KR102690597B1 - Microlens array based ultrathin microscope - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경에 관한 것으로, 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경으로서, 상기 현미경은, 측정시료에서 발현된 형광을 선택적으로 투과하는 필터부; 및 상기 필터부에서 투과한 빛으로부터 이미지를 획득하는 영상부; 를 포함하고, 상기 필터부는 투명 기판의 일면 상에 접하거나 이격되어 형성되고, 상기 영상부는, 상기 필터부가 형성된 상기 투명 기판의 반대면에 형성된 마이크로렌즈 어레이 및 상기 마이크로렌즈 어레이의 이미지 정보를 수집하는 이미지 센서를 포함하는 것인, 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-thin microscope based on a microlens array, wherein the microscope includes a filter unit that selectively transmits fluorescence expressed in a measurement sample; and an imaging unit that acquires an image from the light transmitted from the filter unit. It includes, wherein the filter part is formed in contact with or spaced apart from one side of the transparent substrate, and the imaging part is a microlens array formed on the opposite side of the transparent substrate on which the filter part is formed and collects image information of the microlens array. It relates to a microlens array-based ultra-thin microscope that includes an image sensor.

Description

마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경{MICROLENS ARRAY BASED ULTRATHIN MICROSCOPE}Microlens array-based ultra-thin microscope {MICROLENS ARRAY BASED ULTRATHIN MICROSCOPE}

본 발명은, 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-thin microscope based on a microlens array.

최근 발생한 코로나 외에도 전세계는 현재 다양한 바이러스에 감염되고 있으므로 바이러스의 현장진단 기기에 대한 수요가 증가하고 있으며 이를 반영하여 시장 또한 꾸준히 증가하고 있는 추세이다. In addition to the recent coronavirus outbreak, the world is currently being infected with various viruses, so the demand for on-site diagnostic devices for viruses is increasing, and reflecting this, the market is also steadily increasing.

예를 들어, 질병 진단 등에서 혈액샘플과 같은 액체샘플에서 특정 표적 물질을 검출하거나 생물, 환경 분야, 화학분야 등의 다양한 분야에서 미량의 생물학적 물질을 검사하는데 사용되고, 형광 신호를 판독하기 위한 현미경이 적용되고 있다. 기존의 현미경은 포토다이오드를 기반으로 하여 정확한 검사는 가능하나 복잡한 구조는 관측할 수 없으며, 다중형광 시 형광필터를 교체해야된다는 단점을 가지고 있다. 또한, 현재 개발되고 있는 현미경은 가격이 비싸고 부피가 큰 단점이 있으며, 이미지를 획득하거나 또는 고해상도 이미지를 획득하는 것이 어려운 실정이다. For example, it is used to detect specific target substances in liquid samples such as blood samples in disease diagnosis, etc., or to examine trace amounts of biological substances in various fields such as biology, environment, and chemistry, and a microscope is applied to read fluorescence signals. It is becoming. Existing microscopes are based on photodiodes, allowing for accurate inspection, but they cannot observe complex structures, and have the disadvantage of requiring replacement of fluorescence filters in case of multiple fluorescence. In addition, the microscopes currently being developed have the disadvantage of being expensive and bulky, and it is difficult to acquire images or high-resolution images.

이에 본 발명은, 반도체 공정을 이용하여 제작된 카메라 및 필터를 사용하여 가격이 저렴하고 초박형의 현미경을 설계할 수 있으며, 본 발명에 의한 초박형 현미경의 이미징을 이용하여 현장진단기기 뿐만 아니라 다양한 분야에 활용할 수 있다.Accordingly, the present invention can design an inexpensive, ultra-thin microscope using a camera and filter manufactured using a semiconductor process, and the imaging of the ultra-thin microscope according to the present invention can be used not only for on-site diagnostic devices but also for various fields. You can utilize it.

