KR101891036B1 - 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법은, 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치의 광대역 광원에서 방출되는 광을 낮은 파장으로부터 높은 파장까지 분광하는 분광 단계; 파장별로 분광된 광을 각각 샘플 및 기준 미러로 입사시키는 스플릿 단계; 상기 샘플을 P1 내지 PN 의 N개의 이미지 영역으로 구획하고, 상기 샘플에 입사되는 광을 낮은 파장으로부터 높은 파장까지 순차적으로 Δλ1 내지 ΔλN 의 N개의 복수의 분광 영역으로 구획하는 구획 단계; 상기 N개의 분광 영역 중 일부인 복수의 분광 영역에 해당하는 광이 상기 샘플로부터 반사되어 나온 측정광과, 상기 복수의 분광 영역에 해당하는 광이 상기 기준 미러로부터 반사되어 나온 기준광이 간섭되어 형성하는 간섭광을 통해 간섭 스펙트럼 이미지를 획득하는 스펙트럼 이미지 획득 단계; 및 상기 간섭 스펙트럼 이미지를 이용하여 상기 샘플의 단층 이미지를 생성하는 단층 이미지 획득 단계를 포함할 수 있다.

Description

고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치 및 방법{FAST PARALLEL OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY IMAGE MAKING APPARATUS AND METHOD}
아래의 설명은 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치 및 방법 에 관한 것이다.
의료 환경에서 측정 대상의 단층 영상 이미지를 얻기 위하여 광간섭 단층 촬영 기술(Optical Coherence Tomography)이 사용되어 왔다. 이는 측정 대상에 적외선을 조사(照射)하여 조직의 성질에 따라 반사되는 반사광의 양 및 도달하는 시간 차이를 광학적 간섭계를 사용해 분석하여 고해상도 단층 영상을 얻는 기술이다.
OCT 기술은 공초점 반사 현미경에 비교하여 이미징 깊이 및 속도에 있어서 우수하며, 초음파 이미징에 비하여 해상도가 높아 눈, 피부, 심혈관등의 3차원 구조 이미지를 획득하는 용도로 널리 사용되고 있다.
현재 바이오의료용 광간섭 이미징 분야에서 생체 내부의 이미징을 짧은 간격 안에서 연속적으로 수행하기 위해 높은 이미지 대조력을 유지 하면서 빠른 이미징이 가능한 시스템의 개발이 필요성이 대두되고 있다.
하지만 현재 상용화된 스펙트로미터 기반 파장분할 시스템은 카메라의 속도로 인해 이미징 속도를 증가시키는데 어려움이 존재하고 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은, 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법은, 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치의 광대역 광원에서 방출되는 광을 낮은 파장으로부터 높은 파장까지 분광하는 분광 단계; 파장별로 분광된 광을 각각 샘플 및 기준 미러로 입사시키는 스플릿 단계; 상기 샘플을 P1 내지 PN 의 N개의 복수의 이미지 영역으로 구획하고, 상기 샘플에 입사되는 광을 낮은 파장으로부터 높은 파장까지 순차적으로 Δλ1 내지 ΔλN 의 N개의 복수의 분광 영역으로 구획하는 구획 단계; 상기 N개의 분광 영역 중 일부인 복수의 분광 영역에 해당하는 광이 상기 샘플로부터 반사되어 나온 측정광과, 상기 복수의 분광 영역에 해당하는 광이 상기 기준 미러로부터 반사되어 나온 기준광이 간섭되어 형성하는 간섭광을 통해 간섭 스펙트럼 이미지를 획득하는 스펙트럼 이미지 획득 단계; 및 상기 간섭 스펙트럼 이미지를 이용하여 상기 샘플의 단층 이미지를 생성하는 단층 이미지 획득 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 분광 영역 중 인접한 한 쌍의 영역들은 각각 동일한 분광 간격으로 이격되어 상기 샘플에 입사되고, 상기 샘플의 N개의 복수의 이미지 영역 각각의 간격은 상기 분광 간격과 같을 수 있다.
