KR100861405B1 - A confocal microscope using a optical fiber - Google Patents

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장규호
윤수상
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주식회사 바이오트론
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Abstract

A confocal microscope using an optical fiber is provided to perform a detailed scanning without a complex mechanical structure by minutely vibrating an optical fiber for transmitting a light provided from an optical source to an object. A confocal microscope using an optical fiber includes an optical source unit(101), an optical fiber unit(105), and a scanning unit(106). The optical source unit provides a light. The optical fiber unit receives the light provided from the optical source unit and transmits the light to an object to be measured. The scanning unit is coupled to a side of the optical fiber unit. The scanning unit illuminates the light along a specific plane of the object to be measured by vibrating the optical fiber unit. The optical fiber unit receives the light reflected from the object and induces the received light to a predetermined image processing unit. The scanning unit has a grip unit(201) and a vibration unit(202,203). The grip unit is formed to cover a part of the optical fiber unit. The vibration unit is coupled to the grip unit and vibrates the optical fiber unit at right angles to an optical axis.

Description

광섬유를 이용한 공초점 현미경{A confocal microscope using a optical fiber}A confocal microscope using a optical fiber

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 공초점 현미경의 개략적인 구성을 나타낸 도면,1a and 1b is a view showing a schematic configuration of a confocal microscope according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공초점 현미경의 스캐닝부를 나타낸 도면,2 is a view showing a scanning unit of the confocal microscope according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공초점 현미경의 개략적인 구성을 나타낸 도면, 3 is a view showing a schematic configuration of a confocal microscope according to another embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공초점 현미경의 개략적인 구성을 나타낸 도면, 4 is a view showing a schematic configuration of a confocal microscope according to another embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 배양 중인 세포를 관찰하는 형태를 나타낸 도면, 5 is a view showing a form for observing cells in culture according to an embodiment of the present invention,

도 6 및 도 7은 일반적인 공초점 현미경의 구성을 나타낸 도면이다.6 and 7 are views showing the configuration of a general confocal microscope.

<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

101. 광원부 102. 빔확장기101. Light source 102. Beam expander

103. 빔스플리터 104. 광섬유커플러103. Beam splitter 104. Fiber optic coupler

105. 광섬유부 106. 스캐닝부105. Optical fiber section 106. Scanning section

107. 대물렌즈 108. 측정대상물체107. Objective lens 108. Object to be measured

109. 영상처리부 201. 그립부109. Image Processing Unit 201. Grip Unit

202. Y 진동부 203. X 진동부202. Y Vibrator 203. X Vibrator

204. 진동수단 301. 이동가이드204. Vibration means 301. Moving guide

302. 재물대 501. 세포배양장치302. Rich material 501. Cell culture device

본 발명은 공초점 현미경에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광섬유와 상기 광섬유를 미세하게 진동시키는 소정의 스캐닝장치를 이용함으로써, 보다 용이하게 세포와 같은 마이크로환경을 관찰할 수 있는 광섬유를 이용한 공초점 현미경에 관한 것이다.The present invention relates to a confocal microscope. More specifically, the present invention relates to a confocal microscope using an optical fiber that can more easily observe a microenvironment such as a cell by using an optical fiber and a predetermined scanning device that vibrates the optical fiber finely.

공초점 현미경(confocal microscope)이란 세포 생물학 분야 및 반도체 칩 검사 분야에서 널리 사용되고 있는데, 관찰하고자 하는 대상물의 영역에 집속된 빛을 스캐닝(scanning)하면서 반사되는 빛을 검출하여 대상물의 영상을 형성하는 장치이다.A confocal microscope is widely used in the field of cell biology and semiconductor chip inspection. An apparatus for forming an image of an object by detecting reflected light while scanning light focused on an area of an object to be observed. to be.

도 6 은 일반적인 공초점 현미경의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.6 shows a schematic configuration of a general confocal microscope.

