KR102240754B1 - 다중 촬상 채널 광학 감지를 구비한 광학 촬상 시스템 - Google Patents

다중 촬상 채널 광학 감지를 구비한 광학 촬상 시스템 Download PDF

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Abstract

주입 튜브와 함께 사용하기 위한 광학 촬상 시스템은 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 발산하기 위한 적어도 하나의 광원; 챔버의 제1 부분을 통해 투과되는 제1 스펙트럼 광, 챔버의 제2 부분을 통해 투과되는 제2 스펙트럼 광, 또는 챔버의 제3 부분을 통해 투과되는 제3 스펙트럼 광 중 적어도 2개를 수신하고 투과시키기 위한 단일 렌즈를 포함하는 광학 시스템을 포함한다. 시스템은 렌즈로부터 스펙트럼들 중 적어도 2개를 수신하고, 스펙트럼들 중 적어도 2개를 특징짓는 데이터를 발생시켜서 송신하는 센서를 포함한다. 시스템은 컴퓨터 판독 가능 지시를 저장하는 메모리 요소, 및 데이터를 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 및 제3 부분의 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 2개를 발생시키기 위해 지시를 실행하는 프로세서를 포함한다.

Description

다중 촬상 채널 광학 감지를 구비한 광학 촬상 시스템 {OPTICAL IMAGING SYSTEM WITH MULTIPLE IMAGING CHANNEL OPTICAL SENSING}
본 개시내용은 색 멀티플렉싱을 구비한 주입 펌프에 관한 것이고, 특히 펌프는 펌프의 복수의 구분된 부분들에 대한 구분된 화상을 제공하기 위한 단일 컬러 화상 센서의 사용을 가능케 하기 위해, 단일 또는 다중 광원, 단일 렌즈, 거울, 및 빔 조합기를 사용한다.
단색성 화상 센서는 대체로 컬러 화상 센서보다 더 저렴하다. 그러나, 동시에 수신되는 다중 화상에 대해, 단색성 센서는 종래의 신호 처리를 사용해서는, 각각의 화상을 분리하기 위해, 예를 들어, 각각의 화상을 발생시키거나, 디스플레이하거나, 그에 대해 작동하기 위해 사용될 수 없다. 예를 들어, 단색성 센서 내의 화소가 광을 수신하면, 센서는 각각의 화상들 중 어느 것에 광이 관련되는 지를 결정할 수 없다.
본원에서 예시되는 태양에 따르면, 적하 튜브를 구비한 제1 부분, 출구 포트를 구비한 제2 부분, 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 위치된 제3 부분을 포함하는 적하 챔버를 갖는 주입 튜브와 함께 사용하기 위한 광학 촬상 시스템이 제공되고, 광학 촬상 시스템은 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 발산하기 위한 적어도 하나의 광원; 및 제1 부분을 통해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 부분을 통해 투과되는 광의 제2 스펙트럼, 또는 제3 부분을 통해 투과되는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하고 투과시키기 위한 단일 렌즈를 포함하는 광학 시스템을 포함한다. 광학 시스템은 단일 렌즈로부터 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하고, 단일 렌즈로부터 수신된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 특징짓는 데이터를 발생시켜서 송신하기 위한 단일 화상 센서를 포함한다. 촬상 시스템은 컴퓨터 실행 가능 지시를 저장하기 위한 메모리 요소; 및 데이터를 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분의 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 2개를 발생시키기 위해, 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.
본원에서 예시되는 태양에 따르면, 적하 튜브를 구비한 제1 부분, 출구 포트를 구비한 제2 부분, 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 위치된 제3 부분을 포함하는 적하 챔버를 갖는 주입 튜브와 함께 사용하기 위한 광학 촬상 시스템이 제공되고, 광학 촬상 시스템은 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 발산하기 위한 단일 광원; 및 제1 부분을 통해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 부분을 통해 투과되는 광의 제2 스펙트럼, 및 제3 부분을 통해 투과되는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하고 투과시키기 위한 단일 렌즈, 및 단일 렌즈로부터 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하고, 단일 렌즈로부터 수신된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 특징짓는 데이터를 발생시켜서 송신하기 위한 단일 컬러 화상 센서를 포함하는 광학 시스템을 포함한다. 촬상 시스템은 컴퓨터 실행 가능 지시를 저장하기 위한 메모리 요소, 및 데이터를 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분의 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 2개를 발생시키기 위해, 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.
본원에서 예시되는 태양에 따르면, 적하 튜브를 구비한 제1 부분, 출구 포트를 구비한 제2 부분, 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 위치된 제3 부분을 포함하는 적하 챔버를 갖는 주입 튜브와 함께 사용하기 위한 광학 촬상 시스템이 제공된다. 광학 촬상 시스템은 광의 제1 스펙트럼만을 발산하기 위한 제1 광원, 광의 제2 스펙트럼만을 발산하기 위한 제2 광원, 또는 광의 제3 스펙트럼만을 발산하기 위한 제3 광원 중 적어도 하나; 및 제1 부분을 통해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 부분을 통해 투과되는 광의 제2 스펙트럼, 및 제3 부분을 통해 투과되는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 수신하고 투과시키기 위한 단일 렌즈를 포함하는 광학 시스템을 포함한다. 광학 시스템은 단일 렌즈로부터 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 수신하고, 단일 렌즈로부터 수신된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 특징짓는 데이터를 발생시켜서 송신하기 위한 단일 컬러 화상 센서를 포함한다. 촬상 시스템은 컴퓨터 실행 가능 지시를 저장하기 위한 메모리 요소, 및 데이터를 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분의 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 하나를 발생시키기 위해, 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼은 서로 중첩하는 파장이 없다.
본원에서 예시되는 태양에 따르면, 적하 튜브를 구비한 제1 부분, 출구 포트를 구비한 제2 부분, 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 위치된 제3 부분을 포함하는 적하 챔버를 갖는 주입 튜브를 촬상하는 방법이 제공되고, 방법은 컴퓨터 실행 가능 지시를 메모리 요소 내에 저장하는 단계; 적어도 하나의 광원으로부터 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 발산하는 단계; 단일 렌즈를 사용하여, 제1 부분을 통해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 부분을 통해 투과되는 광의 제2 스펙트럼, 또는 제3 부분을 통해 투과되는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하고 투과시키는 단계; 단일 화상 센서를 사용하여, 단일 렌즈로부터 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하는 단계; 단일 화상 센서를 사용하여, 단일 렌즈로부터 수신된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 특징짓는 데이터를 발생시켜서 송신하는 단계; 및 데이터를 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분의 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 2개를 발생시키기 위해, 적어도 하나의 프로세서를 사용하여 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하는 단계를 포함한다.
본원에서 예시되는 태양에 따르면, 적하 튜브를 구비한 제1 부분, 출구 포트를 구비한 제2 부분, 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 위치된 제3 부분을 포함하는 적하 챔버를 갖는 주입 튜브를 촬상하는 방법이 제공되고, 방법은 메모리 요소 내에 컴퓨터 실행 가능 지시를 저장하는 단계; 단일 광원을 사용하여, 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 발산하는 단계; 단일 렌즈를 사용하여, 제1 부분을 통해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 부분을 통해 투과되는 광의 제2 스펙트럼, 또는 제3 부분을 통해 투과되는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하고 투과시키는 단계; 단일 컬러 화상 센서를 사용하여, 단일 렌즈로부터 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하는 단계; 단일 컬러 화상 센서를 사용하여, 단일 렌즈로부터 수신된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 특징짓는 데이터를 발생시켜서 송신하는 단계; 및 데이터를 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분의 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 2개를 발생시키기 위해, 적어도 하나의 프로세서를 사용하여 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하는 단계를 포함한다.
본원에서 예시되는 태양에 따르면, 적하 튜브를 구비한 제1 부분, 출구 포트를 구비한 제2 부분, 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 위치된 제3 부분을 포함하는 적하 챔버를 갖는 주입 튜브를 촬상하는 방법이 제공되고, 방법은 메모리 요소 내에 컴퓨터 실행 가능 지시를 저장하는 단계; 및 제1 광원만을 사용한 광의 제1 스펙트럼, 제2 광원만을 사용한 광의 제2 스펙트럼, 또는 제3 광원만을 사용한 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 발산하는 단계를 포함한다. 방법은 단일 렌즈를 사용하여, 제1 부분을 통해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 부분을 통해 투과되는 광의 제2 스펙트럼, 또는 제3 부분을 통해 투과되는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 수신하고 투과시키는 단계; 단일 컬러 화상 센서를 사용하여, 단일 렌즈로부터 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 수신하는 단계; 단일 컬러 화상 센서를 사용하여, 단일 렌즈로부터 수신된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 특징짓는 데이터를 발생시켜서 송신하는 단계; 및 데이터를 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분의 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 하나를 발생시키기 위해, 적어도 하나의 프로세서를 사용하여 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하는 단계를 포함한다. 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 및 제3 스펙트럼은 서로 중첩하는 파장이 없다.
본 발명의 특질 및 작동 모드가 이제 첨부된 도면과 함께 취해지는 본 발명의 다음의 상세한 설명에서 더 완전하게 설명될 것이다.
도 1은 주입 펌프에 대한 정의의 개략도이다.
도 2는 광학 촬상 시스템을 구비한 주입 펌프의 개략적인 블록 선도이다.
도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시된 조명 시스템의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 광학 시스템에 대한 실시예의 개략도이다.
도 5a 내지 도 5c는 촬상 처리 정의를 도시한다.
도 6은 액적의 외측 경계 내에 적어도 부분적으로 포함된 원을 포함하는 액적의 화상을 도시한다.
도 7은 광학 촬상 시스템을 구비한 펌프의 작동을 도시하는 흐름도이다.
도 8a 및 도 8b는 중력 벡터를 결정하기 위한 작동을 구현하는 펌프에 대한 개략적인 세부이다.
도 9a 및 도 9b는 광 주입을 사용하는 펌프의 개략적인 세부이다.
도 10a 및 도 10b는 메니스커스 검출 배열을 구비한 펌프의 개략적인 세부이다.
도 11은 1차 및 2차 구성의 각각의 광학 촬상 시스템을 구비한 2개의 주입 펌프의 개략적인 블록 선도이다.
도 12는 광학 촬상 시스템을 구비한 펌프의 작동을 도시하는 상위 수준 블록 선도이다.
도 13은 광학 촬상 시스템을 구비한 펌프에 대한 예시적인 신호 처리 및 피드백 제어를 도시하는 블록 선도이다.
도 14는 광학 촬상 시스템을 구비한 펌프 내에서의 예시적인 디지털 필터링을 도시하는 블록 선도이다.
도 15는 광학 촬상 시스템을 구비한 펌프 내에서의 예시적인 공간 필터링의 개략도이다.
도 16은 다중 촬상 채널 광학 감지 및 단일 광원을 구비한 광학 촬상 시스템의 개략도이다.
도 17은 다중 촬상 채널 광학 감지 및 단일 광원을 구비한 광학 촬상 시스템의 개략도이다.
도 18은 다중 촬상 채널 광학 감지 및 단일 광원을 구비한 광학 촬상 시스템의 개략도이다.
도 19는 다중 촬상 채널 광학 감지 및 다중 광원을 구비한 광학 촬상 시스템의 개략도이다.
도 20은 2채널 광학 촬상 및 단일 광원을 구비한 광학 촬상 시스템의 개략도이다.
먼저, 상이한 도면들 상의 유사한 도면 부호들은 본 발명의 동일하거나 기능적으로 유사한 구조 요소를 식별함을 이해하여야 한다. 본 발명이 현재 바람직한 태양으로 간주되는 것에 대해 설명되지만, 청구되는 바와 같은 본 발명은 개시되는 태양으로 제한되지 않음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명은 설명되는 특정 방법, 재료, 및 변형으로 제한되지 않고, 이와 같이, 당연히 변경될 수 있음을 이해하여야 한다. 본원에서 사용되는 용어는 단지 특정 태양을 설명할 목적이고, 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되는 본 발명의 범주를 제한하도록 의도되지 않음을 또한 이해하여야 한다.
달리 정의되지 않으면, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 일반적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 임의의 방법, 장치, 또는 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 바람직한 방법, 장치, 및 재료가 이제 설명된다.
도 1은 주입 펌프에 대한 정의의 개략도이다.
도 2는 광학 촬상 시스템(102)을 구비한 주입 펌프(100)의 개략적인 블록 선도이다. 펌프(100)는 특수하게 프로그램된 마이크로 프로세서(104), 출력 튜브(108)에 연결하기 위한 적하 챔버(106), 및 적하 챔버로부터 유체 공급원(112), 예를 들어, IV 백으로 연결하기 위한 적하 튜브(110)를 포함한다. 적하 튜브는 적하 챔버 내에 배치된 단부(114)를 포함한다. 촬상 시스템은 조명 시스템(118) 및 광학 시스템(120)을 포함한다. 시스템(118)은 광을 적하 챔버의 벽(123)을 통해 적하 튜브의 단부로부터 현수된 유체의 액적(124)으로 또는 그 주위로 투과시키기 위한 조사 요소(122)를 포함하고, 예를 들어, 액적 및 단부(114) 중 하나 또는 모두가 조명된다. 시스템(118)은 또한 액적으로 투과되는 광의 조명 특성을 제어한다. 시스템(120)은, 예를 들어, 광학 센서(126)를 사용하여, 액적을 통해, 또는 단부(114)를 통해 또는 그 주위로 투과되는 광을 수신하고, 수신된 광에 관한 데이터(129)를 마이크로 프로세서로 송신한다. 펌프(100)는 펌핑 메커니즘(127)을 또한 포함한다. 일 실시예에서, 메커니즘은 상부 및 하부 유동 저항을 포함하고, 튜브(108)를 통해 유체를 변위시키기 위한 롤러와 같은 연동 액추에이터를 사용한다.
