KR20170091089A - 명시야 암시야 대물렌즈를 이용한 고유의 비스듬한 조명 기술 및 그에 관련한 이미징 방법 - Google Patents

Abstract

암시야 채널 및 명시야 채널을 갖는 BD 대물렌즈를 채용하는 이미징 시스템으로 검체의 표면을 이미징하기 위한 프로세스가 제공되고 BD 대물렌즈는 둘레를 갖는다. 검체는 둘레의 제 1 아크를 통과하여 검체를 비스듬하게 조사하는 제 1 아크형 조사 광으로 암시야 채널을 통과하여 비스듬하게 조사된다. 검체의 표면에서 반사되는 제 1 아크형 조사 광은 검체의 표면에서 반사되는 제 1 아크형 조사 광으로부터 검체의 제 1 이미지로서 레코딩되고, 프로세서는 지형 이미징 기술을 통하여 제 1 이미지를 프로세싱함으로써 검체의 3D지형을 생성한다. 다른 실시예들에 대한 단계들을 추가로 프로세스 하는 이미징 장치가 또한 제공된다.

Description

명시야 암시야 대물렌즈를 이용한 고유의 비스듬한 조명 기술 및 그에 관련한 이미징 방법 {UNIQUE OBLIQUE LIGHTING TECHNIQUE USING A BRIGHTFIELD DARKFIELD OBJECTIVE AND IMAGING METHOD RELATING THERETO}

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 출원은 2014년 10월 14일에 출원된 U.S. 가특허 출원 번호. 62/063,564의 이익을 주장하고 참조로서 본 출원에 통합된다.

기술분야

본 발명은 전반적으로 이미징 기술들 및 장치에 관한 것이다. 특정 실시예들에서, 본 발명은 지형(topographical) 이미징 기술들에 관한 것이다. 특별 실시예들에서, 본 발명은 명시야/암시야 대물렌즈를 채용하는 이미징 장치, 암시야 채널에 광 장벽을 채용함으로써 이런 장치의 개선들에 관한 것이다.

3D 지형을 생성하기 위한 표준 기술들은 그 중에서도 스타일러스 도구들, 조면계(profilometer)들, 초음파 트랜스듀서들, 및 레이저 삼각측량을 포함한다. SFS(Shape-from-shading) 및 PMS(photometric stereo)는 도 1에 전체적으로 나타낸 것 처럼 5 내지 85 도 및 보다 전형적으로 25 내지 75 도 각도에서 검체(specimen) (1)를 향하여 비스듬한 광 (oblique light) (4, 5)을 지향시키는 하나 이상의 광원들 (2, 3)로 검체 (1)를 조사(illuminate)함으로써 지형을 생성하기 위해 사용되었다. 비스듬한 조사는 반사된 광 (6)으로 오브젝트의 표면들로부터 반사되고, 디지털 카메라 (7)의 이미지 센서 (미도시) 예컨대 CCD 또는 CMOS 센서에 의해 캡쳐된다. 광원들은 오브젝트 주변에 원주방향으로 위치된 상이한 위치들로 이동되고, 이미지들은 이들 상이한 위치들에서 취해진다. 이들 이미지들은 적절한 프로세서(들)(8)을 채용하는 알려진 수단들에 의해 검체 (1)의 지형을 계산하기 위해 사용된다.

명시야 및 암시야 기능을 채용하는 표준 반사 광 현미경이 도면들 2 및 3에 도시된다. 이 예에서 현미경 (10)은 카메라 (12)를 구비한다. 접안렌즈들이 또한 존재할 수 있어서, 숫자 12는 광범위하게 접안렌즈들 및/또는 카메라를 나타낼 것이다. 비록 이하의 설명은 반사 광 현미경을 지칭할 것이지만, 유사한 기술들은 명시야/암시야 현미경 대물렌즈들을 이용한 투과 광 현미경들 또는 도구들에 적용된다. 반사 광 현미경 (10)은 이하의 설명들에 참고될 것이지만 기술은 명시야/암시야 대물렌즈를 이용하는 임의의 이미징 시스템에 적용될 수 있다. 시스템들은 일반적으로 광 (24)을 제공하는 광원 (14), 수직 조사기 (16), 명시야/암시야 (BD) 스위치 (18) 및 BD 대물렌즈 (20)로 구성된다. 미국 특허들 US3930713 및 US4687304이 BD 대물렌즈(objective)를 설명한다. 표준 BD 대물렌즈 (20)에서, 두개의 채널들이 검체 (1)로 광을 가이드하기 위해 제공된다. 광 (24)은 수직 조사기 (16), 대물부 (28), 및 BD 대물렌즈 (20)를 통과하여 하향으로 검체 (1)를 향하여 광 (24)을 반사하는 미러 (25)로 지향된다. 개략적으로 도시된대로 BD 스위치 (18)는 실드 벽 (21)에 의해 분리된 명시야 채널 (22) 또는 암시야 채널 (26) 로 통과하도록 광 (24)을 제한하는 역할을 한다. 도 2에서의 명시야 위치에 BD 스위치 (18)로, 광 (24)은 검체 (1)의 평면에 대해 각도 수직 (90 도)에서 검체 (1)의 표면 S을 향하여 BD 대물렌즈 (20) 를 통과하게 조사 광 (24')을 지향하고 반사된 광 (30)이 접안렌즈들 또는 카메라 (12)를 지나가는 것을 허용하는 명시야 채널 (22)로 진입하도록 미러 (25)에서 반사되는 빔으로 제한된다. 도 3에 도시된 바와 같이, BD 스위치 (18)가 암시야 위치에 있을 때, 광 (24)은 각도 90 도 보다 작은 전형적으로 25 내지 75 도에서 검체를 향하여 조사 광(24'')을 지향시키는 환형의 채널인 암시야 채널 (26)로 진입하도록 미러 (25)에서 반사되는 환형의 빔으로 제한된다.

명시야에 광 경로 (조사 광 (24'))는 대물부 (28)의 중심을 통과하여 BD 대물렌즈 (20)의 명시야 채널 (22)을 통과하여 투사된다는 것을 도 2에서 알 수 있다. 반사된 광 (30)은 명시야 채널 (22)을 통과하여, 대물부 (28) 및 튜브 렌즈 (32)를 통과하여 거꾸로 반사되고 임의의 접안렌즈들에 의해 영향을 받고 및/또는 카메라(12)에 의해 캡쳐된다. 명시야에서 조사 광 (24')은 검체 (1)의 표면들에 대해 90도에 있고 측정되는 반사 광 (30)은 조사 광 (24')에 평행이지만 반대 방향으로 이동한다는 것이 여기에서 보여진다. 투사된 조사 광 (24')은 전체 FOV(field of view)를 조사한다.