도시된 바와 같이, 광원(1)에서 나온 빛은 빔확장기(2)를 거치면서 시준되고 빔스플리터(3)에 의해 스캐닝장치(4)로 유도된다. 이어서 빛은 스캐닝장치(4) 및 대물렌즈(5)에 의해 한 번에 하나의 초점씩 샘플(6)상에 집속된다. 샘플(6)로부터 발산되는 빛은 빔스플리터(3)를 통과하여 수광렌즈(7)에 의해 수집되고 영상처리계(9)로 제공된다. 이때 초점에서 벗어난 위치로부터 발산된 빛은 핀홀(8)을 통과하지 못하므로 핀홀(8)만 통과한 빛만 최종 영상 형성에 반영되는 원리를 이용한 것이다.As shown, the light from the light source 1 is collimated through the beam expander 2 and guided to the scanning device 4 by the beam splitter 3. Light is then focused on the sample 6 by one focusing at a time by the scanning device 4 and the objective lens 5. Light emitted from the sample 6 passes through the beam splitter 3 and is collected by the light receiving lens 7 and provided to the image processing system 9. At this time, since the light emitted from the position out of focus does not pass through the pinhole 8, only the light passing through the pinhole 8 is reflected in the final image formation.

상기 스캐닝장치(4)에서 사용되는 스캐닝 방식은 도 7에서 도시된 바와 같이, 소정의 핀홀(10)이 형성된 회전디스크(11)가 두 개가 형성되고, 이러한 두 개의 디스크가 일치하여 회전하면서 스캐닝하는 방식이 일반적으로 사용된다. 또한 도시되지는 않았지만, 갈바노거울(galvano mirror)의 회전 진동을 이용하여 원주를 따라 스캐닝시키는 원형 선 스캐닝(circular line scanning) 방식도 있다.In the scanning method used in the scanning device 4, as shown in FIG. 7, two rotating disks 11 having predetermined pinholes 10 are formed, and the two disks scan while rotating in synchronization. The method is generally used. Although not shown, there is also a circular line scanning method for scanning along a circumference by using a rotary vibration of a galvano mirror.

그러나 공초점 현미경의 동작 원리상 빛이 미세하게 정렬되어야 하는데, 종래의 스캐닝방식에 의하면 기계적(mechanical)으로 빛을 미세하게 정렬하기가 매우 힘들다.However, due to the operating principle of the confocal microscope, the light must be finely aligned. According to the conventional scanning method, it is very difficult to finely align the light mechanically.

따라서 살아있는 세포, 콜로이드(colloide) 또는 에멀젼(emulsion) 상태를 관찰하기에는 불편하고, 이러한 스캐닝 장치는 대부분 구조가 복잡하고 고가인 문제점을 내포하고 있는 것이다.Therefore, it is inconvenient to observe the state of living cells, colloids or emulsions, and most of these scanning devices are complicated and expensive.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 공초점 현미경에 있어서, 광섬유와 상기 광섬유를 미세하게 진동시키는 소정의 스캐닝장치를 이용하여 간편하게 마이크로환경을 관찰할 수 있는 광섬유를 이용한 공초점 현미경을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, in a confocal microscope, a confocal microscope using an optical fiber that can easily observe the microenvironment using a predetermined optical scanning device and a predetermined scanning device for vibrating the optical fiber finely. The purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 공초점 현미경은, Confocal microscope using the optical fiber according to the present invention for achieving the above object,

빛을 제공하는 광원부; 상기 광원부에서 제공된 빛을 입력받아 측정 대상 물체로 상기 빛을 전달하는 광섬유부; 및 상기 광섬유부의 일측에 결합되고, 상기 광섬유부를 진동시켜서 상기 측정 대상 물체의 특정면을 따라 상기 빛이 조사되도록 하는 스캐닝부;를 포함하며, 상기 측정 대상 물체에서 반사된 빛을 상기 광섬유부가 입력받아 소정의 영상처리부로 유도하여, 상기 측정 대상 물체에서 반사된 빛이 검출되는 것을 특징으로 한다.A light source unit providing light; An optical fiber unit receiving the light provided from the light source unit and transferring the light to an object to be measured; And a scanning unit coupled to one side of the optical fiber unit and configured to vibrate the optical fiber unit to irradiate the light along a specific surface of the object to be measured, wherein the optical fiber unit receives the light reflected from the object to be measured. The light reflected from the object to be measured is guided to a predetermined image processor.

