KR20190023324A - Imaging system for Obtaining multi-mode images - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 한 번의 촬영만으로 시료에 대한 명시야 영상과, 광 차등 위상차 영상과, 정량적 광 위상 영상의 획득이 모두 가능한 영상 획득 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an image acquisition system capable of acquiring both a bright field image, an optical differential phase difference image, and a quantitative optical phase image for a sample with only one photographing operation.
일반적으로 광학 현미경은 의학 및 생물학 분야 연구를 목적으로 주로 사용된다. 이러한 광학 현미경은 시료에 빛을 비추어 상기 시료를 통과한 빛이 대물 렌즈에 의해 확대된 실상을 맺고, 이것을 접안렌즈를 통하여 재확대된 실상을 관찰하는 방식으로 구성된다. In general, optical microscopes are mainly used for medical and biological research purposes. Such an optical microscope is configured in such a manner that a light passing through the sample is irradiated with light, a real image magnified by the objective lens is formed by the sample, and the real magnified image is observed through the eyepiece lens.
그러나 일반적인 광학 현미경은 시료의 명암이나 빛깔의 틀림을 통해 관찰하는 것이어서, 생체 세포와 같이 무색 투명한 시료의 관찰은 제대로 이루어지지 않는 문제가 있었다.However, since a general optical microscope is observed through a difference in contrast or color of a sample, there is a problem that a colorless transparent sample such as a living cell is not observed properly.
이에 따라, 회절된 광과 회절되지 않은 광 간에 간섭현상을 일으켜 발생하는 위상 차를 명암의 차이로 표현하는 방식으로 시료를 관찰하는 위상차 현미경이 개발되었다. Accordingly, a phase contrast microscope has been developed in which a sample is observed in such a manner that the phase difference caused by the interference between the diffracted light and the non-diffracted light is expressed by the difference in contrast.
이러한 위상차 현미경은 종래의 광학 현미경에서 관찰할 수 없었던 생체 세포와 같은 시료를 굴절률의 차이에 의해 변화된 위상 정보를 빛의 강도 분포로 변환하여 관찰하는 것이 가능하지만, 정성적인(qualitative) 위상 정보를 제공하는 단계에 머무르기 때문에, 생물학적 표본에 대한 정확한 분석을 하는데 있어서 한계가 있었다.Such a phase contrast microscope is capable of observing a sample such as a living cell, which can not be observed in a conventional optical microscope, by converting the phase information changed by the refractive index difference into a light intensity distribution, but provides qualitative phase information , There was a limit to the precise analysis of biological specimens.
따라서, 생물학적 표본에 대한 정량적인(quantitative) 광 위상 정보를 제공할 수 있는 현미경 장치가 개발되었다. Thus, a microscope device has been developed that can provide quantitative optical phase information for a biological sample.
이처럼 정략적 광 위상 정보를 획득하기 위해서는 2회 이상의 촬영이 요구된다. 구체적으로, 정량적 광 위상 영상의 확보를 위해서는 각각 다른 패턴의 광원을 조사하며, 상기 광원 패턴의 변경과 촬영을 반복하여 2회 이상을 촬영하고, 촬영할 때마다 하나의 광 위상 이미지를 얻는다. In order to obtain such optical phase information, two or more photographing operations are required. Specifically, in order to secure a quantitative optical phase image, a light source of a different pattern is irradiated, and the light source pattern is changed and photographed repeatedly to photograph two or more times, and one optical phase image is obtained each time the photographed image is photographed.
그러나, 2회 이상의 촬영을 통해 시료에 대한 영상을 확보하기에는 시간차에 의한 움직임 정보 손실이 존재하는 문제가 있다. 또한, 촬영 속도가 절반 이하로 제한되고, 촬영에 대응하여 광원과 촬영의 동기화를 위한 통신 시스템을 필요로 하는 문제가 있다. However, there is a problem that motion information loss due to a time difference exists in securing an image for a sample through two or more photographings. In addition, there is a problem that a photographing speed is limited to half or less, and a communication system for synchronization of a light source and photographing is required in response to photographing.
본 발명의 과제는 각각 색상이 다르게 형성된 복수의 광을 이용하여 시료의 위상 정보를 생성하고, 이를 연산 처리하여 시료에 대한 명시야 영상과, 광 차등 위상차 영상과, 정량적 광 위상 영상을 각각 획득함으로써, 저렴하면서도 시료에 대한 영상의 정확도가 향상된 영상 획득 시스템을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for generating phase information of a sample using a plurality of lights having different colors and arithmetically processing the same to acquire a bright field image, an optical differential phase difference image, and a quantitative optical phase image, respectively, And an image acquiring system in which the image accuracy of a sample is improved while being inexpensive.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 획득 시스템은 시료의 영상을 획득하기 위하여 광원부, 및 촬영부를 포함한다. 광원부는 복수의 색 패턴을 구비하며, 색 패턴을 통해 시료에 대하여 색상이 각각 다른 복수의 광을 동시에 출력한다. 촬영부는 시료를 투과한 복수의 광을 수광하여 시료에 대한 복수의 위상 정보를 각각 생성하며, 위상 정보를 연산 처리하여 시료에 대한 복수의 서로 다른 영상을 획득한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image acquisition system including a light source unit and a photographing unit for acquiring images of a sample. The light source unit has a plurality of color patterns, and simultaneously outputs a plurality of lights having different colors to the sample through the color pattern. The photographing unit receives a plurality of lights transmitted through the sample to generate a plurality of phase information for the sample, and calculates a plurality of different images for the sample by calculating the phase information.
또한, 영상 획득 시스템은 광원부와, 필터부, 및 촬영부를 포함한다. 광원부는 시료에 대하여 광을 출력한다. 필터부는 광원부로부터 출력되는 광에 각각 다른 복수의 색이 부여되도록 패턴이 형성된다. 촬영부는 시료를 투과한 복수의 광을 수광하여 시료에 대한 복수의 위상 정보를 각각 생성하며, 위상 정보를 연산 처리하여 시료에 대한 복수의 서로 다른 영상을 획득한다. Further, the image acquisition system includes a light source section, a filter section, and a photographing section. The light source unit outputs light to the sample. The filter portion is formed with a pattern such that a plurality of different colors are given to light output from the light source portion. The photographing unit receives a plurality of lights transmitted through the sample to generate a plurality of phase information for the sample, and calculates a plurality of different images for the sample by calculating the phase information.
또한, 영상 획득 시스템은 광원부, 및 촬영부를 포함한다. 광원부는 복수의 색 패턴을 구비하며, 색 패턴을 통해 시료에 대하여 색상이 각각 다른 복수의 광을 동시에 출력한다. 촬영부는 시료의 표면에 반사된 복수의 광을 수광하여 시료에 대한 복수의 위상 정보를 각각 생성하며, 위상 정보를 연산 처리하여 시료에 대한 복수의 서로 다른 영상을 획득한다.Further, the image acquisition system includes a light source unit and a photographing unit. The light source unit has a plurality of color patterns, and simultaneously outputs a plurality of lights having different colors to the sample through the color pattern. The photographing unit receives a plurality of lights reflected on the surface of the sample to generate a plurality of phase information for the sample, and calculates a plurality of different images for the sample by calculating the phase information.