도 3 은 암시야 모드에서의 현미경 (10)을 도시한다. 여기서 광 (24)은 암시야 스위치 (18)에 의해 차단되어서 광이 명시야 채널 (22)을 통하여 통과하지 못하고 대신 조사 광 (24'')으로서 암시야 채널 (26)을 통과하도록 지향된다. 이는 암시야 채널 (26)의 벽 및 대물렌즈 (20)의 디자인에 의해 결정되는 비스듬한 각도에서 검체 (1)를 향하여 투사되는 광의 환형의 빔 (또는, 다른 말로, 중공(hollow) 실린더 또는 환형(annular) 실린더)을 생성한다. 알려진 것처럼, BD 대물렌즈는 비스듬한 광(oblique light)을 지향시키기 위해 대물렌즈에 건조(built)된 미러들 및/또는 프리즘들 및/또는 광 디퓨저(diffuser)들을 가질 것이다. 조사 광 (24'')은 검체 (1)의 표면들에서 반사하고 반사된 광 (30)은 명시야 채널을 지나 접안렌즈 또는 카메라 (12)로 이동한다. 투사된 암시야 조사 광 (24'')은 대물렌즈의 대략 전체 주변부 (360 도)로부터 전체 FOV를 조사한다.

명시야 이미징에서 검체 (1)의 적어도 일부에서 취해진 FOV F는, 직접적인 90 도 조사 (착신 조사 광 (24')은 검체 (1)의 일반 레스팅(resting) 평면에 직교한다)에 의해 채워진다는 것을 알 수 있지만 반면에 암시야 이미징에서, FOV F는 비스듬한 조사 (착신(incoming) 조사 광 (24'')은 검체 (1)의 일반 레스팅 평면에 대해 비스듬한 각도에 있다)에 의해 채워진다. 암시야 조사는 BD 대물렌즈 (20)의 360 도 둘레를 통하여 고르게 분포된다.

제 1 실시예에서, 본 발명은 암시야 채널 및 명시야 채널을 갖는 BD 대물렌즈를 채용하는 이미징 시스템으로 검체의 표면을 이미징하기 위한 프로세스를 제공하며, 상기 BD 대물렌즈는 둘레를 갖고, 상기 프로세스는 : 상기 둘레의 제 1 아크(arc)를 통과하여 상기 검체를 비스듬하게 조사하는 제 1 아크형 조사 광으로 상기 암시야 채널을 통과하여 상기 검체를 비스듬하게 조사하는 단계로서, 상기 제 1 아크형 조사 광은 상기 검체의 표면에서 반사되는, 상기 조사하는 단계; 상기 검체의 표면에서 반사함으로써 상기 제 1 아크형 조사 광으로부터 상기 검체의 제 1 이미지를 레코딩하는 단계(recording); 및 지형 이미징 기술을 통하여 상기 제 1 이미지를 프로세싱함으로써 상기 검체의 3D 지형을 생성하는 단계를 포함한다.

제 2 실시예에서, 본 발명은 임의의 상기 실시예들에서의 이미징 시스템을 제공하고, 상기 제 1 아크는 1 도 또는 그 이상 내지 180 도 또는 그 미만이다.

제 3 실시예에서, 본 발명은 임의의 상기 실시예들에서의 이미징 시스템을 제공하고, 상기 제 1 아크는 2 도 또는 그 이상 내지 5 도 또는 그 미만이다.

제 4 실시예에서, 본 발명은 임의의 상기 실시예들에서의 이미징 시스템을 제공하고, 상기 제 1 아크와 상이한 상기 둘레의 제 2 아크를 통과하여 상기 검체를 비스듬하게 조사하는 제 2 아크형 조사 광으로 상기 암시야 채널을 통과하여 상기 검체를 비스듬하게 조사하는 단계로서, 상기 제 2 아크형 조사 광은 상기 검체의 표면에서 반사되는, 상기 조사하는 단계; 및 상기 검체의 표면에서 반사되는 상기 제 2 아크형 조사 광으로부터 상기 검체의 제 2 이미지를 레코딩하는 단계로서, 상기 3D 지형을 생성하는 단계는 지형 이미징 기술을 통하여 상기 제 2 이미지를 프로세싱하는 단계를 포함하는, 상기 검체의 제 2 이미지를 레코딩하는 단계를 더 포함한다.

제 5 실시예에서, 본 발명은 임의의 상기 실시예들에서의 이미징 시스템을 제공하고, 모든 상기 비스듬하게 조사하는 단계들은 : 암시야 채널에 광 장벽을 제공하는 단계로서, 광 장벽은 광의 통과를 허용하지 않는 본체 및 광의 통과를 허용하는 본체내 암시야 개구를 갖는, 암시야 채널에 광 장벽을 제공하는 단계, 및 검체를 비스듬하게 조사하는 아크형 조사 광을 제공하기 위해 암시야 채널로 광 장벽에 및 암시야 개구를 통과하여 조사 광을 전달하는 단계를 포함한다.

제 6 실시예에서, 본 발명은 상기 실시예들에서의 이미징 시스템을 제공하고, 상기 이미징 시스템은 임의의 상기 비스듬한 조사 단계의 비스듬한 조사를 제어하고 및 임의의 상기 이미지 레코딩 단계를 제어하는 프로세서를 포함한다.

제 7 실시예에서, 본 발명은 상기 실시예들에서의 이미징 시스템을 제공하고, 상기 프로세서는 상기 3D 지형을 생성하는 단계를 제어한다.

제 8 실시예에서, 본 발명은 상기 실시예들에서의 이미징 시스템을 제공하고, 상기 이미징 시스템은: 명시야 조사 광으로 상기 명시야 채널을 통과하여 상기 검체를 직교하여 조사하는 단계로서, 상기 명시야 조사 광은 상기 검체의 표면에서 반사되는, 상기 검체를 직교하여 조사하는 단계; 및 상기 검체의 표면에서 반사되는 상기 명시야 조사 광으로부터 상기 검체의 제 3 이미지를 레코딩하는 단계로서, 상기 3D 지형을 생성하는 단계는 지형 이미징 기술을 통하여 상기 제 3 이미지를 프로세싱하는 단계를 포함하는, 상기 검체의 제 3 이미지를 레코딩하는 단계를 더 포함한다.

제 9 실시예에서, 본 발명은 상기 실시예들에서의 이미징 시스템을 제공하고, 상기 지형 이미징 기술은 음영으로부터 형상(shape from shading) 기술들, 광도계 스테레오 기술들, 및 푸리에 프티모그래피(Fourier ptychography) 변조 기술들에서 선택된다.

제 10 실시예에서, 본 발명은 검체 표면의 이미징을 위한 이미징 장치에 대한 개선을 제공하고, 상기 이미징 장치는 암시야 채널 및 명시야 채널을 갖는 BD 대물렌즈를 채용하고, 상기 BD 대물렌즈는 둘레를 가진다. 상기 개선은 상기 암시야 채널에 광 장벽(light barrier)를 배치하는 단계를 포함하며, 상기 광 장벽은 광의 통과를 허용하지 않는 본체, 및 광의 통과를 허용하는 본체내 암시야 개구를 가져서, 상기 본체는 상기 검체를 향하여 상기 암시야 채널을 통과하여 이동하는 조사 광을 차단한다. 상기 개구는 상기 검체를 향하여 상기 암시야 채널을 통과하여 이동하는 상기 조사 광에 대한 통로를 한정하고, 따라서 상기 둘레의 아크만을 통과하여 이산 방향으로부터 상기 암시야 채널을 통하여 상기 검체를 비스듬하게 조사하는 아크형 조사 광을 정의한다.