본 발명은, 상기 언급한 문제점을 해결하기 위해서, 대면적 공정으로 제작가능하고, 다양한 기판에 용이하게 적용 가능한 마이크로렌즈 어레이 및 필터를 사용하여, 범용성이 높고, 마이크로렌즈 어레이에 의한 다중 이미징 및 고해상도 이미징을 통해 현장진단 및/또는 다중 진단이 가능한, 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경을 제공하는 것이다. In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses a microlens array and filter that can be manufactured in a large-area process and can be easily applied to various substrates, has high versatility, and provides multi-imaging and high-resolution by microlens array. The goal is to provide a microlens array-based ultra-thin microscope that enables on-site diagnosis and/or multiple diagnosis through imaging.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 발명의 일 실시예에 따라, 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경으로서, 상기 현미경은, 측정시료에서 발현된 형광을 선택적으로 투과하는 필터부; 및 상기 필터부에서 투과한 빛으로부터 이미지를 획득하는 영상부; 를 포함하고, 상기 필터부는 투명 기판의 일면 상에 접하거나 이격되어 형성되고, 상기 영상부는, 상기 필터부가 형성된 상기 투명 기판의 반대면에 형성된 마이크로렌즈 어레이 및 상기 마이크로렌즈 어레이의 이미지 정보를 수집하는 이미지 센서를 포함하는 것인, 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경에 관한 것이다. According to one embodiment of the present invention, an ultra-thin microscope based on a microlens array, the microscope includes: a filter unit that selectively transmits fluorescence expressed in a measurement sample; and an imaging unit that acquires an image from the light transmitted from the filter unit. It includes, wherein the filter part is formed in contact with or spaced apart from one side of the transparent substrate, and the imaging part is a microlens array formed on the opposite side of the transparent substrate on which the filter part is formed and collects image information of the microlens array. It relates to a microlens array-based ultra-thin microscope that includes an image sensor.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 마이크로렌즈 어레이는, 500 μm 내지 2 mm 피치 간격으로 배열된 복수 개의 렌즈를 포함하고, 상기 마이크로렌즈의 직경은 2 mm 이하인 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the microlens array may include a plurality of lenses arranged at pitch intervals of 500 μm to 2 mm, and the diameter of the microlenses may be 2 mm or less.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 마이크로렌즈 어레이의 복수개의 렌즈는, 각각, 개별 이미지 정보를 제공하고, 상기 이미지 센서는, 상기 마이크로렌즈 어레이의 복수 개의 개별 이미지 정보를 수집하여 다중 스펙트럼 이미지를 생성하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the plurality of lenses of the microlens array each provide individual image information, and the image sensor collects the plurality of individual image information of the microlens array to produce a multispectral image. It may be creating.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 다중 스펙트럼 이미지는, 상기 측정시료에서 동일한 위치의 이미지 정보를 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the multi-spectral image may include image information of the same position in the measurement sample.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 이미지 센서는, 상기 다중 스펙트럼 이미지를 이용하여 고해상도 형광 이미지를 생성하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the image sensor may generate a high-resolution fluorescence image using the multi-spectral image.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고해상도 형광 이미지는 광 파장에 따라 분리되고, 상기 분리된 고해상도 형광 이미지를 분석하여 단일 또는 복수 개의 감지 대상을 분석하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the high-resolution fluorescence image may be separated according to the light wavelength, and a single or multiple detection targets may be analyzed by analyzing the separated high-resolution fluorescence image.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 이미지 센서는 상기 마이크로렌즈 어레이의 상부에 형성되고, 상기 이미지 센서 및 상기 마이크로렌즈 어레이의 이격 거리는 5 mm 이하인 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the image sensor may be formed on an upper part of the microlens array, and the separation distance between the image sensor and the microlens array may be 5 mm or less.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 이미지 센서 및 상기 필터부의 간격은 5 mm 이하이고, 상기 측정시료와 상기 필터부의 간격은 5 mm 이하인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the distance between the image sensor and the filter unit may be 5 mm or less, and the distance between the measurement sample and the filter unit may be 5 mm or less.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 투명 기판의 두께는 5 mm 이하인 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the thickness of the transparent substrate may be 5 mm or less.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 투명 기판은, 유리, 투명 폴리머 및 투명 산화물 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the transparent substrate may include at least one of glass, transparent polymer, and transparent oxide.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 필터부는, 단일 또는 복수 개의 밴드패스 필터를 포함하고, 상기 밴드패스 필터는, 상기 측정시료에서 발현된 형광을 투과시키고 조명부의 빛을 차단하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the filter unit may include a single or a plurality of band-pass filters, and the band-pass filter may transmit fluorescence expressed in the measurement sample and block light from the lighting unit.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 밴드패스 필터는, 컬러필터, 플라즈모닉 필터 또는 이 둘을 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the bandpass filter may include a color filter, a plasmonic filter, or both.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 투명 기판은, 투명 베이스 기판; 및 상기 투명 베이스 기판 상에 형성된 투명층; 을 포함하고, 상기 투명층 상에 마이크로렌즈 어레이가 형성되고, 상기 투명층은 투명 산화물을 포함하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the transparent substrate includes: a transparent base substrate; and a transparent layer formed on the transparent base substrate; It may include a microlens array formed on the transparent layer, and the transparent layer may include a transparent oxide.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 투명 베이스 기판 및 상기 투명층 사이에 형성된 제1 층; 및 상기 제1 층의 위치에 상응하는 상기 투명층 상에 형성된 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층 및 제2 층은, 각각, 광흡수막, 차단막 또는 이 둘 모두를 포함하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, a first layer formed between the transparent base substrate and the transparent layer; and a second layer formed on the transparent layer corresponding to the position of the first layer, and the first layer and the second layer may each include a light absorption film, a blocking film, or both.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제1 층은, 상기 투명층 내에 삽입되고, 상기 제1 층 및 제2 층은, 각각, 단일 또는 복수층인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the first layer is inserted into the transparent layer, and the first layer and the second layer may be single or multiple layers, respectively.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경은 미세유체 시스템 내의 측정 시료를 모니터링하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the microlens array-based ultra-thin microscope may be used to monitor a measurement sample within a microfluidic system.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경은, 현장진단용이고, 2종 이상의 질병을 진단하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the microlens array-based ultra-thin microscope is for on-site diagnosis and may be used to diagnose two or more types of diseases.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경은 측정시료에 광을 조사하는 조명부를 더 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the microlens array-based ultra-thin microscope may further include an illumination unit that irradiates light to the measurement sample.

본 발명은, 고해상도 이미지 생성이 가능하고, 기존의 현미경에 비하여 대면적, 소형화 및/또는 경량화가 가능하여 다양한 진단기기에 범용적으로 적용할 수 있는 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경을 제공할 수 있다.The present invention can provide a microlens array-based ultra-thin microscope that is capable of generating high-resolution images and can be universally applied to various diagnostic devices by enabling large area, miniaturization, and/or weight reduction compared to existing microscopes.

본 발명은, 마이크로렌즈 어레이에서 각 렌즈에서 획득한 이미지들을 통해 고해상도의 다중 형광 이미징이 가능하고, 바이오 분야, 화학 분야, 환경 분야 등의 다양한 분야에서 진단, 분석 및/또는 감지기기에 활용 가능하고, 특히 형광이미지를 이용한 형광진단기기를 제공할 수 있다.The present invention enables high-resolution, multiple fluorescence imaging through images acquired from each lens in a microlens array, and can be used for diagnosis, analysis, and/or detection devices in various fields such as bio, chemistry, and environmental fields. , In particular, a fluorescence diagnostic device using fluorescence images can be provided.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 마이크로렌즈 어레이 기반의 초박형 현미경의 구성 및 작동 원리를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 마이크로렌즈 어레이 기반의 초박형 현미경을 장착한 미세유체 시스템 분석기기의 구성 (a) 및 마이크로렌즈 어레이 기반의 초박형 현미경으로 획득한 형광이미지 (b)를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 마이크로렌즈 어레이 기반의 초박형 현미경에서 영상의 연속성 확보를 위한 광학 설계를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 4a은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 마이크로렌즈 어레이의 제조 공정을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 4b는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 4의 방법으로 제조된 본 발명에 의한 마이크로렌즈 어레이의 이미지를 나타낸 것이다.
Figure 1 exemplarily shows the configuration and operating principle of an ultra-thin microscope based on a microlens array according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a configuration (a) of a microfluidic system analysis device equipped with an ultra-thin microscope based on a microlens array according to the present invention and a fluorescence image acquired with an ultra-thin microscope based on a microlens array according to an embodiment of the present invention. (b) is shown as an example.
Figure 3 exemplarily shows an optical design for ensuring image continuity in an ultra-thin microscope based on a microlens array according to an embodiment of the present invention.
Figure 4a exemplarily shows a manufacturing process of a microlens array according to the present invention, according to an embodiment of the present invention.
Figure 4b shows an image of a microlens array according to the present invention manufactured by the method of Figure 4, according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In describing the present invention, if a detailed description of a related known function or configuration is judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Additionally, the terms used in this specification are terms used to appropriately express preferred embodiments of the present invention, and may vary depending on the intention of the user, operator, or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only cases where a member is in contact with another member, but also cases where another member exists between the two members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, this does not mean excluding other components, but may further include other components.