또한, 영상 획득 시스템은 광원부와, 필터부, 및 촬영부를 포함한다. 광원부는 시료에 대하여 광을 출력한다. 필터부는 광원부로부터 출력되는 광에 각각 다른 복수의 색이 부여되도록 패턴이 형성된다. 촬영부는 시료의 표면에 반사된 광을 수광하여 시료에 대한 복수의 위상 정보를 각각 생성하며, 위상 정보를 연산 처리하여 시료에 대한 복수의 서로 다른 영상을 획득한다.Further, the image acquisition system includes a light source section, a filter section, and a photographing section. The light source unit outputs light to the sample. The filter portion is formed with a pattern such that a plurality of different colors are given to light output from the light source portion. The photographing unit receives the light reflected on the surface of the sample, generates a plurality of phase information for the sample, and computes phase information to acquire a plurality of different images for the sample.
본 발명에 따르면, 한 번의 촬영만으로 시료에 대한 명시야 영상과, 광 차등 위상차 영상과, 정량적 광 위상 영상의 획득이 모두 가능해지므로, 보다 면밀하고 정확하게 시료를 검사할 수 있게 된다. According to the present invention, it is possible to obtain a bright field image, an optical differential phase difference image, and a quantitative optical phase image for a sample with only one photographing operation, so that the sample can be inspected more precisely and accurately.
또한, 한 번의 촬영만으로 시료에 대한 명시야 영상과, 광 차등 위상차 영상과, 정량적 광 위상 영상의 획득이 가능해지므로, 촬영 속도가 빨라지는 동시에 촬영시 시간차에 의한 시료의 움직임 정보가 손실되는 것을 예방할 수 있다. In addition, since the bright field image, the optical differential phase difference image, and the quantitative optical phase image can be obtained by only one photographing, the photographing speed is increased and the movement information of the sample due to the time difference during photographing is prevented from being lost .
또한, 저가의 LED 어레이 또는 필터만을 통해 빨간색 광과, 녹색 광과, 파란색 광을 동시에 출력하므로, 초기 설치 비용을 감소시킬 수 있게 된다.In addition, since red light, green light, and blue light are simultaneously output through only a low-cost LED array or filter, the initial installation cost can be reduced.
아울러, 촬영부를 통해 획득한 광들의 위상 값을 연산 처리하면 시료에 대한 명시야 영상과, 광 차등 위상차 영상과, 정량적 광 위상 영상을 각각 획득할 수 있게 된다. 따라서, 종래와 같이 프리즘이나 간섭 광학계 등과 같이 고가의 추가 장치를 필요로 하지 않으므로, 초기 설치 비용이 감소되는 동시에 장치의 구현이 용이해진다.In addition, a bright field image, an optical differential phase difference image, and a quantitative optical phase image for the sample can be obtained by calculating the phase values of the lights obtained through the photographing unit. Therefore, since an expensive additional device such as a prism or an interference optical system is not required as in the prior art, the initial installation cost is reduced and the device can be easily implemented.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에 있어서, 광원부를 발췌하여 도시한 도면.
도 3은 도 1에 있어서, 촬영부를 통해 획득한 명시야 영상과, 광 차등 위상차 영상과, 정량적 광 위상 영상을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 획득 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 도 4에 있어서, 필터부를 발췌하여 도시한 도면.
도 6은 도 4에 있어서, 푸리에 플레인에서 정의된 빛이 투과할 수 있는 영역의 면적과, 광원에서 발생해서 푸리에 플레인으로 전달되는 빛의 면적에 대한 비교 예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 획득 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 도 7에 있어서, 광원부에서 발생해서 푸리에 플레인으로 전달되는 빛의 면적과, 푸리에 플레인에서 정의된 빛이 투과할 수 있는 영역의 면적에 대한 비교 예를 도시한 도면.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 획득 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 schematically shows the configuration of an image acquisition system according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is a drawing showing the light source portion in Fig. 1; Fig.
FIG. 3 is a view showing the bright field image, the optical differential phase difference image, and the quantitative optical phase image obtained through the photographing unit in FIG. 1; FIG.
FIG. 4 schematically shows a configuration of an image acquisition system according to another embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 5 is a drawing showing the filter unit in Fig. 4; Fig.
Fig. 6 is a view showing a comparative example of an area of a region through which light defined by a Fourier plane can be transmitted and an area of light generated by a light source and transmitted to a Fourier plane, in Fig.
7 is a view schematically showing a configuration of an image acquisition system according to another embodiment of the present invention.
Fig. 8 is a view showing a comparative example of an area of light generated in the light source unit to be transmitted to the Fourier plane and an area of a region through which light defined in the Fourier plane can be transmitted, in Fig.
9 to 11 are views schematically showing a configuration of an image acquisition system according to another embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 영상 획득 시스템에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, an image acquisition system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, the same reference numerals are used for the same components, and repeated descriptions and known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will not be described in detail. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 있어서, 광원부를 발췌하여 도시한 도면이다. 그리고, 도 3은 도 1에 있어서, 촬영부를 통해 획득한 명시야 영상과, 광 차등 위상차 영상과, 정량적 광 위상 영상을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an image acquisition system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a drawing showing an excerpt of a light source portion in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the bright field image, the optical differential phase difference image, and the quantitative optical phase image obtained through the photographing unit in FIG.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 영상 획득 시스템(100)은 시료(S)의 영상을 획득하기 위한 것으로, 광원부(110) 및 촬영부(120)를 포함한다. 여기서, 시료(S)는 투명한 세포 등의 생체 조직으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 실시예에 따른 영상 획득 시스템(100)은 투과형 광학 현미경에 적용될 수 있다. 1 to 3, the
광원부(110)는 복수의 색 패턴(110a)을 구비하며, 색 패턴(110a)을 통해 시료(S)에 대하여 색상이 각각 다른 복수의 광을 동시에 출력한다. 구체적으로, 광원부(110)는 빨간색(Red)의 광과, 녹색(Green)의 광과, 파란색(Blue)의 광을 각각 출력하도록 형성될 수 있으며, 각각의 색 패턴(110a)이 균등하게 분할될 수 있다. The
예를 들어, 광원부(110)가 원형으로 이루어지고, 색 패턴(110a)이 각각 빨간색 영역(R)과, 녹색 영역(G)과, 파란색 영역(B)으로 분할된 경우, 각각의 영역은 균등하게 3분할 되는 것이다. 즉, 색 패턴(110a)은 원의 중심으로부터 각각 120도의 각을 갖도록 분할되어 형성될 수 있다. 다시 말해, 광원부에(110)서 출력되는 복수의 광은 서로 다른 위치에서 출력되어 각각 서로 다른 위상을 갖도록 형성되는 것이다. 즉, 광원부(110)의 서로 다른 위치에서 발생되는 광의 위상이 서로 다른 것을 이용하는 것이고, 광원부(110)의 서로 다른 위치에서 발생되는 광을 색상으로서 구분하는 것이라고 할 수 있다.For example, when the
광원부(110)는 LED 어레이와, 제어부로 이루어질 수 있다. The
LED 어레이는 색상이 각각 다른 복수의 광을 출력한다. 이를 위하여, LED 어레이는 각각 여러 색의 빔을 조사할 수 있도록 형성된 다수의 발광 다이오드 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 발광 다이오드 어레이는 공지된 기술인 색 패턴 공정을 통해 색상이 각각 다른 복수의 광을 출력하도록 형성될 수 있다.The LED array outputs a plurality of lights having different colors. To this end, the LED array may include a plurality of light emitting diode arrays each of which is configured to emit beams of various colors. The light emitting diode array may be formed to output a plurality of lights having different colors through a known color pattern process.