또한, 상기 광섬유부는 상기 광원부에서 제공된 빛을 집속하여 상기 측정 대상 물체로 조사하는 대물렌즈가 포함되는 것이 좋다.The optical fiber unit may include an objective lens for focusing light provided from the light source unit and irradiating the object to be measured.

또한, 상기 스캐닝부는, 상기 광섬유부의 일부를 감싸도록 형성된 그립부; 및 상기 그립부와 연결되어 상기 광섬유부를 광축에 수직하게 진동시키는 진동부;를 포함하는 것이 좋다.The scanning unit may include a grip unit formed to surround a portion of the optical fiber unit; And a vibration part connected to the grip part to vibrate the optical fiber part perpendicular to the optical axis.

또한, 상기 스캐닝부는, 상기 광섬유부의 일부를 감싸도록 형성된 그립부; 일단이 상기 그립부와 Y 축 방향으로 평행하게 연결되며 Y 축을 따라 진동하는 Y 진동부; 및 상기 Y 진동부의 타단과 수직으로 연결되며 X 축을 따라 진동하는 X 진동부;를 포함하는 것이 좋다.The scanning unit may include a grip unit formed to surround a portion of the optical fiber unit; A Y vibration part having one end connected in parallel with the grip part in the Y axis direction and vibrating along the Y axis; And an X vibrator connected vertically to the other end of the Y vibrator and vibrating along an X axis.

또한, 상기 스캐닝부는 상기 측정 대상 물체가 얹혀지는 재물대와 일체로 형성되는 것이 좋다.In addition, the scanning unit is preferably formed integrally with the stage on which the object to be measured is placed.

또한, 상기 스캐닝부는 무빙코일, 보이스코일, 압전소자, 수정진동자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 좋다.The scanning unit may include at least one of a moving coil, a voice coil, a piezoelectric element, and a crystal oscillator.

또한, 상기 스캐닝부가 광축방향으로 이동하여 초점이 조절되는 것이 좋다.In addition, the scanning unit may be moved in the optical axis direction to adjust the focus.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광섬유를 이용한 공초점 현미경을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a confocal microscope using an optical fiber according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공초점 현미경의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a confocal microscope according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공초점 현미경은 광원부(101), 빔확장기(102), 빔스플리터(beam splitter)(103), 광섬유커플러(optical fiber coupler)(104), 광섬유부(105), 대물렌즈(107), 스캐닝부(106) 및 영상처리부(109)를 포함한다.1, a confocal microscope according to an embodiment of the present invention includes a light source unit 101, a beam expander 102, a beam splitter 103, an optical fiber coupler 104, and an optical fiber. The unit 105 includes an objective lens 107, a scanning unit 106, and an image processing unit 109.

광원부(101)는 측정대상물체(108)에 조사되는 빛을 제공하며, 여기서 사용된 빛은 단일 파장의 레이저 빔(laser beam)이다. 상기 광원부(101)에서 출발한 빛은 빔확장기(102)를 거치면서 시준(collimate)되어 광섬유커플러(104)로 유도된다. 이때 빔스플리터(103)는 일종의 half mirror로써, 광섬유커플러(104)측에서 입사되는 빛은 반사시켜서 영상처리부(109)로 유도하지만, 광원부(101)쪽에서 입사되는 빛은 투과시키는 기능을 수행한다.The light source unit 101 provides light irradiated to the object to be measured 108, wherein the light used is a laser beam having a single wavelength. Light emitted from the light source unit 101 is collimated while passing through the beam expander 102 and guided to the optical fiber coupler 104. At this time, the beam splitter 103 is a kind of half mirror, which reflects the light incident from the optical fiber coupler 104 to the image processor 109, but transmits the light incident from the light source 101.