제 11 실시예에서, 본 발명은 임의의 상기 실시예들에서의 이미징 장치를 제공하고, 상기 아크는 1 도 또는 그 이상 내지 180 도 또는 그 미만이다.

제 12 실시예에서, 본 발명은 임의의 상기 실시예들에서의 이미징 장치를 제공하고, 상기 아크는 2 도 또는 그 이상 내지 5 도 또는 그 미만이다.

제 13실시예서, 본 발명은 임의의 상기 실시예들에서의 이미징 장치를 제공하고, 상기 이미징 장치에 의해 취해진 이미지들 상에 지형 이미징 기술들을 채용하는 프로세서를 더 포함한다.

제 14실시예에서, 본 발명은 임의의 상기 실시예들에서의 이미징 장치를 제공하고, 상기 광 장벽은 상기 둘레 주위에 가변적 위치들에서 개구의 배치를 허용하기 위해 회전한다.

도 1 은 카메라에 의한 레코딩을 위한 검체의 비스듬한 조사(oblique illumination)를 위한 종래 기술의 프로세스 및 장치의 개략적인 표현이다;
도 2 는 명시야 이미징 모드로 도시된 종래 기술의 명시야(brightfield)/암시야(darkfield) 현미경의 개략적인 표현이다;
도 3은 암시야 이미징 모드로 도시된 종래 기술의 명시야/암시야 현미경의 개략적인 표현이다;
도 4 는 명시야 이미징 모드로 도시된 본 발명에 따른 명시야/암시야 현미경의 개략적인 표현이다;
도 5 는 암시야 이미징 모드로 도시된 본 발명에 따른 명시야/암시야 현미경의 개략적인 표현이다;
도 6 은 본 발명의 광 장벽(light barrier)의 일 실시예의 상부 평면도이다;
도 7 은 본 발명의 광 장벽의 일 실시예의 측면도이다;
도 8a는 본 발명의 광 장벽의 다른 실시예 의 개략적인 표현이고, 그 내부에 두개의 개구들을 선택적으로 커버(cover)하고 언커버(uncover)하는 다수의 플러그들을 제공하는 플러그 유닛을 도시하고, 플러그는 왼쪽의 개구를 언커버하고 오른쪽의 개구를 커버하도록 이동된다;
도 8b은 도 8a의 광 장벽의 실시예의 개략적인 표현이지만, 그러나 플러그는 오른쪽의 개구를 언커버하고 왼쪽의 개구를 커버하도록 이동된다;
도 9a는 본 발명의 광 장벽의 다른 실시예의 개략적인 표현이고, 그 내부에 다수의 개구들을 갖는 본체를 도시하고, 각각은 그것 자체의 별개로 작동되는 플러그를 가지며, 그것의 관련된 개구를 개방 또는 폐쇄하도록 작동된다; 및
도 9a는 도 9a의 광 장벽 실시예의 개략적인 표현이지만, 그러나 상이한 개구가 관련 플러그의 움직임에 의해 개방된 것으로 도시된다.

본 발명은 상기에서 설명된 것 처럼 명시야에서 BD 대물렌즈가 광을 수직으로 투과하도록 BD 대물렌즈를 이용하는 다른 도구 또는 표준 BD 현미경을 변경한다. 암시야에서, 암시야 채널을 통과하여 투과되는 광은 암시야 조사가 BD 대물렌즈의 전체 360 도 둘레를 통과하는 것이 아니라 오히려 단지 둘레 일부를 통과하도록 제한된다.

도면들 4 및 5를 참고로 하여 본 발명에 따른 명시야 및 암시야 기능을 채용하는 현미경이 숫자 (110)로 도시되고 지정된다. 이 실시예에서 현미경 (110)은 카메라 (112)가 구비된다. 접안렌즈들이 또한 존재할 수 있어서, 숫자 (112)는 광범위하게 접안렌즈들 및/또는 카메라를 나타낼 것이다. 비록 이하의 설명은 반사 광 현미경을 지칭할 것이지만, 유사한 기술들은 BD 대물렌즈들을 이용한 투과 광 현미경들 또는 다른 도구들에 적용된다. 시스템들은 전체적으로 광(124)을 제공하는 광원 (114), 수직 조사기 (116) (광 가이드), 명시야/암시야 (BD) 스위치 (118) 및 BD 대물렌즈 (120)으로 구성된다. 표준 BD 대물렌즈 (20)에서 처럼, 두개의 채널들이 검체 (1)로 광을 가이드하기 위해 제공된다. 광 (124)은 수직 조사기 (116), 대물부 (128), 및 BD 대물렌즈 (120)를 통과하여 하향으로 검체 (1)를 향하여 광 (124)을 반사하는 미러 (125)로 지향된다.

개략적으로 도시된 것처럼 BD 스위치 (118)는 실드 벽 (121)에 의해 분리된 명시야 채널 (122) (도 4) 또는 암시야 채널 (126) (도 5)로 통과하도록 광(124)을 제한하는 역할을 한다. 도 4에서의 명시야 위치에 BD 스위치 (118)로, 광 (124)은 검체 (1)의 평면으로 각도 수직 (90 도)에서 검체 (1)의 표면 S을 향하여 BD 대물렌즈 (120)를 통과하게 조사 광 (124')을 지향시키고 반사된 광 (130)이 접안렌즈들 또는 카메라 (112)를 지나가는 것을 허용하는 명시야 채널 (122)로 진입하도록 미러 (125)에서 반사되는 빔으로 제한된다. 도 5a에 도시된 바와 같이, BD 스위치 (118)가 암시야 위치에 있을 때, 광 (124)은 각도 90 도 보다 작은 전형적으로 25 내지 75 도에서 검체를 향하여 환형의 채널을 통과하여 들어오는 광을 지향시키는 환형의 채널인 암시야 채널 (126)로 진입하도록 미러 (125)에서 반사되는 환형의 빔으로 제한된다.

일부 실시예들에서, 암시야 채널 (126)은 90 도 보다 작은, 다른 실시예들에서, 80 도 보다 작은, 다른 실시예들에서, 70 도 보다 작은 , 다른 실시예들에서, 80 도 보다 작은, 다른 실시예들에서, 70 도 보다 작은, 다른 실시예들에서, 60 도 보다 작은, 다른 실시예들에서, 50 도 보다 작은, 다른 실시예들에서, 40 도 보다 작은, 및, 다른 실시예들에서, 30 도 보다 작은 각도에서 검체를 향하여 조사 광을 지향시킨다. 일부 실시예들에서, 암시야 채널 (126)는 20 도 보다 더 큰, 다른 실시예들에서, 30 도 보다 더 큰, 다른 실시예들에서, 40 도 보다 더 큰, 및 다른 실시예들에서, 50 도 보다 더 큰 각도에서 검체를 향하여 조사 광을 지향시킨다.

