KR20210021893A - 원통 금형에 형성된 나노패턴 측정을 위한 고해상도 구조 조명 현미경 시스템 및 그의 동작 방법 - Google Patents

원통 금형에 형성된 나노패턴 측정을 위한 고해상도 구조 조명 현미경 시스템 및 그의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템 및 그의 동작 방법은, 광원이 광을 발생시키고, 광변조기가 발생되는 광으로부터 서로 다른 복수 개의 구조 패턴들을 각각 갖는 구조광들로 변조하고, 대물렌즈가 변조되는 구조광들을 각각 나노패턴이 형성된 객체에 조사하고, 촬상소자가 나노패턴에 대한 복수 개의 로우 이미지들을 획득하고, 프로세서가 로우 이미지들을 기반으로, 나노패턴에 대한 고해상도 이미지를 복원하도록 구성될 수 있다.

Description

원통 금형에 형성된 나노패턴 측정을 위한 고해상도 구조 조명 현미경 시스템 및 그의 동작 방법{HIGH-RESOLUTION STRUCTURED ILLUMINATION MICROSCOPY SYSTEM FOR IMAGING NANO PATTERNS FABRICATED ON CYLINERICAL MOLD AND OPERATING METHOD THEREOF}
다양한 실시예들은 원통 금형에 형성된 나노패턴 측정을 위한 고해상도 구조 조명 현미경 시스템 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로 다양한 현미경 기법이 시료의 검출 및 분석에 이용되고 있다. 이러한 현미경 기법으로는, 전자 현미경(electron microscope) 기법, 원자 현미경(scanning probe microscopy) 기법, 공초점 현미경(confocal microscopy) 기법 등이 있다. 그런데, 이러한 현미경 기법으로는, 원통 금형과 같은 큰 시료에 대한 검출 및 분석이 어렵다.
다양한 실시예들은, 원통 금형과 같은 큰 시료에 대한 검출이 가능한 고해상도 구조 조명 현미경 시스템 및 그의 동작 방법을 제공한다.
다양한 실시예들은, 원통 금형에 형성된 나노패턴에 대한 고해상도 이미지를 복원할 수 있는 고해상도 구조 조명 현미경 시스템 및 그의 동작 방법을 제공한다.
다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템은, 광을 발생하도록 구성되는 광원, 상기 발생되는 광을 서로 다른 복수 개의 구조 패턴들을 각각 갖는 구조광들로 변조하도록 구성되는 광변조기, 상기 변조되는 구조광들을 각각 나노패턴이 형성된 객체에 조사하도록 구성되는 대물렌즈, 상기 조사되는 구조광들 각각에 대응하여, 상기 나노패턴에 대한 복수 개의 로우 이미지들을 획득하도록 구성되는 촬상소자, 및 상기 획득된 로우 이미지들을 기반으로, 상기 나노패턴에 대한 고해상도 이미지를 복원하도록 구성되는 프로세서를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템의 동작 방법은, 광을 발생시키는 동작, 상기 발생되는 광으로부터 서로 다른 복수 개의 구조 패턴들을 각각 갖도록 변조된 구조광들을 각각 나노패턴이 형성된 객체에 조사하여, 상기 나노패턴에 대한 복수 개의 로우 이미지들을 획득하는 동작, 및 상기 로우 이미지들을 기반으로, 상기 나노패턴에 대한 고해상도 이미지를 복원하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템은, 서로 다른 복수 개의 구조 패턴들을 각각 갖는 구조광들을 이용하여 객체, 즉 시료를 검출할 수 있다. 이를 통해, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템은, 원통 금형과 같은 큰 시료에 대한 검출이 가능하다. 즉 고해상도 구조 조명 현미경 시스템은, 원통 금형에 형성된 나노패턴에 대한 고해상도 이미지를 복원할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템을 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 SNR의 동작 특성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 도 1 및 도 2에서 사용되는 구조 패턴들을 나타내는 도면들이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템의 동작 방법을 도시하는 도면이다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템을 위한 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 2는 일 실시예에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)을 예시적으로 도시하는 도면이다. 