광섬유부(105)는 광섬유(optical fiber)로 구성되어 광원부(101)에서 제공된 빛을 입력받아 측정대상물체(108)로 빛을 전달하는 기능을 수행한다. 광섬유란 중심부에는 굴절율이 높은 유리, 바깥 부분은 굴절률이 낮은 유리를 사용하여 중심부 유리를 통과하는 빛이 전반사가 일어나도록 한 광학적 섬유를 말한다. 광섬유 본래의 특성상 광섬유부(105)는 휘어지거나 구부러지더라도 광원부(101)에서 제공된 빛을 측정대상물체(108)로 온전히 전달할 수 있게 된다.The optical fiber unit 105 is composed of an optical fiber and receives the light provided from the light source unit 101 to transmit the light to the measurement target object 108. An optical fiber refers to an optical fiber in which light passing through the central glass is totally reflected using a glass having a high refractive index at the center and a glass having a low refractive index at the outside. Due to the inherent characteristics of the optical fiber, the optical fiber unit 105 may completely transmit the light provided from the light source unit 101 to the measurement object 108 even when the optical fiber unit 105 is bent or bent.

또한, 측정 대상 물체(108)로 조사된 빛 중 초점조절이 된 빛은 반사되어 다시 광섬유부(105)로 입력되는데, 광섬유부(105)는 측정 대상 물체(108)에서 반사된 빛을 영상처리부(105) 쪽으로 유도시키게 된다. 즉, 측정 대상 물체에서 반사되어 광섬유부(105)로 입력된 빛은 광섬유커플러(104)를 거쳐 빔스플리터(103)로 유도되고, 빔스플리터(103)는 이를 영상처리부(105)로 유도하게 되는 것이다. In addition, the focused light of the light irradiated to the object to be measured 108 is reflected and input again to the optical fiber unit 105, and the optical fiber unit 105 receives the light reflected from the object to be measured 108. To 105. That is, the light reflected from the object to be measured and input to the optical fiber unit 105 is guided to the beam splitter 103 via the optical fiber coupler 104, and the beam splitter 103 guides it to the image processor 105. will be.

대물렌즈(107)는 물체의 상(像)이 맺히도록 광원부(101)에서 제공된 빛을 집속하여 측정대상물체(108)로 조사하는 기능을 수행한다. 또한 대물렌즈(107)는 도 1a에서와 같이 상기 광섬유부(105)의 한쪽 끝에 일체로 형성되어 광섬유부(105)가 이동할 경우 함께 이동되도록 설치되는 것이 좋다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 도 1b에서와 같이 광섬유부(105)와 별도로 후술할 스캐닝부(106)에 설치될 수도 있다.The objective lens 107 focuses the light provided from the light source unit 101 so as to form an image of the object and irradiates the object to be measured 108. In addition, the objective lens 107 is formed integrally with one end of the optical fiber portion 105 as shown in Figure 1a is preferably installed to move together when the optical fiber portion 105 moves. However, the present invention is not limited thereto and may be installed in the scanning unit 106 to be described later separately from the optical fiber unit 105 as shown in FIG. 1B.

스캐닝부(106)는 광섬유부(105)의 일측에 결합된다. 또한 스캐닝부(106)는 소정의 방향으로 일정하게 진동하여 광섬유부(105)가 측정대상물체(108)의 특정 면(X-Y평면과 평행한 면=Z좌표가 일정한 면)을 따라 빛이 조사되어 스캐닝(scanning)되도록 하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 광섬유부(105)를 붙잡고 있는 스캐닝부(106)가 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 진동을 하여 광섬유부(105)에서 나온 빛이 화살표(110)에 표시된 것처럼 측정대상물체(108)의 특정면을 일정하게 주사(走査)하게 되는 것이다. The scanning unit 106 is coupled to one side of the optical fiber unit 105. In addition, the scanning unit 106 vibrates constantly in a predetermined direction so that the optical fiber unit 105 is irradiated with light along a specific surface (plane parallel to the XY plane = surface where the Z coordinate is constant) of the object to be measured 108. Performs a function that allows scanning. That is, the scanning unit 106 holding the optical fiber unit 105 vibrates in the X-axis direction and the Y-axis direction, so that the light emitted from the optical fiber unit 105 is indicated by the arrow 110, and the object to be measured 108. The specific surface of is to be constantly scanned (일정).

