KR20190000057A

KR20190000057A - Fluorescence Confocal laser scanning microscope

Info

Publication number: KR20190000057A
Application number: KR1020170078912A
Authority: KR
Inventors: 강문식; 주성빈; 김경수; 변석민
Original assignee: (주)노스트
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2019-01-02

Abstract

The present invention relates to a confocal microscope, which can obtain a two-dimensional image in real time by improving a measurement speed, remove off-axis aberration in accordance with a deflection method of light, expand a measurement area while maintaining measurement resolution, and simplify components required for forming equipment to miniaturize and lighten the microscope.

Description

Fluorescence Confocal laser scanning microscope < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 공초점 현미경에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시편 상의 각 위치에서 반사되는 빛에 대응하여 상기 영상획득 장치의 각 위치에 상이 맺히도록, 광원에서 발생된 빛을 시편에 조사하고 시편에서 반사되는 빛을 영상획득장치로 보내주는 스캔헤드부를 이송가능 하게 구성한 공초점 현미경에 관한 것이다.The present invention relates to a confocal microscope, and more particularly, to a confocal microscope which irradiates a specimen with light generated from a light source so as to form an image at each position of the image acquiring apparatus corresponding to light reflected at each position on the specimen, And a scan head unit for transmitting light to the image capturing device.

공초점 현미경(confocal microscope)은 시료에 일정 파장의 빛을 조사하여 시료로부터 반사되는 빛을 핀홀과 같은 공초점 개구(confocal aperture)에 통과시켜 대물렌즈의 초점에서 발산된 빛만을 광전검출기(photo-detector, PD)로 검출하는 장치로서, 그 기본적인 원리는 대한민국 특허공개 제2002-0084786호의 종래기술에 개시된 바와 같다.A confocal microscope irradiates light of a certain wavelength to a specimen and transmits the light reflected from the specimen through a confocal aperture such as a pinhole so that only the light emitted from the focus of the objective lens is photo- detector, PD), and its basic principle is as disclosed in the prior art of Korean Patent Publication No. 2002-0084786.

상기 공개특허에 개시된 바와 같은 공초점 현미경에서 대물렌즈의 초점평면(focal plane) 밖에 있는 부분에서 반사된 빛은 핀홀을 통과하지 못하여 광전검출기에서 검출되지 않기 때문에 공초점 현미경은 광축방향으로 높은 분해능을 가질 뿐만 아니라, 광축에 수직한 방향으로도 기존의 광학 현미경에 비하여 높은 분해능을 갖는다. 또한 시편 상의 원하는 평면을 관찰하는 것과 시편의 입체적인 3차원 영상(image)을 얻는 것도 가능하다.In the confocal microscope as disclosed in the above patent, the reflected light from the portion outside the focal plane of the objective lens can not pass through the pinhole and is not detected by the photoelectric detector, so that the confocal microscope has high resolution in the direction of the optical axis And has a higher resolution than a conventional optical microscope in a direction perpendicular to the optical axis. It is also possible to observe the desired plane on the specimen and obtain a stereoscopic three-dimensional image of the specimen.

이와 같은 높은 분해능력과 3차원 영상 획득 능력으로 인하여 공초점 현미경은 최근에 세포 생물학 분야와 반도체 칩 검사분야에서 널리 이용되고 있다.Because of its high resolving power and ability to acquire 3D images, confocal microscopy has recently been widely used in the field of cell biology and semiconductor chip inspection.

이와 같은 공초점 현미경을 이용하여 2차원 평면 영상을 얻기 위하여 종래에는 텔레비전 주사선 방식의 점 스캐닝(point scanning) 방식으로 측정영역의 각 지점에 대하여 빛을 주사하였다. 이를 위한 구조는 일본 특개평 06-018786호에 개시된 바와 같이 2개의 광편향부재를 사용하여 직교하는 2개의 축방향으로 빛을 각각 편향시켜 주사하는 방식을 사용하였다.In order to obtain a two-dimensional plane image using such a confocal microscope, conventionally, light was injected at each point of the measurement region by a point scanning method using a television scanning line method. The structure for this purpose is a method of deflecting light in two axial directions orthogonal to each other using two optical deflecting members as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-018786.