도 3a 내지 도 3f는 도 2의 시스템(118)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 시준 광학 시스템으로부터의 광선(128)들은 평행하다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 확산 조명 시스템으로부터의 광선(130)들은 조명 평면 상의 각각의 발산 지점으로부터 원추 형상 패턴으로 발산된다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 조명원(122)으로부터의 광선(132)들은 텔레센트릭 렌즈(134)를 통과하여, 선속(136)으로 형성된다. 선속(136) 내의 광선들은 거의 평행하다. 선속은 화상 에지의 예리한 해상도를 제공하고, 깊이 왜곡을 최소화한다. 도 3d에 도시된 바와 같이, 구조화된 조사 요소가 불요광 또는 미광을 제어하고 조명되는 대상의 에지를 강조하기 위해, 조명, 예를 들어, 광선(138)을 형상화한다. 구조화된 조사 요소는, 예를 들어, 광원으로부터 방출되는 광을 차단하거나 변경함으로써, 조명을 형상화하기 위해, 조명원과 조명되는 대상, 예를 들어, 액적(124) 사이에 배치된 장벽(139)을 포함할 수 있다.
도 3e는 스트라이프 패턴 측정 액적(124)을 투사하기 위한 레이저 간섭의 사용을 도시한다. 조명원(122)은 레이저 광원(187)을 포함한다. 광원(187)은 한번에 많은 스트라이프로 구성되거나 임의의 프린지(fringe)로 구성된 광 패턴을 투사한다. 이러한 기술은 동시에 액적(124)의 화상에 관한 다수의 샘플의 획득을 가능케 한다. 다른 관점에서 보면, 투사된 패턴은 대상의 표면 형상으로 인해 기하학적으로 왜곡되어 보인다. 일 실시예에서, 평행 스트라이프의 패턴이 사용되지만; 다른 패턴도 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 스트라이프의 변위는 대상의 표면, 예를 들어, 액적(124)의 표면 상의 세부의 3차원(3D) 좌표의 정확한 회수를 허용한다. 레이저 간섭은 레이저 빔(191)으로부터 2개의 넓고 평탄한 파면(189)과 함께 작용한다. 파면들의 간섭은 규칙적인 패턴, 등거리 라인 패턴, 또는 간섭 패턴(193)을 일으킨다. 상이한 패턴 크기가 빔들 사이의 각도를 변화시킴으로써 얻어질 수 있다. 방법은 무한한 심도를 갖는 매우 미세한 패턴의 정확하고 용이한 발생을 허용한다. 도 3e는 펌프(100)의 평면도이고, 광원(187)은 액적 튜브(110)에 대한 축(195) 둘레에서 방사상으로 배치되어 도시되어 있다. 그러나, 예를 들어, 축(195)에 대해 평행한, 펌프에 대한 광원(187)의 다른 구성이 가능함을 이해하여야 한다.
도 3f는 시스템(118) 내에서의 투사 렌즈(196)의 사용을 도시한다. 도 3f에서, 시스템(118) 조명원은 렌즈(196)를 통해 광(197)을 투과시킨다. 렌즈의 표면(198)은 표면 상에 패턴을 생성하기 위해, 본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 예를 들어, 에칭되거나 크롬 또는 다른 재료의 적층에 의해, 변형된다. 렌즈를 통과하는 광(197)은 액적(124) 상에 그리고 그 주위에 패턴의 화상을 투사한다. 일 실시예에서, 투사된 패턴(199)은 론키 룰링(Ronchi Ruling) 또는 론키 격자와 같은, 일정 간격 막대 및 공간 사각파의 형태이다.
구조화된 조사 요소를 위한 조명원은 시준형, 확산형, 또는 텔레센트릭일 수 있다. 구조화된 조명은 불요광 또는 미광을 제어하며, 화상 에지를 강조할 수 있다. 일 실시예에서, 조명 시스템은 텔레센트릭 조사 요소를 포함한다. 일 실시예에서, 조명 시스템은 구조화된 조사 요소를 포함한다.
도 2로 돌아가면, 마이크로 프로세서(104)는 데이터 처리 세그먼트(140), 및 데이터 획득 및 제어 세그먼트(142)를 포함한다. 펌프는 제어 패널(144), 예를 들어, 본 기술 분야에 공지된 임의의 그래픽 사용자 인터페이스를 또한 포함한다. 광학 시스템으로부터의 출력, 예를 들어, 센서(126)로부터의 데이터(129)는 세그먼트(142)로 입력된다. 패널(144) 또는 다른 작업자 입력부는 적하 챔버를 통한 원하는 유량, 및 약물 유형 및 치료 정보와 같은 다른 필수적인 데이터를 입력하기 위해 사용된다. 마이크로 프로세서(104)는 본 기술 분야의 공지된 임의의 마이크로 프로세서일 수 있다.
펌프(100)는 적하 챔버를 통해 출력 튜브로의 유체 유동을 측정하기 위해 그리고 마이크로 프로세서에 의해 제어되는 폐쇄 회로 펌프 제어 과정으로의 입력을 제공하기 위해, 단부(114)로부터 걸리거나 현수되는 액적인 매달린 액적의 광학 감지를 사용한다. 공급원(112)으로부터의 유체는 적하 튜브를 통해 적하 튜브의 단부(114)로 유동한다. 유체는 단부(114)에서 액적(124)을 형성하고, 아래에서 설명되는 적하 튜브 내의 상태가 적합할 때, 액적은 단부(114)로부터 떨어져서 적하 챔버 내의 유체(146)가 된다. 일반적으로, 매달린 액적은 튜브(108)를 통한 적하 챔버로부터의 액체(146)의 유출에 비례하여 체적이 증가한다. 즉, 시간 프레임 동안 매달린 액적의 체적 증가는 기간 내에 적하 챔버로부터 튜브(108)로 통과하는 액체의 체적과 동일하다. 이전의 관계는 다음의 가정에 기초한다: 공급원으로부터의 유체는 비압축성이고; 공급원(112), 적하 튜브, 적하 챔버, 튜브(108), 및 튜브(108)가 연결된 환자는 외부 대기에 대해 폐쇄된다. 액적 체적의 각각의 측정은 유체 체적 (또는 질량) 측정을 제공하기 위해 처리된다. 공지된 시간 간격에 걸친 액적 체적의 연속된 측정은 시스템을 통한 유체의 유량을 계산하기 위해 마이크로 프로세서에 의해 사용된다.
따라서, 일 실시예에서, 펌핑 메커니즘(127)의 작동은 적하 챔버를 통한 유동에 대한 원하는 설정점 및 적하 챔버를 통한 유체의 측정된 유량에 관한 데이터를 사용하여 마이크로 프로세서에 의해 제어된다. 예를 들어, 마이크로 프로세서는 원하는 유량을 측정된 유량과 비교하는 피드백 루프를 실행하고, 원하는 유량과 측정된 유량 사이의 임의의 편차를 교정하기 위해 펌핑 매커니즘을 조정한다.
도 4a 내지 4c는 광학 시스템(120)에 대한 실시예의 개략도이다. 도 4a 내지 도 4c에 도시된 실시예는, 예를 들어, 센서(126)에 의해 형성된 초점 평면 어레이 상에서의 액적(124)의 실제 공액 화상을 형성한다. 도 4a 및 도 4b는 각각 단일 렌즈(148) 또는 렌즈들의 조합(150)과 같은 굴절 광학 장치를 사용한다. 도 4c는 렌즈들의 조합(150)과 같은 굴절 광학 장치, 및 접힘 거울(152)과 같은 반사 광학 장치를 도시한다. 렌즈(148), 조합(150) 및 접힘 거울(152)은 본 기술 분야에 공지된 임의의 렌즈, 렌즈들의 조합, 또는 거울일 수 있다. 조합(150)은 도 4b 및 4c의 상이한 렌즈들을 포함할 수 있다.
도 2로 돌아가면, 일 실시예에서, 광학 센서(126)는, 전하 결합 장치(CCD), CMOS 검출기, 또는 CMOS 판독 집적 회로에 결합된 InGaAs와 같은 하이브리드 촬상 어레이를 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 본 기술 분야에 공지된 임의의 수단에 의해 형성된 초점 평면 어레이이다. 시스템(120)은 액적(124)의 위치 상에 초점이 맞춰진 렌즈(148)와 같은 광학 장치를 포함한다. 다른 광학 장치가 시스템(120) 내에서 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 일 실시예에서, 챔버(106)는 실질적으로 광학적으로 투명하고, 시스템(118)은 광을 챔버의 벽을 통해 광학 시스템, 예를 들어, 센서(126)로 지향시킨다. 광은 액적의 배경 또는 측면 조명을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템(102)은 액적(124) 및 초점 평면 어레이가 광학적으로 공액이고, 초점 평면 어레이가 액적의 실제 화상을 기록하도록, 구성된다. 촬상 시스템은 단일 액적의 성장 및 이탈을 관찰하기에 충분한 속도로 액적 화상을 포착한다.
일 실시예에서, 펌프(100)는 액적(124)을 촬상하는 것에 대한 2개의 주요 척도를 만족시킨다. 첫째로, 프레임 속도(초당 화상)는 액적이 크기가 성장하여 이탈할 때 화상들의 시퀀스를 포착하기에 충분하다. 둘째로, 노출 시간(광이 각각의 구체적인 화상에 대해 센서 상에서 수집되는 시간량)은 액적의 움직임을 정지시키기에 충분히 짧다. 펌프(100)는 선명한 에지 해상도, (액적을 가로지른 화소의 개수의 측면에서의) 충분한 배율, 및 글레어(glare)와 같은 최소 개수의 아티팩트를 갖는 화상을 발생시킨다.
일 실시예에서, 촬상 시스템(102) 및 마이크로 프로세서는 액적의 정확한 화상을 생성하고, 이는 그 다음 액적의 체적을 결정하기 위해 아래에서 설명되는 바와 같이 분석된다. 유체 액적이 균일한 밀도를 가지며, 임의의 버블(폐색물) 또는 혼입물이 무시하기에 충분히 작으므로, 일 실시예에서, 액적의 외측 표면만이 액적의 체적을 계산하기 위해 측정된다. 이전의 측정은 경계 표면을 정확하게 측정하기 위해 충분한 공간 해상도로 액적을 촬상함으로써 달성된다. 그 다음 이러한 경계에 걸친 수치 적분이 액적 체적을 제공한다.
도 5a 내지 5c는 촬상 처리 정의를 도시한다. 일 실시예에서, 기준/정렬 프레임 및 화상 스케일(mm당 화소)은, 도 5a에 도시된 바와 같이, 적하 튜브 오리피스의 단부 지점(114)을 위치시킴으로써 확립된다. 단부 지점은 공지된 크기를 갖고, 따라서 스케일 보정을 제공한다. 단부 지점은 또한 아래에서 설명되는 체적 계산 시에 사용되는 액적의 상부 경계를 나타낸다. 일 실시예에서, 액적의 정점(154)(고정된/기준 지점으로부터 가장 먼 지점)이 식별되어, 액적 체적의 결정 시에 사용된다. 예를 들어, 광학 시스템, 예를 들어, 센서(126)는 적하 튜브 내로 또는 그를 통해 투과되는 광을 수신하고, 수신된 광에 관한 데이터를 마이크로 프로세서로 송신한다. 일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 데이터를 사용하여 단부 지점(114)의 경계를 결정하고, 액적의 체적, 형상, 또는 위치를 결정하기 위한 기준 지점으로서 단부 지점(114)의 경계를 사용하기 위한 것이다.
일 실시예에서, 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 액적(124)에 대한 중력의 방향(중력 벡터(156))이 결정된다. 기준 지점, 예를 들어, 단부 지점(114)의 경계, 및 중력 벡터는 촬상 처리를 위한 기준 프레임을 확립하기 위해 사용된다.
일 실시예에서, 액적(124)의 체적은 데이터(129)를 수신하기 위해 마이크로 프로세서를 사용함으로써 계산되고, 데이터로부터 액적의 화상을 발생시킨다. 마이크로 프로세서는 액적의 경계(157)를 정의하기 위해 화상 내에 액적의 외측 에지를 위치시킨다. 마이크로 프로세서는 경계에 의해 에워싸인 영역을 적분하고, 축에 대한 액적의 대칭을 가정하여, 적하 튜브의 단부와 교차하는 액적에 대한 축(159)에 대하여 액적에 대한 회전 체적을 계산한다.
액적(124)의 체적의 상기 계산은 적어도 2개의 광범위한 접근법을 사용하여 계산될 수 있다. 경계 구속 체적(Boundary Constrained Volume)으로 불리며 도 5b에 도시된 제1 접근법은 총 체적을 계산하기 위해 액적 화상의 외측 위치를 사용한다. 화상으로부의 화소 데이터 각각의 수평 열(158)은 외측 좌측 및 우측 경계와 관련된다. 이러한 경계들 사이의 영역은 원형 디스크 체적(영역의 대칭 회전 체적)의 2차원 투사로서 처리된다. 액적 화상은 각각의 열의 체적을 합산함으로써 단부 지점(114)으로부터 정점까지 적분된다. 경계 구속 체적은 데이터의 각각의 열에 대한 최대 해상도를 얻는다.