대물렌즈의 원위 단부와 검체 사이의 거리는 작동 거리(working distance) (도 5a 참조)로서 알려져 있다. 일부 실시예들에서, 작동 거리는 0.05 mm 또는 그 이상 내지 40 mm 또는 그 미만이다. 일부 실시예들에서, 작동 거리는 0.7 mm 또는 그 이상 내지 30 mm 또는 그 미만, 및, 다른 실시예들에서, 1 mm 또는 그 이상 내지 25 mm 또는 그 미만 mm이다. 일부 실시예들에서, 작동 거리는 10 mm 또는 그 미만, 다른 실시예들에서, 5 mm 또는 그 미만, 다른 실시예들에서, 3 mm 또는 그 미만, 다른 실시예에서, 2mm 또는 그 미만, 다른 실시예들에서, 1.5 mm 또는 그 미만 및, 다른 실시예들에서, 1 mm 또는 그 미만이다.

일부 실시예들에서, BD 대물렌즈 (20)의 FOV(field of view)는 10 mm 보다 작다. 일부 실시예들에서, BD 대물렌즈의 FOV는 5 mm 보다 작고, 다른 실시예들에서, 2 mm 보다 작고, 다른 실시예들에서, 1 mm 보다 작고, 다른 실시예들에서, 500 μm 보다 작고, 다른 실시예들에서, 200 μm 보다 작고, 다른 실시예들에서, 100 μm 보다 작고, 다른 실시예들에서, 50 μm 보다 작다.

예를 들어, 10 μm 보다 작은 사이즈에서 마이크로스코픽(microscopic) 검체를 볼 때, 현미경 대물렌즈의 거리는 흔히 대물렌즈의 작동 거리에 의존하여 표면으로부터 5 mm보다 작다. 예를 들어 전형적인 50x 대물렌즈의 작동 거리, WD는 2 mm 보다 작고 및, 100x 대물렌즈에 대하여, 전형적으로 1 mm 또는 그 미만 이다. 대물렌즈의 물리적 외측 직경은 전형적으로 20 과 50 mm 사이이다. 예로서, 20 mm 직경 검체 및 5 mm WD을 가질 때, 표면에서 투사하는 광의 각도는 대략 26 도 일 것이다. 1 mm의 WD의 더 있음직한 경우에서 검체상에서 투사하는 광의 각도는 6 도 일 것이다. 광도계(photometric) 스테레오는 최적으로 30 내지 80 도에서의 조사를 사용한다. 대부분의 현미경 사용 경우들에서, 따라서, 비스듬한 조사의 낮은 입사 때문에 비스듬한 조명을 필요로 하는 다른 이미징 기술들 또는 광도계 스테레오를 이용하여 검체들의 지형을 결정하는 것은 가능하지 않을 것이다.

본 발명은 검체의 표면 상으로 광을 지향시키기 위해 대물렌즈의 암시야 채널을 사용한다. 이것은 광원이 조사의 수직축에 훨씬 더 가까워지는 것을 허용한다. 상기의 표준 조사에서 광은 대물렌즈의 반경 바깥쪽에 있어야만 한다. 암시야 채널의 사용은 광원이 검체의 반경내에 있도록 그리고 본질적으로 광 경로에 인접하게 하는 것을 허용한다. 수직축으로부터 거리는 이제 WD에 대략 동등할 수 있어서 조사의 각도가 45 도 인 것을 허용한다. 이 각도는 대물렌즈의 디자인에 따라 약간 변화할 수 있지만 그러나 전형적으로 25 내지 75 도의 범위에 있다. 따라서, 본 발명에 따른 이미징 시스템들은 많은 애플리케이션들에서 요구되는 매우 타이트한 작동 거리들에도 불구하고 비스듬한 조사 각도들을 달성한다. 본 출원에서 교시하는 방법은 표준 방법들에 의해 달성될 수 없는 현미경 애플리케이션들에 지형을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

명시야에 광 경로 (조사 광 (124'))는 대물부 (128)의 중심을 통과하여 BD 대물렌즈 (120)의 명시야 채널 (122)을 통과하여 투사된다는 것을 도 4에서 알 수 있다. 반사된 광 (130)은 명시야 채널 (122)을 통과하여, 대물부 (128) 및 튜브 렌즈 (132)를 통과하여 거꾸로 반사되고 임의의 접안렌즈들에 의해 영향을 받고 및/또는 카메라(112)에 의해 캡쳐된다. 명시야에서 조사 광 (124')은 검체 (1)의 일반 레스팅(resting) 평면들에 90도에 있고 측정되는 반사 광 (130)은 조사 광 (124')에 평행이지만 반대 방향으로 이동한다는 것이 여기에서 보여진다. 도 4b는 검체 (1)상에 투사된 명시야 조사 광(124') 및 검체 (1)의 개략적인 단면도를 도시한다. 투사된 명시야 조사 광(124')은 전체 FOV를 조사한다.

도 5 는 암시야 모드에 현미경 (110)을 도시한다. 여기서 광 (124)은 암시야 스위치 (118)에 의해 차단되어서 광이 명시야 채널 (122)을 통하여 통과하지 못하고 대신 조사 광 (124'')으로서 암시야 채널 (126)을 통과하도록 지향된다. 종래 기술의 도 3의 실시예에 따라, 광(124)의 이 차단은 검체 (1)를 향하여 투사되고 미러 (125)에서 반사되는 광의 환형 빔 (또는, 다른 말로, 중공 실린더 또는 환형 실린더)를 생성한다. 그러나, 종래 기술에 대한 차이로서, 조사 광(124'')의 해당 환형 빔의 전체가 암시야 채널 (126)의 벽 및 대물렌즈 (120)의 디자인에 의해 결정되는 비스듬한 각도에서 검체에 도달하지 않는다. 대신에, BD 대물렌즈의 전체 360 도 둘레보다 작은 부분에서의 광의 단지 일부만이 암시야 채널 아래로 전달되어 아크형(arced) 조사 광(124*)으로서 검체에 도달한다. 이 아크형 조사 광(124*)은 여전히 전체 FOV를 조사하지만, 그러나, 대물렌즈의 전체 360 도 둘레로부터 그렇게 한다기보다는 즉, 둘레의 단지 일부로부터 제한된 각도 (또는 아크의 분(minute))의 이산(discrete) 방향으로부터 그렇게 한다. 다른 실시예들에서, 아크형 조사 광(124*)의 암시야 투사는 제한된 각도 (또는 아크의 분)의 이산 방향으로부터 전체 FOV 조사하고, 암시야 조사는 비스듬하게 도입된 아크 조사 광(124*)에 의해 야기되는 표면 음영(surface shading)과 간섭할 임의의 추가 조사는 없다. 이것은 조사 광(124'')의 경로에 광 장벽 (140)을 위치시킴으로써 성취된다.