그리고 상기 2개의 광편향부재로 2개의 갈바노미터(Galvano Meter)를 사용하거나 갈바노미터와 음향광학굴절기(Acousto-Optic Deflector, AOD)를 함께 사용하였는데, 갈바노미터만을 사용하는 경우는 기계적인 속도의 한계로 인하여 하나의 2차원 영상을 얻는데 긴 시간이 걸리는 문제가 있었으며, 음향광학굴절기를 함께 사용하는 경우 빛의 주사속도는 빨라지나 광전검출기에서 검출되는 신호를 컴퓨터를 이용하여 직렬 신호 처리(serial signal processing)하는 데 따른 많은 계산부하가 걸리게 되어 2차원 영상을 얻는데 역시 긴 시간이 걸리는 문제가 있어 대상물에 대한 실시간으로 영상을 얻을 수 없었다.When two galvanometers are used as the two optical deflecting members, or a galvanometer and an acousto-optic deflector (AOD) are used together, if the galvanometer is used alone, In the case of using an acousto-optic refractor, the scanning speed of the light is increased. However, when the signal detected by the photoelectric detector is used for serial signal processing using a computer, (serial signal processing), and it takes a long time to obtain a two-dimensional image, so that it is impossible to obtain a real-time image of the object.

이러한 속도의 한계를 극복하기 위하여 바늘구멍 개구인 핀홀을 선형 개구인 슬릿으로 대체하고 빛을 한 방향으로만 편향시켜 2차원 영상을 얻도록 한 공초점 현미경이 제안되었으나, 이러한 방식의 공초점 현미경도 빛을 편향시켜 줌에 따라 대물렌즈에 입사하는 평행광이 대물렌즈의 광축에 나란하지 못하고 기울어져 입사되어 비축수차(off-axis aberration)가 발생하는 문제를 여전히 갖고 있었다.In order to overcome the limitation of this speed, a confocal microscope has been proposed in which a pinhole, which is a pinhole aperture, is replaced by a slit, which is a linear aperture, and a two-dimensional image is obtained by deflecting light in only one direction. As the light is deflected, the parallel light incident on the objective lens is incident on the optical axis of the objective lens at an angle without being aligned with the optical axis, and off-axis aberration occurs.

또한, 빛을 편향 시키는 방식의 공초점 현미경에서 편향된 빛이 대물렌즈의 후 초점 평면(Back focal plane)의 개구를 채우기 위해서는 중계광학계(Relay Optics)가 필요하기 때문에 구성요소가 많아지고 장비의 크기가 커진다는 단점이 있었다.Also, in a confocal microscope that deflects light, relay optics are needed to fill the opening of the back focal plane of the objective lens, so that the number of components increases and the size of the device There was a disadvantage that it increased.