이하, 본 발명의 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경, 이의 제조방법 및 이의 활용에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the microlens array-based ultra-thin microscope of the present invention, its manufacturing method, and its utilization will be described in detail with reference to examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.

본 발명은, 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경은, 초박형 영상장치를 적용하여, 측정 시료의 광, 예를 들어, 형광 정보를 수집하고 형광 이미징하는 것으로, 이러한 이미징 프로세스를 통해서 모니터링, 감지, 분석 및/또는 진단에 활용될 수 있다.The present invention relates to an ultra-thin microscope based on a microlens array. According to one embodiment of the present invention, the ultra-thin microscope based on a microlens array applies an ultra-thin imaging device to obtain light from a measurement sample, for example, fluorescence information. By collecting and imaging fluorescence, this imaging process can be utilized for monitoring, detection, analysis, and/or diagnosis.

본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경의 주요 구성을 예시적으로 나타낸 것으로, 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경은, 필터부(100); 및 영상부(200);를 포함하고, 필터부(100) 및 영상부(200) 사이에 투명 기판(300)을 포함할 수 있다. 필터부(100) 및 영상부(200)의 구성 요소 및 이들의 배열 관계에 대한 독특한 디자인으로 컴팩트하고 초박형의 현미경을 제공하고, 현미경의 범용성을 개선시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, referring to FIG. 1, FIG. 1 exemplarily shows the main configuration of an ultra-thin microscope based on a microlens array according to the present invention, according to an embodiment of the present invention. The microlens array The ultra-thin based microscope includes a filter unit (100); and an imaging unit 200; and may include a transparent substrate 300 between the filter unit 100 and the imaging unit 200. A compact and ultra-thin microscope can be provided through a unique design of the components of the filter unit 100 and the imaging unit 200 and their arrangement relationships, and the versatility of the microscope can be improved.

본 발명의 일 실시예에 따라, 필터부(100)는, 측정시료에서 발현된 형광을 선택적으로 투과 및 제어하는 것으로, 필터부(100)는, 단일 또는 복수 개의 밴드패스 필터를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the filter unit 100 selectively transmits and controls fluorescence expressed in a measurement sample, and the filter unit 100 may include a single or multiple bandpass filters. .

본 발명의 일 예로, 상기 밴드패스 필터는, 상기 측정시료에서 발현된 형광을 투과시키고 상기 조명부의 빛을 차단하는 것일 수 있다. 또한, 상기 형광은 광 파장에 따라 분류하고 투과시켜 광 파장에 따라 연속된 다중 이미지를 제공할 수 있다. 상기 밴드패스 필터는, 컬러필터, 플라즈모닉 필터 또는 이 둘을 포함할 수 있다.As an example of the present invention, the band-pass filter may transmit fluorescence expressed in the measurement sample and block light from the lighting unit. Additionally, the fluorescence can be classified and transmitted according to the light wavelength to provide continuous multiple images according to the light wavelength. The bandpass filter may include a color filter, a plasmonic filter, or both.

본 발명의 일 예로, 필터부(100)는, 투명 기판(300)의 일면에 접하게 형성되거나 이격되어 형성될 수 있다. 필터부(100)가 배치되는 투명 기판 일면(300, 이하 투명 베이스 기판(310)에 해당됨)의 반대면(투명층(320)에 해당됨)에 마이크로렌즈 어레이(210)가 형성되며, 투명 기판(300)은 마이크로렌즈 어레이(210)의 렌즈 기판으로 활용된다. 즉, 본 발명은, 필터부(100)와 영상부(200)를 동일한 투명 기판(300)에 결합되거나 이들 사이에 영상부(200)의 마이크로렌즈 어레이(210)가 형성된 투명 기판(300)이 배치된 구조를 적용하여 현미경의 크기 및 두께를 줄이고, 고해상도 이미지 획득이 가능하면서 초박형 현미경을 제작할 수 있다.As an example of the present invention, the filter unit 100 may be formed in contact with one surface of the transparent substrate 300 or may be formed spaced apart. A microlens array 210 is formed on the opposite side (corresponding to the transparent layer 320) of the transparent substrate 300 (corresponding to the transparent base substrate 310 hereinafter) on which the filter unit 100 is disposed, and the transparent substrate 300 ) is used as a lens substrate for the microlens array 210. That is, in the present invention, the filter unit 100 and the imaging unit 200 are combined on the same transparent substrate 300 or the transparent substrate 300 with the microlens array 210 of the imaging unit 200 formed between them. By applying the arranged structure, the size and thickness of the microscope can be reduced and an ultra-thin microscope can be manufactured while enabling high-resolution image acquisition.

본 발명의 일 실시예에 따라, 영상부(200)는, 필터부(100)에서 투과한 빛으로부터 이미지를 획득하는 것으로, 영상부(200)는, 마이크로렌즈 어레이(210) 및 마이크로렌즈 어레이(210)의 이미지 정보를 수집하는 이미지 센서(220)를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the imaging unit 200 acquires an image from the light transmitted through the filter unit 100, and the imaging unit 200 includes a microlens array 210 and a microlens array ( It may include an image sensor 220 that collects image information 210).

본 발명의 일 예로, 마이크로렌즈 어레이(210)는, 500 μm 내지 2 mm; 500 μm 내지 1 mm; 600 μm 내지 900 μm; 또는 700 μm 내지 800 μm 피치 간격으로 배열된 복수 개의 렌즈를 포함하고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 마이크로렌즈의 피치 간격에 따라 형광의 오버랩 영역 및 초점거리를 제어하여 고해상도 형광이미지 획득을 위해서 설계될 수 있다. 또한, 상기 마이크로렌즈의 직경은, 2 mm 이하; 1.5 mm 이하; 1 mm 이하; 1 μm 내지 2 mm; 50 μm 내지 2 mm; 100 μm 내지 1 mm; 100 μm 내지 500 μm일 수 있으며, 상기 범위 내에 포함되면 고해상도 이미지 획득에 유리할 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 마이크로렌즈 어레이는, 약 120 ㎛ 직경(또는, 약 20 ㎛의 높이)로 형성된 것일 수 있다.As an example of the present invention, the microlens array 210 has a size of 500 μm to 2 mm; 500 μm to 1 mm; 600 μm to 900 μm; Alternatively, it may include a plurality of lenses arranged at pitch intervals of 700 μm to 800 μm, and as shown in FIG. 3, it may be designed to acquire high-resolution fluorescence images by controlling the overlap area and focal length of fluorescence according to the pitch interval of the microlens. You can. Additionally, the diameter of the microlens is 2 mm or less; 1.5 mm or less; 1 mm or less; 1 μm to 2 mm; 50 μm to 2 mm; 100 μm to 1 mm; It may be 100 μm to 500 μm, and if it is within the above range, it may be advantageous for acquiring high-resolution images. For example, as shown in FIG. 4B, the microlens array may be formed to have a diameter of about 120 μm (or a height of about 20 μm).