제어부는 LED 어레이와 전기적으로 연결되어, LED 어레이로부터 출력되는 광의 밝기 및 색상을 변경할 수 있다. The control unit is electrically connected to the LED array to change the brightness and color of the light output from the LED array.
촬영부(120)는 시료(S)를 투과한 복수의 광을 수광하여 시료(S)에 대한 복수의 위상 정보를 각각 생성하며, 위상 정보를 연산 처리하여 시료(S)에 대한 복수의 서로 다른 영상을 획득한다. 여기서, 서로 다른 영상은 각각 명시야 영상(10)과, 광 차등 위상차 영상(20)과, 정량적 광 위상 영상(30)을 의미한다. The photographing
촬영부(120)는 컬러 카메라(121)와, 연산부(122)로 이루어질 수 있다. The photographing
컬러 카메라(121)는 시료(S)를 투과한 복수의 광을 수광 및 촬영하며, 시료(S)를 투과한 광들의 위상 정보에 따른 영상을 각각 획득한다. 구체적으로, 컬러 카메라(121)는 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라로 이루어질 수 있으며, 빨간색(Red) 광과, 녹색(Green) 광과, 파란색(Blue)의 광을 각각 감지하도록 3개의 이미지 센서를 구비할 수 있다. 이에 따라, 컬러 카메라(121)는 이미지 센서를 통해 복수의 광을 각각 수광하여 각각의 색 이미지를 획득할 수 있게 된다.The
이처럼 컬러 카메라(121)를 통해 복수의 광을 수광하여 색상 별로 분리 가능하게 형성됨에 따라, 저가의 비용으로 광원들의 색 정보를 분리하여 영상을 획득할 수 있게 된다. Since the plurality of lights are received through the
연산부(122)는 영상을 통해 복수의 광에 각각 대응하는 위상의 정보를 연산 처리한다. 연산부(122)를 통해 시료(S)에 대한 위상 정보를 연산하는 과정을 설명하면 아래와 같다. The
먼저, 광원부(110)는 빨간색 광과, 녹색 광과, 파란색 광을 출력한다. 그러면, 컬러 카메라(121)는 빨간색 광과, 녹색 광과, 파란색 광을 수광하고, 이를 색깔 별로 분리하여 촬영한다. First, the
이때, 각기 다른 색상을 갖는 광은 동시에 출력되므로, 컬러 카메라(121)를 통해 영상을 촬영할 때 주변에 배치된 광의 주파수가 침범할 우려가 있다. 예를 들면, 컬러 카메라(121)를 통해 빨간색의 광을 촬영할 때 녹색 광이나 파란색 광의 일부가 함께 촬영되는 것이다. At this time, since lights having different colors are outputted at the same time, there is a possibility that the frequency of the light arranged in the periphery may be invaded when the image is taken through the
따라서, 연산부(122)를 통해 계산할 때 발생하는 오차를 보정해 주는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 색 누설로 인한 위상 오차를 보정하기 위한 색 누설 보상 방법을 적용하는 것이 바람직하다. 색 누설 보상 방법은 아래의 행렬식으로 표현될 수 있다. Therefore, it is desirable to correct the error that occurs when the calculation is performed through the
여기서, IIMG는 컬러 카메라(121)의 이미지 센서로 입사되는 광의 색상 별 세기이고, ICCD는 컬러 카메라(121)의 이미지 센서에 의해 검출된 광의 색상 별 신호에 대한 크기이다. 그리고, 은 컬러 카메라(121)의 각 이미지 센서에 의해 검출된 광의 정규화 된 색상 별 세기를 의미하며, l 은 색상 별 이미지 센서, k 는 입사되는 광의 색상을 의미한다. Here, I IMG is the intensity of the light incident on the image sensor of the
이처럼 컬러 카메라(121)의 촬영시 색 누설 보상 방법을 적용하면, 후술되는 수학식들을 통해 계산할 때 오차가 발생하는 것을 예방할 수 있다.In this way, by applying the color leakage compensation method at the time of shooting the
한편, 컬러 카메라(121)를 통해 취득한 빨간색 영상과, 녹색 영상과, 파란색 영상은 각각 시료(S)에 대하여 각기 다른 위상 정보를 포함하고 있으므로, 3개의 영상을 이용하면 명시야 영상(10)과, 광 차등 위상차 영상(20)과, 정량적 광 위상 영상(30)을 모두 획득할 수 있게 된다. On the other hand, since the red image, the green image, and the blue image acquired through the
먼저, 컬러 카메라(121)를 통해 촬영된 빨간색 광의 영상에 대한 위상 값(IR)과, 녹색 광의 영상에 대한 위상 값(IG)과, 파란색 광의 영상에 대한 위상 값(IB)을 더하게 되면 명시야 영상(IBF, 10)을 획득할 수 있게 된다. 이를 수식으로 표현하면 아래와 같다.First, a phase value I R for an image of red light captured through the
다음으로, 광 차등 위상차 영상(20)을 구하는 식은 아래와 같다. Next, the equation for obtaining the optical differential
여기서, l, m, n은 각 광원의 색깔을 의미한다. 예를 들어, l은 빨간색 광을 의미하고, m은 파랑색 광을 의미하고, n은 녹색 광을 의미하며, u는 공간 주파수 좌표를 의미한다. 이때, l ≠ m, n의 관계를 만족한다. 즉, l, m, n의 3가지 조합을 통해 3방향으로의 광 차등 위상차 영상을 구할 수 있게 된다. Here, l, m and n denote the colors of the respective light sources. For example, 1 means red light, m means blue light, n means green light, and u means space frequency coordinates. At this time, the relationship l? M, n is satisfied. That is, it is possible to obtain an optical differential phase difference image in three directions through three combinations of l, m and n.