일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법은, 상기 광대역 광원에서 방출되는 광이 상기 샘플에 상기 미리 설정된 설정 간격만큼 위치를 변경하며 입사되도록 갈바노미터 스캐너를 이산 제어(discrete control)하는 라인 스캔 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 설정 간격은, 상기 복수의 이미지 영역 중 상기 샘플에 조사되는 광이 이격하는 이미지 영역의 개수와 상기 분광 간격의 곱으로 나타낼 수 있다.
상기 라인 스캔 단계에서, 상기 갈바노미터 스캐너를 통해 광이 하나의 라인을 따라 이격되는 전체 간격은 다음의 수학식으로 계산될 수 있다.
<수학식>
Figure 112017103342386-pat00001
(여기서, D는 전체 간격, N은 이미지 영역이 나뉘어진 개수, n은 이격 할 이미지 영역의 개수, w는 분광 간격)
상기 라인 스캔 단계는, 상기 갈바노미터 스캐너를 통해 조사광이 이격된 간격이 전체 간격보다 큰지의 여부를 판별하는 라인 확인 단계; 조사광이 이격되는 간격이 상기 전체 간격보다 큰 경우, 조사광을 다음 라인의 초기 위치로 이동시키는 라인 변경 단계; 및 조사광이 이격되는 간격이 상기 전체 간격보다 작은 경우, 조사광을 설정 간격만큼 이격시키는 설정 간격 이격 단계를 포함할 수 있다.
상기 샘플의 단층 이미지를 생성하는 단계는, 상기 간섭 스펙트럼 이미지가 파장별로 N개의 복수의 영역으로 분광되어 라인 스캔 카메라의 각 픽셀에 입력되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 라인 스캔 카메라의 픽셀의 개수는 적어도 N개 이상이고, 상기 간섭 스펙트럼 이미지가 분광된 N개의 복수의 영역은 상기 라인 스캔 카메라의 상기 픽셀에 각각 입사될 수 있다.
상기 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치는, 상기 광대역 광원으로부터 상기 대물 렌즈까지 공통 광 경로를 가질 수 있다.
상기 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치는, 상기 대물 렌즈 및 상기 샘플 사이에 위치하고, 상기 대물 렌즈로부터 입사되는 광을 상기 기준 미러를 향하여 반사시키기 위한 빔 스플리터 층이 형성되는 스플릿 윈도우; 및 상기 스플릿 윈도우 및 상기 기준 미러 사이에 배치되고, 상기 스플릿 윈도우보다 두꺼운 두께를 가짐으로써, 상기 기준광의 광 경로를 보상해주는 제 1 보상 윈도우를 더 포함할 수 있다.
상기 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치는, 상기 스플릿 윈도우 및 상기 샘플 사이에 위치하는 커버 글래스; 및 상기 제 1 보상 윈도우 및 기준 미러 사이에 배치되고, 상기 커버 글래스와 동일한 두께를 가짐으로써, 상기 기준광의 광 경로를 보상해주는 제 2 보상 윈도우를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치는, 고출력의 광을 방출하는 광대역 광원; 상기 광대역 광원으로부터 광을 입력 받아 샘플을 비추고, 상기 샘플로부터 반사되는 광을 간섭할 수 있는 프로브; 상기 프로브로부터 간섭된 광을 입력받아 파장을 분석하여 상기 간섭된 광의 간섭 스펙트럼 이미지를 생성하는 분광기; 및 상기 분광기에서 생성한 상기 간섭 스펙트럼 이미지를 통해 상기 샘플의 단층 이미지를 생성하는 제어부를 포함할 수 있고,
상기 프로브는, 상기 광대역 광원으로부터 상기 프로브로 집입된 광을 평행한 광으로 만드는 제 1 콜리메이터; 상기 제 1 콜리메이터를 통과한 광을 파장에 따라 분광시키는 제 1 투과 격자; 상기 제 1 투과 격자를 통과한 광의 상을 연장하는 제 1 릴레이 렌즈; 상기 제 1 릴레이 렌즈를 통과한 광을 샘플을 향해 반사시키고, 광이 상기 샘플 상에 조사되는 위치를 조절할 수 있는 갈바노미터 스캐너; 상기 갈바노미터 스캐너에서 반사되는 광을 상기 샘플을 향해 굴절시킬 수 있는 대물 렌즈; 및 상기 대물 렌즈를 통해 출력되는 광의 일부를 상기 샘플에 조사하고, 광의 나머지 일부를 기준 미러에 조사하여, 각각으로부터 반사되는 광을 합성하여 갑섭광을 형성하는 간섭부를 포함할 수 있다.