이를 위해 스캐닝부(106)는 광섬유부(105)의 일부를 감싸도록 형성된 그립부(201)와 광섬유부(105)를 광축(Z축)에 수직하게 진동시키는 진동부(202)(203)를 포함한다. To this end, the scanning unit 106 includes a grip unit 201 formed to surround a portion of the optical fiber unit 105 and vibration units 202 and 203 which vibrate the optical fiber unit 105 perpendicular to the optical axis (Z axis). do.

여기서 광축에 수직하게 진동된다함은 광섬유부(105)가 X-Y평면과 평행한 면, 즉 Z좌표가 일정한 면을 따라 미세하게 이동되는 것을 말한다. Here, the oscillation perpendicular to the optical axis means that the optical fiber portion 105 is finely moved along a plane parallel to the X-Y plane, that is, the Z coordinate.

또한 측정대상물체(108)는 콜로이드(colloide) 또는 에멀젼(emulsion) 상태의 물질, 살아있는 세포(cell)와 같이 육안으로 관찰할 수 없는 미세한 크기의 물체인 것이 보통이다.In addition, the object to be measured 108 is usually a fine-sized object that cannot be observed with the naked eye, such as a colloid or emulsion material or a living cell.

도 2를 참조하여 스캐닝부(106)를 더욱 상세히 설명하기로 한다.The scanning unit 106 will be described in more detail with reference to FIG. 2.

도 2에서, 상기 스캐닝부(106)는 그립부(201), Y 진동부(202), X 진동부(203) 및 다수의 진동수단(204)을 포함한다. In FIG. 2, the scanning unit 106 includes a grip unit 201, a Y vibration unit 202, an X vibration unit 203, and a plurality of vibration means 204.

진동수단(204)은 소정의 물리적 신호 또는 전기적 신호에 의하여 일정한 떨림을 발생시키는 장치이며, 가동코일(moving coil), 보이스코일(voice coil), 압전소자(piezo), 수정진동자(quartz vibrator) 등이 사용될 수 있다.The vibration means 204 is a device for generating a constant tremor by a predetermined physical signal or an electrical signal, a moving coil, a voice coil, a piezo, a quartz vibrator, or the like. This can be used.

Y 진동부(202)는 Y축을 따라 진동하는데, 한쪽은 그립부(201)와 Y축 방향으 로 평행하게 연결되고 다른 한쪽은 진동수단(204)이 구비되어 X 진동부(203)와 연결된다. 즉 상기 진동수단(204)이 작동하면 Y 진동부(202)는 Y축 방향을 따라 진동을 하고, 이러한 진동은 그립부(201)를 통해 광섬유부(105)로 전달되어 결과적으로 빛이 A 방향으로 조사되는 것이다.The Y vibrator 202 vibrates along the Y axis, one side of which is connected in parallel with the grip unit 201 in the Y-axis direction, and the other side of the Y vibration unit 204 is connected to the X vibration unit 203. That is, when the vibrating means 204 is operated, the Y vibrating unit 202 vibrates along the Y-axis direction, and the vibration is transmitted to the optical fiber unit 105 through the grip unit 201, resulting in light in the A direction. To be investigated.

X 진동부(203)는 X축을 따라 진동하는데, 상기 Y 진동부(202)와 수직으로 연결되고 Y 진동부(202)와 마찬가지로 진동수단(204)이 구비되어 있다. 즉, Y 진동부(202)가 동작하지 않는다고 가정하면, X 진동부(203)의 진동은 Y 진동부(202)로 전달되고, 이어서 그립부(201)를 통해 광섬유부(105)로 전달되어 결과적으로 빛은 B 방향으로 조사될 것이다.The X vibrator 203 vibrates along the X axis, and is vertically connected to the Y vibrator 202 and has a vibrating means 204 like the Y vibrator 202. That is, assuming that the Y vibrator 202 does not operate, the vibration of the X vibrator 203 is transmitted to the Y vibrator 202, and then transmitted to the optical fiber unit 105 through the grip part 201, resulting in The light will be irradiated in the B direction.