다음으로, 광 차등 위상차 영상(20)은 위상 기울기 전달 함수(Phase Gradient Transfer Function) 또는 묽은 물체 전달 함수(Weak Object Transfer Function)를 통해 정량적 광 위상 영상(30)으로 복원될 수 있다.Next, the optical differential
위상 기울기 전달 함수 (Phase Gradient Transfer Function)를 이용하여 정량적 광 위상 영상(30)을 획득하기 위한 방법은 아래와 같다.A method for acquiring a quantitative
컬러 카메라(121)를 통해 촬영된 3개의 광 차등 위상차 영상은 아래의 식을 통해 x축 방향과, y축 방향의 광 차등 위상차 영상으로 변환 가능하다.The three optical differential phase difference images photographed through the
변환된 x축 방향과, y축 방향의 광 차등 위상차 영상은 아래의 위상 기울기 전달 함수 (Phase Gradient Transfer Function)를 통해 광 위상 기울기 영상으로 계산될 수 있다.The converted optical phase difference image in the x-axis direction and the y-axis direction can be calculated as the optical phase slope image through the following phase gradient transfer function.
이렇게 산출된 x축 방향과, y축 방향의 광 위상 기울기 영상은 푸리에 위상 적분(Fourier phase integration)을 통해 정량적 광 위상 영상으로 계산되고, 이 계산을 통해 정량적 광 위상 영상(30)을 획득할 수 있게 된다.The calculated optical phase slope image in the x-axis direction and the y-axis direction is calculated as a quantitative optical phase image through Fourier phase integration, and the quantitative
묽은 물체 전달 함수 (Weak Object Transfer Function)를 이용하여 정량적 광 위상 영상(30)을 획득하기 위한 방법은 아래와 같다.A method for acquiring a quantitative
시료(S)로 인한 빛의 흡수, 위상 변화, 산란이 작을 경우 시료(S)로 인한 투과 함수는 아래와 같이 표현될 수 있다.When the absorption of light due to the sample S, the phase change, and the scattering are small, the transmission function due to the sample S can be expressed as follows.
이때, 각 광원의 색상 별 이미지는 시료(S)로 인해 발생하는 광원의 흡수 와, 위상변화 를 포함하는 아래의 식으로 표현될 수 있다. At this time, the color-by-color image of each light source is absorbed by the light source caused by the sample (S) And phase change The following equation can be expressed.
여기서, , 는 광원의 흡수, 위상 변화의 묽은 물체 전달함수(Weak Object Transfer Function)이다. here, , Is a weak object transfer function of the absorption and phase change of the light source.
상기 식을 통해 광 차등 위상차 영상을 계산하면, 위상차 성분만 가진 광 차등 위상차 영상으로 근사화가 가능해지므로 정량적 광 위상 영상(30)을 획득할 수 있게 된다. When the optical differential phase difference image is calculated through the above equation, it is possible to approximate the optical differential phase difference image having only the phase difference component, so that the quantitative
한편, 영상 획득 시스템(100)은 광원부(110)로부터 출력되는 복수의 광을 안내하기 위한 안내부(130)를 더 포함할 수 있다. 안내부(130)는 광원부(110)로부터 출력되는 복수의 광의 경로를 안내하는 안내미러(131)와, 안내미러(131)에서 반사된 복수의 광이 촬영부(120)로 상이 맺히도록 안내하는 튜브렌즈(132)로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the
그리고, 시료(S)와 촬영부(120) 사이에는 대물 렌즈(140)가 더 설치될 수 있다. 이때, 시료(S)는 광의 투과가 가능한 지지대 상에 배치될 수 있으며, 대물 렌즈는 시료(S)의 하부에 배치될 수 있다. An
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 획득 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 그리고, 도 5는 도 4에 있어서, 필터부를 발췌하여 도시한 도면이고, 도 6은 도 4에 있어서, 광원부에서 발생해서 푸리에 플레인으로 전달되는 빛의 면적과, 푸리에 플레인에서 정의된 빛이 투과할 수 있는 영역의 면적에 대한 비교 예를 도시한 도면이다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 4 is a view schematically showing the configuration of an image acquisition system according to another embodiment of the present invention. 4 is an enlarged view of the filter unit shown in Fig. 4, Fig. 6 is an enlarged view of Fig. 4 showing the area of light generated in the light source unit and transmitted to the Fourier plane, Fig. 2 is a view showing a comparative example of the area of the region where the semiconductor device can be formed. In the present embodiment, differences from the above-described embodiment will be mainly described.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 영상 획득 시스템(200)은 광원부(210)와, 필터부(220), 및 촬영부(230)를 포함한다. 여기서, 본 실시예에 따른 영상 획득 시스템(200)은 투과형 광학 현미경에 적용될 수 있다. 4 to 6, the
광원부(210)는 시료(S)에 대하여 광을 출력한다. 여기서, 광원부(210)는 단일 색상의 광, 보다 바람직하게는 백색광을 출력하는 LED 어레이로 이루어질 수 있다. The
필터부(220)는 광원부(210)로부터 출력되는 광에 각각 다른 복수의 색이 부여되도록 패턴이 형성될 수 있다. 구체적으로, 필터부(220)는 광원부(210)의 하부에 배치되며, 광원부(210)로부터 출력되는 백색광으로부터 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)의 3가지 색을 추출하는 컬러 필터(Color filter)로 이루어질 수 있다. The
이처럼 필터부(220)가 광원부(210) 상에 배치된 때(광원부가 컬러 LED로 구성된 경우도 마찬가지임)에는 광원부(210)의 면적(L, 광원부에서 발생해서 푸리에 플레인으로 전달되는 빛의 면적)과 푸리에 플레인(F)에서 정의된 빛이 투과할 수 있는 영역의 면적이 같거나, 광원부(210)의 면적(L)이 푸리에 플레인(F)에서 정의된 빛이 투과할 수 있는 영역의 면적의 면적보다 더 커야 한다. 이는 샘플의 주변과의 굴절률 차이 때문에 광원부(210)에서 배출되는 빛(필터부를 지난 백색광)이 샘플에서 반사된 후 방향이 바뀌었을 때, 즉 푸리에 플레인(F)에서의 위치가 변경되었을 때, 광원부(210)의 면적(L, 광원부에서 발생해서 푸리에 플레인으로 전달되는 빛의 면적)과 푸리에 플레인(F)에서 정의된 빛이 투과할 수 있는 영역의 면적이 같거나, 광원부(210)의 면적(L)이 푸리에 플레인(F)에서 정의된 빛이 투과할 수 있는 영역의 면적의 면적보다 더 커야 빨강, 초록, 파란색 빛의 세기의 차이가 발생하였음을 이미지 센서에서 인식할 수 있기 때문이다.When the
다시 말해, 광원부(210)의 면적(L)이 푸리에 플레인(F)에서 정의된 빛이 투과할 수 있는 영역의 면적보다 작으면, 시료(S)에 의해 바뀐 빛의 방향에 대한 정보를 잃을 수 있기 때문이다. In other words, if the area L of the