제2 접근법은 윤곽 구속 체적(Fit Constrained Volume)으로 불리고, 도 5c에 도시되어 있다. 즉, 액적(124)의 체적은 액적의 경계 화상에 파라미터 함수를 맞추고, 다시, 회전 대칭을 가정하여 파라미터 함수를 적분함으로써, 결정된다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 다수의 가능한 맞춤 알고리즘이 있지만, 임의의 맞춤의 결과는 전체 경계(157)를 나타내는 가정된 함수에 대한 파라미터의 세트이다. 윤곽 구속 체적은 열의 세부를 매끄럽게 한다.
일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 데이터(129)로부터의 액적의 복수의 시간적으로 연속된 화상을 생성하고, 각각의 연속된 화상 내의 액적에 대한 각각의 체적을 계산하거나, 적하 튜브 단부로부터의 연속된 액적들의 이탈 사이의 각각의 기간을 계산한다. 시간적으로 연속된 화상들은 시간적 순서로 일정 기간에 걸쳐 취해지는 일련의 화상들을 의미한다. 마이크로 프로세서는 각각의 체적 또는 각각의 기간을 사용하여 액적의 체적에 대한 증가율을 계산한다. 위에서 기술된 바와 같이, 적하 튜브의 외부로의 유동은 액적의 체적의 증가와 실질적으로 동일하고; 그러므로, 적하 튜브 단부으로부터 이탈되는 액적들 사이의 기간은 연속된 액적들의 체적 증가에 대해 연관될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 마이크로 프로세서는, 예를 들어, 아래에서 그리고 위에서 설명되는 작동을 사용하여, 각각의 연속된 화상 내에서 액적에 대한 각각의 체적을 계산하고; 각각의 체적의 변화를 계산하고; 각각의 체적의 변화에 기초하여 출력 튜브로의 유체의 유량을 계산한다. 일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 계산된 유량을, 예를 들어 마이크로 프로세서 내에 저장된 원하는 유량과 매칭하기 위해 메커니즘(127)을 제어한다.
일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 액적의 체적에 대한 증가의 속도가, 예를 들어 마이크로 프로세서 내에 저장된 미리 결정된 값을 초과할 때, 자유 유동 경보, 또는 한도외 상태 경보를 발생시키기 위한 것이다. 일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 자유 유동 경보 또는 한도외 경보가 발생했을 때, 출력 튜브로의 유동을 차단하도록 메커니즘(127)을 작동시키기 위한 것이다. 일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 액적의 체적의 상승 속도가 미리 결정된 값 미만일 때, 하류 폐색 경보를 발생시킨다. 일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 액적이 규정된 기간 동안 적하 튜브의 단부로부터 존재하지 않음을 결정하고, 백 비어 있음 경보 또는 라인 내 공기 경보를 발생시킨다.
일 실시예에서, 펌프는 자유 유동 경보 또는 한도외 경보가 발생했을 때, 출력 튜브로의 유동을 차단하도록 메커니즘(127)을 작동시키기 위해 사용되는 프로세서(163)를 포함한다. 즉, 안전 및 여유 인자로서, 제2 마이크로 프로세서가 펌프 내에서 사용된다.
액적은 초기에 적하 챔버 내의 고정 지점, 예를 들어, 단부(114)로부터 걸려 있다. 일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 액적이 최대 체적에 도달한 때를 결정하는 수단으로서 액적이 적하 챔버 내의 고정 지점으로부터 이탈되는 때를 식별하기 위한 것이다. 마이크로 프로세서는 액적의 복수의 시간적으로 연속된 화상을 생성하고, 이러한 화상을 분석함으로써, 상기의 식별을 이룬다. 시간적으로 연속된 화상들은 시간적 순서로 일정 기간에 걸쳐 취해지는 일련의 화상들을 의미한다.
일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 각각의 연속된 화상 내에서, 경계 내의 각각의 지점, 예를 들어, 정점(154)을 식별하고, 단부 지점(114)으로부터의 각각의 지점의 거리를 결정한다. 마이크로 프로세서는 그 다음 연속되는 제2 화상 내의 위에서 기술된 거리가 연속되는 제1 화상 내의 거리보다 더 작은 액적의 2개의 연속된 화상들을 식별한다. 거리의 이러한 감소는 액적이 제1 화상과 제2 화상 사이의 간격 내에서 고정 지점으로부터 이탈되었음을 표시하며, 이는 또한, 제1 화상 내에서 액적이 최대 크기에 도달하였다는 것을 나타낸다. 마이크로 프로세서는 제1 화상을 사용하여 액적의 체적을 계산한다.
도 6은 액적의 외측 경계(164) 내에 적어도 부분적으로 포함된 원(162)을 포함하는 액적(124)의 화상(160)을 도시한다. 도 6은 윤곽 구속 체적 접근법의 구체적인 예를 도시한다. 일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 각각의 시간적으로 연속된 화상 내에서 각각의 원(162)을 식별한다. 원들은 시간적으로 연속된 화상들의 각각의 외측 경계(164)에 의해 부분적으로 한정된다. 마이크로 프로세서는 각각의 원에 대해, 적하 챔버 내의 고정 지점에 대한 각각의 위치를 식별하고, 데이터로부터 그리고 각각의 원을 사용하여 액적의 체적을 계산한다.
일 실시예에서, 상기 각각의 원에 대한 각각의 위치를 식별하는 단계는 액적의 최대 크기에 대응하는 화상, 예를 들어, 액적이 적하 튜브의 단부 지점으로부터 이탈하기 전의 최종 화상을 식별하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 마이크로 프로세서는 적하 챔버 내의 고정 지점으로부터의 가장 먼 거리에 있는 각각의 원 상의 각각의 지점, 예를 들어, 단부 지점(114)을 식별한다. 마이크로 프로세서는 그 다음 각각의 지점들 중 어느 것이 고정 지점으로부터 가장 먼 지를 결정하고, 고정 지점으로부터 가장 먼 각각의 지점을 포함하는 화상을 식별한다. 즉, 마이크로 프로세서는 최대 원을 갖는 액적을 식별함으로써 최대 액적을 식별한다. 일 실시예에서, 최대 액적은 고정 지점으로부터의 정점의 거리가 제1 화상을 바로 선행하는 제2 화상에 대한 고정 지점으로부터의 정점의 거리에 대해 감소하는 제1 화상을 결정함으로써 식별된다. 이러한 감소는 액적이 제1 화상과 제2 화상 사이의 간격 내에서 고정 지점으로부터 이탈되었음을 표시하고, 이는 또한 액적이 제1 화상 내에서 최대 크기에 도달했음을 표시한다. 마이크로 프로세서는 고정 지점으로부터 가장 먼 각각의 지점을 포함하는 화상을 사용하여 액적의 체적을 계산한다.
일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 각각의 외측 경계가 적하 챔버 내의 고정 지점으로부터 가장 먼 액적의 각각의 에지를 포함하고, 각각의 원이 각각의 에지를 포함하도록, 각각의 시간적 화상들에 대한 각각의 외측 경계를 식별한다. 즉, 마이크로 프로세서는 고정 지점, 예를 들어, 단부(114)로부터 가장 먼 원의 지점이 액적의 에지의 일부가 되도록, 위에서 설명된 원을 액적의 실제 에지와 정렬시킨다. 일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 각각의 에지에 대응하며 각각의 원 내의 각각의 원호를 포함하는 각각의 원호를 식별한다.
일 실시예에서, 액적의 최대 크기에 대응하는 화상, 예를 들어, 액적이 적하 튜브의 단부 지점으로부터 이탈하기 전의 최종 화상을 식별하는 단계는 원의 중심점을 사용하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 마이크로 프로세서는 원에 대한 각각의 중심점(166)을 계산하고, 고정 지점, 예를 들어, 단부 지점(114)에 대한 중심점의 위치를 계산한다. 마이크로 프로세서는 그 다음 중심점들 중 어느 것이 고정 지점으로부터 가장 먼 지를 결정하고, 고정 지점으로부터 가장 먼 중심점을 포함하는 화상을 식별한다. 즉, 마이크로 프로세서는 최대 원을 갖는 액적을 식별함으로써 최대 액적을 식별한다. 마이크로 프로세서는 고정 지점으로부터 가장 먼 중심점을 포함하는 화상을 사용하여 액적의 체적을 계산한다.
도 7은 광학 촬상 시스템을 구비한 펌프(100)의 작동을 도시하는 흐름도이다. 도 7은 펌프(100)에 의해 사용 가능한 예시적인 알고리즘을 도시한다. 다른 알고리즘이 펌프에 의해 사용 가능함을 이해하여야 한다. 액적(124)의 화상은 이진 화상을 생성하기 위해 필터링되고 임계화된다. 필터 작업은 (격리된 글레어를 제거하기 위한) 중앙 필터링, (다크 노이즈(dark noise), 판독 노이즈, 화소 불균일성, 및 조명 불균일성으로 인한 노이즈 공급원을 제거하기 위한) 배경 및 화상 균일성 교정, 및 (회선(convolution) 또는 언샤프 마스킹(unsharp masking)과 같은 기술을 사용하는) 에지 선명화(edge definition)를 포함할 수 있다. 결과적인 화상은 이진 화상을 산출하도록 임계화된다. 이진 화상은 중간 회색조 값이 없는 검정 또는 백색인 값으로 구성된다. 화상은 또한 특징부 검출, 패턴 정합, 또는 라돈(Radon) 변환과 같은 변환 기술과 같은 기술을 사용하여, 기준 위치, 예를 들어, 단부 지점(114)을 찾기 위해 (상기 작업과 병렬로) 처리된다. 단부 지점 위치는 화상 마스크를 형성하기 위해 사용된다. 마스크는 추가의 처리를 위해 화상의 영역을 격리시킨다. 마스크의 사용은 연산 속도를 증가시키고, 아티팩트 정보를 추가로 처리되는 것으로부터 제거한다.
일 실시예에서, 이진화되고, 마스킹된 화상은 그 다음 극한 우측 및 좌측 경계를 찾기 위해 열마다 처리된다. 이러한 경계 구속 맞춤은 액적 에지 형상의 하나의 추정이다. 일 실시예에서, 화상은 또한 윤곽 구속 알고리즘을 사용하여 처리된다. 그러한 알고리즘은 위에서 그리고 아래에서 설명되는 바와 같이 액적 형상에 대한 가정에 기초하여 구속을 적용한다. 구속은 파라미터화된 구속 함수(들)과 이진화된 에지 화상들의 세트 사이의 오차를 최소화하기 위해 비선형 최소 자승 최적화 계획에서 사용된다.
2개의 상이한 에지 근사화가 경계 구속된 화상에 대해 윤곽 구속된 화상을 비교하는 에지 추정기(Edge Estimator) 알고리즘에 제공된다. 가장 간단한 예시에서, 화상들은 열마다 비교된다. 경계 구속된 화상들은 그가 소정의 파라미터(이러한 파라미터는 보정 중에 조정됨)보다 더 많이 윤곽 구속된 화상으로부터 벗어나지 않으면, "올바른" 결과인 것으로 간주된다. 편차가 너무 크면, 윤곽 구속된 화상으로부터의 값은 그러한 열에 대한 경계 구속된 화상의 값을 대체하기 위해 사용된다. 상기는 추정기를 뒷받침하는 개념을 예시하도록 의도된다. 실제 사용 시에, 더 정교한 알고리즘이 2개의 초기 추정치들 사이의 차이를 동시에 최적화하기 위해 사용된다. 그러한 알고리즘의 하나의 예는 칼만(Kalman) 필터이지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 친숙한 다른 알고리즘이 또한 이용될 수 있다.
에지 추정기로부터의 출력은 또한, 예를 들어 시간 의존적 중력 벡터를 계산하기 위해 사용되는 액적의 정점의 위치를 제공한다. 이러한 작업은 (변화를 계산하기 위해) 정점 값의 이전의 추정치에 대한 접근을 요구하고, 따라서 다수의 이전의 값들이 버퍼 내에 저장된다. 중력 벡터는 윤곽 구속된 에지 추정 알고리즘 내에서 사용되는 파라미터형 맞춤 기능들 중 일부에 대해 요구된다. 따라서, 중력 벡터는 에지 맞춤 알고리즘에 대한 피드백 루프 내에서 사용된다.
도 8a 및 도 8b는 중력 벡터(156)를 결정하기 위한 작업을 구현하는 펌프(100)에 대한 개략적인 세부이다. 일 실시예에서, 시스템(118)은 단부 지점(114) 및 액적(124)을 조명하고, 광학 시스템, 예를 들어, 센서(126)가 단부 지점으로부터 방출되는 광 및 액적으로부터 방출되는 광을 수신하고, 수신된 광에 관한 데이터(129)를 송신한다. 마이크로 프로세서는 데이터를 사용하여, 액적 및 적하 튜브의 단부의 각각의 화상을 발생시키고, 액적의 정점을 위치 결정하고, 정점은 적하 튜브의 단부로부터 가장 먼 거리에 있는 액적의 부분이다. 마이크로 프로세서는 정점의 위치를 사용하여, 적하 튜브의 단부에 대한 액적의 배향을 결정하고, 적하 튜브의 단부에 대한 액적의 배향을 사용하여, 적하 챔버의 배향을 계산한다. 일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 설정 지점, 예를 들어, 마이크로 프로세서 내에 저장된 수직선(plumb)에 대한 소정의 배향에 대해 적하 챔버의 배향을 비교하고, 배향이 설정 지점과 동일하거나 규정된 양만큼 설정 지점으로부터 변경되면, 한도외 상태 경보를 발생시킨다. 예를 들어, 적하 챔버가 수직선으로부터 너무 멀리 있으면, 펌프(100)의 작동은 훼손될 수 있고, 경보가 발생된다.
