현미경(30)에서는 제1광원(2100)과 제2광원(2200)은 교번하며 광을 출사하여, ⅰ) 제1이미지(2500)와 ⅱ) 제2 이미지(2600) 또는 제3이미지(2700) 중 적어도 하나와 ⅲ) 제4이미지(2800)가 합성된 3차원 이미지가 재생될 수 있다.

한편, 제1광원(2100)은 제1파장 대역의 광을 출사하는 제1-1광원모듈(예를 들어, LED)와 제2파장 대역의 광을 출사하는 제1-2광원모듈을 포함하는 복수의 광원모듈을 포함하여 구성될 수 있으며, 제2광원(2200)은 제2파장 대역의 광을 출사하는 제2-1광원모듈과 제3파장 대역의 광을 출사하는 제2-2광원모듈을 포함하는 복수의 광원모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 복수의 광원모듈은 소정의 간격으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.

이 경우, 제1이미지(2500)와 제2이미지(2600)가 동일한 시점(View)을 가질 수 있도록, 제1-1광원모듈의 제1파장 대역의 출사광과 제1-2광원모듈의 제2파장 대역의 출사광 중 적어도 하나를 가이드하는 제1광 가이드 소자(2110)가 추가될 수 있다.

이와 마찬가지로, 제3이미지(2700)와 제4이미지(2800)가 동일한 시점(View)을 가질 수 있도록, 제2-1광원모듈의 제2파장 대역의 출사광과 제2-2광원모듈의 제3파장 대역의 출사광 중 적어도 하나를 가이드하는 제2광 가이드 소자(2210)가 추가될 수 있다.

즉, 제1광 가이드 소자(2110)와 제2광 가이드 소자(2210)는 복수(2개 이상)의 광원모듈로 구성된 제1광원(2100)과 제2광원(2200)에서, 복수의 광원모듈 간의 이격 거리에 의해 제1이미지(2500)와 제2이미지(2600)의 시점이 달라지고 제3이미지(2700)와 제4이미지(2800)의 시점이 달라지는 것을 방지하기 위해, 제1광원(2100)의 복수의 광원모듈 각각의 광 경로나 이미지 센서(2400)의 촬상면에 조사되는 영역을 정렬시키는 기능과 제2광원(2200)의 복수의 광원모듈 각각의 광 경로나 이미지 센서(2400)의 촬상면에 조사되는 영역을 정렬시키는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 제1광 가이드 소자(2110)와 제2광 가이드 소자(2210)에 의해, 이미지 센서(2400)의 촬상면의 전체를 활용할 수 있어, 이미지 센서(2400)의 데이터가 손실되는 것을 방지할 수 있다.

제1광 가이드 소자(2110)와 제2광 가이드 소자(2210)에는 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 임의의 광학 소자가 사용될 수 있다. 일 예로, 제1광 가이드 소자(2110)와 제2광 가이드 소자(2210)는 핀홀(Pin hole) 구조를 포함하는 광학 소자일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

필터(2300)는 제1광원(2100)과 이미지 센서(2400)의 사이의 광 경로에 위치할 수 있고 이와 동시에 제2광원(2200)과 이미지 센서(2400)의 사이의 광 경로에 위치할 수 있다. 상술한 바와 같이, 필터(2300)는 제1광원(2100)의 제1파장 대역의 출사광, 제1광원(2100)과 제2광원(2200)의 제2파장 대역의 출사광, 및 제2광원(2200)의 제3파장 대역의 출사광을 선택적으로 투과시키는 기능을 수행할 수 있다.

필터(2300)의 제1영역(2310)은 복수의 제1단위 영역(2311)을 포함할 수 있고, 필터(2300)의 제2영역(2320)은 복수의 제2단위 영역(2321)을 포함할 수 있고, 필터(2300)의 제3영역(2330)은 복수의 제3단위 영역(2331)을 포함할 수 있다. 복수의 제1단위 영역(2311)과 복수의 제2단위 영역(2321)과 복수의 제3단위 영역(2331)은 일정한 패턴을 형성하며 배열될 수 있다.

일 예로, 복수의 제1단위 영역(2311) 각각과 복수의 제2단위 영역(2321) 각각과 복수의 제3단위 영역(2341) 각각은 이미지 센서(2400)의 중심축과 수직한 평면 상에서 보았을 때, 상호 오버랩되지 않으며 격자점이 수직한 복수의 x축과 복수의 y축을 따라 배열될 수 있다.