본 발명의 일 예로, 마이크로렌즈 어레이(210)의 복수 개의 렌즈는, 마이크로 카메라로서 각각, 개별 영상을 제공하고 이를 이용하여 다중 스펙트럼 이미지를 획득할 수 있다. 즉, 마이크로렌즈 어레이(210)의 복수 개의 개별 이미지 정보를 이미지 센서가 수집하여 다중 스펙트럼 이미지를 생성할 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 진단기기 내 미세유체 시료에서 발현된 형광이미지로부터 다중 스펙트럼 이미지를 획득한 것으로, 도 2의 (b)에서 다중 스펙트럼 이미지는 측정시료에서 발현된 형광이 필터부를 거쳐 광 파장에 따라 분류 및 제어된 다중 스펙트럼 이미지를 포함할 수 있다. 이는 측정시료에서 동일한 위치의 개별 이미지 정보(개별 영상)에서 동일한 공간에서 형광발현을 확인하고, 상기 이미지 센서는, 이러한 다중 스펙트럼 이미지를 이용하여 고해상도 형광 이미지를 생성하고, 다중 진단 등과 같은 다중 분석이 가능할 수 있다.As an example of the present invention, the plurality of lenses of the microlens array 210 can each provide individual images as micro cameras and use them to acquire multispectral images. That is, the image sensor can collect a plurality of individual image information of the microlens array 210 to generate a multi-spectral image. As shown in Figure 2, a multi-spectral image is obtained from a fluorescence image expressed in a microfluidic sample in a diagnostic device. In Figure 2 (b), the multi-spectral image is obtained by transmitting the fluorescence expressed in the measurement sample to the light wavelength through the filter unit. It may include multi-spectral images classified and controlled according to. This confirms fluorescence expression in the same space from individual image information (individual images) at the same location in the measurement sample, and the image sensor generates high-resolution fluorescence images using these multi-spectral images, and performs multiple analyzes such as multiple diagnosis. It may be possible.

본 발명의 일 예로, 상기 고해상도 형광 이미지는 광 파장에 따라 분류되며, 상기 분리된 고해상도 형광 이미지를 분석하여 단일 또는 복수 개의 감지 대상을 모니터링, 분석, 감지 및/또는 진단할 수 있다.As an example of the present invention, the high-resolution fluorescence images are classified according to light wavelength, and the separated high-resolution fluorescence images can be analyzed to monitor, analyze, detect, and/or diagnose a single or multiple detection targets.

본 발명의 일 예로, 이미지 센서(220)는, 마이크로렌즈 어레이(210)의 상부에 형성되고, 이미지 센서(220)는 반도체 센서에 해당되며, 본 발명의 기술 분야에서 적용 가능한 반도체 센서라면 제한 없이 적용될 수 있으며, 본 명세서에는 구체적으로 언급하지 않는다. 예를 들어, 상기 반도체 센서는 CMOS층을 포함할 수 있고, CMOS ISA 셋업 등을 구성할 수 있다.As an example of the present invention, the image sensor 220 is formed on the top of the microlens array 210, and the image sensor 220 corresponds to a semiconductor sensor, and can be any semiconductor sensor applicable to the technical field of the present invention without limitation. It may be applied and is not specifically mentioned in this specification. For example, the semiconductor sensor may include a CMOS layer and may configure a CMOS ISA setup, etc.

본 발명의 일 예로, 이미지 센서(220) 및 마이크로렌즈 어레이(210) 사이의 이격 거리는, 300 μm 내지 5 mm; 500 μm 내지 4 mm; 600 μm 내지 3 mm; 800 μm 내지 2 mm; 또는 800 μm 내지 1 mm 일 수 있다.As an example of the present invention, the separation distance between the image sensor 220 and the microlens array 210 is 300 μm to 5 mm; 500 μm to 4 mm; 600 μm to 3 mm; 800 μm to 2 mm; or 800 μm to 1 mm.

본 발명의 일 실시예에 따라, 투명 기판 (300)은, 투명 베이스 기판(310); 및 투명 베이스 기판 (310) 상에 형성된 투명층(320)을 포함하고, 투명층(320) 상에 마이크로렌즈 어레이(210)가 형성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the transparent substrate 300 includes: a transparent base substrate 310; and a transparent layer 320 formed on the transparent base substrate 310, and a microlens array 210 may be formed on the transparent layer 320.

본 발명의 일 예로, 투명 기판(300)의 두께는, 300 μm 내지 1 mm; 500 μm 내지 1 mm; 600 μm 내지 900 μm; 또는 700 μm 내지 900 μm이고, 상기 두께 범위를 적용하여 고해상도 형광이미지 획득이 가능하면서 초박형의 현미경을 제공할 수 있다.As an example of the present invention, the thickness of the transparent substrate 300 is 300 μm to 1 mm; 500 μm to 1 mm; 600 μm to 900 μm; Alternatively, it is 700 μm to 900 μm, and by applying the above thickness range, it is possible to provide an ultra-thin microscope that can acquire high-resolution fluorescence images.