예를 들어, 도 8a에서, 액적의 실제 배향에 대한 선(168)과 적하 챔버에 대한 축(170)은 일직선이다. 액적이 반드시 중력과 정렬되어야 하므로 (수직이어야 하므로), 적하 챔버는 도 8a에서 수직 배향이다. 또한, 선(168)은 중력 벡터(156)와 정렬된다. 도 8b에서, 선(168, 170)들은 일직선이 아니고, 적하 챔버는 수직이 아니다. 따라서, 일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 선(168, 170)들을 발생시키고, 선들의 각각의 위치 또는 배향을 비교한다. 즉, 마이크로 프로세서는 중력 벡터에 대한 적하 챔버의 배향을 계산한다. 일 실시예에서, 데이터(129)가 일정 기간에 걸쳐 각각의 화상들(시간적으로 순차적인 화상들)을 발생시키기 위해 사용될 때, 중력 벡터는 적하 튜브의 단부 및 액적의 화상 내에서, 매달린 액적이 시간에 걸쳐 성장할 때 그의 정점의 위치를 측정하고, 일련의 이러한 측정들에 걸쳐 정점들의 시간 의존적인 방향 변화를 추적함으로써, 결정된다. 일 실시예에서, 단부(114)의 경계는 위에서 설명된 바와 같이 계산되고, 경계는 액적 및/또는 적하 챔버의 배향을 계산하기 위한 기준 평면으로서 사용된다.
일 실시예에서, 조명 시스템은 적하 튜브의 단부 및 액적을 조명하는 광의 조명 특성을 제어하고, 마이크로 프로세서는 위에서 설명된 바와 같이, 예를 들어, 각각의 화상으로부터 적하 튜브의 단부 및 액적의 각각의 경계를 식별하고; 각각의 경계에 파라미터 함수를 맞추고; 액적의 체적을 얻기 위해 파라미터 함수를 적분한다.
일 실시예에서, 단부 지점 위치, 중력 벡터, 및 최적 에지 추정치는 위에서 설명된 "원형 디스크" 가정을 사용하여 에지 화상을 적분하는 체적 계산 루틴으로 입력된다. 적하 튜브의 단부의 위치는 적분의 상한을 결정하기 위해 사용되고, 중력 벡터는 (중력 벡터에 대해 직각인) 수평의 방향을 결정하기 위해 사용된다. 이러한 단부 및 중력 데이터 값은 알고리즘으로부터의 출력으로서 체적과 함께 제공된다. 일 실시예에서, 알고리즘은 또한 에지 맞춤의 파라미터 및 맞춤 변동과 같은 통계학적 데이터를 산출한다. 일 실시예에서, 선행 정보는 아래에서 설명되는 디지털 신호 처리 체인 내에서 사용된다.
다수의 방법이 측정된 화상에 대해 구속을 맞추기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, "매달린 액적" 접근법은 표면 장력에 대해 라플라스-영 방정식(LYE: Laplace-Young Equation)을 푸는 것을 포함한다. 접촉 지점(단부 지점)으로부터 걸린 액적은 (점성에 관련된) 표면 장력 및 중력의 균형에 의해 제어되는 형상을 갖는다. 가정은 액적이 평형 상태일 때에만 엄격하게 유효하고; (진동 또는 압력 변동으로 인한) 오실레이션이 라플라스-영 예측으로부터 액적 형상을 왜곡시킬 것이다. 그러나, 작은 오실레이션은 맞춤이 실패하게 하지 않을 것이고; 사실, 맞춤으로부터의 편차는 자체가 그러한 오실레이션의 존재의 양호한 표시이다.
일 실시예에서, 원형 허프 변환(CHT: Circular Hough Transform)은 액적의 만곡된 바닥을 나타내는 화상의 구성요소를 식별하기 위해 화상에 대해 사용된다. 엄격하게는 "맞춤"은 아니지만, CHT는 원의 반경의 값 및 원점에 의해 특징지어 지는 액적의 파라미터 표현을 제공한다. CHT 알고리즘은 화상의 수학적 변환 공간 내에서 결정되거나 적용되는 구속을 나타낸다. 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 친숙한 다른 널리 사용되는 변환은 푸리에(Fourier) 및 웨이블릿(wavelet) 변환과, 라돈 변환이다.
위에서 설명된 파라미터 맞춤 절차는 액적의 에지의 가능한 위치에 대해 강한 구속을 적용한다. 연속성의 가정(유체 에지가 충분히 짧은 거리에 걸쳐 그의 이웃으로부터 벗어날 수 없음), 및 액적 에지가 적하 튜브 오리피스에서 종결하는 요건과 함께, 절차는 위에서 설명된 바와 같이, 경계 구속된 화상을 증강시키고 교정하기 위해 사용된다. 다른 맞춤 절차는 본원에서 설명되는 것과 유사하게 작용한다.
도 9a 및 도 9b는 광 주입을 사용하는 펌프(100)의 개략적인 세부이다. 적하 튜브(110), 적하 챔버(106), 튜브(108), 액적(124), 촬상 시스템(120), 및 센서(126)는 도 2에 대해 도시된 설명된 바와 같다. 조명 시스템(118)은 광(174)을 적하 튜브 내로 투과시키거나 주입하기 위한 조명원(172)을 포함한다. 광은 적하 튜브의 내부로 향하는 면(176)의 복수의 부분에서 반사되고, 반사된 광은 내부가 균일하게 조명되도록 적하 튜브의 단부 지점(114)을 통해 액적(124)의 내부(177)로 투과된다. 광학 시스템은 액적의 내부로부터 투과되는 광(178)을 수신하고, 수신된 광에 관한 데이터를 컴퓨터 프로세서로 송신한다. 수신된 광에 관한 데이터는 위에서 기술된 임의의 작업을 사용하여 작동될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 조명 시스템은 액적으로 투과되는 광의 조명 특성을 제어하기 위한 것이고, 광학 시스템은 액적으로부터 광을 수신하기 위한 것이다. 마이크로 프로세서는 데이터로부터 액적의 경계를 포함하는 화상을 발생시키고; 액적의 경계에 파라미터 함수를 맞추고; 액적의 체적을 얻기 위해 파라미터 함수를 적분하기 위한 것이다.
따라서, 광(174)은 (즉, 소위 "임계각"과 동일하거나 더 큰) 상당한 내부 반사를 겪도록 투명 적하 튜브 내로 주입되는 빔으로 형성된다. 튜브의 원통형 보어는 내부 반사가 튜브 내부에서 확산하여 (튜브의 보어를 충전하게) 하고, 튜브 표면 내의 불완전부가 광 산란을 도입한다. 결과는 액적이 내부에서 조명되는 것이다. 이러한 조건 하에서, 시스템(120) 내의 촬상 광학 장치는 액적 표면으로부터 산란되는 광만을 수신한다 (광이 렌즈에 도달하는 직접적인 광선 경로는 없다). 높은 콘트라스트의 에지 화상에 추가하여, 이러한 접근법은 매우 컴팩트한 조명 요소의 사용을 가능케 한다.
도 10a는 메니스커스 검출 배열을 구비한 펌프(100)의 개략적인 세부이다. 적하 튜브(110), 적하 챔버(106), 튜브(108), 및 유체(146)는 도 2에 대해 설명된 바와 같다. 촬상 시스템(102)은 광이 적하 챔버 내에 모인 유체의 표면(186)에서 예각으로 반사되도록, 광(182)을 적하 챔버에 대한 종축(184)에 대해 예각으로 적하 챔버 내로 투과시키기 위한 광원, 예를 들어, 레이저를 포함한다. 시스템(102)은 반사된 광(182)을 수신하고, 반사된 광에 관한 데이터를 컴퓨터 프로세서로 송신하기 위한 센서 또는 위치 감지 검출기(188)를 또한 포함한다. 마이크로 프로세서는 반사된 광에 관한 데이터를 사용하여 표면(186)의 위치를 계산하기 위한 것이다.
광(182)을 수신하는 센서(188) 상에서의 위치는 표면(186)의 위치에 의존한다. 수준(190A, 190B)은 유체(146)에 대한 2개의 가능한 수준과, 표면(186)에 대한 2개의 가능한 위치를 도시한다. 도 10b에서 보이는 바와 같이, 각각 수준(190A, 190B)으로부터 반사되는 광(182A, 182B)은 센서(188)의 상이한 부분과 부딪힌다. 마이크로 프로세서는 적하 챔버 내의 유체(146)의 수준, 즉 메니스커스를 결정하기 위해 센서(188) 상에서의 위치들 사이의 차이를 사용한다. 센서(188)는 본 기술 분야에 공지된 임의의 위치 감지 검출기, 예를 들어, 세그먼트형 센서 또는 측방향 센서일 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로 프로세서는 광원(188)으로부터 투과되는 광이 광학 시스템에 의해 수신되지 않는, 예를 들어, 적하 챔버가 비어 있거나, 수준(186)이 낮아서 광(182)이 유체(146)와 부딪히지 않는 경우에 대해 백 비어 있음 경보 또는 라인 내 공기 경보를 발생시킨다.
세그먼트형 위치 감지 검출기는 작은 간극 또는 사영역에 의해 분리된 복수의 능동 영역, 예를 들어, 4개의 능동 영역 또는 사분면을 포함한다. 대칭형 광 스폿이 모든 사분면 상에 동일하게 입사되면, 장치는 4개의 동일한 전류를 발생시키고, 스폿은 장치의 전기 중심 상에 위치되었다고 말한다. 스폿이 능동 영역을 가로질러 병진 이동하면, 각각의 세그먼트에 대한 전류 출력은 스폿의 위치를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 측방향 위치 감지 검출기는 광 다이오드 표면 저항이 위치를 결정하기 위해 사용되는 단일 능동 요소를 포함한다. 정확한 위치 정보가 광 스폿 강도 프로파일, 대칭성, 또는 크기와 독립적으로 얻어진다. 장치 응답은 사공간이 없이 검출기 개구를 가로질러 균일하다.
도 10b는 메니스커스 검출 배열을 구비한 펌프(100)의 개략적인 세부이다. 일 실시예에서, 촬상 시스템(102)은 반사된 광을 센서(188)로 지향시키기 위해 광(182)을 다시 적하 튜브 및 빔 분할기(194)를 통해 반사시키기 위한 적하 튜브의 대향 측면 상의 거울(192)을 포함한다. 이러한 구성은 튜브의 동일한 측면 상에서의 광학 구성요소들을 위한 모든 전자 장치의 배치를 가능케 한다.
다음은 메니스커스 수준 측정에 관한 추가의 세부를 제공한다. 적하 챔버는 작동 중에 항상 유체로 부분적으로 충전되어 유지된다. 적하 챔버 내에 포착된 공기는 그 위와 그 아래의 유체와 압력 평형을 이룬다. 공기 간극을 가로지른 압력차는 유체를 적하 챔버의 바닥으로부터 하류 튜브(108)를 통해 배출한다. 유체는 액적이 체적에 있어서 성장할 때 연속적으로 적하 튜브 챔버로 진입하며 그를 떠나고, 따라서 유체의 메니스커스 수준은 거의 일정하게 유지된다. 그러나, 메니스커스 수준의 변화가 여러 이유로 발생할 수 있다: 과도적 변화가 액적이 이탈하여 아래의 유체 내로 떨어질 때 발생할 수 있거나; 변동이 (펌프 진동, 튜브 세트의 움직임, 또는 환자의 움직임으로 인한) 유체 내의 압력 오실레이션으로 인해 발생할 수 있다. 이러한 과도적 변화는 평균 메니스커스 값 부근에서 변동할 것이고, 따라서 특징적인 변동 시간에 비교하여 긴 시간에 걸쳐 유량의 변화를 표시하지 않는다.
더 긴 시간에 걸쳐 평균 메니스커스 수준을 변화시키는 변경은 (예컨대, 운행하는 차량 또는 항공기 내에서의) 외부 압력 환경의 변화, 환자에서의 의료 문제로부터 발생하는 배압의 변화, 또는 펌핑 공정에서의 폐색 또는 다른 오작동으로 인해 발생할 수 있다. 이러한 장기간 메니스커스 수준 변화는 전체 유량의 수반되는 변화를 나타내고, 위에서 설명된 유동 측정에 대한 개선을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 주입 중에 메니스커스의 수준을 모니터링하는 것, 및 본원에서 도출된 정보를 주입 시스템에서의 작동 문제점의 표시자로서 또는 1차 광학 유동 측정에 대한 보조구로서 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
유체(146)의 수준을 측정하기 위한 위에서 설명된 방법은 적하 챔버 내의 유체의 상부 표면으로부터의 광선의 반사를 사용한다. 반사되는 빔의 축은, 예를 들어, 광(182A, 182B)에 의해 도시된 바와 같이, 유체 수준이 변화할 때 측방향으로 변이(편위)된다. 편위량은 유체 수준 변화 및 빔의 입사각에만 의존한다. 레이저 광원이 도면에 도시되어 있지만, 기술은 임의의 광선과 양립 가능하다. 아울러, 빔이 자유롭게 전파하는 것으로 도시되어 있지만, 시스템은 빔을 제어하기 위한 렌즈 요소를 또한 포함할 수 있다.
일 실시예(도시되지 않음)에서, 센서(126)(촬상 초점 평면 어레이)가 액적(124)을 촬영하기 위해 그리고 빔 분할기 및 다른 단순 광학 장치를 거쳐 유체(146)의 메니스커스를 측정하기 위해 사용된다. 센서(126)는 적어도 2가지 방식으로 공유될 수 있다: 매달린 액적 촬상을 위해 사용되지 않는 센서의 부분이 편위된 빔을 동시에 기록할 수 있거나; 매달린 액적 촬상 및 메니스커스 수준 측정을 위한 조명 시스템(118)이 센서가 액적 화상 및 편위된 빔 화상을 교대로 기록하도록, 시간에 있어서 교대될 수 있다. 예를 들어, 펌프(100)가 도 2 및 도 10a/도 10b에 도시된 촬상 시스템(102) 또는 도 2 및 도 9a에 도시된 촬상 시스템(102)을 조합할 수 있다.