상기 분광기는, 상기 프로브로부터 상기 분광기로 입사되는 간섭광을 평행한 광으로 만드는 제 2 콜리메이터; 상기 제 2 콜리메이터를 통과한 광을 파장에 따라 분광시키는 제 2 투과 격자; 상기 제 2 투과 격자를 통과한 광의 상을 연장하는 제 2 릴레이 렌즈; 및 상기 제 2 릴레이 렌즈를 통과한 광의 파장을 분석하여 간섭 스펙트럼 이미지를 형성하는 라인 카메라를 포함할 수 있다.
상기 라인 카메라는, 일렬로 배치된 복수개의 픽셀로 형성된 이미지 센서를 포함할 수 있고, 상기 제 2 투과 격자를 통해 파장별로 분광된 광은 파장별로 상기 라인 카메라의 각각의 픽셀에 입력될 수 있다.
일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법에 의하면, 고속으로 샘플의 단층 이미지를 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치에 의하면, 고속으로 샘플을 이미징 하더라도 해상도 및 감도의 저하가 발생하지 않을 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치의 세부 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 라인 스캔 단계를 나타내는 순서도이다
도 5는 일 실시 예에 따른 병렬 광간섭 단층 이미지를 스캐닝 하는 과정을 나타내는 도면이다
도 6은 일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치를 이용하여 촬영한 손가락의 단층 이미지이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치를 이용하여 촬영한 잎의 단층 이미지이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치의 블록도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치의 세부 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치(1)는, 분광 부호식(spectrally encoded) 및 병렬(parallel)식 OCT를 수행함으로써, 샘플(6)의 단층 이미지를 촬영할 수 있다. 예를 들어, 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치(1)는, 광대역 광원(11), 광섬유 서큘레이터(13), 프로브(14), 분광기(15) 및 제어부(16)를 포함할 수 있다.
광대역 광원(11)은, 근적외선 영역을 포함하는 넓은 분광 복사 스펙트럼을 가진 저간섭성(low coherence) 광을 출력할 수 있다. 예를 들어, 광대역 광원(11)은, 고휘도 다이오드(Super Luminescent Diode)일 수 있다. 광대역 광원(11)에서 출력되는 광은 광섬유 서큘레이터(13)를 통해 프로브(14)로 전달될 수 있다.
예를 들어, 광대역 광원(11)은 일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법을 수행하면서, 이미지의 감도가 떨어질 수 있는 문제점을 보완하기 위해, 높은 출력의 레이저 발진기가 사용될 수 있다.
광섬유 서큘레이터(13)는, 복수의 광섬유 케이블의 입출력을 담당하고, 입력된 광을 분할하거나 출력하려는 광의 비율과 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 광섬유 서큘레이터(13)는 광대역 광원(11), 분광기(15) 및 프로브(14)와 각각 광섬유 케이블로 연결될 수 있다.
예를 들어, 광섬유 서큘레이터(13)는, 광대역 광원(11)으로부터 출력되는 광을 프로브(14)로 전달할 수 있고, 프로브(14)로부터 출력되는 간섭광을 분광기(15)로 전달할 수 있다. 이에 따라, 광섬유 서큘레이터(13) 및 프로브(14) 사이에서는 공통 광경로가 형성될 수 있다.