일부 실시예들에서, 도 6 에 도시된 것과 같은, 광 장벽 (140)은 그 내부에 암시야 개구(darkfield opening) (144)가 달린 본체 (142)를 가져서 원치않는 조사 광(124'')은 차단되고 희망하는 아크형 조사 광(124*)은 개구를 통과하여 종래 기술에서 시행되는 전체 360 도 둘레 보다 작은 부분을 통하여 검체 (1)를 향하여 투사될 것이다. 광 장벽 (140)의 본체 (142)는 조사 광(124'')이 통과하지 않게 하지만, 그러나 암시야 개구 (144)는 광 장벽 개구 (144)을 통한 통과에 의해 제한된 후에 아크형 조사 광(124*)으로 정의되는 조사 광(124'')에 대한 개방 경로를 간단하게 정의한다. 광 장벽 (140)은 또한 명시야 채널 (122) 및 조사 광(124'), 뿐만 아니라 명시야 또는 암시야 조사 어떤 것으로부터든 모든 반사된 광에 대한 명시야 개구 (146)를 정의한다.

도 5는 검체 (1)상에 투사된 아크형 조사 광(124*) 및 검체 (1)의 개략적인 단면도를 도시한다. 투사된 아크형 조사 광(124*)은 그러나 비스듬한 각도에서 그리고 이산 위치로부터 전체 FOV를 조사한다. 도 5를 다시 참조하여, 암시야 채널 (126)의 단지 좌측만이 거기를 통과하여 이동하는 아크형 조사 광(124*)를 갖는 것으로 그것으로 광 장벽 (140)에 암시야 개구 (144)의 위치를 반사한다는 것이 보여진다. 조사는 따라서 해당 방향으로부터 오고 FOV에 걸쳐서 비스듬한 각도에서 비춘다.

일부 실시예들에서, 광 장벽 (140)은 대물부 (128)에 고정된다. 다른 실시예들에서, 광 장벽 (140)은 수직 조사기 (116)에 고정된다. 광 장벽 (140) 및 개념들 관련된 본 출원에 관련 개념들이 또한 BD 대물렌즈 (120)에서와 같은 다른 방법들로 구현될 수 있다는 것이 인식될 것이다.

일부 실시예들에서, 도 5a에 것과 같이, 광 장벽 (140)은 대물부 (128)에 마운트되고, 암시야 채널 (126)상에 침범하지 않고 및 광이 거기를 통과하여 이동하게, 즉, 광이 암시야 채널 (126)에 베어링 하우징 (148)의 침해에 의해 영향을 받지 않는 것이 바람직하도록 대물부 (128)에 고정되는 베어링 하우징 (148)에 고정된다. 베어링 하우징 (148)은 BD 대물렌즈 (120)의 둘레에 대하여 희망하는 위치에서 암시야 개구 (144)를 위치시키기 위해 광 장벽 (140)의 회전을 허용하는 베어링들 (150)을 포함하여서 검체 (1)를 향하여 투사된 아크형 조사 광(124*)을 정의한다. 회전은 양쪽 머리 화살표 A에 의해 도6에 시각적으로 도시된다.

일부 실시예들에서, 드라이버 (152)는 암시야 개구 (144)를 희망하는 위치에 위치시키기 위해 광 장벽 (140)을 회전시키는 역할을 한다. 일부 실시예들에서, 드라이버 (152)는 벨트 (154)를 통하여 광 장벽 (140)과 상호작용하는 모터이지만, 그러나 기어링 및 다른 상호작용들이 채용될 수 있다. 드라이버 (152)는 또한 수동으로 조작되는 드라이버, 예컨대 그것을 회전 시키기 위해 휠 또는 노브 기어되거나 또는 벨트되거나 또는 다른식으로 광 장벽 (140)과 관련되는 것일 수 있다는 것이 인식될 것이다.

일부 실시예들에서, 센서 (156)가 광 장벽 (140)에 대한 제로 위치를 식별하기 위해 적절한 위치에서 현미경 (110)에 마운트된다. 현미경 (110)상의 센서 (156)는 센서가 광 장벽 (140)상의 기준 엘리먼트 (158)와 정렬될 때 제로 위치를 식별할 것이다. 제로 위치는 광 장벽 (140) 보다 상세하게는 그 내부에 암시야 개구 (144)에 대하여 알려진 시작 위치를 수립하고, 이 알려진 시작 위치는 이미징을 인덱싱하기 위해 사용되어 카메라 (112)에 의해 레코딩되는 각각의 이미지는 검체에 관하여 알려진 조명 위치에서 그것과 관련된다.

카메라는 이미징 시스템들에 유용한 임의의 카메라일 수 있고 구체적으로 지형 분석을 하도록 의도된 검체들 이미징을 위해 사용될 수 있다. 이들은 흔히 CCD 또는 CMOS 센서들을 채용할 것이다.

현미경의 모든 엘리먼트들의 제어는 알려진 방식들로 구현될 수 있고, 전형적으로 일부 또는 전체 제어들은 하드웨어 및/또는 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 통하여 구현되고, 전부 프로세서 (170)로 본 출원에 표현되고 지정된다는 것이 인식될 것이다. 하나 이상의 프로세서들 및 무수히 많은 하드웨어 예컨대 그 중에서도 조이스틱들, 릴레이들, 스위치들이 사용될 수 있다. 프로세서 (170)는 카메라로부터 취해진 이미지들을 레코딩할 수 있고 하나 이상의 이미지들을 분석하고 검체 이미징되는 부분의 지형 이미지를 재생성하기 위해 적절한 알고리즘들로 프로그래밍될 수 있다.

프로세서 (170)에 의해 구현되는 지형 이미징 기술들을 위하여, 전형적으로 대물렌즈의 둘레에 관련하여 착신하는 비스듬한 광의 위치를 특정 이미지와 관련되게 하는 것이 필요하거나 또는 적어도 도움이 된다. 비스듬한 광에 의해 생성된 음영(shading)은 둘레에 관련하여 착신 광의 위치에 의존하고, 제로 위치를 수립하는 것이 다수의 이미지들을 취득하고 해당 다수의 이미지들에 기반된 지형을 계산하기 위한 프로세스들의 자동화를 가능하게 한다. 일단 제로 위치가 수립된 후, 프로세서 및 관련 하드웨어 및/또는 펌웨어 및/또는 소프트웨어는 둘레에 대하여 제 1 위치로부터 비스듬한 조사를 제공하고, 이미지를 취하고 이미지 데이터를 수집하고 그리고 그것을 제 1 위치로부터의 조사와 연관시키고, 그런다음 둘레에 대하여 제 2 위치로부터 비스듬한 조사를 제공하고, 이미지를 취하고 미지 데이터를 수집하고 그것을 제 2 위치 위치 데이터로부터의 조사와 연관시키는 자동화된 프로세스를 수행할 수 있고; 희망하는 대로 프로세스를 반복하여 조사 위치(illuminating position)들의 희망하는 수로부터 희망하는 수의 이미징 데이터 셋 들을 획득한다. 일부 실시예들에서, 센서 (156)는 광 근접 센서이고, 센서 (156)에 의해 비춰진 광은 센서 (156) 및 기준 엘리먼트 (158)가 정렬된 때 광 장벽 (140)상의 기준 엘리먼트 (158)에 의해 차단된다. 다른 실시예들에서, 센서 (156)는 기준 엘리먼트로서 역할을 하는 자석을 센싱함으로써 작동하는 자기 위치 센서이다. 기계적 제한 스위치들 및 홀 효과 센서들이 다른 예들이다.