일 예로, 복수의 x축 중 일부 x축에는 복수의 제1단위 영역(2311)과 복수의 제2단위 영역(2321)이 상호 교번하며 배열될 수 있고, 복수의 x축 중 나머지 x축에는 복수의 제2단위 영역(2321)과 복수의 제3단위 영역(2331)이 상호 교번하며 배열될 수 있고, 복수의 x축 중 복수의 제1단위 영역(2311)이 속한 일부 x축과 복수의 x축 중 복수의 제3단위 영역(2331)이 속한 나머지는 x축은 y축 방향으로 상호 교번하며 배열될 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 제3실시예의 현미경(30)은 광학적 설계 요청에 따라 다양한 광학적 구조를 가지는 필터(2300)를 포함할 수 있다.

한편, 필터(2300)는 이미지 센서(2400)의 촬상면에 결합되어 일체로 형성(일체로 패키징)될 수 있다. 이 경우, 필터(2300)는 이미지 센서(2400)의 촬상면에 코팅되어 일체로 형성될 수 있다. 또한, 도 13에서 도시된 바와 다르게, 검체는 필터(1300)와 실질적으로 접하도록 배치될 수도 있다.

이미지 센서(2400)에는 필터(2300)를 투과한 제1광원(2100)의 제1파장 대역의 출사광과 제1광원(2100)의 제2파장 대역의 출사광과 제2광원(2200)의 제2파장 대역의 출사광과 제2광원(2200)의 제3파장 대역의 출사광이 조사될 수 있다. 이미지 센서(2400)에는 조사된 광을 이미지로 변환할 수 있는 임의의 센서가 사용될 수 있다. 일 예로, 이미지 센서(2400)는 CMS 센서가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이미지 센서(2400)는 이미지 처리 유닛(Image processor unit)에서 제1광원(2100)의 제1파장 대역의 출사광의 광 신호 값을 직접 이용하거나 이를 보간하여 제1이미지(2500)를 생성할 수 있고, 제1광원(1100)의 제2파장 대역의 출사광의 광 신호 값을 직접 이용하거나 이를 보간하여 제2이미지(2600)를 생성할 수 있고, 제2광원(2200)의 제2파장 대역의 출사광의 광 신호 값을 직접 이용하거나 이를 보간하여 제3이미지(2700)를 생성할 수 있고, 제2광원(2200)의 제3파장 대역의 출사광의 광 신호 값을 직접 이용하거나 이를 보간하여 제4이미지(2800)를 생성할 수 있다. 본 발명의 제3실시예의 현미경(30)에서는 ⅰ) 제1이미지(2500)와 ⅱ) 제2이미지(2600) 또는 제3이미지(2700) 중 적어도 하나와 ⅲ) 제4이미지(2800)가 합성된 3차원 이미지가 재생될 수 있다.

이하, 도 17을 참조하여, 본 발명의 제3실시예의 현미경(30)에서 3차원 이미지가 재생되는 것을 설명한다.

본 발명의 제3실시예의 현미경(30)에서는 컬러 구현을 위한 제1이미지(2500)와 제2이미지(2600)와 제3 이미지(2700)와 제4이미지(2800)가 모두 생성되어, 관찰자는 ⅰ) 제1이미지(2500)와 ⅱ) 제2이미지(2600) 또는 제3이미지(2700) 중 적어도 하나와 ⅲ) 제4이미지(2800)가 합성된 고해상도 컬러의 3차원 이미지를 인식할 수 있다.

일 예로, 본 발명의 제3실시예의 현미경(30)에서는 이미지 센서(2400)에서 R(Red)-G(Green) 페어(Pair)의 제1이미지(2500)와 제3이미지(2700)와 G(Green)-B(Blue) 페어(Pair)의 제2이미지(2600)와 제4이미지(2800)를 교번하며 반복적으로 생성할 수 있다.