따라서, 일 실시예에서, 시스템(102)은 광이 적하 튜브의 내부로 향하는 표면에서 반사되고, 반사된 광이 적하 튜브의 단부를 통해 적하 튜브의 제1 단부로부터 걸려 있는 IV 유체의 액적의 내부로 투과되도록, 적하 튜브 내로 광을 투과시키기 위한 광원(172)과 같은 제1 광원을 포함한다. 시스템(102)은 광이 적하 챔버 내에 배치된 IV 유체에 대한 표면에서 예각으로 반사되도록, 적하 챔버에 대한 종축에 대해 예각으로 적하 챔버 내로 광을 투과시키는 광원(188)과 같은 제2 광원을 또한 포함한다. 광학 센서(126)는 액적의 내부로부터 투과되는 반사된 광을 수신하고; 제2 광원으로부터 반사된 광을 수신하고; 제1 광원 및 제2 광원으로부터 수신된 광에 관한 데이터를 컴퓨터 프로세서로 송신하기 위한 것이다. 마이크로 프로세서는 위에서 설명된 바와 같이, 제1 광원으로부터 수신된 광에 관한 데이터를 사용하여 액적의 체적을 계산하고, 제2 광원으로부터 수신된 광에 관한 데이터를 사용하여 표면의 위치를 계산하기 위한 것이다.
도 11은 1차 및 2차 구성의 각각의 광학 촬상 시스템을 구비한 펌프 조립체(200A, 200B)의 개략적인 블록 선도이다. 조립체는 프로세서 및 제어 패널을 제외하고는 위에서 설명된 펌프(100)에 대한 구성요소를 포함한다. 일반적으로, 펌프(100)의 작동에 관한 상기 설명은 조립체(200A, 200B)의 작동에 적용 가능하다. 조립체(200A)는 1차 유체 공급원(112A)에 연결된다. 펌프(200B)는 1차 유체 공급원(112B)에 연결된다. 유체 공급원(112A, 112B)은 1차/2차 주입 구성으로 배열된다. 예를 들어, 공급원(112A) 내의 1차 약품이 공급원(112B) 내의 2차 약품과 조화되어 투여된다. 본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 1차/2차 구성에서, 2차 공급원 내의 약품은 1차 공급원 내의 약품 이전에 주입된다. 펌프 메커니즘(127A, 127B)으로부터의 튜브(108A, 108B)는 각각 공통의 튜브(202)에 연결된다.
일 실시예에서, 단일 프로세서 및 제어 패널, 예를 들어, 프로세서(104) 및 패널(144)은 조립체(200A, 200B)를 위해 사용된다. 프로세서는 공급원(112B) 내의 유체에 대한 치료가 완료될 때까지 적절한 프로토콜에 따라 조립체(200B)를 작동시킨다. 그 다음, 프로세서는 요구되는 대로 조립체(200B)를 자동으로 불활성화하고, 공급원(112A) 내의 유체의 주입을 시작한다. 일 실시예(도시되지 않음)에서, 각각의 조립체는 분리된 프로세서 및 제어 패널을 갖거나, 각각의 조립체는 분리된 프로세서 및 공통 제어 패널을 갖는다.
도 12는 광학 촬상 시스템을 구비한 펌프(100)의 작동을 도시하는 상위 수준블록 선도이다. 일 실시예에서, 위에서 설명된, 체적 측정 및 적용 가능하다면 맞춤 척도는 유량을 계산하고 펌프 제어 시스템에 피드백을 제공하는 디지털 신호 처리 알고리즘 내로 공급된다. 플랜트(210)는 공급원(112), 적하 챔버, 적하 튜브, 그리고 펌프 메커니즘(127)을 포함한다. 마이크로 프로세서는 측정된 유량(216)을 제공하기 위해 마이크로 프로세서의 일 부분 내의 디지털 필터(214)에 의해 필터링되는 체적 및 윤곽 척도(212)를 출력한다. 측정된 유량은, 예를 들어, 펌프(100)에 대한 피드백 회로를 폐쇄하는 패널(144)을 거쳐 마이크로 프로세서 내로 입력되는 원하는 유량과 비교된다.
도 13은 광학 촬상 시스템을 구비한 펌프(100)에 대한 예시적인 신호 처리 및 피드백 제어를 도시하는 블록 선도이다. 메커니즘(127)은 구동부(218) 및 모터(220)를 포함한다. 시스템(102)로부터의 촬상 데이터는 측정된 액적 체적을 발생시키기 위해 화상 처리 블록(222)에 의해 처리되고, 결과는 필터 블록(224)으로 입력된다. 필터 블록의 출력은 측정된 유량이다. 측정된 유량은 비교기(226)에 의해 원하는 유량에 대해 비교되어, 오류 유량(오류 추정치)을 제공한다. 오류 유량은 단계적인 일련의 PID(비례, 적분, 유도) 제어 알고리즘(228) 내로 공급된다. 각각의 PID 블록은 연속적으로 빠른 시간 스케일 상에서 작동한다. 블록(228A)은 유량을 제어하고, 블록(228B)은 펌프 모터 속도를 제어하고, 블록(228C)은 펌프 모터 전류를 제어한다. 속도 제어는 모터 위치 엔코더(230)로부터의 피드백을 포함한다. 전류 제어는 모터(220) 내의 모터 전류 센서로부터의 피드백을 포함한다.
도 14는 광학 촬상 시스템을 구비한 펌프(100) 내의 예시적인 디지털 필터링을 도시하는 블록 선도이다. 필터(232)는 본 기술 분야에 공지된 임의의 필터, 예를 들어, 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 공지된 범용 등급의 FIR/IIR 필터일 수 있다. 간단한 예는 다수의 샘플에 걸쳐 시간 평균을 구현하는 FIR 필터이다.
도 15는 광학 촬상 시스템을 구비한 펌프(100) 내의 예시적인 공간 필터링의 개략도이다. 액적(124)의 화상에 대한 높은 해상도 및 에지 해상도의 목적은, 예를 들어, 위에서 설명된 바와 같은, 조명 기술, 광학 기술, 또는 이들 모두에 의해 얻어진다. 일 실시예에서, 공간 필터링 기술은 시스템(120)을 위한 광학 장치 내에서 사용된다. 예를 들어, 촬상 시스템(102)의 후방 초점 평면에서의 마스크(240)는 광학 시스템, 예를 들어, 센서(126)에 의해 발생된 화상을 (광학적 푸리에 변환을 거쳐) 변형시킨다. DC 블록 필터가 도 15에 도시되어 있다. 이러한 필터는 투과되는 광의 중심 원추를 차단하고, (산란된 광과 관련된) 에지 화상을 향상시킨다.
일 실시예에서, 센서(126)의 감도는 시스템(118) 내의 광원의 조명 스펙트럼에 매칭된다. 일 실시예에서, 센서(126)는 저비용 가시광 센서(400 - 1000nm 파장)이고, 광원(122)은 사람의 시각 인지의 범위(예컨대, 800 - 1000nm) 외부에 있는 광을 발생시킨다. 이러한 경우에, 작업자는 밝은 조명원에 의해 방해받지 않을 것이다.
펌프(100)는 본 기술 분야에 공지된 임의의 펌프 메커니즘 또는 펌프 장치일수 있고, IV 주입 펌프 장치로만 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 중력 공급 시스템의 경우에, 펌핑 메커니즘은 밸브 또는 유동 제한기에 의해 대체될 수 있고, 여전히 위에서 설명된 구성 및 작동과 여전히 양립 가능할 수 있다.
도 16은 다중 촬상 채널 광학 감지를 구비한 광학 촬상 시스템(300)의 개략도이다. 예시적인 실시예에서, 시스템(300)은 적하 챔버(304)를 포함하는 주입 튜브(302)와 함께 사용된다. 적하 챔버(304)는 적하 튜브(308)를 구비한 부분(306), 출구 포트(312)를 포함하는 부분(310), 및 부분(306, 310)들 사이의 부분(314)을 포함한다. 출력 튜브(316)는 적하 챔버(304)의 외부로 유체를 유동시키기 위한 출구 포트(312)와 연결될 수 있다. 적하 튜브(308)는 유체의 공급원(317), 예를 들어, 약품 백(317)에 연결하기 위한 것이다. 시스템(300)은 광의 스펙트럼(S1, S2, S3)을 발산하기 위한 적어도 하나의 광원(318), 및 광학 시스템(319)을 포함한다.
광원(318)은 발광 다이오드(LED), LED들의 어레이, 레이저 다이오드, 백열 램프, 또는 형광 램프를 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 본 기술 분야에 공지된 임의의 광원일 수 있다.
광학 시스템은 S1T, S2T, 및 S3T를 수신하고 투과시키기 위한 단일 렌즈(320)를 포함한다. S1T, S2T, 및 S3T는 각각 부분(306, 310, 314)을 통해 투과되는 스펙트럼(S1, S2, S3)을 포함한다. 광학 시스템(319)은 단일 렌즈(320)로부터 S1T, S2T, 및 S3T를 수신하기 위한 단일 화상 센서(322)를 포함한다. 센서(322)는 렌즈(320)에 의해 수신된 S1T, S2T, 및 S3T를 각각 특징짓는 데이터(324, 326, 328)를 발생시켜서 송신한다. 시스템(300)은 메모리 요소(329) 및 적어도 하나의 특수하게 프로그램된 프로세서(330)를 포함한다. 메모리 요소(329)는 컴퓨터 실행 가능 지시(331)를 실행하도록 구성된다. 프로세서(330)는 데이터(324, 326, 328)를 사용하여, 각각 부분(306, 310, 314)의 화상(332, 334, 336)을 발생시키기 위해, 지시(331)를 실행하도록 구성된다.
"특징짓다"는 각각의 데이터가 광의 스펙트럼을 설명하거나 정량화하여, 예를 들어, 각각의 데이터를 사용하여 화상의 발생을 가능케 하는 파라미터를 제공하는 것을 의미한다. "광을 발산하는"은 해당 요소가 광을 발생시키는 것을 의미한다. "~에 의해 투과되는"은 해당 요소를 통해 광을 통과시키는 것, 예를 들어, 광원(318)에 의해 발산되는 광이 부분(306, 310, 314)을 통과함을 의미한다.
예시적인 실시예에서, 센서(322)는 컬러 화상 센서이다. 예시적인 실시예에서, 광원(318)은 단일 광원이다.
예시적인 실시예에서, 부분(306)은 적하 튜브(308)로부터 매달린 액적(338)을 포함하고, 화상(332)은 액적(338)의 화상을 포함한다. 프로세서(330)는 화상(332)을 사용하여 매달린 액적(338)의 체적을 결정하기 위해 지시(331)를 실행하도록 구성된다. 체적은 주입 튜브(302)를 통한 유체의 유동을 조절하기 위한 제어계획에서 사용될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 부분(314)은 적하 챔버(304) 내의 유체에 대한 메니스커스(342)를 포함하고, 화상(336)은 메니스커스(342)의 화상을 포함한다. 프로세서(330)는 화상(336)을 사용하여 메니스커스(342)의 위치를 결정하기 위해 지시(331)를 실행하도록 구성된다. 위치는 주입 튜브(302)를 통한 유체의 유동을 조절하기 위해 제어 및 경보 계획에서 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 공기 방울(344)이 부분(310) 내에 존재하고, 프로세서(330)는 화상(334)을 사용하여 공기 방울(344)의 체적을 결정하기 위해 지시(331)를 실행하도록 구성된다. 체적은 주입 튜브(302)의 안전한 작동을 보장하기 위해 경보 계획에서 사용될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 광원(318)은 적색, 청색, 및 녹색 스펙트럼 광을 발산한다. 예시적인 실시예에서, S1T는 적색, 청색, 또는 녹색 스펙트럼 광 중의 하나로 구성되고, S2T는 S1T 내에 포함되지 않은 적색, 청색, 또는 녹색 스펙트럼 광 중 하나로 구성되고, S3T는 S1T 및 S2T 내에 포함되지 않은 적색, 청색, 또는 녹색 스펙트럼 광 중 하나로 구성된다. 따라서, S1T, S2T, 및 S3T 각각은 S1T, S2T, 및 S3T 중 다른 것에 포함되지 않은 적색, 청색, 및 녹색 광 하나로 구성된다. 즉, S1T, S2T, 및 S3T 각각은 다른 것들과 상이하다. "적색 스펙트럼 광"은 약 625nm에서 최고 강도를 갖는, 약 610nm와 675nm 사이의 파장을 포함하는 광을 의미한다. "청색 스펙트럼 광"은 약 470nm에서 최고 강도를 갖는, 약 410nm와 480nm 사이의 파장을 포함하는 광을 의미한다. "녹색 스펙트럼 광"은 약 525nm에서 최고 강도를 갖는, 약 500nm와 575nm 사이의 파장을 포함하는 광을 의미한다. 따라서, 적색, 청색, 및 녹색 광에 대한 각각의 스펙트럼은 중첩하는 파장을 갖지 않는다.