또한, 종래의 이러한 공초점 현미경은 측정 가능한 영역이 대물렌즈의 영상영역(Field of view)만 한정되었는데, 대물렌즈의 영상영역을 넓게 하기 위하여는 대물렌즈의 개구수(numerical aperture)가 작아져야 하고, 대물렌즈의 개구수가 작아지면 영상의 분해능이 감소되는 되는 문제가 있었다.In the conventional confocal microscope, only the field of view of the objective lens is measurable. However, in order to widen the image area of the objective lens, the numerical aperture of the objective lens must be small , There is a problem that resolution of an image is reduced if the numerical aperture of the objective lens is reduced.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 측정속도를 향상시켜 실시간으로 2차원 영상을 얻는 것이 가능하고, 빛의 편향 방식에 따른 비축수차를 제거하며, 측정 분해능을 유지하면서도 측정영역을 확대하고, 장비의 구성에 필요한 구성요소를 단순화하여 소형화, 경량화가 가능한 공초점 현미경을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a two-dimensional image sensing apparatus capable of realizing a two-dimensional image in real time by improving a measuring speed and eliminating a stock aberration according to a light deflection system, And to provide a confocal microscope capable of reducing the size and weight by simplifying the components necessary for the construction of the equipment.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 공초점 현미경은 시편에 조사할 빛을 발생시키는 광원과; 시편에서 반사되는 빛에 의한 상을 얻는 영상획득장치와; 상기 광원에서 발생된 빛을 시편에 조사하고, 시편에서 반사되는 빛을 상기 영상획득장치로 보내주는 스캔헤드부와; 시편 상의 각 위치에서 반사되는 빛에 대응하여 상기 영상획득장치의 각 위치에 상이 맺히도록 상기 스캔헤드부를 이송하는 이송장치를 포함하고; 상기 스캔헤드부는 시편에 빛을 조사하는 대물렌즈와, 시편에서 반사되는 빛이 상기 영상획득장치에 상을 맺도록 하는 결상렌즈와, 선형 개구인 슬릿이 형성된 제1마스크를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a confocal microscope comprising: a light source for generating light to be irradiated on a specimen; An image acquiring device for acquiring an image by light reflected from a specimen; A scan head for irradiating the specimen with the light generated from the light source and sending the light reflected from the specimen to the image acquiring device; And a transfer device for transferring the scan head unit so that an image is formed at each position of the image acquisition device corresponding to light reflected at each position on the specimen; The scan head unit may include an objective lens for irradiating light to the specimen, an imaging lens for allowing light reflected from the specimen to form an image on the image capturing device, and a first mask having a slit as a linear aperture .

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따른 공초점 현미경은 기계적인 속도의 한계를 극복하고, 직렬 신호 처리에 따른 계산부하를 제거하여 측정속도가 향상되어 측정 대상물의 실시간 영상을 얻는 것이 가능하다. 또한, 빛의 편향방식을 사용하지 않으므로 비축수차가 제거되어 비축수차에 따른 분해능 감소효과가 제거되며, 측정가능영역이 스캔헤드부의 이송 가능 거리에 의존하기 때문에 분해능의 감소 없이 측정가능영역을 확대할 수 있고, 전체적인 구성요소가 단순하여 소형화, 경량화가 가능하다.The confocal microscope according to the present invention can overcome the limitation of the mechanical speed and eliminate the computational load due to the serial signal processing, thereby improving the measurement speed and obtaining the real time image of the measurement object. In addition, since the light deflection method is not used, the stock aberration is removed and the effect of reducing the resolution according to the stock aberration is eliminated. Since the measurable area depends on the transferable distance of the scan head part, And it is possible to reduce the size and weight by simplifying the overall components.

따라서 본 발명에 따른 공초점 현미경은 반도체의 측정 및 검사 장비로 사용되어 측정속도를 향상시켜 생산성을 증대시킬 수 있으며, 소형화가 가능하기 때문에 산업용 고분해능 내시경 장비에 이용될 수 있다.Accordingly, the confocal microscope according to the present invention can be used in industrial high-resolution endoscopic equipment because it can be used as a semiconductor measurement and inspection device to increase the measurement speed and increase productivity.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공초점 현미경을 도시한 개략도.
도2는 본 발명의 제2실시예에 따른 공초점 현미경을 도시한 개략도.1 is a schematic view showing a confocal microscope according to a first embodiment of the present invention;
2 is a schematic view showing a confocal microscope according to a second embodiment of the present invention;

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공초점 현미경을 도시한 개략도이다. 이에 도시된 바와같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 공초점 현미경은 시편(A)에 조사할 빛을 발생시키는 광원(10)과, 상기 광원(10)에서 발생한 빛을 소정의 광폭을 갖는 평행광으로 변환시켜주는 조명장치(20)와, 상기 조명장치(20)에서 입사하는 빛을 시편(A)에 조사하고, 시편(A)에서 반사되는 빛을 다시 2차원 영상획득장치(50)로 보내주는 스캔헤드부(30)와, 상기 스캔헤드부(30)를 이송하는 이송장치(40)로 구성된다.1 is a schematic view showing a confocal microscope according to a first embodiment of the present invention. As shown, the confocal microscope according to the first embodiment of the present invention includes a light source 10 for generating light to be irradiated on the specimen A, and a light source 10 for emitting light generated from the light source 10, The illumination device 20 irradiates the specimen A with light incident from the illumination device 20 and transmits the light reflected from the specimen A to the two- And a transfer unit 40 for transferring the scan head unit 30. The scan head unit 30 includes a scan head unit 30,