상기 진동수단(204)의 진동주파수는 관찰 대상의 크기 및 성질 등에 따라 다양하게 설정할 수 있음은 물론이며, Y 진동부(202)와 X 진동부(203)의 진동 정도, 즉 주파수를 적절히 조합하면 광섬유부(105)가 측정대상물체(108)를 도 1에서와 같이 자연스럽게 스캐닝할 수 있게 되는 것이다. 본 실시예에서는 가동코일을 사용하였으며 인가되는 전류의 크기에 따라 주파수가 변화되도록 설계하였다.The vibration frequency of the vibration means 204 can be set in various ways according to the size and the nature of the observation target, and if the vibration degree of the Y vibration unit 202 and the X vibration unit 203, that is, the frequency is properly combined The optical fiber unit 105 may naturally scan the measurement object 108 as shown in FIG. In this embodiment, a movable coil is used and the frequency is changed according to the amount of current applied.

다시 도 1에서, 영상처리부(109)는 입사된 빛으로부터 측정대상물체(108)에 관한 정보를 시각적 영상으로 제공하는 기능을 수행하며, 이를 위해 CCD 카메라, 배율렌즈 등을 포함하여 구성될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. In FIG. 1, the image processor 109 performs a function of providing a visual image of information about the object to be measured 108 from the incident light, and may include a CCD camera, a magnification lens, and the like. It is not limited to this.

즉, 광섬유부(101)에서 나온 빛은 스캐닝부(106)에 의해 측정대상물체(108)의 특정면을 따라서 조사되고, 조사된 빛은 산란되고 이중 초점이 맞는 빛은 반사되어 다시 광섬유부(105)를 거쳐 광섬유커플러(104)로 유도된다. 광섬유커플 러(104)에서 방출된 빛은 빔스플리터(103)에 의해 반사되어 영상처리부(109)로 입사되는 것이다. 이때 영상이 형성되기 위해서는 측정대상물체(108)로 조사되는 빛의 초점이 관찰하고자 하는 특정 부분과 일치하여야 하는데, 이러한 초점 조절은 스캐닝부(106)가 상하로, 즉 Z축을 따라서 이동하면서 조절된다.That is, the light emitted from the optical fiber unit 101 is irradiated along the specific surface of the object to be measured 108 by the scanning unit 106, the irradiated light is scattered and the light that is dual-focused is reflected back to the optical fiber unit ( It is led to the optical fiber coupler 104 via 105. Light emitted from the optical fiber coupler 104 is reflected by the beam splitter 103 and is incident to the image processor 109. At this time, in order for the image to be formed, the focus of the light irradiated onto the measurement target object 108 must match a specific part to be observed. Such focus adjustment is controlled while the scanning unit 106 moves up and down, that is, along the Z axis. .

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공초점 현미경의 구성도이며, 도시된 바와 같이, 스캐닝부(106)와 재물대(302)가 일체로 형성되었다.3 is a block diagram of a confocal microscope according to another embodiment of the present invention, and as shown, the scanning unit 106 and the material stage 302 are integrally formed.

도 3을 참조하면, 스캐닝부(106)의 한쪽 끝은 재물대(302)의 일면과 연결되어 있고, 연결부분에는 소정의 이동가이드(301)가 형성되어있다. Referring to FIG. 3, one end of the scanning unit 106 is connected to one surface of the material stage 302, and a predetermined movement guide 301 is formed at the connection portion.

이동가이드(301)는 일정 너비를 갖는 Y축 방향으로 형성된 홈으로써, 스캐닝부(106)에 대한 재물대(302)의 상대적 이동을 제공하는 기능을 수행한다. 즉, 도 3의 스캐닝부(106)는 도 1에서와 달리 광섬유부(105)를 X축 방향으로만 진동을 시키게 되는데, Y축 방향으로의 진동은 재물대(302)가 미세하게 이동하면서 이루어지게 되는 것이다. 이때, 이동가이드(301)는 재물대(302)가 Y축으로 이동하더라도 스캐닝부(106)의 진동은 일정한 면(Y좌표가 일정한 면)에서 이루어지도록 하는 기능을 수행하게 되는 것이다.The movement guide 301 is a groove formed in the Y-axis direction having a predetermined width, and serves to provide a relative movement of the stage 302 relative to the scanning unit 106. That is, the scanning unit 106 of FIG. 3 vibrates the optical fiber unit 105 only in the X-axis direction unlike in FIG. 1, and the vibration in the Y-axis direction is performed while the material stage 302 moves finely. Will be. At this time, the movement guide 301 is to perform the function that the vibration of the scanning unit 106 is made on a certain surface (Y coordinate constant surface) even if the stage 302 is moved to the Y axis.