도 3은 도 1 및 도 2의 SNR(150)의 동작 특성을 설명하기 위한 도면들이다. 도 4는 도 1 및 도 2에서 사용되는 구조 패턴들을 나타내는 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은 객체(object)(10)에 형성된 나노패턴(nano patterns)(11)에 대한 고해상도 이미지를 촬영할 수 있다. 이 때 객체(10)는 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)에서 검출 및 분석하고자 하는 시료로서, 비교적 큰 사이즈를 가질 수 있으며, 예컨대 원통 금형을 포함할 수 있다. 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은 케이스(110), 대물렌즈(120), 촬상소자(130), 광원(140), SNR(speckle noise reducer)(150), 파장판(160), 광변조기(170), 광분리기(180), 또는 프로세서(190) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
케이스(110)는 시스템(100)의 구성 요소들 중 대물렌즈(120)의 적어도 일부를 외부로 노출시키면서, 시스템(100)의 구성 요소들 중 나머지를 내부에 수용할 수 있다. 어떤 실시예들에서는, 프로세서(190)는 케이스(110)의 외부에 별도로 구현되어, 케이스(110)의 내부로 연결될 수도 있다.
대물렌즈(120)는 케이스(110)의 내부에서 발생되는 구조광들을 객체(10)의 나노패턴(11)에 각각 조사할 수 있다. 이를 위해, 대물렌즈(120)는 케이스(110)의 외부에 노출되어 있을 수 있다.
촬상 소자(130)는 나노패턴(11)에 대한 복수 개의 로우(raw) 이미지들을 획득할 수 있다. 이 때 촬상 소자(130)는 구조광들 각각에 대응하여, 로우 이미지들을 각각 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 촬상 소자(130)는 이미지 센서, 예컨대 CCD(charge coupled device) 센서 또는 CMOD(complementary metal-oxide semiconductor) 센서를 포함할 수 있다. 이 때 촬상 소자(130)는 로우 이미지들을 프로세서(190)에 제공할 수 있다.
광원(140)은 구조광들을 발생시키기 위한 광을 발생시킬 수 있다. 이 때 광원(140)는 자외선(UV) 영역의 파장을 갖는 광을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 광원(140)은 자외선 레이저(UV laser)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광원(140)에서 발생되는 광은 빔 익스펜더(beam expander)를 통과할 수 있다. 빔 익스펜더는 초점 위치가 일치되는 두 개의 렌즈들을 포함하며, 광원(140)에서 발생되는 광의 폭을 확장시킬 수 있다.
SNR(150)은 입력되는 광으로부터 스펙클 노이즈(speckle noise)를 감쇠시킬 수 있다. SNR(150)은 입력되는 광의 분포를 균등하게 할 수 있다. 예를 들면, 광원(140)이 자외선 레이저를 포함하는 경우, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)이 SNR(150)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, SNR(150)은 폴리머 기반의 국부 방해(local interference)를 제거하고, 자외선 레이저로부터 입력되는 광의 분포를 균등하게 할 수 있다. 여기서, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)이 SNR(150)을 포함하지 않는 경우, 촬상 소자(130)를 통해 획득되는 로우 이미지들은, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 선명하지 않을 수 있다. 이에 반해, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)이 SNR(150)을 포함하는 경우, 촬상 소자(130)를 통해 획득되는 로우 이미지들은, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 선명할 수 있다.
파장판(160)은 입력되는 광의 편광을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 파장판(160)은 입력되는 광의 편광방향을 90도만큼 변화시키기 위한 반파장판(half wave plate)을 포함할 수 있다.