프로브(14)는, 광대역 광원(1)으로부터 출력된 광을 입력받아, 샘플(6)을 조사하고, 샘플(6)에 반사된 측정광을 마이컬슨 간섭계(Michelson interferometer) 방식으로 간섭광을 만들 수 있으며, 간섭광을 광섬유 서큘레이터(13)를 통해 분광기(15)로 전달할 수 있다.
예를 들어, 프로브(14)는, 스캔 렌즈부(141), 대물 렌즈(142), 간섭부(143)를 포함할 수 있다.
스캔 렌즈부(141)는, 광대역 광원(11)에서 입력받은 광을 복수의 파장의 영역으로 분광 또는 회절시킬 수 있고, 분광된 광을 샘플(6)을 향해 조사할 수 있다.
예를 들어, 스캔 렌즈부(141)는 제 1 콜리메이터(1411), 제 1 투과 격자(1412), 제 1 릴레이 렌즈(1413) 및 갈바노미터 스캐너(1414)를 포함할 수 있다.
제 1 콜리메이터(1411)는, 프로브(14)에 연결된 케이블에서 출력되는 광의 경로에 첫 번째로 위치할 수 있으며, 케이블로부터 입사된 광을 평행한 광으로 변환할 수 있고, 평행한 광을 제 1 투과 격자(1412)로 전달할 수 있다.
제 1 투과 격자(1412)는, 광의 진행 방향을 기준으로, 제 1 콜리메이터(1411) 다음에 위치할 수 있으며, 제 1 콜리메이터(1411)에서 입사된 광을 회절 및 분광시킬 수 있고, 제 1 투과 격자(1412)에서 출사된 광은 제 1 릴레이 렌즈(1413)로 전달될 수 있다.
예를 들어, 제 1 투과 격자(1412)에서 분광되는 광은 주파수 별로 순차적으로 분광될 수 있다. 예를 들어, 제 1 투과 격자(1412)에 의해 분광된 광이 샘플(6)에 조사되는 경우, 분광된 광이 샘플(6) 상에 형성하는 이미지 영역은 복수의 N개의 영역으로 나뉘어 질 수 있고, 이 경우, 각 영역의 폭은 동일할 수 있다. 예를 들어, N개로 구획된 영역의 각각의 폭을 "분광 간격(w)"이라 할 수 있다.
제 1 릴레이 렌즈(1413)는, 프로브(14)에 진입한 광의 진행 방향을 기준으로, 제 1 투과 격자(1412) 다음에 위치할 수 있다. 제 1 릴레이 렌즈(1413) 복수의 렌즈로 구성될 수 있고, 입사되는 광의 상(像)을 연장할 수 있으며, 전달 받은 광을, 갈바노미터 스캐너(1414)에 전달할 수 있다.
갈바노미터 스캐너(1414)는, 프로브(14)에 진입한 광의 진행 방향을 기준으로, 제 1 릴레이 렌즈(1413) 다음에 위치할 수 있으며, 제 1 릴레이 렌즈(1413)로부터 입사되는 광의 각도를 바꾸어 샘플(6)을 향해 반사할 수 있다. 예를 들어, 갈바노미터 스캐너(1414)는, 갈바노미터 및 갈바노미터에 연결된 거울을 포함할 수 있다.
대물 렌즈(142)는, 프로브(14)에 진입한 광의 진행 방향을 기준으로, 갈바노미터 스캐너(44) 다음에 위치할 수 있으며, 갈바노미터 스캐너(1414)로부터 반사된 광을 대물 렌즈(142)의 초점을 향해 굴절시킬 수 있다.
간섭부(143)는, 대물 렌즈(142)를 통과한 광을 분리하여 각각 기준 미러(1435) 및 샘플(6)에 조사시킨 후, 각각 반사되는 기준광 및 측정광을 합성하는 마이컬슨 간섭계 방식으로 간섭광을 형성할 수 있다.
예를 들어, 간섭부(143)는, 스플릿 윈도우(1431), 커버 글래스(1432), 기준 미러(1435), 제 1 보상 윈도우(1433) 및 제 2 보상 윈도우(1434)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 스플릿 윈도우(1431)는, 대물 렌즈(142) 및 샘플(6) 사이에 위치하고, 대물 렌즈(142)로부터 입사되는 광의 일부를 샘플(6)을 향해 조사하고, 나머지 일부를 기준 미러(1435)를 향해 반사시킬 수 있다.