필터부(220)는 원형으로 이루어져 균등한 너비로 3분할 되며, 분할된 필터부(220)를 통과한 광은 빨간색 광과, 녹색 광과, 파란색 광으로 출력될 수 있다. 다시 말해, 필터부(220)를 통과한 광은 서로 다른 위치에서 출력되어 각각 서로 다른 위상을 가질 수 있다. 즉, 필터부(220)의 서로 다른 위치에서 발생되는 광의 위상이 서로 다른 것을 이용하는 것이고, 광원부(210)의 서로 다른 위치에서 발생되는 광을 색상으로서 구분하는 것이라고 할 수 있다.The
촬영부(230)는 시료(S)를 투과한 복수의 광을 수광하여 시료(S)에 대한 복수의 위상 정보를 각각 생성하며, 상기 위상 정보를 연산 처리하여 시료(S)에 대한 복수의 서로 다른 영상을 획득한다. 여기서, 서로 다른 영상은 각각 명시야 영상(10)과, 광 차등 위상차 영상(20)과, 정량적 광 위상 영상(30)을 의미한다. The photographing
촬영부(230)는 컬러 카메라(231)와, 연산부(232)로 이루어질 수 있다. The photographing
컬러 카메라(231)는 시료(S)를 투과한 복수의 광을 수광 및 촬영하며, 시료(S)를 투과한 광들의 위상 정보에 따른 영상을 각각 획득한다. 구체적으로, 컬러 카메라(231)는 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라로 이루어질 수 있으며, 빨간색(Red) 광과, 녹색(Green) 광과, 파란색(Blue)의 광을 각각 감지하도록 3개의 이미지 센서를 구비할 수 있다.The
이처럼 컬러 카메라(231)를 통해 복수의 광을 수광하여 색상 별로 분리 가능하게 형성됨에 따라, 저가의 비용으로 광원들의 색 정보를 분리하여 영상을 획득할 수 있게 된다. Since the plurality of light beams are received through the
연산부(232)는 영상을 통해 복수의 광에 각각 대응하는 위상의 정보를 연산 처리한다. 여기서, 연산부(232)를 통해 시료(S)에 대한 위상 정보를 연산하는 과정은 앞서 설명한 바와 같으므로 생략하기로 한다. The
한편, 영상 획득 시스템(200)은 광원부(210)로부터 출력되는 복수의 광을 안내하기 위한 안내부(240)를 더 포함할 수 있다. 안내부(240)는 광원부(210)로부터 출력되는 복수의 광의 경로를 안내하는 안내미러(241)와, 안내미러(241)에서 반사된 복수의 광이 촬영부(230)로 상이 맺히도록 안내하는 튜브렌즈(242)로 이루어질 수 있다. 그리고, 시료(S)와 촬영부(230) 사이에는 배율을 조정하기 위한 대물 렌즈(250)가 더 설치될 수 있다. Meanwhile, the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 획득 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 그리고, 도 8은 도 7에 있어서, 광원부에서 발생해서 푸리에 플레인으로 전달되는 빛의 면적과, 푸리에 플레인에서 정의된 빛이 투과할 수 있는 영역의 면적에 대한 비교 예를 도시한 도면이다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 7 is a view schematically showing a configuration of an image acquisition system according to another embodiment of the present invention. 8 is a diagram showing a comparative example of an area of light generated in the light source unit to be transmitted to the Fourier plane and an area of a region through which light defined in the Fourier plane can be transmitted, in FIG. In the present embodiment, differences from the above-described embodiment will be mainly described.
도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 영상 획득 시스템(300)은 투과형 광학 현미경에 적용될 수 있으며, 광원부(310)와, 필터부(320), 및 촬영부(330)를 포함한다. 7 to 8, the
광원부(310)는 백색광을 출력하는 LED 어레이로 이루어질 수 있다. 그리고, 필터부(320)는 푸리에 플레인(Fourier plane, F) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 푸리에 플레인(Fourier plane, F)이란 시료(S)의 공간주파수에 대한 스펙트럼이 맺히는 면을 의미한다. The
본 실시예에서의 푸리에 플레인(F)은 안내부(340) 상에 배치될 수 있다. 이처럼 푸리에 플레인(F) 상에 필터부(320)가 배치된 때에는 푸리에 플레인(F)으로 유입되는 빛(광원부에서 발생해서 푸리에 플레인으로 전달되는 빛)의 면적(L)과 필터부(320)의 면적(푸리에 플레인에서 정의된 빛이 투과할 수 있는 면적)이 같거나, 푸리에 플레인(F)으로 유입되는 빛의 면적(L)이 필터부(320)의 면적(푸리에 플레인에서 정의된 빛이 투과할 수 있는 면적)보다 더 작은 것이 바람직하다. The Fourier plane F in the present embodiment can be disposed on the
이는 샘플의 주변과의 굴절률 차이 때문에 광원부(310)에서 배출되는 빛(백색광)이 샘플에서 반사된 후 틸팅되었을 때 푸리에 플레인(F)으로 유입되는 빛의 면적(L)과 필터부(320)의 면적이 같거나, 푸리에 플레인(F)으로 유입되는 빛의 면적(L)이 필터부(320)의 면적보다 더 작아야 빛이 틸팅되었을 때 빨강, 초록, 파란색 빛의 세기의 차이가 발생하였음을 이미지 센서에서 인식할 수 있기 때문이다. This is because the area (L) of the light entering the Fourier plane (F) when the light (white light) emitted from the
다시 말해, 플레인(F)으로 유입되는 빛(광원부에서 발생해서 전달되는 빛)의 면적(L)이 필터부(320)의 면적보다 클 경우, 시료(S)에 의해 틸팅된 빛에 대한 정보를 잃을 수 있기 때문이다. In other words, when the area L of the light (light emitted from the light source) that flows into the plane F is larger than the area of the
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 획득 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 9 is a view schematically showing a configuration of an image acquisition system according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, differences from the above-described embodiment will be mainly described.
도 9에 도시된 바와 같이, 영상 획득 시스템(400)은 광원부(410), 및 촬영부(420)를 포함한다. 여기서, 본 실시예에 따른 영상 획득 시스템(400)은 반사형 광학 현미경에 적용될 수 있다.As shown in FIG. 9, the
광원부(410)는 복수의 색 패턴(410a)을 구비하며, 색 패턴(410a)을 통해 시료(S)에 대하여 색상이 각각 다른 복수의 광을 동시에 출력한다. 즉, 광원부(410)에서 출력되는 복수의 광은 서로 다른 위치에서 출력되어 각각 서로 다른 위상을 갖도록 형성된다. 구체적으로, 광원부(410)는 빨간색(Red)의 광과, 녹색(Green)의 광과, 파란색(Blue)의 광을 각각 출력하도록 형성될 수 있으며, 각각의 색 패턴(410a)이 균등하게 분할될 수 있다. The
광원부(410)는 LED 어레이와, 제어부로 이루어질 수 있다. The
LED 어레이는 색상이 각각 다른 복수의 광을 출력한다. 이를 위하여, LED 어레이는 각각 여러 색의 빔을 조사할 수 있도록 형성된 다수의 발광 다이오드 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 발광 다이오드 어레이는 공지된 기술인 색 패턴 공정을 통해 색상이 각각 다른 복수의 광을 출력하도록 형성될 수 있다.The LED array outputs a plurality of lights having different colors. To this end, the LED array may include a plurality of light emitting diode arrays each of which is configured to emit beams of various colors. The light emitting diode array may be formed to output a plurality of lights having different colors through a known color pattern process.