광변조기(170)는 입력되는 광을 구조광들로 변조할 수 있다. 이 때 구조광들은 서로 다른 복수 개의 구조 패턴들로 각각 형성될 수 있다. 예를 들면, 광변조기(170)는 SLM(spatial light modulator)일 수 있다. 광변조기(170)는 광변조기(170)의 출사면 상에 정의되는 접선으로부터 접선을 포함하는 접평면 상에서 기울어지는 복수 개의 제 1 각도(phi; φ)들과 접선에 수직한 법선으로부터 법선을 포함하는 법평면 상에서 기울어지는 복수 개의 제 2 각도(theta; θ)들을 사용하여, 구조 패턴들을 각각 형성할 수 있다. 예를 들면, 광변조기(170)는, 다섯 개의 제 1 각도(φ)들, 즉 0, 2π/3, 4π/3, 6π/3 및 8π/3과 다섯 개의 제 2 각도(θ)들, 즉 0, π/6, 2π/3, π/2 및 4π/3을 사용하여, 도 4에 도시된 바와 같은 스물 다섯 개의 구조 패턴들을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 변조기(170)는, 제 2 각도(θ)들 각각을 기반으로, 제 1 각도(φ)들 모두를 사용하여, 입력되는 광을 구조광들로 변조할 수 있다. 이를 통해, 구조광들 각각이 제 2 각도(θ)들 각각에 대응될 수 있다.
광분리기(180)는 입력되는 광을 가이드할 수 있다. 이 때 광분리기(180)는 광변조기(170)로부터 입력되는 광, 즉 구조광들을 대물렌즈(120)로 제공할 수 있다. 이를 통해, 대물렌즈(120)가 구조광들을 객체(10)의 나노패턴(11)에 각각 조사할 수 있다. 한편, 광분리기(180)는 대물렌즈(120)로부터 입력되는 광을 촬상소자(130)에 제공할 수 있다. 이를 통해, 촬상 소자(130)가 구조광들 각각에 대응하여, 나노패턴(11)에 대한 로우 이미지들을 각각 획득할 수 있다.
프로세서(190)는 로우 이미지들을 기반으로, 나노패턴(11)에 대한 고해상도 이미지를 복원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(190)는 로우 이미지들의 평균을 기반으로, 고해상도 이미지를 복원할 수 있다. 이 때 프로세서(190)는 로우 이미지들 각각에 대하여, 픽셀 단위로 성분 값을 계산하고, 노이즈를 제거할 수 있다. 그리고 프로세서(190)는 로우 이미지들을 합하여, 고해상도 이미지를 획득할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은 자외선 영역의 파장을 갖는 광을 이용함에 따라, 아베 회절 한계(abbe diffraction limit; ADL)를 기반으로 하는 현미경 기법에 있어서, 보다 높은 분해능을 가질 수 있다. 아울러, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)이 더 많은 수의 로우 이미지들을 기반으로 함에 따라, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)에서 분해능이 더 높을 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은, 광을 발생하도록 구성되는 광원(140), 발생되는 광을 서로 다른 복수 개의 구조 패턴들을 각각 갖는 구조광들로 변조하도록 구성되는 광변조기(170), 변조되는 구조광들을 각각 나노패턴(11)이 형성된 객체에 조사하도록 구성되는 대물렌즈(120), 조사되는 구조광들 각각에 대응하여, 나노패턴(11)에 대한 복수 개의 로우 이미지들을 획득하도록 구성되는 촬상소자(130), 및 획득된 로우 이미지들을 기반으로, 나노패턴(11)에 대한 고해상도 이미지를 복원하도록 구성되는 프로세서(190)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 광변조기(170)는, 광변조기(170)의 출사면 상에 정의되는 접선으로부터 기울어지는 복수 개의 제 1 각도(φ)들과 접선에 수직한 법선으로부터 기울어지는 복수 개의 제 2 각도(θ)들을 사용하여, 상기 구조 패턴들을 형성하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 각도(φ)들과 제 2 각도(θ)들은, 각각 다섯 개이고, 구조 패턴들은, 스물 다섯 개로 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 광변조기(170)는, 제 2 각도(θ)들 각각을 기반으로, 제 1 각도(φ)들 모두를 사용하여, 발생되는 광을 구조광들로 변조하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 획득된 로우 이미지들은, 제 2 각도(θ)들에 각각 대응될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 프로세서(190)는, 획득된 로우 이미지들의 평균을 기반으로, 고해상도 이미지를 복원하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은, 광원(140), 광변조기(170) 및 촬상소자(130)를 내부에 수용하고, 대물렌즈(120)를 외부로 노출시키도록 구성되는 케이스(110)를 더 포함할 수 있다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)의 동작 방법을 도시하는 도면이다. 도 6은 다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)을 위한 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은 510 동작에서 광을 발생시킬 수 있다. 광원(140)이 광을 발생시킬 수 있다. 이 때 광원(140)는 자외선(UV) 영역의 파장을 갖는 광을 발생시킬 수 있다.