본 발명의 일 예로, 투명 기판(300)은, 투명 물질이라면 제한 없이 적용되며, 예를 들어, 유리, 투명 폴리머 및 투명 산화물 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다. 투명층(320)은, 투명 산화물을 포함하고, 수십 내지 수백 나노미터 두께를 포함하고, 예를 들어, 10 nm 이상; 20 nm 이상; 10 nm 내지 1000 nm (또는, 미만); 10 nm 내지 500 nm; 30 nm 내지 300 nm; 50 nm 내지 200 nm; 또는 50 nm 내지 100 nm 일 수 있다.As an example of the present invention, the transparent substrate 300 is applied without limitation as long as it is a transparent material, and may include, for example, at least one of glass, transparent polymer, and transparent oxide. Transparent layer 320 includes transparent oxide and has a thickness of tens to hundreds of nanometers, for example, 10 nm or more; 20 nm or more; 10 nm to 1000 nm (or less); 10 nm to 500 nm; 30 nm to 300 nm; 50 nm to 200 nm; Or it may be 50 nm to 100 nm.

본 발명의 일 실시에에 따라, 투명 기판(300)은, 형광 이미지의 해상도를 높이기 위해서 마이크로렌즈들 사이에 빛을 흡수하거나 및/또는 차단하는 영역이 형성되고, 이는 투명 기판(300)의 표면, 내부 또는 이 둘에 형성될 수 있다. 예를 들어, 투명 베이스 기판(310) 및 투명층(320) 사이에 형성된 제1 층(330a) 및 제1 층(330a)의 위치에 상응하는 투명층(320) 상에 형성된 제2 층(330b)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 층(330a)는, 투명층 (320) 내에 삽입된 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the transparent substrate 300, a region that absorbs and/or blocks light is formed between the microlenses in order to increase the resolution of the fluorescence image, which is formed on the surface of the transparent substrate 300. , may be formed inside or both. For example, a first layer 330a formed between the transparent base substrate 310 and the transparent layer 320 and a second layer 330b formed on the transparent layer 320 corresponding to the position of the first layer 330a. It can be included. Additionally, the first layer 330a may be inserted into the transparent layer 320.

본 발명의 일 예로, 제1 층(330a) 및 제2 층(330b)은, 두께, 성분, 직경, 너비(또는, 폭) 및 형태 중 적어도 하나 이상이 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 층(330a) 및 제2 층(330b)은, 각각, 백 나노미터 내지 수십 마이크로미터 두께를 가지며, 예를 들어, 100 nm 이상; 200 nm 이상; 300 nm 내지 100 μm(또는, 미만); 300 nm 내지 90 μm; 400 nm 내지 50 μm; 또는 500 nm 내지 20 μm일 수 있다.As an example of the present invention, the first layer 330a and the second layer 330b may be the same or different in at least one of thickness, component, diameter, width (or width), and shape. For example, the first layer 330a and the second layer 330b each have a thickness of one hundred nanometers to several tens of micrometers, for example, 100 nm or more; 200 nm or more; 300 nm to 100 μm (or less); 300 nm to 90 μm; 400 nm to 50 μm; or 500 nm to 20 μm.

본 발명의 일 예로, 제1 층(330a) 및 제2 층(330b)은, 각각, 광흡수막, 차단막 또는 이 둘 모두를 포함할 수 있다. 제1 층(330a) 및 제2 층(330b)은, 각각, 단일 또는 복수층이고, 상기 복수층의 각층은, 서로 동일하거나 상이한 막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 층(330a) 및 제2 층(330b)은, 서로 상이한 막이 마주보도록 배치되거나 동일한 막이 구성될 수 있다. 또한, 제1 층(330a) 및 제2 층(330b) 각각에 상기 광차단막 및 상기 광흡수막이 동시에 형성될 경우에 이들은 층상으로 적층될 수 있다.As an example of the present invention, the first layer 330a and the second layer 330b may each include a light absorption film, a blocking film, or both. The first layer 330a and the second layer 330b are each single or multiple layers, and each layer of the multiple layers may include the same or different films. For example, the first layer 330a and the second layer 330b may be arranged so that different films face each other or may be formed of the same film. Additionally, when the light blocking film and the light absorbing film are formed simultaneously on each of the first layer 330a and the second layer 330b, they may be stacked in layers.

본 발명의 일 실시예에 따라, 필터부(100)와 영상부(200)의 이미지 센서(220) 사이의 간격은, 5 mm 이하; 이고, 또한, 측정시료(S)와 필터부(100) 사이의 간격은, 5 mm 이하이며, 예를 들어, 500 μm 내지 5 mm; 600 μm 내지 4 mm; 800 μm 내지 3 mm; 또는 800 μm 내지 2 mm 일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the gap between the filter unit 100 and the image sensor 220 of the imaging unit 200 is 5 mm or less; And, the distance between the measurement sample S and the filter unit 100 is 5 mm or less, for example, 500 μm to 5 mm; 600 μm to 4 mm; 800 μm to 3 mm; or 800 μm to 2 mm.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 현미경은, 조명부(400)를 더 포함하고, 조명부(400)는 측정 시료에 빛을 조사하여 이미지화를 위한 특정 파장 영역을 발현 및/또는 강화시키기 위한 발광 소자를 포함하고, 예를 들어, 측정 시료에 형광 발현을 위한 빛을 조사하기 위한 램프, LED, 레이저 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 조명부(400)은 측정 시료의 형광 발현이 가능한 위치라면 제한 없이 배치될 수 있으며, 조명부(400)과 필터부(100) 사이에 측정 시료가 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같이, 조명부(400)는, 현장진단기 챔버에서 측정 시료의 하단 영역에서 빛 조사가 가능하도록 배치될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the microscope further includes an illumination unit 400, and the illumination unit 400 is a light emitting element for expressing and/or enhancing a specific wavelength region for imaging by irradiating light to the measurement sample. Includes, for example, a lamp, LED, laser, etc. for irradiating light for fluorescence expression to the measurement sample, but is not limited thereto. The lighting unit 400 can be placed without limitation as long as the fluorescence of the measurement sample can be expressed, and the measurement sample can be placed between the lighting unit 400 and the filter unit 100. For example, as shown in FIG. 2, the lighting unit 400 may be arranged to enable light irradiation to the lower area of the measurement sample in the point-of-care diagnostic chamber.