제어부는 LED 어레이와 전기적으로 연결되어, LED 어레이로부터 출력되는 광의 밝기 및 색상을 변경할 수 있다. The control unit is electrically connected to the LED array to change the brightness and color of the light output from the LED array.
촬영부(420)는 시료(S)의 표면에 반사된 복수의 광을 수광하여 시료(S)에 대한 복수의 위상 정보를 각각 생성하며, 위상 정보를 연산 처리하여 시료(S)에 대한 복수의 서로 다른 영상을 획득한다. The photographing
촬영부(420)는 컬러 카메라(421)와, 연산부(422)로 이루어질 수 있다.The photographing
컬러 카메라(421)는 시료(S)의 표면에 반사된 복수의 광을 수광 및 촬영하며, 시료(S)의 표면에 반사된 광들의 위상 정보에 따른 영상을 각각 획득한다. 구체적으로, 컬러 카메라(421)는 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라로 이루어질 수 있으며, 빨간색(Red) 광과, 녹색(Green) 광과, 파란색(Blue)의 광을 각각 감지하도록 3개의 이미지 센서를 구비할 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서를 통해 복수의 광을 각각 수광하여 각각의 색 이미지를 획득할 수 있게 된다. The
연산부(422)는 영상을 통해 상기 복수의 광에 각각 대응하는 위상의 정보를 연산 처리한다. 여기서, 연산부(422)를 통해 시료(S)에 대한 위상 정보를 연산하는 과정은 앞서 설명한 바와 같으므로 생략하기로 한다. The
영상 획득 시스템(400)은 광원부(410)로부터 출력되는 광을 집광하여 시료(S)로 조사하는 콘덴서(430)를 더 포함할 수 있다. 콘텐서(430)는 일종의 집광 렌즈로, 콘덴서(630)와 촬영부(420) 사이에는 배율을 조정하기 위한 대물 렌즈(440)가 설치될 수 있다.The
그리고, 콘덴서(430)의 하부, 보다 구체적으로 콘덴서(430)와 대물 렌즈(440) 사이에는 투과/반사부(450)가 더 설치될 수 있다. 이에 따라, 투과/반사부(450)를 통해 콘덴서(430)를 통과한 광의 일부는 시료(S)로 안내되고, 시료(S)에서 반사된 광은 투과/반사부(450)에서 반사되어 촬영부(420)로 전달된다. A transmissive /
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 획득 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 10 is a view schematically showing a configuration of an image acquisition system according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, differences from the above-described embodiment will be mainly described.
도 10에 도시된 바와 같이, 영상 획득 시스템(500)은 광원부(510)와, 필터부(520), 및 촬영부(530)를 포함한다. 여기서, 본 실시예에 따른 영상 획득 시스템(500)은 반사형 광학 현미경에 적용될 수 있다. As shown in FIG. 10, the
광원부(510)는 시료(S)에 대하여 광을 출력한다. 여기서, 광원부(510)는 단일 색상의 광, 보다 바람직하게는 백색광을 출력하는 LED 어레이로 이루어질 수 있다. The
필터부(520)는 광원부(510)로부터 출력되는 광에 각각 다른 복수의 색이 부여되도록 패턴이 형성된다. 구체적으로, 필터부(520)는 상부에 배치된 광원부(510)로부터 출력되는 백색광으로부터 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)의 3가지 색을 추출하는 컬러 필터(Color filter)로 이루어질 수 있다. A pattern is formed in the
그리고, 필터부(520)는 원형으로 이루어져 균등한 너비로 3분할 되며, 분할된 필터부(520)를 통과한 광은 빨간색 광과, 녹색 광과, 파란색 광으로 출력될 수 있다. 다시 말해, 필터부(520)를 통과하는 복수의 광은 서로 다른 위치에서 출력되어 각각 서로 다른 위상을 가질 수 있다. 즉, 필터부(520)의 서로 다른 위치에서 발생되는 광의 위상이 서로 다른 것을 이용하는 것이고, 광원부(510)의 서로 다른 위치에서 발생되는 광을 색상으로서 구분하는 것이라고 할 수 있다.The
촬영부(530)는 시료(S)의 표면에 반사된 광을 수광하여 시료(S)에 대한 복수의 위상 정보를 각각 생성하며, 위상 정보를 연산 처리하여 시료(S)에 대한 복수의 서로 다른 영상을 획득한다. 여기서, 서로 다른 영상은 각각 명시야 영상(10)과, 광 차등 위상차 영상(20)과, 정량적 광 위상 영상(30)을 의미한다. The photographing
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 획득 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 11 is a view schematically showing a configuration of an image acquisition system according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, differences from the above-described embodiment will be mainly described.
도 11에 도시된 바와 같이, 영상 획득 시스템(600)은 반사형 광학 현미경에 적용될 수 있으며, 광원부(610)와, 필터부(620), 및 촬영부(630)를 포함한다. 여기서, 광원부(610)는 백색광을 출력하는 LED 어레이로 이루어질 수 있다. 11, the
영상 획득 시스템(600)은 광원부(610)로부터 출력되는 광을 집광하여 시료(S)로 조사하는 콘덴서(640)를 더 포함할 수 있다. 콘덴서(640)는 일종의 집광 렌즈로, 콘덴서(640)와 촬영부(630) 사이에는 배율을 조정하기 위한 대물 렌즈(650)가 설치될 수 있다.The
그리고, 콘덴서(640)의 하부, 보다 구체적으로 콘덴서(640)와 대물 렌즈(650) 사이에는 투과/반사부(660)가 더 설치될 수 있다. 이에 따라, 투과/반사부(660)를 통해 콘덴서(640)를 통과한 광의 일부는 시료(S)로 안내되고, 시료(S)에서 반사된 광은 투과/반사부(660)에서 반사되어 촬영부(630)로 전달된다. A transmissive /
영상 획득 시스템(600)은 투과/반사부(660)를 통과한 복수의 광을 촬영부(630)로 안내하기 위한 안내부(670)를 더 포함할 수 있다. 안내부(670)는 투과/반사부(660)를 통과한 복수의 광의 경로를 안내하는 반사부(671)와, 반사부(671)를 통과한 복수의 광이 촬영부(630)로 상이 맺히도록 안내하는 튜브렌즈(672)로 이루어질 수 있다. The
안내부(670)는 시료(S)에서 반사된 복수의 광을 수집하는 수집렌즈(680)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 수집렌즈(680)는 안내부(670)와 투과/반사부(660) 사이에 배치될 수 있으며, 한 쌍으로 이루어질 수 있다. The
한편, 필터부(620)는 푸리에 플레인(Fourier plane, F) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 푸리에 플레인(F)인은 영상을 촬영했을 때 안내부(670), 구체적으로 도 11의 두번째 수집렌즈(680)와 튜브렌즈(672) 사이 또는 첫번째 수집렌즈(680)와 대물렌즈(650) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 푸리에 플레인(F)으로 유입되는 빛(광원에서 발생해서 전달되는 빛)의 면적(L)과 필터부(320)의 면적이 같거나, 푸리에 플레인(F)으로 유입되는 빛의 면적(L)이 필터부(320)의 면적보다 더 작게 형성되는 것은 도 7 내지 도 8에서 상술한 바와 같다. On the other hand, the
전술한 바와 같이, 영상 획득 시스템은 한 번의 촬영만으로 시료에 대한 명시야 영상과, 광 차등 위상차 영상과, 정량적 광 위상 영상의 획득이 모두 가능해지므로, 보다 면밀하고 정확하게 시료를 검사할 수 있게 된다. As described above, the image acquisition system can acquire the bright field image, the optical differential phase difference image, and the quantitative optical phase image of the sample with only one photographing, so that the sample can be more precisely and accurately inspected.