일부 실시예들에서, 도 7에 도시된 것과 같이 광 장벽 (140)은 스풀-유사(spool-like) 형상을 가져서 두개의 대향되는 벽들 (160,162)은 분리 측벽 (164)을 갖는다. 벨트 예컨대 벨트 (154) (또는 기어링 또는 다른 구동 메커니즘들)는 광 장벽 (140)을 구동시키기 위해 측벽 (164)과 맞물릴 수 있다.

일부 실시예들에서, 도면들 8a 및 8b에 도시된 것들과 같이, 광 장벽 (240)은 암시야 개구들 (244a) 및 (244b)에 표현된 다수의 개구들을 가지지만, 임의 개수의 개구들은 명백한 사이즈 제약들을 고려하여 채용될 수 있다. 암시야 개구들 (244a), (244b)은 광 장벽의 본체 (242)의 주변부(perimeter)에 연결되고 움직일 수 있는 플러그들 (245a) 및 (245b)이 개별 암시야 개구 (244a), (244b)을 선택적으로 차단하기 위해 채용될 수 있다. 도 8a의 실시예에서, 암시야 개구들 (244a) 및 (244b)는 서로 반대쪽에 있고, 움직일 수 있는 플러그들 (245a) 및 (245b)은 연결되어, 플러그 유닛 (247)을 형성하여 이동가능한 플러그 (245b)가 암시야 개구 (244b)을 차단할 때, 이동가능한 플러그 (245a)는 암시야 개구 (244a)로부터 제거되고 (도 8a에서 처럼) 그리고 반대로 (도 8b에서 처럼)된다. 이것은 광이 희망하는 암시야 개구 (244a), (244b)를 통과하는 것을 허용하고, 아크형 조사 광(124*)을 제공하고, 또한 플러그 유닛 (247)의 위치를 스위칭시킴으로써 아크형 조사 광(124*)의 위치의 빠른 스위칭을 허용한다. 다수의 슬릿들 및 움직일 수 있는 플러그들이 채용될 ㅅ 있고 각각의 플러그는 반대인 그것 자체의 제어를 가질 수 이어서 도면들 8a 및 8b의 본 예시적인 실시예에 공통 제어가 수립된다는 것이 이해될 것이다.

다른 실시예에서, 도면들 9a 및 9b에 도시된 것들과 같은, 광 장벽 (340)은 광 장벽의 본체 (242)의 둘레 주변에 60 도 떨어져 간격된 여섯개의 암시야 개구들 (344a), (344b), (344c), (344d), (344e), 및 (344f)를 가진다. 임의의 개수 및 희망하는 위치가 대안적으로 채용될 수 있다. 암시야 개구들 (344a-f)이 광 장벽 (340)의 본체 (342)의 주변부에 연결되고 개별 암시야 개구 (344a-f)를 선택적으로 차단하기 위해 움직일 수 있는 플러그들 (345a), (345b), (345c), (345d), (345e), 및 (345f)이 채용될 수 있다. 이 실시예에서, 이동가능한 플러그들 (345a-f) 각각은 개별 개구를 차단하기 위해 독립적으로 작동될 수 있다. 선택적 움직임을 시각적으로 표현하기 위해, 도 9a에 그것의 개구 (344a)로부터 제거된 플러그 (345a)가 도시되고, 모든 다른 플러그들은 그것들의 개별 개구들을 차단하도록 놓여지지만, 그러나, 도 9b에서, 그것의 개구 (344b)로부터 제거된 플러그 (345b)가 도시되고, 모든 다른 플러그들은 그것들의 개별 개구들을 차단하도록 놓여진다.

일부 실시예들에서, 이런 플러그들은 선형 액추에이터들, 솔레노이드, 이심(eccentric), 또는 임의의 다른 알려진 방법의 모션 제어에 의해 이동될 수 있다. 선형 액추에이터들 (349a), (349b), (349c), (349d), (349f)이 채용된다.

임의의 실시예에서, 아크형 조사 광(124*)의 사이즈는 달성되는 결과들 및 희망하는 결과들에 기초하여 원하는 대로 변화할 수 있다. 이것은 암시야 개구 (144) (또는 (244a), (244b))의 사이의 선택을 수반한다. 일부 실시예들에서, 아크형 조사 광(124*)은 1 도 또는 그 이상 내지 180 도 또는 그 미만 (아크의 60 또는 그 이상 내지 10,800 또는 그 미만 분)이 범위에 이른다. 다른 실시예들에서, 아크형 조사 광(124*)은 45 도 또는 그 이상 내지 120 도 또는 그 미만 (아크의 2,700 또는 그 이상 내지 7,200 또는 그 미만 분), 다른 실시예들에서, 30 도 또는 그 이상 내지 45 도 또는 그 미만 (아크의 1,800 또는 그 이상 내지 2,700 또는 그 미만 분), 다른 실시예들에서, 10 도 또는 그 이상 내지 30 도 또는 그 미만 (아크의 600 또는 그 이상 내지 1,800 또는 그 미만 분), 다른 실시예들에서, 5 도 또는 그 이상 내지 10 도 또는 그 미만 (아크의 300 또는 그 이상 내지 600 또는 그 미만 분 ), 및, 다른 실시예들에서, 2 도 또는 그 이상 내지 5 도 또는 그 미만 (아크의 120 또는 그 이상 내지 300 또는 그 미만 분) 범위에 이른다. 아크형 조사 광의 사이즈는 그것이 연통하는 환형의 암시야 채널 (126)의 아크에 관련된 암시야 개구 (144)의 사이즈에 의존한다.