예시적인 실시예에서, 시스템(300)은 S1T, S2T, 및 S3T 중 하나만을 반사시키기 위한 거울(346)을 포함한다. 예를 들어, 거울(346A)은 S1T를 반사시킨다. 예시적인 실시예에서, 시스템(300)은 S1T, S2T, 또는 S3T 중 하나만을 반사시키기 위한 거울(346A)을 포함하고, S1T, S2T, 또는 S3T 중 다른 하나, 예를 들어, S3T만을 반사시키기 위한 거울(346B)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 시스템(300)은 S1T, S2T, 또는 S3T 중 2개만을 반사시키기 위한 빔 조합기(348A)를 포함한다. 예를 들어, 도 16에서, 빔 조합기(348A)는 S1T 및 S3T는 반사시키고, S2T는 투과시킨다.
다음은 도 16에 관한 추가의 세부를 제공한다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 다양한 필터링 작업은 S1T, S2T, 및 S3T를 발생시키기 위해 사용된다. 거울(346A)은 광원(318)에 의해 발산되어 적하 챔버(304)의 부분(306)에 의해 투과되는 조합된 적색, 청색, 및 녹색 스펙트럼을 수신하지만, 스펙트럼(S1T)만을 반사시킨다. 거울(346B)은 광원(318)에 의해 발산되어 출력 튜브(316)의 부분(310)에 의해 투과되는 조합된 적색, 청색, 및 녹색 스펙트럼을 수신하지만, 스펙트럼(S3T)만을 반사시킨다. 따라서, 거울(348A, 348B)은 색 필터링이다.
예시적인 실시예에서, 센서(322)는 단색성이 아니고, 즉 센서(322)는 컬러 화상 센서이다. 빔 조합기(348A)는 광원(318)에 의해 발산되어 적하 챔버(304)의 부분(314)에 의해 투과되는 스펙트럼(S2T)만을 투과시킨다. 구체적으로, 빔 조합기(348A)는 광원(318)에 의해 발산되어 적하 챔버(304)의 부분(314)에 의해 투과되는 조합된 적색, 청색, 및 녹색 스펙트럼을 수신하지만, 스펙트럼(S2T)만을 투과시킨다. 빔 조합기는 또한 거울(346A)에 의해 반사되는 스펙트럼(S1T), 및 거울(346B)에 의해 반사되는 스펙트럼(S3T)을 반사시킨다. 빔 조합기(348A)의 반사 작동은 거울(346A, 346B)이 각각 스펙트럼(S2T, S3T) 및 스펙트럼(S1T, S2T)을 필터링하였으므로, 광대역 반사를 사용하여 구현될 수 있다.
도 17은 다중 촬상 채널 광학 감지를 구비한 광학 촬상 시스템(400)의 개략도이다. 시스템(300)에 관한 설명은 다음을 제외하고는 펌프(400)에 적용 가능하다. 예시적인 실시예에서, 광학 시스템(319)은 S1, S2, 또는 S3 중 하나만을 부분(306, 310, 또는 314)들 중 하나로 투과시키기 위한 거울을 포함하거나; 광학 시스템(319)은 S1, S2, 또는 S3 중 하나만을 부분(306, 310, 또는 314)들 중 하나로 반사시키기 위한 거울을 포함한다. 예를 들어, 거울(346C)은 S1을 부분(306)으로 투과시키며 S2 및 S3는 반사시키고; 거울(346D)은 부분(314)으로 S3는 투과시키며 S2는 반사시키고; 거울(346E)은 부분(310)으로 S3를 반사시킨다. 예시적인 실시예에서, 거울(346E)은 광대역 반사 거울이다.
거울(346F)은 적하 챔버(304)의 부분(306)에 의해 투과되는 스펙트럼(S1T)을 빔 조합기(348A)로 반사시키기 위한 것이다. 예시적인 실시예에서, 거울(346F)은 광대역 반사 거울이다. 거울(346G)은 적하 챔버(304)의 부분(310)에 의해 투과되는 스펙트럼(S3T)을 빔 조합기(348A)로 반사시키기 위한 것이다. 예시적인 실시예에서, 거울(346G)은 광대역 반사 거울이다. 빔 조합기(348A)로 진입하는 광이 이산된 스펙트럼으로 분리되었으므로, 예를 들어, 거울(346G)로부터의 광이 스펙트럼(S2T)뿐이므로, 광대역 투과 및 반사 작업이 빔 조합기(348A) 내에서 사용될 수 있다.
도 18은 다중 촬상 채널 광학 감지를 구비한 광학 촬상 시스템(500)의 개략도이다. 시스템(300, 400)에 관한 각각의 설명은 다음을 제외하고는 시스템(500)에 적용 가능하다. 예시적인 실시예에서, 광학 시스템(319)은 빔 조합기를 거울(346H, 346I)로 대체한다. 거울(346H)은 거울(346F)에 의해 반사된 S1T를 투과시키고, (거울(346D)로부터) S2T를 반사시킨다. 거울(346I)은 (거울(346E)로부터) S3T를 투과시키고, (거울(346H)에 의해 투과된) S1T 및 (거울(346H)에 의해 반사된) S2T를 반사시킨다.
도 16에서, 광원(318)의 길이(L1)는 부분(306, 310, 314)에 걸치기에 충분해야 하고, 이는 광원(318)이 부분(306, 310, 314)을 통해 직접 광을 발산해야 하기 때문이다. 그러나, 도 17 및 도 18에서, 광원(318)의 길이(L1)는 상당히 더 작고, 예를 들어, 부분(306)의 길이(L2)와만 동일하다. 도 17 및 도 18에서, 광원(318)은 부분(306)을 통해 직접 광을 발산하지만; 거울들의 조합이 부분(310, 314)으로 광을 반사시키기 위해 사용된다. 따라서, 더 작거나 더 저렴한 장치가 도 17 및 도 18의 광원(318)에 대해 사용될 수 있다.
도 19는 다중 촬상 채널 광학 감지를 구비한 광학 촬상 시스템(600)의 개략도이다. 시스템(300)에 관한 설명은 다음을 제외하고는 시스템(600)에 적용 가능하다. 시스템(600)은 3개의 광원: 스펙트럼(S1)만을 발산하기 위한 광원(318A), 스펙트럼(S2)만을 발산하기 위한 광원(318B), 및 스펙트럼(S3)만을 발산하기 위한 광원(318C)을 포함한다. 광학 시스템(319)은 S1T를 반사시키기 위한 거울(346J) 및 S3T를 반사시키기 위한 거울(346K)을 포함한다. 빔 조합기(348B)는 S2T는 투과시키고, S1T 및 S3T는 반사시킨다. 예시적인 실시예에서, 거울(346J, 346K)들 중 하나 또는 모두가 광대역 반사 거울이다. 예시적인 실시예에서, 빔 조합기(348B)는 광대역 투과 및 반사 기능을 갖는다.
시스템(300, 400, 500, 600)에 대한 각각의 예시적인 실시예에서, 2채널 촬상은 부분(306, 310, 또는 314)들 중 2개에 대해서만 수행되고, 촬상은 나머지 부분(306, 310, 또는 314)에 대해서는 수행되지 않는다.
도 20은 2채널 광학 촬상 및 단일 광원을 구비한 광학 촬상 시스템(700)의 개략도이다. 시스템(700)에서, 색 멀티플렉싱이 부분(306, 310, 또는 314)들 중 2개에 대해서만 구현된다. 시스템(700)은 시작 지점으로서 시스템(400)을 사용할 수 있다. 다음은 도시된 바와 같은 시스템(400, 700)들 사이의 차이점을 설명한다. 도 20에서, 2채널 광학 촬상은 부분(306, 314)에 대해 구현된다. 거울(346E, 346G)은 제거된다. 거울(346D)은 더 이상 S3를 투과시키도록 요구되지 않는다. 빔 조합기(348A)는 더 이상 S3T를 반사시키도록 요구되지 않는다. 그렇지 않으면, 부분(306, 314)에 관한 작동은 도 17에 대해 설명된 바와 동일하다. 예시적인 실시예에서, 부분(310)의 촬상은 광원(318)으로부터 부분(310)을 통해 투과되는 광(S1T/S2T/S3T)을 수신하기 위해 렌즈(702)를 추가함으로써 구현된다. 렌즈(702)는 데이터(326)를 발생시키는 화상 센서(704)로 S1T/S2T/S3T를 송신한다. 프로세서(330)는 데이터(326)로부터 화상(334)을 발생시킨다. 화상 센서(704)는 단색성일 수 있고, 이는 색 멀티플렉싱이 부분(310)에 대해 구현되지 않기 때문이다.
2채널 광학 감지의 다른 조합이 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이 시스템(700)에 대해 가능하다. 예를 들어, 거울(346D)은 2채널 광학 감지가 부분(306, 310)에 대해서만 수행되도록 제거될 수 있다. 도 17에 대한 부분(306, 310)들에 대해 설명된 바와 같은 작동들은 실질적으로 동일하다. 렌즈(702)는 부분(314)에 의해 투과된 S1T/S2T/S3T를 수신하고, 데이터(328)를 발생시키는 화상 센서(704)로 S1T/S2T/S3T를 송신한다. 프로세서(330)는 데이터(328)로부터 화상(336)을 발생시킨다. 화상 센서(704)는 단색성일 수 있다. 예를 들어, 거울(346F)은 2채널 광학 감지가 부분(310, 314)에 대해서만 수행되도록 제거될 수 있다. 도 17에 대한 부분(310, 314)들에 대해 설명된 작동들은 실질적으로 동일하다. 렌즈(702)는 부분(306)에 의해 투과된 S1T/S2T/S3T를 수신하고, 데이터(324)를 발생시키는 화상 센서(704)로 S1T/S2T/S3T를 송신한다. 프로세서(330)는 데이터(324)로부터 화상(332)을 발생시킨다. 화상 센서(704)는 단색성일 수 있다. 시스템(400) 내의 구성요소들의 다른 구성이 2채널 광학 촬상을 구현하기 위해 가능함을 이해하여야 한다. 예시적인 실시예에서, 2채널 촬상은 부분(306, 310, 또는 314)들 중 2개에 대해서만 수행되고, 촬상은 나머지 부분(306, 310, 또는 314)에 대해서는 수행되지 않는다. 즉, 제2 렌즈 및 화상 센서가 나머지 부분(306, 310, 또는 314)을 촬상하기 위해 채용되지 않는다.
시스템(300)은 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이 2채널 작동에 대해 변형될 수 있다. 예를 들어, 2채널 작동은 거울(346B)을 제거함으로써 부분(306, 314)에 대해서만 구현될 수 있다. 도 16에 대한 부분(306, 314)들에 대해 설명된 바와 같은 작동들은 실질적으로 동일하다. 부분(310)으로부터의 S1T/S2T/S3T는 제2 렌즈(도시되지 않음)에 의해 수신되어, 단색성일 수 있는 제2 화상 센서(도시되지 않음)로 송신된다. 제2 센서는 화상(334)을 발생시키기 위한 데이터(326)를 발생시킨다. 예를 들어, 2채널 작동은 거울(346A)을 제거함으로써 부분(310, 314)에 대해서만 구현될 수 있다. 도 16에 대한 부분(310, 314)들에 대해 설명된 바와 같은 작동들은 실질적으로 동일하다. 부분(306)으로부터의 S1T/S2T/S3T는 제2 렌즈(도시되지 않음)에 의해 수신되어, 단색성일 수 있는 제2 화상 센서(도시되지 않음)로 송신된다. 제2 센서는 화상(332)을 발생시키기 위한 데이터(324)를 발생시킨다. 예를 들어, 2채널 작동은 부분(306, 310)에 대해서만 구현될 수 있다. 도 16에 대한 부분(306, 310)들에 대해 설명된 바와 같은 작동들은 실질적으로 동일하다. 부분(314)으로부터의 S1T/S2T/S3T는 제2 렌즈(도시되지 않음)에 의해 수신되어, 단색성일 수 있는 제2 화상 센서(도시되지 않음)로 송신된다. 제2 센서는 화상(336)을 발생시키기 위한 데이터(328)를 발생시킨다. 시스템(300) 내의 구성요소들의 다른 구성이 2채널 광학 촬상을 구현하기 위해 가능함을 이해하여야 한다. 예시적인 실시예에서, 2채널 촬상은 부분(306, 310, 또는 314)들 중 2개에 대해서만 수행되고, 촬상은 나머지 부분(306, 310, 또는 314)에 대해서는 수행되지 않는다. 즉, 제2 렌즈 및 화상 센서가 나머지 부분(306, 310, 또는 314)을 촬상하기 위해 채용되지 않는다.
시스템(500)은 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이 2채널 작동에 대해 변형될 수 있다. 예를 들어, 부분(306, 314)에 대해서만 2채널 작동을 구현하기 위해, 거울(346E)이 제거될 수 있다. 도 18에 대한 부분(306, 314)들에 대해 설명된 바와 같은 작동들은 실질적으로 동일하다. 부분(310)으로부터의 S1T/S2T/S3T는 제2 렌즈(도시되지 않음)에 의해 수신되어, 단색성일 수 있는 제2 화상 센서(도시되지 않음)로 송신된다. 제2 센서는 화상(334)을 발생시키기 위한 데이터(326)를 발생시킨다. 예를 들어, 부분(310, 314)에 대해서만 2채널 작동을 구현하기 위해, 거울(346F)이 제거될 수 있다. 도 18에 대한 부분(310, 314)들에 대해 설명된 바와 같은 작동들은 실질적으로 동일하다. 부분(306)으로부터의 S1T/S2T/S3T는 제2 렌즈(도시되지 않음)에 의해 수신되어, 단색성일 수 있는 제2 화상 센서(도시되지 않음)로 송신된다. 제2 센서는 화상(332)을 발생시키기 위한 데이터(324)를 발생시킨다. 예를 들어, 부분(306, 310)에 대해서만 2채널 작동을 구현하기 위해, 거울(346D, 346H)이 제거될 수 있다. 도 18에 대한 부분(306, 310)들에 대해 설명된 바와 같은 작동들은 실질적으로 동일하다. 부분(314)으로부터의 S1T/S2T/S3T는 제2 렌즈(도시되지 않음)에 의해 수신되어, 단색성일 수 있는 제2 화상 센서(도시되지 않음)로 송신된다. 제2 센서는 화상(336)을 발생시키기 위한 데이터(328)를 발생시킨다. 시스템(500) 내의 구성요소들의 다른 구성이 2채널 광학 촬상을 구현하기 위해 가능함을 이해하여야 한다. 예시적인 실시예에서, 2채널 촬상은 부분(306, 310, 또는 314)들 중 2개에 대해서만 수행되고, 촬상은 나머지 부분(306, 310, 또는 314)에 대해서는 수행되지 않는다. 즉, 제2 렌즈 및 화상 센서가 나머지 부분(306, 310, 또는 314)을 촬상하기 위해 채용되지 않는다.