또한, 한 번의 촬영만으로 시료에 대한 명시야 영상과, 광 차등 위상차 영상과, 정량적 광 위상 영상의 획득이 가능해지므로, 촬영 속도가 빨라지는 동시에 촬영시 시간차에 의한 움직임 정보가 손실되는 것을 예방할 수 있다. Further, since it is possible to acquire the bright field image, the optical differential phase difference image, and the quantitative optical phase image with respect to the sample by only one photographing operation, it is possible to prevent the loss of motion information due to the time difference at the time of photographing, .
또한, 저가의 LED 어레이 또는 필터만을 통해 빨간색 광과, 녹색 광과, 파란색 광을 동시에 출력하므로, 초기 설치 비용을 감소시킬 수 있게 된다.In addition, since red light, green light, and blue light are simultaneously output through only a low-cost LED array or filter, the initial installation cost can be reduced.
아울러, 촬영부를 통해 획득한 광들의 위상 값을 연산 처리하면 시료에 대한 명시야 영상과, 광 차등 위상차 영상과, 정량적 광 위상 영상을 각각 획득할 수 있게 된다. 따라서, 종래와 같이 프리즘이나 간섭 광학계 등과 같이 고가의 추가 장치를 필요로 하지 않으므로, 초기 설치 비용이 감소되는 동시에 장치의 구현이 용이해진다. In addition, a bright field image, an optical differential phase difference image, and a quantitative optical phase image for the sample can be obtained by calculating the phase values of the lights obtained through the photographing unit. Therefore, since an expensive additional device such as a prism or an interference optical system is not required as in the prior art, the initial installation cost is reduced and the device can be easily implemented.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation and that those skilled in the art will recognize that various modifications and equivalent arrangements may be made therein. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
110, 210,310, 410, 510, 610.. 광원부
110a, 410a.. 색 패턴
120, 230, 330, 420, 530, 630.. 촬영부
121, 231, 331, 421, 531, 631.. 컬러 카메라
122, 232, 432, 422, 532, 632.. 연산부
130, 240, 340, 670.. 안내부
140, 250, 350, 440, 550, 650.. 대물 렌즈
220, 320, 520, 620.. 필터부110, 210, 310, 410, 510, 610,
110a, 410a .. color pattern
120, 230, 330, 420, 530, 630,
121, 231, 331, 421, 531, 631.
122, 232, 432, 422, 532, 632. [
130, 240, 340, 670,
140, 250, 350, 440, 550, 650. The objective lens
220, 320, 520, 620,
Claims (22)
복수의 색 패턴을 구비하며, 상기 색 패턴을 통해 상기 시료에 대하여 색상이 각각 다른 복수의 광을 동시에 출력하는 광원부; 및
상기 시료를 투과한 복수의 광을 수광하여 상기 시료에 대한 복수의 위상 정보를 각각 생성하며, 상기 위상 정보를 연산 처리하여 상기 시료에 대한 복수의 서로 다른 영상을 획득하는 촬영부;
를 포함하는 영상 획득 시스템.
1. An image acquisition system for acquiring an image of a sample,
A light source unit having a plurality of color patterns and simultaneously outputting a plurality of lights having different colors to the sample through the color pattern; And
A photographing unit that receives a plurality of lights transmitted through the sample to generate a plurality of phase information for the sample, and calculates a plurality of different images for the sample by calculating the phase information;
And an image acquisition system.
복수의 색 패턴을 구비하며, 상기 색 패턴을 통해 상기 시료에 대하여 색상이 각각 다른 복수의 광을 동시에 출력하는 광원부; 및
상기 시료의 표면에 반사된 복수의 광을 수광하여 상기 시료에 대한 복수의 위상 정보를 각각 생성하며, 상기 위상 정보를 연산 처리하여 상기 시료에 대한 복수의 서로 다른 영상을 획득하는 촬영부;
를 포함하는 영상 획득 시스템.
1. An image acquisition system for acquiring an image of a sample,
A light source unit having a plurality of color patterns and simultaneously outputting a plurality of lights having different colors to the sample through the color pattern; And
A photographing unit for receiving a plurality of lights reflected on a surface of the sample to generate a plurality of phase information for the sample and calculating a plurality of different images for the sample by calculating the phase information;
And an image acquisition system.
상기 광원부는,
색상이 각각 다른 복수의 광을 출력하는 LED 어레이와,
상기 LED 어레이로부터 출력되는 광의 밝기 및 색상의 변경이 가능한 제어부를 포함하는 영상 획득 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
The light source unit includes:
An LED array for outputting a plurality of lights having different colors,
And a controller capable of changing the brightness and color of light output from the LED array.
상기 광원부에서 출력되는 복수의 광은 서로 다른 위치에서 출력되어 각각 서로 다른 위상을 갖는 영상 획득 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the plurality of lights output from the light source unit are outputted at different positions and have different phases from each other.
상기 광원부는 빨간색(Red) 광과, 녹색(Green) 광과, 파란색(Blue) 광을 각각 출력하는 영상 획득 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the light source unit outputs red light, green light, and blue light, respectively.
상기 광원부의 색 패턴은 각각 균등하게 분할된 영상 획득 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the color pattern of the light source unit is divided equally.
상기 촬영부는,
상기 시료를 투과 또는 상기 시료의 표면에 반사된 복수의 광을 수광 및 촬영하며, 상기 시료를 투과 또는 상기 시료의 표면에 반사된 광들의 위상 정보에 따른 영상을 각각 획득하는 컬러 카메라와,
상기 영상을 통해 상기 복수의 광에 각각 대응하는 위상의 정보를 연산 처리하는 연산부를 포함하는 영상 획득 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein,
A color camera for receiving and photographing a plurality of lights transmitted through the sample or reflected on the surface of the sample and acquiring images corresponding to phase information of the lights transmitted through the sample or reflected on the surface of the sample,
And an arithmetic unit for arithmetically processing information of a phase corresponding to each of the plurality of lights through the image.