본 발명의 다른 측면은 광 장벽 (140)을 이용하여 BD 대물렌즈 (120)의 360 둘레에 대한 상이한 위치들로부터 아크형 조사 광(124*)으로 비스듬하게 조사된 검체 (1)의 다수의 이미지들을 취하고, 그리고 지형(topographical) 이미징 기술들에 따라 해당 이미지들로부터의 데이터를 프로세싱함으로써 3D 지형을 생성하기 위해 상기에서 설명된 비스듬한 조명 BD 현미경들을 사용하는 것이다. 지형 이미징 기술의 선택은 임의의 특정 기술에 제한되지 않지만, 그러나, 일부 실시예들에서, 음영 기술들, 광도계 스테레오 기술들, 및 푸리에 프티모그래피(ptychography) 변조 기술들로부터의 형상으로부터 선택된다. 프로세서 (170)는 카메라 (112)로부터 이미징 데이터를 수신하고 하나 이상의 지형 이미징 기술들을 통하여 이미징된 검체 (1)의 영역의 지형 표현을 생성하기 위해 사용되는 데이터를 생성하도록 프로그래밍된다. 이것이 출력 (172)에서 표시된다. 알고있는 사이즈, 숫자, 및 아크형 조사 광의 위치, 비스듬한 조사의 각도를 갖는 음영으로부터 형상 알고리즘들, 광도계 스테레오 알고리즘들, 및 푸리에 프티모그래피 변조 알고리즘들 같은 알려진 기술들을 이용하여, 3D 지형이 생성될 수 있다.

일부 지형 이미징 기술들에서 예컨대 SFS(shape from shading)에서, 단일 위치에서의 아크형 조사 광으로 생성된 단일의 비스듬하게 조사된 검체 이미지는 지형 데이터 및 이미지들을 생성하기에 충분할 수 있다. 다른 지형 이미징 기술들에서 예컨대 광도계 스테레오에서, 두개의 위치들에서의 아크형 조사 광으로 생성된 적어도 두개의 비스듬하게 조사된 검체 이미지들은 지형 데이터 및 이미지들을 생성하기에 충분할 수 있다. 다른 지형 이미징 기술들에서 예컨대 푸리에 프티모그래피 변조에서, 두개의 위치들에서의 아크형 조사 광으로부터 생성된 적어도 두개의 비스듬하게 조사된 검체 이미지들 더하기 명시야 조사로부터의 이미지가 지형 데이터를 생성하기 위해 요구되고, 및 10 또는 그 이상 비스듬하게 조사된 검체 이미지들은 푸리에 프티모그래피 변조를 위해 훨씬 더 좋은 데이터를 제공할 것이다. 현존하는 알고리즘들 및 또한 이 필드에 개발될 알고리즘들은 통상의 숙달된 당업자에게 필요한 이미지들의 유형의 숫자에 관한 지식을 제공할 것이다. 본 발명은 알고리즘들을 발명하거나 또는 바꾸는 것이 아니라 오히려 그것들의 구현을 허용하는 방법들 및 장치를 제공한다.

일부 실시예들에서, 프로세서 (170)는 (다시, 임의 개수의 적절한 프로세서들, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어를 표현한다) 광 장벽, 조사, 이미지 수집 및 지형 데이터 및/또는 이미지들의 생성의 제어를 자동한다는 것이 인식될 것이다.

따라서 본 발명은 이미징될 검체에 대하여 둘레를 정의하고 암시야 채널 및 명시야 채널을 갖는 BD 대물렌즈를 채용하는 이미징 시스템으로 검체를 이미징하기 위한 프로세스를 제공한다. 프로세스는 둘레의 제 1 아크를 통과하여 검체를 비스듬하게 조사하는 제 1 아크형 조사 광으로 암시야 채널을 통과하여 검체를 비스듬하게 조사하는 단계, 및 검체의 표면에서 반사된 제 1 아크형 조사 광으로부터 검체의 제 1 이미지 데이터를 제공하는 제 1 이미지를 취하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세스는 지형 이미징 기술을 통하여 제 1 데이터를 프로세싱함으로써 검체의 3D 지형을 생성하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 아크형 조사 광(124*)에 대하여 상기에서 설명된 것 처럼 아크 사이즈들이 선택된다.

다른 실시예에서, 프로세스는 상기 제 1 아크와 상이한 BD 대물렌즈의 둘레의 제 2 아크를 통과하여 검체를 비스듬하게 조사하는 제 2 아크형 조사 광으로 암시야 채널을 통과하여 검체를 비스듬하게 조사하는 단계, 및 검체의 표면에서 반사된 제 2 아크형 조사 광으로부터 검체의 제 2 이미지 데이터를 제공하는 제 2 이미지를 취하는 단계를 포함한다. 다른 실시예들에서, 프로세스는 명시야 조사 광으로 명시야 채널을 통과하여 검체를 조사하는 단계, 및 검체의 표면으로부터 반사된 명시야 조사 광으로부터 검체의 제 3 이미지를 취하는 단계를 더 포함한다. 다른 실시예들에서, 프로세스는 상기 비스듬하게 조사하는 단계 및 n 숫자의 이미지 데이터 셋들을 생성하는 임의의 n 숫자의 이미지들에 대한 이미지 단계를 취하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함한다. 다른 실시예들에서, n은 2 내지 12, 다른 실시예들에서, 3 내지 9, 다른 실시예들에서, 4 내지 7, 및 다른 실시예들에서, 6이다.

다른 실시예들에서, 상기 비스듬하게 조사하는 단계들은 암시야 채널에 광 장벽을 제공하는 단계, 광 장벽은 거기를 통과하는 광의 통과를 허용하지 않는 본체 및 거기를 통과하는 광의 통과를 허용하는 본체내 암시야 개구를 갖고, 및 검체를 비스듬하게 조사하는 아크형 조사 광을 제공하기 위해 광 장벽에 암시야 채널로 및 암시야 개구를 통과하여 조사 광을 전달하는 단계를 포함한다.

다른 실시예들에서, 프로세스는 임의의 상기 비스듬한 조사 단계의 비스듬한 조사를 제어하고 및 임의의 상기 이미지를 취하는 단계를 제어하는 프로세서 및 관련 하드웨어 및/또는 펌웨어 및/또는 소프트웨어를 포함한다. 다른 실시예에서 동일하거나 상이한 프로세서 및 관련 하드웨어 및/또는 펌웨어 및/또는 소프트웨어가 상기 3D 지형을 생성하는 단계를 제어한다.

일부 실시예들에서, 광 장벽 (140)은 이미지가 단일 위치로부터 캡쳐 되는 것을 허용하기 위해 정지상태로 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 장벽 (140)은 다수의 이미지들이 알려진, 암시야 개구 (144)의 특정 위치들에서 캡쳐 되는 것을 허용하기 위해 회전될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 장벽 (예컨대 광 장벽 (240))은 다수의 개구들 및 플러그들을 가질 것이고, 플러그들은 아크형 조사 광(124*)을 위한 경로를 개방하도록 순차적으로 조작된다. 일부 실시예들에서, 위치들은 180 도 떨어져 캡쳐된 두개의 이미지들; 120 도 떨어져 캡쳐된 세개의 이미지들, 60 도 떨어져 캡쳐된 여섯개의 이미지들, 등등과 같은 전체적으로 대칭이다. 이들 측정들은 기준점으로서 각각의 아크형 조사의 각각의 아크의 중간점을 가질 것이고, 측정은 중간점마다 이루어질 것이라는 것이 인식될 것이다. 본 발명은 하나 이상의 이미지들이 암시야 비스듬한 광을 이용하여 캡쳐 되는 것을 허용하고 또한 명시야 이미지가 90 도에서 캡쳐 되는 것을 허용한다는 것이 이해되어야 한다.