도 3에서 스캐닝부(106)는 X축을 따라 진동하고, 재물대(302)는 Y축 방향으로 미세하게 이동하는 방식으로 스캐닝이 이루어졌으나, 스캐닝부(106)가 이동가이드(301)에서 Y축 방향으로 진동하고, 재물대(302)가 X축 방향을 따라 미세하게 이동하는 것도 가능할 것이다.In FIG. 3, the scanning unit 106 vibrates along the X axis, and the stage 302 is scanned in such a manner as to move finely in the Y axis direction, but the scanning unit 106 moves in the Y axis direction in the movement guide 301. It will also be possible to vibrate, and the stage 302 may move finely along the X-axis direction.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공초점 현미경의 구성도이다.4 is a block diagram of a confocal microscope according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공초점 현미경은 컬러 영상의 삼원색 신호를 독립된 세 개의 신호로 분리한 RGB 신호 형태의 빛을 제공하는 광원부(101)와, X축, Y축, Z축을 따라 각각 독립적으로 진동하는 진동부(401)(402)(403)로 구성된 스캐닝부(106)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the confocal microscope according to another embodiment of the present invention includes a light source unit 101 that provides light in the form of an RGB signal obtained by separating three primary color signals of a color image into three independent signals, an X axis, and a Y axis. And a scanning unit 106 composed of vibration units 401, 402, and 403 that vibrate independently along the axis and Z axis.

스캐닝부(106)는 X축, Y축 이외에도 Z축으로 진동을 한다. RGB 신호는 각각 파장이 다르기 때문에 초점이 다르게 형성되므로 Z축 진동에 의해 초점이 조절되고 반사된 빛을 이용하여 영상처리부는 3차원 영상을 제공할 수 있다. The scanning unit 106 vibrates along the Z axis in addition to the X axis and the Y axis. Since the RGB signals have different focuses because the wavelengths are different from each other, the image processor may provide a 3D image by using the light whose focus is adjusted by the Z-axis vibration and reflected.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공초점 현미경을 이용하여 배양 중인 세포를 관찰하는 형태를 도시한 것이다.Figure 5 shows the form of observing cells in culture using a confocal microscope according to an embodiment of the present invention.

도 5에서, 세포배양장치(501)의 일면은 투명한 유리덮개(502)로 되어있다. 광원부(101)에서 출발한 빛은 광섬유부(105)를 거쳐 관찰하고자 하는 세포로 조사되며, 이때 스캐닝부(106)가 광섬유부(105)를 붙잡아 진동시킴으로써 스캐닝이 이루어진다. 세포로 조사된 빛은 다시 광섬유부(105)를 통과하여 빔스플리터(103)에 의해 영상처리부(109)로 유도된다. 이어서 영상처리부(109)는 유도된 빛을 통해 세포에 관한 정보를 영상으로 제공하게 되는 것이다.In FIG. 5, one surface of the cell culture apparatus 501 is made of a transparent glass cover 502. Light emitted from the light source unit 101 is irradiated to the cells to be observed through the optical fiber unit 105, and scanning is performed by the scanning unit 106 catches and vibrates the optical fiber unit 105. The light irradiated to the cells passes through the optical fiber unit 105 again and is guided to the image processor 109 by the beam splitter 103. Subsequently, the image processing unit 109 is to provide information about the cell as an image through the induced light.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments. That is, those skilled in the art to which the present invention pertains can make many changes and modifications to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims, and all such appropriate changes and modifications are possible. Equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 공초점 현미경에 의하면,As described above, according to the confocal microscope using the optical fiber according to the present invention,

첫째, 광원에서 제공된 빛이 광섬유에 의해 측정대상물체로 전달되기 때문에 빛을 조사하기가 매우 쉽고,First, it is very easy to irradiate light because the light provided from the light source is transmitted to the object to be measured by the optical fiber,

둘째, 측정대상물체로 빛을 전달하는 광섬유 자체를 미세하게 진동시키기 때문에 복잡한 기계적 구조를 사용하지 않고도 미세한 스캐닝을 하는 것이 가능하며,Secondly, because the optical fiber itself, which transmits light to the object to be measured, vibrates finely, it is possible to perform fine scanning without using a complicated mechanical structure.