시스템(600)은 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이 2채널 작동에 대해 변형될 수 있다. 예를 들어, 부분(306, 314)에 대해서만 2채널 작동을 구현하기 위해, 거울(346K)이 제거될 수 있다. 도 19에 대한 부분(306, 314)들에 대해 설명된 바와 같은 작동들은 실질적으로 동일하다. 부분(310)으로부터의 S3T는 제2 렌즈(도시되지 않음)에 의해 수신되어, 단색성일 수 있는 제2 화상 센서(도시되지 않음)로 송신된다. 광원(318C)은 광대역일 수 있다 (S1/S2/S3를 발산할 수 있다). 제2 센서는 화상(334)을 발생시키기 위한 데이터(326)를 발생시킨다. 예를 들어, 부분(310, 314)에 대해서만 2채널 작동을 구현하기 위해, 거울(346J)이 제거될 수 있다. 도 19에 대한 부분(310, 314)들에 대해 설명된 바와 같은 작동들은 실질적으로 동일하다. 부분(306)으로부터의 S1T는 제2 렌즈(도시되지 않음)에 의해 수신되어, 단색성일 수 있는 제2 화상 센서(도시되지 않음)로 송신된다. 광원(318A)은 광대역일 수 있다 (S1/S2/S3를 발산할 수 있다). 제2 센서는 화상(332)을 발생시키기 위한 데이터(324)를 발생시킨다. 예를 들어, 부분(306, 310)에 대해서만 2채널 작동을 구현하기 위해, 부분(314)으로부터의 S2T는 제2 렌즈(도시되지 않음)에 의해 수신되어, 단색성일 수 있는 제2 화상 센서(도시되지 않음)로 송신된다. 광원(318B)은 광대역일 수 있다 (S1/S2/S3를 발산할 수 있다). 제2 센서는 화상(336)을 발생시키기 위한 데이터(328)를 발생시킨다. 도 19에 대한 부분(306, 310)들에 대해 설명된 바와 같은 작동들은 실질적으로 동일하다. 시스템(600) 내의 구성요소들의 다른 구성이 2채널 광학 촬상을 구현하기 위해 가능함을 이해하여야 한다. 예시적인 실시예에서, 2채널 촬상은 부분(306, 310, 또는 314)들 중 2개에 대해서만 수행되고, 촬상은 나머지 부분(306, 310, 또는 314)에 대해서는 수행되지 않는다. 즉, 제2 렌즈 및 화상 센서가 나머지 부분(306, 310, 또는 314)을 촬상하기 위해 채용되지 않는다.
간단하게 하기 위해, 다음의 설명 중 일부는 도 16의 시스템(300)에 관한 것이지만; 설명은 도 17 내지 도 19에도 적용 가능함을 이해하여야 한다. 아울러, 다음의 설명은 다중 채널 광학 감지가 모든 3개의 부분(306, 310, 314)에 대해 구현되는 실시예에 관한 것이다. 그러나, 설명은 위에서 설명된 2채널 실시예에 적용 가능함을 이해하여야 한다. 3개의 렌즈 및 센서 대신에, 렌즈(320)와 같은 단일 렌즈 및 센서(322)와 같은 화상 센서를 사용하는 것은 시스템(300)의 비용 및 복잡성을 감소시킨다. 렌즈(320)에 의해 투과되는 모든 3개의 스펙트럼(S1, S2, S3)은 단일 화상 센서(322)에 의해 동시에 수신된다. 그러나, 센서(322)가 단색성 센서이면, 종래의 신호 처리가 화상(332, 334, 346)을 발생시키기 위해 사용될 수 없다. 예를 들어, 단색성 센서는 적색, 청색, 및 녹색을 구분할 수 없고, 화상(332, 334, 346)을 발생시키도록 스펙트럼(S1T, S2T, S3T)을 분리하기 위해 종래의 신호 처리를 사용할 수 없다. 유리하게는, 시스템(300)은 스펙트럼(S1T, S2T, S3T)을 구분할 수 있는 센서(322)에 대해 컬러 촬상 센서를 사용한다.
적색, 청색, 및 녹색 스펙트럼으로부터의 하나의 분리된 각각의 색이 각각의 스펙트럼(S1T, S2T, S3T)에 대해 사용되므로, 촬상기(322)는 하나의 각각의 스펙트럼에 대한 데이터(324, 326, 328)를 송신할 수 있고, 따라서 각각의 부분(306, 310, 또는 314)의 하나의 각각의 화상이 종래의 신호 처리 작동을 사용하여 발생될 수 있다. 예를 들어, 스펙트럼(S1T, S2T, S3T)은 각각 적색, 청색, 및 녹색 스펙트럼 광으로 구성될 수 있다. 센서의 적색 응답 화소는 스펙트럼(S1T)을 픽업하고, 센서의 청색 응답 화소는 스펙트럼(S2T)을 픽업하고, 센서의 녹색 응답 화소는 스펙트럼(S3T)을 픽업한다.
따라서, 적색 응답 화소는 액적(338)의 화상을 기록하고, 청색 응답 화소는 메니스커스(342)의 화상을 기록하고, 녹색 응답 화소는 부분(310)의 화상을 기록한다. 따라서, 응답 화소의 각각의 그룹(예를 들어, 적색 응답 화소)은 응답 화소의 나머지 그룹(예를 들어, 청색 및 녹색 응답 화소)에 대응하는 다른 화상으로부터의 화상을 본질적으로 필터링하는 것에 무응답으로 유지된다. 따라서, 프로세서(330)로 송신되는 데이터 내에 포함된 스펙트럼 또는 화상들의 중첩이 없고, 종래의 신호 처리가 화상(332, 334, 346)을 발생시키기 위해 사용될 수 있다.
컬러 필터링 반사 및 투과가 아닌 광대역 반사 거울/반사 작동의 사용은 도 17 내지 도 19의 각각의 광학 시스템(319)의 비용을 감소시킬 수 있다.
예시적인 실시예(도시되지 않음)에서, 렌즈(320)와 같은 단일 렌즈 및 단일 단색성 화상 센서가 주입 펌프 내의 시간 멀티플렉싱 배열에서 사용된다. 예를 들어, 도 19를 참조로 사용하면, 각각의 광원(318A/318B/318C)은 광의 동일한 스펙트럼을 발산한다. 발산되는 광은 위에서 설명된 부분(306, 310, 314)과 유사한, 주입 튜브(302)와 같은 주입 튜브의 부분들을 통해 투과된다. 거울(346A/346B) 및 빔 조합기(348A)와 유사한 배열에 의해, 유사한 부분들을 통해 투과된 광은 프로세서(330)와 같은 프로세서로 광을 투과시키는 단일 렌즈로 투과된다. 위에서 기술된 바와 같이, 단색성 센서는 종래의 신호 처리를 사용해서는, 3개의 동시에 수신된 화상들을 구분할 수 없다. 그러나, 예시적인 실시예에서, 3개의 광원은 하나의 광원만이 화상 센서의 화상 프레임마다 활성화되도록 순차적으로 활성화된다. 예를 들어, 제1 프레임 내에서, 부분(306)과 유사한 부분을 통해 투과되는 광을 발산하는 광원이 활성화되고, 다음의 프레임 내에서, 부분(310)과 유사한 부분을 통해 투과되는 광을 발산하는 광원이 활성화되고, 다음의 프레임 내에서, 부분(314)과 유사한 부분을 통해 투과되는 광을 발산하는 광원이 활성화된다. 프로세서는 프레임마다 하나의 화상만을 수신하고, 각각의 프레임 내의 각각의 화상에 대한 각각의 데이터를 프로세서로 송신할 수 있다. 프로세서는 결국 펌프의 각각의 유사한 부분들에 대해 분리된 화상들을 발생시킬 수 있다. 단색성 화상 센서 및 동일한 스펙트럼을 발산하는 3개의 백라이트의 사용은 예시적인 실시예에서 펌프의 비용을 감소시킨다.
다음의 설명은 도 16 내지 도 19에 관한 추가의 세부를 제공한다. 다음의 설명은 위에서 설명된 2채널 실시예에 적용 가능함을 이해하여야 한다. 예시적인 실시예에서, 렌즈 요소(도시되지 않음)가 동일하지 않은 화상 경로들을 보상하기 위해 시스템(300 내지 600)에 대해 각각의 화상 경로(광원으로부터 화상 센서까지 광이 이동하는 경로)에 추가될 수 있다. 예시적인 실시예에서, (예를 들어, 700nm와 1,000nm 사이의) 근적외 범위 내의 광의 스펙트럼이 부분(306, 310, 또는 314)을 조명하기 위해 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 광원(318) 및/또는 광원(318A/318B/318C)은 LED이고, LED는 작동 효율을 개선하거나 움직이는 아티팩트의 모션 블러(motion blur)를 제거하는 스트로브 효과를 생성하기 위해 펄스화된다. 펄스화는 화상 센서(322)의 셔터 속도와 동기화된다. 예시적인 실시예에서, 빔 조합기를 사용하지 않는 도 18의 일반적인 구성은 도 19에 도시된 바와 같은 3개의 광원을 사용함으로써 변형된다. 결과적인 조합은 도 18에 도시된 것보다 더 적은 거울을 사용하여, 실시예의 비용을 감소시킨다.
따라서, 본 발명의 목적이 효율적으로 얻어지지만, 본 발명에 대한 변화 및 변형이 청구되는 바와 같은 본 발명의 사상 또는 범주로부터 벗어남이 없이, 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 쉽게 명백함이 이해된다. 본 발명이 구체적인 바람직한 실시예를 참조하여 설명되지만, 변경예가 청구되는 바와 같은 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있음이 명백하다.

Claims (38)

  1. 적하 챔버를 갖는 주입 튜브와 함께 사용하기 위한 광학 촬상 시스템이며,
    적하 튜브를 구비한 제1 부분, 출구 포트를 구비한 제2 부분, 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 배치된 제3 부분;
    광의 제1 스펙트럼, 광의 제2 스펙트럼, 또는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 발산하기 위한 적어도 하나의 광원;
    제1 부분만을 통해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 부분만을 통해 투과되는 광의 제2 스펙트럼, 또는 제3 부분만을 통해 투과되는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하고 투과시키는 단일 렌즈, 및 단일 렌즈로부터 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하고, 단일 렌즈로부터 수신된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 특징짓는 데이터를 발생시키고 송신하기 위한 단일 컬러 화상 센서를 포함하는 광학 시스템;
    컴퓨터 실행 가능 지시를 저장하기 위한 메모리 요소; 및
    컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하고, 데이터를 사용하여, 대응하는 제1 부분, 제2 부분, 및 제3 부분 각각의 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 2개를 발생시키는 적어도 하나의 프로세서로서, 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개에 기초하여 구분 가능한 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 2개를 나타내는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    제1 부분은 매달린 액적(drop pendant)을 포함하고, 제1 화상은 매달린 액적의 화상을 포함하고; 적어도 하나의 프로세서는 제1 화상을 사용하여 매달린 액적의 체적을 결정하도록 구성되고; 제3 부분은 유체에 대한 메니스커스를 포함하고, 제3 화상은 메니스커스의 화상을 포함하고; 적어도 하나의 프로세서는 제3 화상을 사용하여 메니스커스의 위치를 결정하기 위해 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하도록 구성되는,
    광학 촬상 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 광원은 단일 광원으로 구성되는, 광학 촬상 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 광원은 복수의 광원을 포함하는, 광학 촬상 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 광원은 3개의 광원을 포함하는, 광학 촬상 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 공기 방울이 제2 부분 내에 존재하고, 제2 화상은 공기 방울의 화상을 포함하는, 광학 촬상 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 적어도 하나의 프로세서는 제2 화상을 사용하여 공기 방울의 체적을 결정하기 위해 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하도록 구성되는, 광학 촬상 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 광원은 적색, 청색, 및 녹색 스펙트럼 광 중 적어도 2개를 발산하고;
    광의 제1 스펙트럼은 적색, 청색, 또는 녹색 스펙트럼 광 중 하나로 구성되고;
    광의 제2 스펙트럼은 제1 스펙트럼 내에 포함되지 않은 적색, 청색, 또는 녹색 스펙트럼 광 중 하나로 구성되고;
    광의 제3 스펙트럼은 광의 제1 스펙트럼 또는 제2 스펙트럼 내에 포함되지 않은 광의 적색, 청색, 또는 녹색 스펙트럼 중 하나로 구성되는,
    광학 촬상 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 광학 시스템은 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 하나만을 반사시키기 위한 거울을 포함하는, 광학 촬상 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 광학 시스템은,
    각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 하나만을 반사시키기 위한 제1 거울; 및
    각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 다른 하나만을 반사시키기 위한 제2 거울
    을 포함하는,
    광학 촬상 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 광학 시스템은 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 2개만을 반사시키기 위한 빔 조합기를 포함하는, 광학 촬상 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 광학 시스템은 적어도 하나의 광원에 의해 발산되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 하나만을, 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분 중 하나로 투과시키거나; 적어도 하나의 광원에 의해 발산되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 하나만을, 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분 중 하나로 반사시키기 위한, 거울을 포함하는, 광학 촬상 시스템.