앞에서의 것을 고려하여, 본 발명은 많은 방식들에서 구조상으로 및 기능적으로 개선된 이미징 시스템 및 지형 이미징 방법을 제공함으로써 종래 기술을 상당히 진보한 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 특정 실시예들가 본 출원에 상세하게 개시되었지만, 본 발명은 거기에 제한되지 않고 또는 그렇게 함으로써 그러한 점을 고려하여 본 출원에 발명에 관한 변형예들이 기술 분야에서의 통상의 기술자들에 의해 쉽게 인식될 것이라는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 범위는 이하의 청구항들로부터 인식되어야 한다.

Claims (14)

1. 암시야(darkfield) 채널 및 명시야(brightfield) 채널을 갖는 BD 대물렌즈를 채용하는 이미징 시스템으로 검체의 표면을 이미징하기 위한 프로세스에 있어서, 상기 BD 대물렌즈는 둘레를 갖고, 상기 프로세스는 :
   상기 둘레의 제 1 아크(arc)를 통과하여 상기 검체를 비스듬하게 조사하는 제 1 아크형 조사 광으로 상기 암시야 채널을 통과하여 상기 검체를 비스듬하게 조사하는 단계로서, 상기 제 1 아크형 조사 광은 상기 검체의 표면에서 반사되는, 상기 제 1 아크형 조사 광으로 조사하는 단계; 및
   상기 검체의 표면에서 반사함으로써 상기 제 1 아크형 조사 광으로부터 상기 검체의 제 1 이미지를 레코딩하는 단계; 및
   지형 이미징 기술을 통하여 상기 제 1 이미지를 프로세싱함으로써 상기 검체의 3D 지형을 생성하는 단계를 포함하는, 프로세스.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 아크는 1 도 또는 그 이상 내지 180 도 또는 그 미만인, 프로세스.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 아크는 2 도 또는 그 이상 내지 5 도 또는 그 미만인, 프로세스.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 아크와 상이한 상기 둘레의 제 2 아크를 통과하여 상기 검체를 비스듬하게 조사하는 제 2 아크형 조사 광으로 상기 암시야 채널을 통과하여 상기 검체를 비스듬하게 조사하는 단계로서, 상기 제 2 아크형 조사 광은 상기 검체의 표면에서 반사되는, 상기 제 2 아크형 조사 광으로 조사하는 단계; 및
   상기 검체의 표면에서 반사되는 상기 제 2 아크형 조사 광으로부터 상기 검체의 제 2 이미지를 레코딩하는 단계로서, 상기 3D 지형을 생성하는 단계는 지형 이미징 기술을 통하여 상기 제 2 이미지를 프로세싱하는 단계를 포함하는, 상기 검체의 제 2 이미지를 레코딩하는 단계를 더 포함하는, 프로세스.
5. 청구항 4에 있어서, 모든 상기 비스듬하게 조사하는 단계들은:
   상기 암시야 채널에 광 장벽(light barrier)을 제공하는 단계로서, 상기 광 장벽은 광의 통과를 허용하지 않는 본체, 및 광의 통과를 허용하는 본체내 암시야 개구를 갖는, 상기 광 장벽을 제공하는 단계, 및
   상기 암시야 채널로 상기 광 장벽에 및 상기 암시야 개구를 통과하여 조사 광을 전달하는 단계로서, 상기 검체를 비스듬하게 조사하는 상기 아크형 조사 광을 제공하는, 상기 조사 광을 전달하는 단계를 포함하는, 프로세스.
6. 청구항 5에 있어서, 임의의 상기 비스듬한 조사 단계의 비스듬한 조사를 제어하고 및 임의의 상기 이미지 레코딩 단계를 제어하는 프로세서를 포함하는, 프로세스.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 프로세서는 3D 지형(topography)을 생성하는 단계를 제어하는, 프로세스.
8. 청구항 7에 있어서,
   명시야 조사 광으로 상기 명시야 채널을 통과하여 상기 검체를 직교하여 조사하는 단계로서, 상기 명시야 조사 광은 상기 검체의 표면에서 반사되는, 상기 명시야 조사 광으로 조사하는 단계(illuminating); 및
   상기 검체의 표면에서 반사되는 상기 명시야 조사 광으로부터 상기 검체의 제 3 이미지를 레코딩하는 단계로서, 상기 3D 지형을 생성하는 단계는 지형 이미징 기술을 통하여 상기 제 3 이미지를 프로세싱하는 단계를 포함하는, 상기 검체의 제 3 이미지를 레코딩하는 단계를 더 포함하는, 프로세스.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 지형 이미징 기술은 음영으로부터 형상(shape from shading) 기술들, 광도계 스테레오 기술들, 및 푸리에 프티모그래피(Fourier ptychography) 변조 기술들에서 선택되는, 프로세스.
10. 검체 표면의 이미징을 위한 이미징 장치에 있어서, 상기 이미징 장치는 암시야 채널 및 명시야 채널을 갖는 BD 대물렌즈를 채용하고, 상기 BD 대물렌즈는 둘레를 갖고, 개선은 :
    광 장벽을 상기 암시야 채널에 배치하는 단계로서, 상기 광 장벽은 광의 통과를 허용하지 않는 본체, 및 광의 통과를 허용하는 본체내 암시야 개구를 가져서 상기 본체는 상기 검체를 향하여 상기 암시야 채널을 통과하여 이동하는 조사 광을 차단하고, 상기 개구는 상기 검체를 향하여 상기 암시야 채널을 통과하여 이동하는 상기 조사 광에 대한 통로를 한정하고, 상기 개구는 따라서 상기 둘레의 아크만을 통과하여 이산 방향에서 상기 암시야 채널을 통과하여 상기 검체를 비스듬하게 조사하는 아크형 조사 광을 정의하는, 상기 광 장벽을 상기 암시야 채널에 배치하는 단계를 포함하는, 이미징 장치.
11. 청구항 10에 있어서, 상기 아크는 1 도 또는 그 이상 내지 180 도 또는 그 미만인, 이미징 장치.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 아크는 2 도 또는 그 이상 내지 5 도 또는 그 미만인, 이미징 장치.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 이미징 장치에 의해 취해진 이미지들 상에 지형 이미징 기술들을 채용하는 프로세서를 더 포함하는, 이미징 장치.
14. 청구항 10에 있어서, 상기 광 장벽은 상기 둘레 주위에 가변적 위치들에서 개구의 배치를 허용하기 위해 회전하는, 이미징 장치.

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