따라서 본 발명의 제3실시예의 현미경(30)에서는 2개의 프레임의 R(Red)-G(Green) 페어(Pair) 이미지와 G(Green)-B(Blue) 페어(Pair) 이미지를 단계적으로 합성하여 3차원 이미지를 연속적으로 생성(제1 및 제2프레임 합성, 제2 및 제3프레임 합성, 제3 및 제4프레임 합성?)함으로써, 이미지 센서(2300)의 풀프레임을 활용하는 동시에 고해상도 컬러가 구현된 3차원 이미지를 실시간으로 재생할 수 있다.

다만, 본 발명의 제3실시예의 현미경(30)의 제1이미지(2500)와 제2이미지(2600)와 제3이미지(2700)의 합성 방법이 상술한 합성 방법으로 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 임의의 합성 방법이 사용될 수 있다.

상술한 바에 따드면, 본 발명의 제3실시예의 현미경(30)에서는 고해상도 컬러의 3차원 이미지를 실시간으로 재생할 수 있고, 그 결과, 검체의 빠른 움짐임과 색감을 모두 구현하여 관찰의 정밀성과 정확성을 높일 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 제3실시예의 제1광원(2100)과 제2광원(2200)도 본 발명의 제1실시예의 제1광원(100)과 제2광원(200)과 마찬가지로 이미지 센서(2400)의 중심축을 기준으로 대칭으로 배치될 수 있으며, 관찰자의 취사 선택에 따라 다양한 각도에서 3차원 이미지를 재생하기 위해 복수의 제1단위 광원(미도시)과 복수의 제2단위 광원(미도시)을 포함할 수 있다.

이 경우, 본 발명의 제3실시예의 복수의 제1단위 광원과 복수의 제2광원의 배열에는 본 발명의 제1실시예의 복수의 제1단위 광원(110)과 복수의 제2단위 광원(210)의 배열이 유추 적용될 수 있다.

나아가 본 발명의 제3실시예의 현미경(30)에도 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)과 같이, 보조 편광 필터(미도시)와 제1광학 소자(미도시)와 제2광학 소자가 추가될 수 있다.

이 경우, 본 발명의 제3실시예의 현미경(30)의 보조 편광 필터와 제1광학 소자와 제2광학 소자의 구조, 배치 및 광학적 특성 등에는 본 발명의 제1실시예의 현미경(10)의 보조 편광 필터(700)와 제1광학 소자(800)와 제2광학 소자(900)의 구조, 배치 및 광학적 특성 등이 유추 적용될 수 있다.

한편, 본 발명의 제3실시예의 현미경(30)에서는 제1광원(2100)과 필터(2300) 사이의 광 경로와 제2광원(2200)과 필터(2300) 사이의 광 경로에 하나 이상의 광학 렌즈로 이루어진 렌즈 모듈(Lens module)이 배치될 수 있다. 제1광원(2100)의 출사광과 제2광원(2200)의 출사광을 필터(2300) 및 이미지 센서(2400)의 유효 영역에 포커싱시키기 위함이다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (16)

1. 제1파장 대역의 광을 연속적으로 출사하는 제1광원과 상기 제1광원과 이격되어 배치되고 제2파장 대역의 광을 연속적으로 출사하는 제2광원;
   상기 제1광원의 출사광과 상기 제2광원의 출사광이 조사되는 이미지 센서; 및
   상기 제1광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로와 상기 제2광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로에 위치하는 필터를 포함하고,
   상기 필터의 영역은 상기 제1파장 대역의 광이 투과하는 제1영역과, 상기 제2파장 대역의 광이 투과하는 제2영역을 포함하고,
   상기 필터의 제1영역은 복수의 제1단위 영역을 포함하고, 상기 제2영역은 복수의 제2단위 영역을 포함하고,
   상기 복수의 제1단위 영역 각각과 상기 복수의 제2단위 영역 각각은 상기 이미지 센서의 중심축과 수직한 평면 상에서 보았을 때, 상호 오버랩되지 않으며 상호 교번하며 배열되고,
   하나의 프레임에서 상기 제1광원의 상기 제1파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제1이미지와 상기 제2광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제2이미지가 합성된 3차원 이미지가 재생되는 현미경.
   