예를 들어, 스플릿 윈도우(1431)는, 대물 렌즈(142)로부터 입사되는 광을 기준 미러(1435)를 향해 반사시키기 위해 비스듬하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 스플릿 윈도우(1431)는, 대물 렌즈(142)로부터 광이 입사되는 표면에 빔 스플리터 층(1436)이 형성되어 있을 수 있다.
빔 스플리터 층(1436)은, 광의 일부는 통과 시킬 수 있고, 나머지 일부는 기준 미러(1435)를 향해 반사시킬 수 있는 코팅 층일 수 있다. 예를 들어, 빔 스플리터 층(1436)은, 대물 렌즈(142)로부터 입사되는 광의 약 90% 가량을 샘플(6)을 향해 투과시켜 조사광을 형성할 수 있고, 나머지 약 10% 가량의 광을 기준 미러(1435)를 향하여 반사시킬 수 있다.
커버 글래스(1432)는, 스플릿 윈도우(1431) 및 샘플(6) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 대물 렌즈(142)의 초점의 위치는, 조사광의 진행 방향을 기준으로 커버 글래스(1432)보다 뒤에 있을 수 있다.
기준 미러(1435)는, 빔 스플리터 층(1436)으로부터 반사된 광을 반대방향으로 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 스플릿 윈도우(1431) 및 기준 미러(1435) 사이의 거리는 스플릿 윈도우(1431) 및 샘플(6) 사이의 거리와 같을 수 있다.
기준 미러(1435)에 의하면, 샘플(6)에 조사되어 반사된 광(이하, 측정광)과 기준 미러(1435)에서 반사된 광(이하, 기준광)이 스플릿 윈도우(1431)에서 다시 합쳐져서 간섭광을 형성할 수 있다.
제 1 보상 윈도우(1433)는, 빔 스플리터 층(1436)을 통과하는 측정광이 스플릿 윈도우(1431)를 통과하면서, 스플릿 윈도우(1431)의 매질에 기인하여 기준광에 대하여 형성되는 광 경로의 차이를 보상할 수 있다.
예를 들어, 제 1 보상 윈도우(1433)는, 스플릿 윈도우(1431)의 재질과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 보상 윈도우(1433)는, 스플릿 윈도우(1431)보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 보상 윈도우(1433)의 두께는, 비스듬히 형성된 스플릿 윈도우(1431)에서 조사광이 통과하는 직선거리와 동일할 수 있다.
제 2 보상 윈도우(1434)는, 제 1 보상 윈도우(1433) 및 기준 미러(1435) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 보상 윈도우(1434)는, 조사광이 커버 글래스(1432)를 통과하면서 커버 글래스(1432)의 매질에 기인하여 기준광에 대하여 형성되는 광 경로의 차이를 보상할 수 있다. 예를 들어, 제 2 보상 윈도우(1434)는, 커버 글래스(1432)의 두께와 동일할 수 있다.
분광기(15)는, 프로브(14)를 통해 샘플(6)을 촬영하고 출력되는 간섭광을 수신하고, 간섭광의 스펙트럼을 검출하며, 스펙트럼의 분석을 통해 간섭 스펙트럼 이미지를 얻을 수 있다.
예를 들어, 분광기(15)는, 제 2 콜리메이터(151), 제 2 투과 격자(152), 제 2 릴레이 렌즈(153) 및 라인 카메라(154)를 포함할 수 있다.
제 2 콜리메이터(151)는, 분광기(15)로 입사되는 간섭광을 평행한 광으로 만들어 줄 수 있다.
제 2 투과 격자(152)는, 제 2 콜리메이터(151)로부터 입사되는 간섭광을 파장별로 분광시킬 수 있다. 예를 들어, 제 2 투과 격자(152)는 제 1 투과 격자(1412)와 동일한 파장 단위를 기초로 간섭광을 분광시킬 수 있다.