상기 광원(10)에서는 시편(A)에 조사할 빛이 발생되는데, 이 광원(10)으로는 레이저와 같은 광원이 사용된다. 광원(10)에서 발생된 빛은 조명장치(20)를 거치면서 원하는 광폭의 평행광으로 변환되는데, 이 조명장치(20)는 광원(10)에서 나오는 빛을 모아주는 제2집광렌즈(21)와, 상기 제2집광렌즈(21)에 의해 모인 빛을 필터링하도록 바늘구멍 개구인 핀홀(23)이 형성된 제2마스크(22)와, 상기 제2마스크(22)를 통과한 통과한 빛을 소정의 광폭을 갖는 평행광으로 변환시켜주는 시준렌즈(24)로 구성된다.In the light source 10, light to be irradiated to the specimen A is generated. A light source such as a laser is used as the light source 10. The light emitted from the light source 10 is converted into parallel light of a desired width through the illumination device 20. The illumination device 20 includes a second condenser lens 21 for collecting light emitted from the light source 10, , A second mask (22) having a pinhole (23) as a needle hole opening for filtering light collected by the second condenser lens (21), and a second mask And a collimator lens 24 for converting the collimated light into parallel light having a wide width.

상기 스캔헤드부(30)에는 조명장치(20)로부터 입사되는 평행광을 시편(A)을 향하여 반사시켜주고 시편(A)에서 반사되는 빛은 투과시키는 반거울(31)과, 상기 반거울(31)에서 반사되는 평행광의 일부가 통과되도록 선형 개구인 슬릿(33)이 형성된 제1마스크(32)와, 상기 슬릿(33)을 통과한 빛을 시편(A)에 조사하는 대물렌즈(34)와, 상기 시편(A)에서 반사되는 빛이 상기 2차원 영상획득장치(50)에 상을 맺도록 하는 결상렌즈(35)로 구성된다. 상기 대물렌즈(34)와 상기 결상렌즈(35)는 광축(X)을 공유하도록 하고 상기 슬릿(33)도 광축(X) 상에 있도록 배치하여야 하며, 상기 제1마스크(32)는 상기 대물렌즈(34)의 초점에서 반사되는 빛의 공액점(conjugate point)이 상기 슬릿(33)에 형성되도록 적절한 위치에 두어야 한다.The scan head unit 30 is provided with a half mirror 31 for reflecting the parallel light incident from the illumination device 20 toward the specimen A and transmitting the light reflected from the specimen A, A first mask 32 on which a slit 33 as a linear opening is formed to allow a part of parallel light reflected by the slit 33 to pass therethrough and an objective lens 34 for irradiating light passing through the slit 33 onto the specimen A, And an image-forming lens 35 for causing light reflected by the specimen A to form an image on the two-dimensional image acquiring device 50. [ The objective lens 34 and the image forming lens 35 should be arranged such that the optical axis X is shared and the slit 33 is also on the optical axis X. The first mask 32, The conjugate point of light reflected from the focal point of the slit 33 should be formed at a proper position.

상기 스캔헤드부(30)를 이송하는 이송장치(40)는 상기 스캔헤드부(30)를 상기 대물렌즈(34)의 광축(X)에 수직이고 슬릿(33)의 길이 방향에 대하여 수직인 방향으로 이송하게 된다.The transfer unit 40 for transferring the scan head unit 30 is configured to move the scan head unit 30 in a direction perpendicular to the optical axis X of the objective lens 34 and perpendicular to the longitudinal direction of the slit 33 .