2. 제1파장 대역의 광을 연속적으로 출사하는 제1광원과 상기 제1광원과 이격되어 배치되고 제2파장 대역의 광을 연속적으로 출사하는 제2광원;
   상기 제1광원의 출사광과 상기 제2광원의 출사광이 조사되는 이미지 센서; 및
   상기 제1광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로와 상기 제2광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로에 위치하는 필터를 포함하고,
   상기 필터의 영역은 상기 제1파장 대역의 광이 투과하는 제1영역과, 상기 제2파장 대역의 광이 투과하는 제2영역을 포함하고,
   상기 제1광원과 상기 제2광원은 상호 다른 편광축을 가지는 광을 출사하고, 상기 필터의 제1영역은 상기 제1광원의 편광축을 가지는 광을 투과시키고, 상기 필터의 제2영역은 상기 제2광원의 편광축을 가지는 광을 투과시키고,
   하나의 프레임에서 상기 제1광원의 상기 제1파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제1이미지와 상기 제2광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제2이미지가 합성된 3차원 이미지가 재생되는 현미경.
   
3. 제1파장 대역의 광을 연속적으로 출사하는 제1광원과 상기 제1광원과 이격되어 배치되고 제2파장 대역의 광을 연속적으로 출사하는 제2광원;
   상기 제1광원의 출사광과 상기 제2광원의 출사광이 조사되는 이미지 센서; 및
   상기 제1광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로와 상기 제2광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로에 위치하는 필터를 포함하고,
   상기 필터의 영역은 상기 제1파장 대역의 광이 투과하는 제1영역과, 상기 제2파장 대역의 광이 투과하는 제2영역을 포함하고,
   상기 제1광원은 복수의 제1단위 광원을 포함하고, 상기 제2광원은 복수의 제2단위 광원을 포함하고, 상기 복수의 제1단위 광원과 상기 복수의 제2단위 광원은 상기 이미지 센서의 중심축을 기준으로 대칭으로 배치되고,
   상기 복수의 제1단위 광원은 상기 이미지 센서의 중심축과 수직한 제1축과 상기 이미지 센서의 중심축과 수직하고 상기 제1축과 수직한 제2축에 배열되고, 상기 복수의 제2단위 광원은 상기 이미지 센서의 중심축과 수직하고 상기 제2축과 수직한 제3축과 상기 이미지 센서의 중심축과 수직하고 상기 제3축과 수직한 제4축을 따라 배열되고,
   하나의 프레임에서 상기 제1광원의 상기 제1파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제1이미지와 상기 제2광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제2이미지가 합성된 3차원 이미지가 재생되는 현미경.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 제1광원과 상기 제2광원과 상기 필터 사이의 광 경로에 배치되는 렌즈 모듈을 더 포함하는 현미경.
   
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 제1광원과 상기 제2광원과 상기 필터 사이의 광 경로에 배치되는 하프 미러 또는 다이크로익 필터를 더 포함하는 현미경.
   
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 제1이미지에서 상기 필터의 제2영역과 대응되는 부분의 이미지는 상기 필터의 제1영역에 대응되는 부분의 이미지를 보간하여 생성되고, 상기 제2이미지에서 상기 필터의 제1영역과 대응되는 부분의 이미지는 상기 필터의 제2영역과 대응되는 부분의 이미지를 보간하여 생성되는 현미경.
   
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1광원은 복수의 제1단위 광원을 포함하고, 상기 제2광원은 복수의 제2단위 광원을 포함하고, 상기 복수의 제1단위 광원과 상기 복수의 제2단위 광원은 상기 이미지 센서의 중심축을 기준으로 대칭으로 배치되는 현미경.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 복수의 제1단위 광원과 상기 복수의 제2단위 광원 중 하나는 우측에 위치하고, 나머지 하나는 좌측에 위치하는 현미경.
   
9. 삭제
10. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 제1단위 광원과 상기 복수의 제2단위 광원 중 하나는 상기 이미지 센서의 중심축을 기준으로 방사상으로 연장되는 복수의 축 중 일부에 배열되고, 나머지 하나는 상기 이미지 센서의 중심축을 기준으로 방사상으로 연장되는 복수의 축 중 나머지에 배열되는 현미경.
    