셋째, 스캐닝부에 의해 측정대상물체로 빛을 전달하는 광섬유가 이동되기 때문에 스캐닝부를 간단히 조작하여 조사되는 빛을 정렬하거나 초점을 조절할 수 있게 되는 효과가 있다.Third, since the optical fiber that transmits the light to the object to be measured is moved by the scanning unit, the scanning unit can be easily manipulated to adjust or focus the irradiated light.

Claims (7)

빛을 제공하는 광원부;A light source unit providing light; 상기 광원부에서 제공된 빛을 입력받아 측정 대상 물체로 상기 빛을 전달하는 광섬유부; 및An optical fiber unit receiving the light provided from the light source unit and transferring the light to an object to be measured; And 상기 광섬유부의 일측에 결합되고, 상기 광섬유부를 진동시켜서 상기 측정 대상 물체의 특정면을 따라 상기 빛이 조사되도록 하는 스캐닝부;를 포함하며,And a scanning unit coupled to one side of the optical fiber unit to vibrate the optical fiber unit to irradiate the light along a specific surface of the object to be measured. 상기 측정 대상 물체에서 반사된 빛을 상기 광섬유부가 입력받아 소정의 영상처리부로 유도하여, 상기 측정 대상 물체에서 반사된 빛이 검출되고,The light reflected from the measurement target object is received by the optical fiber unit and guided to a predetermined image processing unit, and the light reflected from the measurement target object is detected. 상기 스캐닝부는 상기 광섬유부의 일부를 감싸도록 형성된 그립부; 및The scanning unit grip portion formed to surround a portion of the optical fiber portion; And 상기 그립부와 연결되어 상기 광섬유부를 광축에 수직하게 진동시키는 진동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 공초점 현미경.Confocal microscope using the optical fiber comprising a; vibrating portion connected to the grip portion and vibrating the optical fiber portion perpendicular to the optical axis. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광섬유부는 상기 광원부에서 제공된 빛을 집속하여 상기 측정 대상 물체로 조사하는 대물렌즈가 포함되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 공초점 현미경.The optical fiber unit confocal microscope using an optical fiber, characterized in that the objective lens for focusing the light provided from the light source unit to irradiate the object to be measured. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스캐닝부는,The scanning unit, 상기 광섬유부의 일부를 감싸도록 형성된 그립부;A grip part formed to surround a part of the optical fiber part; 일단이 상기 그립부와 Y 축 방향으로 평행하게 연결되며 Y 축을 따라 진동하는 Y 진동부; 및A Y vibration part having one end connected in parallel with the grip part in the Y axis direction and vibrating along the Y axis; And 상기 Y 진동부의 타단과 수직으로 연결되며 X 축을 따라 진동하는 X 진동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 공초점 현미경.A confocal microscope using an optical fiber, comprising: an X vibration unit connected to the other end of the Y vibration unit vertically and vibrating along an X axis. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스캐닝부는 상기 측정 대상 물체가 얹혀지는 재물대와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 공초점 현미경.The scanning unit is a confocal microscope using an optical fiber, characterized in that formed integrally with the stage on which the object to be measured is placed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스캐닝부는 무빙코일, 보이스코일, 압전소자, 수정진동자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 공초점 현미경.The scanning unit is a confocal microscope using an optical fiber, characterized in that at least any one of a moving coil, a voice coil, a piezoelectric element, a crystal oscillator. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스캐닝부가 광축방향으로 이동하여 초점이 조절되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 공초점 현미경.Confocal microscope using an optical fiber, characterized in that the focus is adjusted by moving the scanning unit in the optical axis direction.
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KR20010034046A (en) * 1998-01-12 2001-04-25 월랙 오와이 Confocal microscope with plural scanning beams

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