고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은 520 동작에서 발생되는 광으로부터 복수 개의 구조 패턴들을 각각 갖도록 변조된 구조광들을 기반으로, 나노패턴(11)에 대한 로우 이미지들을 획득할 수 있다. 광변조기(170)가 광원(140)에서 발생되는 광을 구조광들로 변조할 수 있다. 이 때 구조광들은 서로 다른 복수 개의 구조 패턴들로 각각 형성될 수 있다. 광변조기(170)는 복수 개의 제 1 각도(phi; φ)들과 복수 개의 제 2 각도(theta; θ)들을 사용하여, 구조 패턴들을 각각 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 변조기(170)는, 제 2 각도(θ)들 각각을 기반으로, 제 1 각도(φ)들 모두를 사용하여, 입력되는 광을 구조광들로 변조할 수 있다. 이를 통해, 구조광들 각각이 제 2 각도(θ)들 각각에 대응될 수 있다. 그리고 대물렌즈(120)가 케이스(110)의 내부에서 발생되는 구조광들을 객체(10)의 나노패턴(11)에 각각 조사할 수 있다. 이를 통해, 촬상 소자(130)는 구조광들 각각에 대응하여, 로우 이미지들을 각각 획득할 수 있다.
예를 들면, 광변조기(170)는, 세 개의 제 1 각도(φ)들, 즉 0, 2π/3 및 4π/3과 세 개의 제 2 각도(θ)들, 즉 0, 2π/3 및 4π/3을 사용하여, 구조 패턴들을 형성할 수 있다. 이 때 광변조기(170)는, 각각의 제 2 각도(θ)를 기반으로, 제 1 각도(φ)들 모두를 사용하여, 입력되는 광을 각각의 구조광으로 변조할 수 있다. 여기서, 각각의 제 2 각도(θ)에 대하여, 각각의 구조광이 하기 [수학식 1]과 같이 생성될 수 있다. 이를 통해, 촬상 소자(130)들은 각각의 제 2 각도(θ)에 대한 각각의 구조광에 대응하여, 각각의 로우 이미지를 하기 [수학식 2]와 같이 획득할 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은 530 동작에서 로우 이미지들의 평균을 계산할 수 있다. 프로세서(190)가 로우 이미지들의 평균을 계산할 수 있다. 이 때 프로세서(190)는 로우 이미지들 각각에 대하여, 노이즈 성분을 제거한 다음, 로우 이미지들의 평균을 계산할 수 있다.
예를 들면, 상기 [수학식 2]와 같은 로우 이미지의 세 개의 성분들 중
Figure pat00003
는 모든 구조광들에 일정하게 나타나는 콘스턴트 노이즈(constant)를 나타내며, 로우 이미지는 아웃 포커스(out-of-focus)의 블러(blur) 성분 등을 포함할 수 있다. 이러한 이유로, 프로세서(190)는 각각의 로우 이미지에서 콘스턴트 노이즈를 제거할 수 있다. 그리고 프로세서(190)는 상기 [수학식 2]와 같은 로우 이미지의 나머지 성분들로부터 진폭(amplitude) 값을 획득하고, 이를 이용하여 하기 [수학식 3]과 같은 인 포커스(in-focus) 이미지를 획득할 수 있다. 이러한 방식으로, 프로세서(190)는 모든 제 2 각도(θ)들에 대한 로우 이미지들로부터 인 포커스 이미지들을 각각 획득할 수 있다. 이 후 프로세서(190)는, 하기 [수학식 4]와 같이 인 포커스 이미지들의 평균을 계산할 수 있다.