본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 현미경은, 형광리더기, 형광진단기, 센서 등을 바이오, 환경, 화학 분야에 활용될 수 있다. 예를 들어, 미세유체 분야에서 미유체칩 후면에 배치되어 유체의 변화, 분석 대상, 예를 들어, 분자, 입자, DNA 분석, 확인, 검출, 모니터링, 분석 및/또는 이미징할 수 있다. 또한, 현장검사기에 적용되어 다양한 질병감염 여부를 현장에서 확인할 수 있다. 또한, 분석 대상의 이미지화가 가능하여 새로운 현장진단용 분자진단 기기를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 (a)를 참조하면, 상기 미체유체 분석 기기는, 미체유체를 포함하는 기판; 상기 기판의 하부 영역에 형성된 조명부; 상기 조명부의 위치와 상응하도록 상기 미세유체와 수직 방향으로 이격된 높이에 필터부; 및 영상부 순으로 배치된 본 발명에 의한 현미경이 구성될 수 있다. 또한, 상기 미체유체는 감지영역을 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the microscope according to the present invention can be used in bio, environmental, and chemical fields as a fluorescence reader, fluorescence diagnostic device, and sensor. For example, in the field of microfluidics, it can be placed on the back of a microfluidic chip to analyze, identify, detect, monitor, analyze, and/or image changes in fluids and analyte targets, such as molecules, particles, and DNA. In addition, it can be applied to an on-site tester to check for various disease infections on site. In addition, it is possible to image the analysis target, providing a new molecular diagnostic device for on-site diagnosis. For example, referring to (a) of FIG. 2, the microfluid analysis device includes a substrate containing a microfluid; a lighting unit formed in a lower region of the substrate; a filter unit at a height spaced apart in a vertical direction from the microfluidic unit to correspond to the position of the lighting unit; A microscope according to the present invention may be configured in which the imaging unit and the imaging unit are arranged in that order. Additionally, the microfluid may include a sensing area.

본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 현미경은, 다중 스펙트럼 이미지를 획득하여 단일 또는 복수 개의 감지 대상을 분석할 수 있으며, 예를 들어, 현미경은 2종 이상의 질병을 진단하는 현장진단용 진단기기에 활용될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the microscope according to the present invention can acquire multi-spectral images and analyze a single or multiple sensing objects. For example, the microscope is a point-of-care diagnostic device for diagnosing two or more types of diseases. It can be used in devices.

본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 현미경을 이용한 분석 대상의 이미징 방법을 제공할 수 있고, 상기 이미징을 통해 분석 대상의 확인, 검출, 모니터링 및/또는 분석에 활용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 이미징 방법은, 측정 시료를 준비하는 단계; 상기 측정 시료에 빛을 조사하여 형광을 발현시키는 단계; 상기 발현된 형광을 필터부를 통해 투과하여 마이크로렌즈 어레이에 전달하는 단계; 및 상기 마이크로렌즈 어레이에서 이미지를 수집하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 이미지를 수집하는 단계는, 이미지 센서에 의해서 마이크로렌즈 어레이의 각 렌즈에서 획득한 개별 이미지를 활용하여 다중 스텍트럼 이미지를 생성하고, 상기 다중 스펙트럼 이미지를 고해상 형광이미지로 전환시킬 수 있다. 상기 다중 스펙트럼 이미지는 측정 시료 내에서 동일한 위치에서 발현된 형광을 파장별로 다중 이미지를 생성하고, 상기 다중 이미지를 활용하여 파장별로 고해상 형광이미지로 전환시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a method for imaging an analysis object using a microscope according to the present invention can be provided, and the imaging can be used to identify, detect, monitor, and/or analyze the analysis object. According to one embodiment of the present invention, the imaging method includes preparing a measurement sample; irradiating light to the measurement sample to produce fluorescence; transmitting the expressed fluorescence through a filter unit to a microlens array; and collecting images from the microlens array. In the step of collecting the image, a multi-spectral image can be generated using individual images acquired from each lens of the microlens array by an image sensor, and the multi-spectral image can be converted into a high-resolution fluorescence image. The multi-spectral image generates multiple images for each wavelength of fluorescence expressed at the same location within the measurement sample, and can be converted into a high-resolution fluorescence image for each wavelength using the multiple images.

본 발명은, 본 발명에 의한 현미경의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제조방법은, 필터부를 준비하는 단계(S100); 마이크로렌즈 어레이를 준비하는 단계(S200); 이미지 센서를 준비하는 단계(S300); 및 필터부, 마이크로렌즈 어레이, 및 이미지 센서;를 조립하는 단계(S400);를 포함할 수 있다. 상기 제조방법에 의해 형성된 현미경은, 본 발명에 의한 현미경의 설명에서 언급한 바와 같으며, 각 공정에서 성분 및 구성에 대해서는 구체적으로 언급하지 않는다.The present invention relates to a method for manufacturing a microscope according to the present invention. According to an embodiment of the present invention, the manufacturing method includes preparing a filter unit (S100); Preparing a microlens array (S200); Preparing an image sensor (S300); and a step (S400) of assembling the filter unit, the microlens array, and the image sensor. The microscope formed by the above manufacturing method is as mentioned in the description of the microscope according to the present invention, and the components and composition in each process are not specifically mentioned.

본 발명의 제조방법에서 필터부 및 마이크로렌즈 어레이는 상기 언급한 바와 같이, 하나의 투명 기판에 형성되며 마이크로렌즈 어레이 및 필터부는, 반도체 공정에 의해 다양한 투명기판을 활용하고 대면적으로 제작이 가능하여 다양한 기기에 활용될 수 있다. 또한, 본 발명은, 하나의 투명 기판 상에 필터부 및 마이크로렌즈 어레이를 형성하므로 고해상도 형광이미지 획득이 가능한 초박형의 현미경을 제작할 수 있다.In the manufacturing method of the present invention, the filter unit and the microlens array are formed on a single transparent substrate, as mentioned above, and the microlens array and filter unit can be manufactured in a large area using various transparent substrates through a semiconductor process. It can be used in a variety of devices. In addition, the present invention forms an ultra-thin microscope capable of acquiring high-resolution fluorescence images by forming a filter unit and a microlens array on a single transparent substrate.