상기 2차원 영상획득장치(50)에는 전하결합소자(Charge Coupled Device, CCD)와 같은 촬상소자가 구비되며, 상기 2차원 영상획득장치(50)에서 얻어진 신호는 영상처리부(미도시)에 의해 처리되어 모니터 등과 같은 디스플레이 장치로 보여진다. 전하결합소자를 이용한 2차원 영상획득장치는 최근 디지털카메라등에 널리 사용되는 부품으로서 입수가 용이한 장점을 갖는다.The two-dimensional image acquisition device 50 is provided with an image pickup device such as a charge coupled device (CCD), and the signal obtained by the two-dimensional image acquisition device 50 is processed by an image processing unit And is displayed as a display device such as a monitor. 2. Description of the Related Art [0002] A two-dimensional image acquisition device using a charge coupled device is widely used in digital cameras and the like.

이하에서는 상기 실시예에 따른 공초점 현미경의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the confocal microscope according to the embodiment will be described.

광원(10)에서 나온 빛은 조명장치(20)를 거쳐 소정의 광폭을 갖는 평행광으로 변환되고, 이 평행광은 스캔헤드부(30)에 입사되어 반거울(31)에 의해 반사되어 경로가 바뀌어 제1마스크(32)로 입사된다. 제1마스크(32)로 입사되는 빛은 그 일부만이 슬릿(33)을 통과하여 대물렌즈(34)로 보내지는데, 이때 슬릿(33)에서는 빛의 회절 현상이 일어나므로 이 슬릿(33)은 마치 선 광원(10)과 같은 작용을 하게 된다. 슬릿(33)에서 회절된 빛은 대물렌즈(34)에 의해 시편(A)에 입사된다. 이 빛은 다시 시편(A)에서 반사되어 대물렌즈(34)에 의해 슬릿(33)으로 모아지고 슬릿(33)을 통과한 빛은 반거울(31)을 투과하여 결상렌즈(35)에 의해 상기 2차원 영상획득장치(50) 상에 상(image)을 맺게 된다.Light emitted from the light source 10 is converted into parallel light having a predetermined width through the illumination device 20. The parallel light is incident on the scan head portion 30 and is reflected by the half mirror 31, And is incident on the first mask 32. Only a part of the light incident on the first mask 32 passes through the slit 33 and is sent to the objective lens 34. At this time, diffraction of light occurs in the slit 33, And acts like the linear light source 10. The light diffracted by the slit 33 is incident on the specimen A by the objective lens 34. The light is again reflected by the specimen A and collected by the objective lens 34 into the slit 33. The light that has passed through the slit 33 is transmitted through the half mirror 31, And an image is formed on the two-dimensional image acquiring device 50.

이때, 시편(A) 상의 대물렌즈(34)의 초평면(focal plane)에서 반사되는 빛은 상기 슬릿(33)에 그 공액점(conjugate point)을 가지게 되어 슬릿(33)을 통과하여 결상렌즈(35)에 의해 상기 2차원 영상획득장치(50) 상에 상을 맺게 되지만, 초평면 밖에 있는 부분에서 반사되는 빛은 슬릿(33)을 통과하지 못하여 2차원 영상획득장치(50) 상에서 검지되지 않는다.At this time, the light reflected from the focal plane of the objective lens 34 on the specimen A has its conjugate point on the slit 33, passes through the slit 33, passes through the imaging lens 35, Dimensional image acquiring device 50. However, the light reflected from the portion outside the hyperplane can not pass through the slit 33 and is not detected on the two-dimensional image acquiring device 50. [