Figure pat00004
Figure pat00005
고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은 540 동작에서 나노패턴(11)에 대한 고해상도 이미지를 복원할 수 있다. 프로세서(190)가 로우 이미지들의 평균을 기반으로, 고해상도 이미지를 복원할 수 있다. 이 때 프로세서(190)는 후 이미지 처리(post image processing)를 통해, 로우 이미지들의 평균으로부터 백그라운드(background) 노이즈를 제거할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(190)는 상기 [수학식 4]와 같은 인 포커스 이미지들의 평균으로부터 백그라운도 노이즈를 제거할 수 있다. 여기서, 프로세서(190)는 하기 [수학식 5]와 같이 광시야 이미지(widefield image;
Figure pat00006
)를 인 포커스 이미지들에 대한 스케일링 팩터(scaling factor;
Figure pat00007
)로 변환한 다음, 이를 인 포커스 이미지들의 평균으로부터 제거할 수 있다. 이를 통해, 프로세서(190)가 고해상도 이미지를 획득할 수 있다.
Figure pat00008
다양한 실시예들에 따르면, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은, 도 6에 도시된 바와 같이 사용자 인터페이스를 통해 고해상도 이미지를 제공할 수 있다. 즉 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은, 사용자 인터페이스를 기반으로 구동하여, 사용자 인터페이스를 통해 고해상도 이미지를 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)의 동작 방법은, 광을 발생시키는 동작, 발생되는 광으로부터 서로 다른 복수 개의 구조 패턴들을 각각 갖도록 변조된 구조광들을 각각 나노패턴(11)이 형성된 객체(10)에 조사하여, 나노패턴(11)에 대한 복수 개의 로우 이미지들을 획득하는 동작, 및 로우 이미지들을 기반으로, 나노패턴(11)에 대한 고해상도 이미지를 복원하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 구조 패턴들은, 구조광들이 출사되는 출사면 상에 정의되는 접선으로부터 기울어지는 복수 개의 제 1 각도(φ)들과 상기 접선에 수직한 법선으로부터 기울어지는 복수 개의 제 2 각도(θ)들을 사용하여, 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 각도(φ)들과 제 2 각도(θ)들은, 각각 다섯 개이고, 구조 패턴들은, 스물 다섯 개로 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 구조광들은, 제 2 각도(θ)들 각각을 기반으로, 제 1 각도(φ)들 모두를 사용하여, 발생되는 광으로부터 변조된 것일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 획득된 로우 이미지들은, 제 2 각도(θ)들에 각각 대응될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 고해상도 이미지는 복원 동작은, 획득된 로우 이미지들의 평균을 기반으로, 고해상도 이미지를 복원하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)의 구성 요소들 중 구조광들을 나노패턴(11)에 조사하도록 구성되는 대물렌즈(120)를 외부로 노출시키면서, 구성 요소들 중 나머지를 내부에 수용하도록 구성되는 케이스(110)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은, 서로 다른 복수 개의 구조 패턴들을 각각 갖는 구조광들을 이용하여 객체(10), 즉 시료를 검출할 수 있다. 이를 통해, 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은, 원통 금형과 같은 큰 시료에 대한 검출이 가능하다. 즉 고해상도 구조 조명 현미경 시스템(100)은, 원통 금형에 형성된 나노패턴(11)에 대한 고해상도 이미지를 복원할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 기술한 구성 요소들의 각각의 구성 요소는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성 요소들 중 하나 이상의 구성 요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성 요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성 요소들은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성 요소는 복수의 구성 요소들 각각의 구성 요소의 하나 이상의 기능들을 통합 이전에 복수의 구성 요소들 중 해당 구성 요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 구성 요소들에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (10)