상기 컬러 카메라는 상기 복수의 광을 각각 수광하여 각각의 색 이미지를 획득하는 복수의 이미지 센서를 포함하는 영상 획득 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein the color camera comprises a plurality of image sensors each for receiving the plurality of lights to acquire respective color images.
상기 컬러 카메라는 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라인 영상 획득 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein the color camera is a CCD camera or a CMOS camera.
상기 시료와 상기 촬영부 사이에 설치된 대물 렌즈와,
상기 광원부로부터 출력되는 복수의 광을 안내하기 위한 안내부를 더 포함하는 영상 획득 시스템.
The method according to claim 1,
An objective lens disposed between the sample and the photographing unit,
And a guide unit for guiding a plurality of lights output from the light source unit.
상기 안내부는,
상기 광원부로부터 출력되는 복수의 광의 경로를 안내하는 안내미러와,
상기 안내미러를 통과한 복수의 광이 상기 촬영부로 상이 맺히도록 안내하는 튜브렌즈를 포함하는 영상 획득 시스템.
11. The method of claim 10,
The guide portion
A guide mirror for guiding a path of a plurality of lights output from the light source unit,
And a tube lens for guiding a plurality of lights having passed through the guide mirror to form images with the photographing unit.
상기 광원부로부터 출력되는 광을 집광하여 상기 시료로 조사하는 콘덴서와,
상기 콘덴서와 상기 촬영부 사이에 설치된 대물 렌즈와,
상기 콘덴서와 상기 대물 렌즈 사이에 설치되며, 상기 콘덴서를 통과한 광의 일부를 상기 시료로 안내하는 투과/반사부를 더 포함하는 영상 획득 시스템.
3. The method of claim 2,
A condenser for condensing the light outputted from the light source part and irradiating the light to the sample,
An objective lens disposed between the condenser and the photographing unit,
And a transmission / reflection unit provided between the condenser and the objective lens, for guiding a part of the light having passed through the condenser to the sample.
상기 시료에 대하여 광을 출력하는 광원부;
상기 광원부로부터 출력되는 광에 각각 다른 복수의 색이 부여되도록 패턴이 형성된 필터부; 및
상기 시료를 투과한 복수의 광을 수광하여 상기 시료에 대한 복수의 위상 정보를 각각 생성하며, 상기 위상 정보를 연산 처리하여 상기 시료에 대한 복수의 서로 다른 영상을 획득하는 촬영부;
를 포함하는 영상 획득 시스템.
1. An image acquisition system for acquiring an image of a sample,
A light source for outputting light to the sample;
A filter unit having a plurality of colors different from each other in a light output from the light source unit; And
A photographing unit that receives a plurality of lights transmitted through the sample to generate a plurality of phase information for the sample, and calculates a plurality of different images for the sample by calculating the phase information;
And an image acquisition system.
상기 시료에 대하여 광을 출력하는 광원부;
상기 광원부로부터 출력되는 광에 각각 다른 복수의 색이 부여되도록 패턴이 형성된 필터부; 및
상기 시료의 표면에 반사된 광을 수광하여 상기 시료에 대한 복수의 위상 정보를 각각 생성하며, 상기 위상 정보를 연산 처리하여 상기 시료에 대한 복수의 서로 다른 영상을 획득하는 촬영부;
를 포함하는 영상 획득 시스템.
1. An image acquisition system for acquiring an image of a sample,
A light source for outputting light to the sample;
A filter unit having a plurality of colors different from each other in a light output from the light source unit; And
A photographing unit for receiving light reflected on a surface of the sample to generate a plurality of phase information for the sample and calculating a plurality of different images for the sample by calculating the phase information;
And an image acquisition system.
상기 필터부는 상기 광원부 또는 푸리에 플레인(Fourier plane) 상에 배치되는 영상 획득 시스템.
The method according to claim 13 or 14,
Wherein the filter unit is disposed on the light source unit or on a Fourier plane.
상기 광원부는 단일 색상의 광을 출력하는 LED 어레이를 포함하는 영상 획득 시스템.
The method according to claim 13 or 14,
Wherein the light source portion includes an LED array that outputs light of a single color.
상기 필터부를 통과한 광은 서로 다른 위치에서 출력되어 각각 서로 다른 위상을 갖는 영상 획득 시스템.
The method according to claim 13 or 14,
Wherein light passing through the filter unit is output at different positions and has different phases from each other.
상기 필터부는 3분할 되며, 상기 분할된 필터부를 통과한 광은 각각 빨간색(Red) 광과, 녹색(Green) 광과, 파란색(Blue)의 광으로 출력되는 영상 획득 시스템.
The method according to claim 13 or 14,
Wherein the filter unit is divided into three parts and the light having passed through the divided filter unit is output as red light, green light, and blue light, respectively.
상기 시료와 상기 촬영부 사이에 설치된 대물 렌즈와,
상기 광원부로부터 출력되는 복수의 광을 안내하기 위한 안내부를 더 포함하는 영상 획득 시스템.
14. The method of claim 13,
An objective lens disposed between the sample and the photographing unit,
And a guide unit for guiding a plurality of lights output from the light source unit.
상기 안내부는,
상기 광원부로부터 출력되는 복수의 광의 경로를 안내하는 안내미러와,
상기 안내미러를 통과한 복수의 광이 상기 촬영부로 상이 맺히도록 안내하는 튜브렌즈를 포함하는 영상 획득 시스템.
20. The method of claim 19,
The guide portion
A guide mirror for guiding a path of a plurality of lights output from the light source unit,
And a tube lens for guiding a plurality of lights having passed through the guide mirror to form images with the photographing unit.
상기 광원부로부터 출력되는 광을 집광하여 상기 시료로 조사하는 콘덴서와,
상기 콘덴서와 상기 촬영부 사이에 설치된 대물 렌즈와,
상기 콘덴서와 상기 대물 렌즈 사이에 설치되며, 상기 콘덴서를 통과한 광의 일부를 상기 시료로 안내하는 투과/반사부와,
상기 투과/반사부를 통과한 복수의 광을 상기 촬영부로 안내하기 위한 안내부를 더 포함하는 영상 획득 시스템.
15. The method of claim 14,
A condenser for condensing the light outputted from the light source part and irradiating the light to the sample,
An objective lens disposed between the condenser and the photographing unit,
A transmission / reflection part provided between the condenser and the objective lens, for guiding a part of light having passed through the condenser to the sample,
And a guide unit for guiding a plurality of lights having passed through the transmission / reflection unit to the photographing unit.
상기 안내부는,
상기 투과/반사부를 통과한 복수의 광의 경로를 안내하는 반사부와,
상기 반사부를 통과한 복수의 광이 상기 촬영부로 상이 맺히도록 안내하는 튜브렌즈를 포함하는 영상 획득 시스템.
22. The method of claim 21,
The guide portion
A reflecting portion for guiding a path of a plurality of light beams passed through the transmission / reflection portion,
And a tube lens for guiding the plurality of light beams passing through the reflection section to form images with the photographing section.
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2017
- 2017-08-28 KR KR1020170108856A patent/KR102010136B1/en active IP Right Grant
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