본 발명의 일 예로, 필터부 및 상기 마이크로렌즈 어레이의 제작 순서는 특별히 제한되지 않으나, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 마이크로렌즈 어레이를 제작한 이후에 준비된 필터부를 결합 또는 조립시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 도 4a를 참조하면, 투명 베이스 기판(310) 상에 마스크(PR)를 패터닝하는 단계(S210); 상기 패터닝된 마스크(PR)가 형성된 투명 베이스 기판(310)의 일면에 제1 금속층(330a)을 증착하는 단계(S220); 마스크(PR)를 리프트 오프하여 패터닝된 제1 금속층(330a)을 형성하는 단계(S230); 패터닝된 제1 금속층(330a)을 덮도록 투명층(320)을 증착하는 단계(S240); 패터닝된 제1 금속층(330a)의 위치와 상응하는 투명층(320)의 상부에 패터닝된 제2 금속층(330b)을 증착하는 단계(S250); 패터닝된 제2 금속층(330b)에서 노출된 투명층(320) 상에 패터닝된 투명 폴리머층(210')을 형성하는 단계(S260); 및 투명폴리머층(210')에 열을 가하여 리플로우(Thermal Reflow)하여 마이크로렌즈 어레이(210)를 형성하는 단계(S270);를 포함할 수 있다.As an example of the present invention, the manufacturing order of the filter unit and the microlens array is not particularly limited, but as shown in FIG. 4A, the prepared filter unit can be combined or assembled after manufacturing the microlens array. More specifically, referring to FIG. 4A, patterning a mask PR on a transparent base substrate 310 (S210); Depositing a first metal layer 330a on one surface of the transparent base substrate 310 on which the patterned mask PR is formed (S220); Lifting off the mask PR to form a patterned first metal layer 330a (S230); Depositing a transparent layer 320 to cover the patterned first metal layer 330a (S240); Depositing a patterned second metal layer 330b on top of the transparent layer 320 corresponding to the position of the patterned first metal layer 330a (S250); Forming a patterned transparent polymer layer 210' on the transparent layer 320 exposed by the patterned second metal layer 330b (S260); and forming the microlens array 210 by applying heat to the transparent polymer layer 210' and reflowing it (S270).

본 발명의 일 예로, 투명 베이스 기판(310)은, 유리, 투명 폴리머 등의 광투과 기능을 갖는 투명 물질이라면 제한 없이 적용될 수 있다.As an example of the present invention, the transparent base substrate 310 can be applied without limitation as long as it is a transparent material with a light-transmitting function, such as glass or transparent polymer.

본 발명의 일 예로, 마스크(PR)는, AZ5214, PR2035, DNR, GXR, AZ5206, PR9260, SU-8 등을 포토레지스트를 포함할 수 있다.As an example of the present invention, the mask PR may include photoresist such as AZ5214, PR2035, DNR, GXR, AZ5206, PR9260, SU-8, etc.

본 발명의 일 예로, 제1 금속층(330a) 및 제2 금속층(330b)은, 두께, 성분, 직경 및 형태 중 적어도 하나 이상이 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 바람직하게는 제1 금속층(330a) 및 제2 금속층(330b)은, 마이크로렌즈 어레이가 형성될 수 있는 공간을 갖도록 동일한 형태로 패터닝되며, 예를 들어, 도트(또는, 원형) 형태로 투명층(320)이 노출되도록 패터닝된 것일 수 있다. 제1 금속층(330a) 및 제2 금속층(330b)은, 빛을 흡수하거나 또는 차단할 수 있는 영역을 형성하고, 각각, 흑색 폴리머, 알루미늄, 크로뮴 등과 같은 광 차단 금속막 등을 포함할 수 있다. 제1 금속층(330a) 및 제2 금속층(330b)은, 각각, 광흡수막, 광차단막 또는 이 둘 모두 포함할 수 있다.As an example of the present invention, the first metal layer 330a and the second metal layer 330b may be the same or different in at least one of thickness, composition, diameter, and shape. Preferably, the first metal layer 330a and the second metal layer 330b are patterned in the same shape to have a space in which a microlens array can be formed, for example, the transparent layer 320 in a dot (or circular) shape. ) may be patterned to be exposed. The first metal layer 330a and the second metal layer 330b form a region that can absorb or block light, and may each include a light-blocking metal film such as black polymer, aluminum, or chromium. The first metal layer 330a and the second metal layer 330b may each include a light absorption film, a light blocking film, or both.

본 발명의 일 예로, 투명 폴리머층(210')은, 마이크로렌즈 재료로 적용 가능한 것이라면 제한 없이 적용될 수 있고, 예를 들어, AZ5214, PR2035, DNR, GXR, AZ5206, PR9260, SU-8 등이며, 바람직하게는 DNR일 수 있다.As an example of the present invention, the transparent polymer layer 210' can be applied without limitation as long as it is applicable as a microlens material, for example, AZ5214, PR2035, DNR, GXR, AZ5206, PR9260, SU-8, etc., Preferably it may be DNR.

본 발명의 일 예로, 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계(S270) 이후에 마이크로렌즈 어레이(210)가 형성된 투명 베이스 기판(310)의 반대면에 필터부(100)를 부착할 수 있다.As an example of the present invention, after the step of forming the microlens array (S270), the filter unit 100 may be attached to the opposite side of the transparent base substrate 310 on which the microlens array 210 is formed.

본 발명의 일 예로, 상기 증착은, 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering), 열 증착(thermal evaporation), 화학적 기상증착방법(Chemical Vapor Deposition, CVD), 플라즈마 강화 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD), 원자층 증착법(Atomic layer deposition, ALD) 등의 방법을 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.As an example of the present invention, the deposition may be performed using magnetron sputtering, thermal evaporation, chemical vapor deposition (CVD), or plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). , Atomic layer deposition (ALD), etc. may be used, but are not limited thereto.

본 발명의 일 예로, 조립하는 단계(S400)는, 상기 현미경이 장착되는 기기에 따라 조명부(400), 필터부(100) 및 영상부(200)를 조립하는 것으로, 상기 언급한 현미경의 구성을 고려하여 적절하게 조립될 수 있으며, 조명부(400) 및 필터부(100) 사이에 측정 시료가 위치되도록 조립될 수 있다.As an example of the present invention, the assembling step (S400) involves assembling the lighting unit 400, the filter unit 100, and the imaging unit 200 according to the device on which the microscope is mounted, thereby forming the configuration of the above-mentioned microscope. It can be assembled appropriately, and can be assembled so that the measurement sample is positioned between the lighting unit 400 and the filter unit 100.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, various modifications and variations can be made by those skilled in the art from the above description. For example, even if the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components are combined or combined in a different form than the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Adequate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the claims described below.