그리고 시편(A) 상에서 일정한 선에서 반사되는 빛만이 상기 슬릿(33)을 통과하기 때문에 상기 2차원 영상획득장치(50)에는 이 선에 대한 상(image)이 맺히게 된다. 2차원 적인 평면 영상을 얻기 위하여는 상기 스캔헤드부(30)를 대물렌즈(34)의 광축(X)에 수직이고 슬릿(33)의 길이 방향에 대하여 수직인 방향으로 이송하게 된다. 스캔헤드부(30)가 이송됨에 따라 시편(A) 상의 각 위치에 대응하는 선형의 상(image)이 2차원 영상획득장치(50)의 각 위치에 순차로 나타나게 되어 전체영역에 대한 상을 얻을 수 있게 된다. 이렇게 하여 스캔헤드부(30)를 일 방향으로 1회 이송하면 전체 영역에 대하여 1개의 평면 영상을 얻을 수 있게 되는데, 1초당 20내지 30개의 평면 영상을 얻게 되면 시편(A)에 대한 실시간 관찰이 가능하게 된다.Since only the light reflected from the predetermined line on the specimen A passes through the slit 33, an image of the line is formed on the two-dimensional image acquiring device 50. The scan head 30 is moved in a direction perpendicular to the optical axis X of the objective lens 34 and perpendicular to the longitudinal direction of the slit 33 in order to obtain a two-dimensional plane image. As the scan head 30 is transferred, a linear image corresponding to each position on the specimen A is sequentially displayed at each position of the two-dimensional image acquiring device 50, so that an image for the entire area is obtained . When the scan head unit 30 is moved in one direction in this manner, one plane image can be obtained for the entire area. If 20 to 30 plane images are obtained per second, real-time observation of the specimen (A) .

이와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 공초점 현미경은 슬릿(33)을 이용하여 선형의 영상을 얻을 수 있기 때문에 종래에 핀홀(23)을 사용하던 공초점 현미경, 특히 갈바노미터로 빛을 편향시켜 주는 방식의 공초점 현미경이 갖는 기계적인 속도의 한계를 극복 할 수 있으며, 2차원 영상획득장치(50)에 의하여 시편(A)상의 각각의 위치에 대응하는 상을 2차원 영상획득장치(50)의 각각의 위치에 얻을 수 있기 때문에 종래의 광전검출기를 이용한 공초점 현미경과는 달리 직렬 신호처리에 따른 계산부하가 걸리지 않아 시편(A)의 측정속도가 빨라진다. 그리고 종래의 빔 편향 방식에 의한 공초점 현미경과 달리 스캔헤드부(30)를 이송하여 전체영역의 상을 얻기 때문에 중계광학계가 필요 없고 구성이 단순화 되어 소형화, 경량화가 가능해진다. 이는 스캔헤드부(30)의 이송을 용이하게 하기 때문에 측정속도 향상에도 기여한다.As described above, since the confocal microscope according to the first embodiment of the present invention can obtain a linear image using the slit 33, the confocal microscope using the pinhole 23 in the past, in particular, a galvanometer, Dimensional image acquiring device 50. The image corresponding to each position on the specimen A is captured by the two-dimensional image acquiring device 50 50, unlike a confocal microscope using a conventional photoelectric detector, the calculation load of the serial signal processing is not applied, so that the measurement speed of the specimen A is increased. Unlike the confocal microscope by the conventional beam deflection method, since the scan head 30 is transferred to obtain an image of the entire area, a relay optical system is not required and the structure can be simplified, which leads to downsizing and weight reduction. This facilitates the transfer of the scan head portion 30, thereby contributing to an improvement in the measurement speed.

그리고 본 실시예에 따른 공초점 현미경에서는 빛을 편향시키지 않기 때문에 시편(A)에서 측정되는 선 영역과, 슬릿(33)과, 2차원 영상획득장치(50) 상의 상(image)이 모두 광축(X) 상에 있어 비축수차가 생기지 않는다. 이는 스캔헤드부(30)를 이송하는 경우에도 마찬가지이다. 따라서 비축수차에 의한 분해능 감소 없이 시편(A)을 관찰 할 수 있다.In the confocal microscope according to the present embodiment, since the light is not deflected, the line region measured by the specimen A, the slit 33, and the image on the two-dimensional image acquiring device 50 are both optic axis X), no stock aberration occurs. This is also true when the scan head unit 30 is transported. Therefore, the specimen (A) can be observed without decreasing the resolution due to the stock aberration.