제 2 릴레이 렌즈(153)는, 제 2 투과 격자(152)에서 분광된 간섭광의 상을 연장하여 라인 카메라(154)에 전달할 수 있다.
라인 카메라(154)는, 분광된 간섭광을 입력받아 간섭 스펙트럼 이미지를 형성할 수 있다. 예를 들어, 라인 카메라(154)에 입사되는 분광된 간섭광은 파장의 크기에 따라 N개의 복수의 영역으로 구분될 수 있고, 분광된 간섭광의 복수의 N개의 영역은 각각 라인 카메라(154)의 각각의 픽셀에 입사될 수 있다.
예를 들어, 라인 카메라(154)는 적어도 N개 이상의 픽셀로 형성된 이미지 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, N개 이상의 픽셀은 일렬로 배치되어 있을 수 있고, N개로 분광된 간섭광의 각 영역은 라인 카메라(154)의 하나의 픽셀과 1:1 대응하여 입력될 수 있다.
제어부(16)는, 라인 카메라(154)로부터 입력 받은 간섭 스펙트럼 이미지를 푸리에 변환(Fourier Transformation)을 통해서 샘플(6)의 깊이 정보를 측정함으로써, 샘플(6)의 단층 영상의 이미지를 만들어낼 수 있다.
예를 들어, 제어부(16)는, 갈바노미터 스캐너(1414)를 제어하여, 조사광이 샘플(6)상에 조사되는 위치를 이격시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(16)는 미리 설정된 설정 간격(G)만큼 위치를 변경하며 조사광이 입사되도록 갈바노미터 스캐너를 이산 제어할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법을 나타내는 순서도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 라인 스캔 단계를 나타내는 순서도이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 병렬 광간섭 단층 이미지를 스캐닝 하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법은, 분광 단계(41), 스플릿 단계(42), 구획 단계(43), 라인 스캔 단계(44) 및 스펙트럼 이미지 획득 단계(45) 및 단층 이미지 획득 단계(46)를 포함할 수 있다.
분광 단계(41)에서, 광대역 광원(11)으로부터 프로브(14)에 입력된 광은 제 1 투과 격자(1412)를 통과하면서 파장별로 분광되는 스펙트럼 무늬를 형성하는 단계일 수 있다.
스플릿 단계(42)는, 제 1 투과 격자(1412)에서 분광된 광이 스플릿 윈도우(1431)를 통과하면서, 일부는 샘플(6)을 조사하는 조사광으로, 나머지 일부는 기준 미러(1435)를 향해 반사되는 기준광으로 분리되는 단계일 수 있다.
구획 단계(43)에서, 제어부(16)는 제 1 투과 격자(1412)에 의해 분광된 조사광이 샘플(6)상에 형성하는 스펙트럼 무늬를 낮은 파장으로부터 높은 파장까지 순차적으로 Δλ1 내지 ΔλN 의 N개의 복수의 분광 영역으로 나눌 수 있다. 예를 들어, 각각의 영역의 간격은 모두 동일할 수 있으며, 각각의 영역의 간격을 "분광 간격(w)"이라 할 수 있다.
또한, 병렬 광간섭 단층 이미지가 획득되는 샘플(6)상의 구역을 "이미지 영역"이라 할 때, 구획 단계(43)에서, 제어부(16)는 이미지 영역을 일측 방향에 따라 P1 내지 PN의 N개의 영역으로 구획할 수 있고, 각각의 이미지 영역의 폭은 분광 간격(w)과 동일할 수 있다.
라인 스캔 단계(44)는, 제어부(16)가 갈바노미터 스캐너(1414)를 제어하여 분광된 조사광을 이동시키면서 측정하고자 하는 샘플(6)상의 각 라인별로 조사광을 조사하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 라인 스캔 단계(44)에서는 파장별로 일렬의 라인을 따라 분광된 조사광을 이미지 영역 내에서 일측에서 타측방향으로, 다시 말하면 분광된 조사광이 형성하는 라인이 형성되는 방향으로 이동시키면서 조사할 수 있다.