Claims (18)

마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경으로서,
상기 현미경은,
측정시료에서 발현된 형광을 선택적으로 투과하는 필터부; 및
상기 필터부에서 투과한 빛으로부터 이미지를 획득하는 영상부;
를 포함하고,
상기 필터부는 투명 기판의 일면 상에 접하거나 이격되어 형성되고,
상기 영상부는, 상기 필터부가 형성된 상기 투명 기판의 반대면에 형성된 마이크로렌즈 어레이 및 상기 마이크로렌즈 어레이의 이미지 정보를 수집하는 이미지 센서를 포함하고,
상기 마이크로렌즈 어레이는 복수개의 렌즈를 포함하고,
상기 마이크로렌즈 어레이의 복수개의 렌즈는, 각각, 개별 이미지 정보를 제공하고,
상기 이미지 센서는, 상기 마이크로렌즈 어레이의 복수 개의 개별 이미지 정보를 수집하여 다중 스펙트럼 이미지를 생성하는 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
As a microlens array-based ultra-thin microscope,
The microscope is,
A filter unit that selectively transmits fluorescence expressed in the measurement sample; and
an imaging unit that acquires an image from the light transmitted from the filter unit;
Including,
The filter unit is formed in contact with or spaced apart from one surface of the transparent substrate,
The imaging unit includes a microlens array formed on an opposite side of the transparent substrate on which the filter unit is formed, and an image sensor that collects image information of the microlens array,
The microlens array includes a plurality of lenses,
Each of the plurality of lenses of the microlens array provides individual image information,
The image sensor generates a multi-spectral image by collecting a plurality of individual image information of the microlens array,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제1항에 있어서,
상기 마이크로렌즈 어레이는, 500 μm 내지 2 mm 피치 간격으로 배열된 복수 개의 렌즈를 포함하고,
상기 마이크로렌즈의 직경은 2 mm 이하인 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to paragraph 1,
The microlens array includes a plurality of lenses arranged at pitch intervals of 500 μm to 2 mm,
The diameter of the microlens is 2 mm or less,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 다중 스펙트럼 이미지는, 상기 측정시료에서 동일한 위치의 이미지 정보를 포함하는 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to paragraph 1,
The multi-spectral image includes image information of the same position in the measurement sample,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제1항에 있어서,
상기 이미지 센서는, 상기 다중 스펙트럼 이미지를 이용하여 고해상도 형광 이미지를 생성하는 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to paragraph 1,
The image sensor generates a high-resolution fluorescence image using the multi-spectral image,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제5항에 있어서,
상기 고해상도 형광 이미지는 광 파장에 따라 분리되고,
상기 분리된 고해상도 형광 이미지를 분석하여 단일 또는 복수 개의 감지 대상을 분석하는 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to clause 5,
The high-resolution fluorescence image is separated according to the light wavelength,
Analyzing a single or multiple detection targets by analyzing the separated high-resolution fluorescence images,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제1항에 있어서,
상기 이미지 센서는 상기 마이크로렌즈 어레이의 상부에 형성되고,
상기 이미지 센서 및 상기 마이크로렌즈 어레이의 이격 거리는 5 mm 이하인 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to paragraph 1,
The image sensor is formed on top of the microlens array,
The separation distance between the image sensor and the microlens array is 5 mm or less,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제1항에 있어서,
상기 이미지 센서 및 상기 필터부의 간격은 5 mm 이하이고,
상기 측정시료와 상기 필터부의 간격은 5 mm 이하인 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to paragraph 1,
The distance between the image sensor and the filter unit is 5 mm or less,
The gap between the measurement sample and the filter unit is 5 mm or less,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제1항에 있어서,
상기 투명 기판의 두께는 5 mm 이하인 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to paragraph 1,
The thickness of the transparent substrate is 5 mm or less,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제1항에 있어서,
상기 투명 기판은, 유리, 투명 폴리머 및 투명 산화물 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to paragraph 1,
The transparent substrate includes at least one of glass, transparent polymer, and transparent oxide.
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제1항에 있어서,
상기 필터부는, 단일 또는 복수 개의 밴드패스 필터를 포함하고,
상기 밴드패스 필터는, 상기 측정시료에서 발현된 형광을 투과시키고 조명부의 빛을 차단하는 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to paragraph 1,
The filter unit includes a single or multiple bandpass filters,
The band-pass filter transmits the fluorescence expressed in the measurement sample and blocks the light of the lighting unit,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제11항에 있어서,
상기 밴드패스 필터는, 컬러필터, 플라즈모닉 필터 또는 이 둘을 포함하는 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to clause 11,
The bandpass filter includes a color filter, a plasmonic filter, or both.
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제1항에 있어서,
상기 투명 기판은,
투명 베이스 기판; 및 상기 투명 베이스 기판 상에 형성된 투명층;
을 포함하고,
상기 투명층 상에 마이크로렌즈 어레이가 형성되고,
상기 투명층은 투명 산화물을 포함하는 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to paragraph 1,
The transparent substrate is,
Transparent base substrate; and a transparent layer formed on the transparent base substrate;
Including,
A microlens array is formed on the transparent layer,
The transparent layer includes transparent oxide,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제13항에 있어서,
상기 투명 베이스 기판 및 상기 투명층 사이에 형성된 제1 층; 및 상기 제1 층의 위치에 상응하는 상기 투명층 상에 형성된 제2 층을 포함하고,
상기 제1 층 및 제2 층은, 각각, 광흡수막, 차단막 또는 이 둘 모두를 포함하는 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to clause 13,
a first layer formed between the transparent base substrate and the transparent layer; and a second layer formed on the transparent layer corresponding to the position of the first layer,
The first layer and the second layer each include a light absorption film, a blocking film, or both.
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제14항에 있어서,
상기 제1 층은, 상기 투명층 내에 삽입되고,
상기 제1 층 및 제2 층은, 각각, 단일 또는 복수층인 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to clause 14,
The first layer is inserted into the transparent layer,
The first layer and the second layer are each single or multiple layers,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제1항에 있어서,
상기 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경은 미세유체 시스템 내의 측정 시료를 모니터링하는 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to paragraph 1,
The microlens array-based ultra-thin microscope monitors the measurement sample in the microfluidic system,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제1항에 있어서,
상기 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경은, 현장진단용이고,
2종 이상의 질병을 진단하는 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to paragraph 1,
The microlens array-based ultra-thin microscope is for on-site diagnosis,
Diagnosing two or more diseases,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
제1항에 있어서,
상기 마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경은 측정시료에 광을 조사하는 조명부
를 더 포함하는 것인,
마이크로렌즈 어레이 기반 초박형 현미경.
According to paragraph 1,
The microlens array-based ultra-thin microscope has an illumination unit that irradiates light to the measurement sample.
which further includes,
Ultra-thin microscope based on microlens array.
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