또한, 측정 가능한 시편(A)의 영역은 대물렌즈(34)의 영상영역에만 한정되지 않고, 스캔헤드부(30)의 이송 가능 거리에 의존하기 때문에 측정가능영역을 확대할 수 있고, 특히 개구수가 높은 대물렌즈(34)를 사용하는 경우에도 넓은 영역에 걸쳐서 높은 분해능으로 측정하는 것이 가능하다.The measurable area of the specimen A is not limited to the image area of the objective lens 34 but depends on the transferable distance of the scan head part 30 so that the measurable area can be enlarged. Even in the case of using the high objective lens 34, it is possible to measure with a high resolution over a wide area.

본 발명의 제2실시예에 따른 공초점 현미경은 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 공초점 현미경의 스캔헤드부(30)의 반거울(31)과 제1마스크(32) 사이에 반거울(31)에서 반사된 평행광을 슬릿(33)으로 모아주는 제1집광렌즈(36)가 부가된 것으로, 상기 제1집광렌즈(36)는 슬릿(33)으로 입사하는 광량을 증대시켜 광효율을 향상시키는 작용을 한다. 상기 제1집광렌즈(36)로는 슬릿(33)의 길이방향에 대하여 수직인 방향으로만 빛이 모이도록 하기 위하여 원통렌즈가 사용된다.As shown in FIG. 2, the confocal microscope according to the second embodiment of the present invention includes a half mirror 31 of the scan head portion 30 of the confocal microscope according to the first embodiment of the present invention, And a first condenser lens 36 for collecting the parallel light reflected by the half mirror 31 into the slit 33 is provided between the first condenser lens 32 and the second condenser lens 32. The first condenser lens 36 enters the slit 33, Thereby increasing the light efficiency and improving the light efficiency. A cylindrical lens is used as the first condenser lens 36 so that light can be collected only in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the slit 33.

상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다. Although the present invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those skilled in the art.

10: 광원, 20: 조명장치
21: 제2집광렌즈, 22: 제2마스크
23: 핀홀, 24: 시준렌즈
25: 광섬유, 30: 스캔헤드부
31: 반거울, 32: 제1마스크
33: 슬릿, 34: 대물렌즈
35: 결상렌즈, 36: 제1집광렌즈
40: 이송장치, 50: 2차원영상획득장치
A: 시편, X: 광축10: light source, 20: lighting device
21: second condenser lens, 22: second mask
23: pinhole, 24: collimating lens
25: optical fiber, 30: scan head part
31: half mirror, 32: first mask
33: slit, 34: objective lens
35: an image-forming lens, 36: a first condenser lens
40: transfer device, 50: two-dimensional image acquisition device
A: Specimen, X: Optical axis

Claims

A light source for generating light to be irradiated on the specimen; An image acquiring device for acquiring an image by light reflected from a specimen; A scan head for irradiating the specimen with the light generated from the light source and sending the light reflected from the specimen to the image acquiring device; And a transfer device for transferring the scan head unit so that an image is formed at each position of the image acquisition device corresponding to light reflected at each position on the specimen;
Wherein the scan head portion includes an objective lens for irradiating light to the specimen, an imaging lens for causing light reflected from the specimen to form an image on the image acquiring device, and a first mask having a slit as a linear aperture, Confocal microscope.

The method according to claim 1,
Wherein the scan head further comprises a first condenser lens for condensing the light incident from the light source into the first mask on the slit.

The method of claim 1,
Wherein the scan head further comprises a barrel lens for converting light incident on the objective lens through the slit into parallel light.

The method according to claim 1,
The scan head unit includes a first condensing lens for collecting light incident from the light source into the first mask on the slit, and a barrel lens for converting light incident on the objective lens into parallel light passing through the slit A confocal microscope characterized by comprising.

5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the confocal microscope further comprises an illumination device for converting light incident from the light source into the scan head portion into parallel light having a predetermined width.