  13. 적하 챔버를 갖는 주입 튜브와 함께 사용하기 위한 광학 촬상 시스템이며,
    적하 튜브를 구비한 제1 부분, 출구 포트를 구비한 제2 부분, 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 배치된 제3 부분;
    광의 제1 스펙트럼, 광의 제2 스펙트럼, 또는 광의 제3 스펙트럼을 발산하기 위한 단일 광원;
    제1 부분만을 통해 투과되는 광의 제1 스펙트럼; 제2 부분만을 통해 투과되는 광의 제2 스펙트럼; 및 제3 부분만을 통해 투과되는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하고 투과시키는 단일 렌즈, 및 단일 렌즈로부터 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하고, 단일 렌즈로부터 수신된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 특징짓는 데이터를 발생시키고 송신하기 위한 단일 컬러 화상 센서를 포함하는 광학 시스템;
    컴퓨터 실행 가능 지시를 저장하기 위한 메모리 요소; 및
    컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하고, 데이터를 사용하여, 대응하는 제1 부분, 제2 부분, 및 제3 부분 각각의 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 2개를 발생시키는 적어도 하나의 프로세서로서, 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개에 기초하여 구분 가능한 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 2개를 나타내는, 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    제1 부분은 매달린 액적을 포함하고, 제1 화상은 매달린 액적의 화상을 포함하고; 적어도 하나의 프로세서는 제1 화상을 사용하여 매달린 액적의 체적을 결정하도록 구성되고; 제3 부분은 유체에 대한 메니스커스를 포함하고, 제3 화상은 메니스커스의 화상을 포함하고; 적어도 하나의 프로세서는 제3 화상을 사용하여 메니스커스의 위치를 결정하기 위해 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하도록 구성되는,
    광학 촬상 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 광학 시스템은,
    각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 하나만을 반사시키기 위한 제1 거울; 및
    각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 다른 하나만을 반사시키기 위한 제2 거울
    을 포함하는,
    광학 촬상 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 광학 시스템은 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 2개만을 반사시키기 위한 빔 조합기를 포함하는, 광학 촬상 시스템.
  16. 적하 챔버를 갖는 주입 튜브와 함께 사용하기 위한 광학 촬상 시스템이며,
    적하 튜브를 구비한 제1 부분, 출구 포트를 구비한 제2 부분, 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 배치된 제3 부분;
    광의 제1 스펙트럼만을 발산하기 위한 제1 광원; 광의 제2 스펙트럼만을 발산하기 위한 제2 광원; 또는 광의 제3 스펙트럼만을 발산하기 위한 제3 광원 중 적어도 하나;
    제1 부분만을 통해 투과되는 광의 제1 스펙트럼; 제2 부분만을 통해 투과되는 광의 제2 스펙트럼; 또는 제3 부분만을 통해 투과되는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 수신하고 투과시키는 단일 렌즈, 및 단일 렌즈로부터 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 수신하고, 단일 렌즈로부터 수신된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 특징짓는 데이터를 발생시키고 송신하기 위한 단일 컬러 화상 센서를 포함하는 광학 시스템;
    컴퓨터 실행 가능 지시를 저장하기 위한 메모리 요소; 및
    컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하고, 데이터를 사용하여, 대응하는 제1 부분, 제2 부분, 및 제3 부분 각각의 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 하나를 발생시키는 적어도 하나의 프로세서로서, 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 및 제3 스펙트럼은 서로 중첩하는 파장이 없고, 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 하나에 기초하여 구분 가능한 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 하나를 나타내는, 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    제1 부분은 매달린 액적을 포함하고, 제1 화상은 매달린 액적의 화상을 포함하고; 적어도 하나의 프로세서는 제1 화상을 사용하여 매달린 액적의 체적을 결정하도록 구성되고; 제3 부분은 유체에 대한 메니스커스를 포함하고, 제3 화상은 메니스커스의 화상을 포함하고; 적어도 하나의 프로세서는 제3 화상을 사용하여 메니스커스의 위치를 결정하기 위해 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하도록 구성되는,
    광학 촬상 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 광학 시스템은,
    제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분 각각에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 하나만을 반사시키기 위한 제1 거울; 및
    제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분 각각에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 다른 하나를 반사시키기 위한 제2 거울
    을 포함하는,
    광학 촬상 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 광학 시스템은 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분 각각에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 2개만을 반사시키기 위한 빔 조합기를 포함하는, 광학 촬상 시스템.
  19. 적하 챔버를 갖는 주입 튜브를 촬상하는 방법이며,
    적하 튜브를 구비한 제1 부분을 배치하는 단계, 출구 포트를 구비한 제2 부분을 배치하는 단계, 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 제3 부분을 배치하는 단계;
    컴퓨터 실행 가능 지시를 메모리 요소 내에 저장하는 단계;
    적어도 하나의 광원으로부터 광의 제1 스펙트럼, 광의 제2 스펙트럼, 또는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 발산하는 단계;
    단일 렌즈를 사용하여, 제1 부분만을 통해 투과되는 광의 제1 스펙트럼; 제2 부분만을 통해 투과되는 광의 제2 스펙트럼; 또는 제3 부분만을 통해 투과되는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하고 투과시키는 단계;
    단일 컬러 화상 센서를 사용하여, 단일 렌즈로부터 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하는 단계;
    단일 컬러 화상 센서를 사용하여, 단일 렌즈로부터 수신된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 특징짓는 데이터를 발생시키고 송신하는 단계; 및
    데이터를 사용하여, 대응하는 제1 부분, 제2 부분, 및 제3 부분 각각의 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 2개를 발생시키기 위해, 적어도 하나의 프로세서를 사용하여 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하는 단계로서, 적어도 하나의 프로세서는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개에 기초하여 구분 가능한 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 2개를 나타내는 단계
    를 포함하는 방법.
  20. 삭제
  21. 제19항에 있어서, 적어도 하나의 광원은 단일 광원으로 구성되는, 방법.
  22. 제19항에 있어서, 적어도 하나의 광원은 복수의 광원을 포함하는, 방법.
  23. 제19항에 있어서, 적어도 하나의 광원은 3개의 광원을 포함하는, 방법.
  24. 제19항에 있어서,
    제1 부분은 적하 튜브로부터 매달린 액적을 포함하고, 제1 화상은 액적의 화상을 포함하고;
    제3 부분은 적하 챔버 내의 유체에 대한 메니스커스를 포함하고, 제3 화상은 메니스커스의 화상을 포함하고;
    상기 방법은,
    제1 화상을 사용하여 매달린 액적의 체적을 결정하고, 제3 화상을 사용하여 메니스커스의 위치를 결정하기 위해, 적어도 하나의 프로세서를 사용하여 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하는 단계를 추가로 포함하는,
    방법.
  25. 제19항에 있어서, 공기 방울이 제2 부분 내에 존재하고, 제2 화상은 공기 방울의 화상을 포함하는, 방법.
  26. 제19항에 있어서, 제2 화상을 사용하여 공기 방울의 체적을 결정하기 위해, 적어도 하나의 프로세서를 사용하여 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  27. 제19항에 있어서,
    광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 발산하는 단계는 적색 스펙트럼, 청색 스펙트럼, 또는 녹색 스펙트럼 광 중 적어도 2개를 발산하는 단계를 포함하고;
    광의 제1 스펙트럼은 적색 스펙트럼 광, 청색 스펙트럼 광, 또는 녹색 스펙트럼 광 중 하나로 구성되고;
    광의 제2 스펙트럼은 제1 스펙트럼 내에 포함되지 않은 적색 스펙트럼 광, 청색 스펙트럼 광, 또는 녹색 스펙트럼 광 중 하나로 구성되고;
    광의 제3 스펙트럼은 광의 제1 스펙트럼 또는 제2 스펙트럼 내에 포함되지 않은 광의 적색 스펙트럼, 청색 스펙트럼, 또는 녹색 스펙트럼 중 하나로 구성되는,
    방법.
  28. 제19항에 있어서, 거울을 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼 또는 제3 스펙트럼 중 하나만을 반사시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  29. 제19항에 있어서,
    제1 거울을 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 하나만을 반사시키는 단계; 및
    제2 거울을 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 다른 하나만을 반사시키는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  30. 제19항에 있어서, 빔 조합기를 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 2개만을 반사시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  31. 제19항에 있어서,
    거울을 사용하여, 적어도 하나의 광원에 의해 발산된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 하나만을, 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분 중 하나로 투과시키는 단계; 또는
    거울을 사용하여, 적어도 하나의 광원에 의해 발산된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 하나만을, 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분 중 하나로 반사시키는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  32. 적하 챔버를 갖는 주입 튜브를 촬상하는 방법이며,
    적하 튜브를 구비한 제1 부분을 배치하는 단계, 출구 포트를 구비한 제2 부분을 배치하는 단계, 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 제3 부분을 배치하는 단계;
    컴퓨터 실행 가능 지시를 메모리 요소 내에 저장하는 단계;
    단일 광원을 사용하여, 광의 제1 스펙트럼, 광의 제2 스펙트럼, 또는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 발산하는 단계;
    단일 렌즈를 사용하여, 제1 부분만을 통해 투과되는 광의 제1 스펙트럼; 제2 부분만을 통해 투과되는 광의 제2 스펙트럼; 또는 제3 부분만을 통해 투과되는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하고 투과시키는 단계;
    단일 컬러 화상 센서를 사용하여, 단일 렌즈로부터 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 수신하는 단계;
    단일 컬러 화상 센서를 사용하여, 단일 렌즈로부터 수신된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개를 특징짓는 데이터를 발생시키고 송신하는 단계; 및
    데이터를 사용하여, 대응하는 제1 부분, 제2 부분, 및 제3 부분 각각의 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 2개를 발생시키기 위해, 적어도 하나의 프로세서를 사용하여, 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하는 단계로서, 적어도 하나의 프로세서는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 2개에 기초하여 구분 가능한 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 2개를 나타내는 단계를 포함하고,
    제1 부분은 매달린 액적을 포함하고, 제1 화상은 매달린 액적의 화상을 포함하고; 적어도 하나의 프로세서는 제1 화상을 사용하여 매달린 액적의 체적을 결정하도록 구성되고; 제3 부분은 유체에 대한 메니스커스를 포함하고, 제3 화상은 메니스커스의 화상을 포함하고; 적어도 하나의 프로세서는 제3 화상을 사용하여 메니스커스의 위치를 결정하기 위해 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하도록 구성되는, 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    제1 거울을 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 하나만을 반사시키는 단계; 및
    제2 거울을 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 다른 하나만을 반사시키는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  34. 제32항에 있어서, 빔 조합기를 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 2개만을 반사시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  35. 적하 챔버를 갖는 주입 튜브를 촬상하는 방법이며,
    적하 튜브를 구비한 제1 부분을 배치하는 단계, 출구 포트를 구비한 제2 부분을 배치하는 단계, 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 제3 부분을 배치하는 단계;
    컴퓨터 실행 가능 지시를 메모리 요소 내에 저장하는 단계;
    제1 광원만을 사용하여 광의 제1 스펙트럼; 제2 광원만을 사용하여 광의 제2 스펙트럼; 또는 제3 광원만을 사용하여 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 발산하는 단계;
    단일 렌즈를 사용하여, 제1 부분만을 통해 투과되는 광의 제1 스펙트럼; 제2 부분만을 통해 투과되는 광의 제2 스펙트럼; 또는 제3 부분만을 통해 투과되는 광의 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 수신하고 투과시키는 단계;
    단일 컬러 화상 센서를 사용하여, 단일 렌즈로부터 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 수신하는 단계;
    단일 컬러 화상 센서를 사용하여, 단일 렌즈로부터 수신된 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 하나를 특징짓는 데이터를 발생시키고 송신하는 단계; 및
    데이터를 사용하여, 대응하는 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분 각각의 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 하나를 발생시키기 위해, 적어도 하나의 프로세서를 사용하여, 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하는 단계로서, 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 및 제3 스펙트럼은 서로 중첩하는 파장이 없고, 적어도 하나의 프로세서는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 적어도 하나에 기초하여 구분 가능한 제1 화상, 제2 화상, 또는 제3 화상 중 적어도 하나를 나타내는 단계를 포함하고,
    제1 부분은 매달린 액적을 포함하고, 제1 화상은 매달린 액적의 화상을 포함하고; 적어도 하나의 프로세서는 제1 화상을 사용하여 매달린 액적의 체적을 결정하도록 구성되고; 제3 부분은 유체에 대한 메니스커스를 포함하고, 제3 화상은 메니스커스의 화상을 포함하고; 적어도 하나의 프로세서는 제3 화상을 사용하여 메니스커스의 위치를 결정하기 위해 컴퓨터 실행 가능 지시를 실행하도록 구성되는, 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    제1 거울을 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 하나만을 반사시키는 단계; 및
    제2 거울을 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 다른 하나만을 반사시키는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  37. 제35항에 있어서, 빔 조합기를 사용하여, 각각 제1 부분, 제2 부분, 또는 제3 부분에 의해 투과되는 광의 제1 스펙트럼, 제2 스펙트럼, 또는 제3 스펙트럼 중 2개만을 반사시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  38. 삭제
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