11. 제1광원과 상기 제1광원과 이격되어 배치되는 제2광원;
    상기 제1광원의 출사광과 상기 제2광원의 출사광이 조사되는 이미지 센서; 및
    상기 제1광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로와 상기 제2광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로에 위치하는 필터를 포함하고,
    상기 제1광원은 제1파장 대역의 광과 제2파장 대역의 광을 교번하며 출사하고, 상기 제2광원은 제3파장 대역의 광을 연속적으로 출사하고,
    상기 필터의 영역은 상기 제1파장 대역의 광이 투과하는 제1영역과 상기 제2파장 대역의 광이 투과하는 제2영역과 상기 제3파장 대역의 광이 투과하는 제3영역을 포함하고,
    상기 제1광원의 상기 제1파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제1이미지와 상기 제1광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제2이미지와 상기 제2광원의 상기 제3파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제3이미지가 합성된 3차원 이미지가 재생되는 현미경.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1파장 대역, 상기 제2파장 대역, 상기 제3파장 대역은 컬러화를 위한 세가지 색상의 파장 대역이고, 상기 현미경은 상기 제1이미지와 상기 제2이미지와 상기 제3이미지가 합성된 컬러의 3차원 이미지가 재생되는 현미경.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 제1광원은 상기 제1파장 대역의 광을 출사하는 제1-1광원모듈과 상기 제2파장 대역의 광을 출사하는 제1-2광원모듈을 포함하고,
    상기 현미경은 상기 제1이미지와 상기 제2이미지가 동일한 시점을 가지도록, 상기 제1-1광원모듈의 제1파장 대역의 출사광과 상기 제1-2광원모듈의 제2파장 대역의 출사광 중 적어도 하나를 가이드하는 광 가이드 소자를 더 포함하는 현미경.
    
14. 제1광원과 상기 제1광원과 이격되어 배치되는 제2광원;
    상기 제1광원의 출사광과 상기 제2광원의 출사광이 조사되는 이미지 센서; 및
    상기 제1광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로와 상기 제2광원과 상기 이미지 센서 사이의 광 경로에 위치하는 필터를 포함하고,
    상기 제1광원은 제1파장 대역의 광과 제2파장 대역의 광을 교번하며 출사하고, 상기 제2광원은 상기 제2파장 대역의 광과 제3파장 대역의 광을 교번하며 출사하고,
    상기 필터의 영역은 상기 제1파장 대역의 광이 투과하는 제1영역과 상기 제2파장 대역의 광이 투과하는 제2영역과 상기 제3파장 대역의 광이 투과하는 제3영역을 포함하고,
    ⅰ) 상기 제1광원의 상기 제1파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제1이미지와 ⅱ) 상기 제1광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제2이미지 또는 상기 제2광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제3이미지 중 적어도 하나와 ⅲ) 상기 제2광원의 상기 제3파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제4이미지가 합성된 3차원 이미지가 재생되는 현미경.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 제1파장 대역, 상기 제2파장 대역, 상기 제3파장 대역은 컬러화를 위한 세가지 색상의 파장 대역이고, 상기 현미경은 ⅰ) 상기 제1광원의 상기 제1파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제1이미지와 ⅱ) 상기 제1광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제2이미지 또는 상기 제2광원의 상기 제2파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제3이미지 중 적어도 하나와 ⅲ) 상기 제2광원의 상기 제3파장 대역의 출사광에 의해 생성되는 제4이미지가 합성된 컬러의 3차원 이미지가 재생되는 현미경.
    
16. 제14항에 있어서,
    상기 제1광원은 상기 제1파장 대역의 광을 출사하는 제1-1광원모듈과 상기 제2파장 대역의 광을 출사하는 제1-2광원모듈을 포함하고,
    상기 제2광원은 상기 제2파장 대역의 광을 출사하는 제2-1광원모듈과 상기 제3파장 대역의 광을 출사하는 제2-2광원모듈을 포함하고,
    상기 현미경은,
    상기 제1이미지와 상기 제2이미지가 동일한 시점을 가지도록, 상기 제1-1광원모듈의 제1파장 대역의 출사광과 상기 제1-2광원모듈의 제2파장 대역의 출사광 중 적어도 하나를 가이드하는 제1광 가이드 소자; 및
    상기 제3이미지와 상기 제4이미지가 동일한 시점을 가지도록, 상기 제2-1광원모듈의 제2파장 대역의 출사광과 상기 제2-2광원모듈의 제3파장 대역의 출사광 중 적어도 하나를 가이드하는 제1광 가이드 소자를 더 포함하는 현미경.

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