  1. 고해상도 구조 조명 현미경 시스템에 있어서,
    광을 발생하도록 구성되는 광원;
    상기 발생되는 광을 서로 다른 복수 개의 구조 패턴들을 각각 갖는 구조광들로 변조하도록 구성되는 광변조기;
    상기 변조되는 구조광들을 각각 나노패턴이 형성된 객체에 조사하도록 구성되는 대물렌즈;
    상기 조사되는 구조광들 각각에 대응하여, 상기 나노패턴에 대한 복수 개의 로우 이미지들을 획득하도록 구성되는 촬상소자; 및
    상기 획득된 로우 이미지들을 기반으로, 상기 나노패턴에 대한 고해상도 이미지를 복원하도록 구성되는 프로세서를 포함하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변조기는,
    상기 광변조기의 출사면 상에 정의되는 접선으로부터 기울어지는 복수 개의 제 1 각도들과 상기 접선에 수직한 법선으로부터 기울어지는 복수 개의 제 2 각도들을 사용하여, 상기 구조 패턴들을 형성하도록 구성되는 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 각도들과 상기 제 2 각도들은, 각각 다섯 개이고,
    상기 구조 패턴들은, 스물 다섯 개로 형성되는 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 광변조기는,
    상기 제 2 각도들 각각을 기반으로, 상기 제 1 각도들 모두를 사용하여, 상기 발생되는 광을 상기 구조광들로 변조하도록 구성되고,
    상기 획득된 로우 이미지들은, 상기 제 2 각도들에 각각 대응되며,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 로우 이미지들의 평균을 기반으로, 상기 고해상도 이미지를 복원하도록 구성되는 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원, 상기 광변조기 및 상기 촬상소자를 내부에 수용하고, 상기 대물렌즈를 외부로 노출시키도록 구성되는 케이스를 더 포함하는 시스템.
  6. 고해상도 구조 조명 현미경 시스템의 동작 방법에 있어서,
    광을 발생시키는 동작;
    상기 발생되는 광으로부터 서로 다른 복수 개의 구조 패턴들을 각각 갖도록 변조된 구조광들을 각각 나노패턴이 형성된 객체에 조사하여, 상기 나노패턴에 대한 복수 개의 로우 이미지들을 획득하는 동작; 및
    상기 로우 이미지들을 기반으로, 상기 나노패턴에 대한 고해상도 이미지를 복원하는 동작을 포함하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구조 패턴들은, 상기 구조광들이 출사되는 출사면 상에 정의되는 접선으로부터 기울어지는 복수 개의 제 1 각도들과 상기 접선에 수직한 법선으로부터 기울어지는 복수 개의 제 2 각도들을 사용하여, 형성되는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 각도들과 상기 제 2 각도들은, 각각 다섯 개이고,
    상기 구조 패턴들은, 스물 다섯 개로 형성되는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 구조광들은, 상기 제 2 각도들 각각을 기반으로, 상기 제 1 각도들 모두를 사용하여, 상기 발생되는 광으로부터 변조된 것이고,
    상기 획득된 로우 이미지들은, 상기 제 2 각도들에 각각 대응되며,
    상기 고해상도 이미지는 복원 동작은,
    상기 획득된 로우 이미지들의 평균을 기반으로, 상기 고해상도 이미지를 복원하는 동작을 포함하는 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 시스템은, 상기 시스템의 구성 요소들 중 상기 구조광들을 상기 나노패턴에 조사하도록 구성되는 대물렌즈를 외부로 노출시키면서, 상기 구성 요소들 중 나머지를 내부에 수용하도록 구성되는 케이스를 포함하는 방법.
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