예를 들어, 라인 스캔 단계(44)에서, 각각의 라인을 스캔하기 전에, 제어부(16)는 갈바노미터 스캐너(1414)를 제어하여 조사광을 각각의 라인에서의 초기 상태로 위치시킬 수 있다.
예를 들어, 도 5와 같이, 초기 상태에서 N개로 분광된 조사광은 우측 영역에서 가장 낮은 파장의 크기를 가진 Δλ1 영역이 위치할 수 있다, 이 경우, 조사광의 우측 영역이 샘플(6)상의 이미지 영역에서 가장 좌측 영역(P1)부터 우측 영역(PN)까지 우측 방향으로 이동하면서 이미지 영역의 하나의 라인을 따라 움직이면서 샘플(6)의 하나의 라인을 스캔할 수 있다.
분광된 조사광이 이미지 영역의 라인을 따라 이동하는 경우, 제어부(16)는 조사광이 이미지 영역에서 미리 설정된 "설정 간격(G)"만큼 위치를 변경하며 입사되도록 갈바노미터 스캐너(1414)를 이산 제어할 수 있다.
여기서 설정 간격(G)은 N개로 나뉘어진 이미지 영역 중에서 조사광이 이격할 이미지 영역의 개수(n)만큼의 간격일 수 있다. 다시 말하면, 설정 간격(G)은 분광 간격(w) 또는 이미지 영역의 폭(w)과 이격할 이미지 영역의 개수(n)의 곱으로 나타날 수 있다.
예를 들어, 도 5와 같이, 조사광이 이격할 이미지 영역의 개수(n)를 2라고 설정한 경우, 제어부(16)는 갈바노미터 스캐너(1414)를 이산 제어함으로써 한번에 2개의 분광 간격(w) 또는 이미지 영역만큼 조사광을 이동시킬 수 있다.
이 경우, 조사광이 이미지 영역의 하나의 라인을 전부 스캔하기 위해, 샘플(6) 상에서 이동되는 총 간격을 "전체 간격(D)"이라 할 수 있다. 전체 간격(D)은 조사광의 우측 영역이 이미지 영역의 좌측에 위치하는 초기 상태로부터 조사광의 좌측 영역이 이미지 영역의 우측에 위치하는 종료 상태까지 조사광이 이동하는 총 간격일 수 있고, 해당 간격은 다음의 수학식 1과 같이 구해질 수 있다.
Figure 112017103342386-pat00002
(여기서, D: 전체 간격, N: 이미지 영역이 나뉘어진 개수, n: 조사광이 이격 할 이미지 영역의 개수, w: 분광 간격)
조사광이 위와 같이 샘플(6) 상에서 전체 간격(D)만큼 이동하여 하나의 라인의 스캔을 완료한 경우, 조사광은 스캔을 수행한 라인에 바로 인접한 다음의 라인으로 이동하여 위와 같은 단계를 반복적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 라인 스캔 단계(44)는, 미리 설정된 "설정 라인"의 개수만큼 반복적으로 라인 스캔을 수행할 수 있다.
예를 들어, 라인 스캔 단계(44)는 라인 확인 단계(441), 설정 간격 이격 단계(442), 설정 라인 확인 단계(443) 및 라인 변경 단계(444)를 포함할 수 있다.
라인 확인 단계(441)는, 갈바노미터 스캐너(1414)에 의해서 조사광이 이격된 간격이 전체 간격(D)보다 같거나 큰지의 여부를 확인하는 단계일 수 있다. 다시 말하면, 이미지 영역 상의 하나의 라인의 스캔을 완료했는지 여부를 확인하는 단계일 수 있다.
조사광이 이격된 간격이 전체 간격(D) 이상이라고 판단하면, 설정 라인 확인 단계(443)가 수행될 수 있다.
설정 간격 이격 단계(442)는 조사광이 이격된 간격이 전체 간격(D)보다 작을 경우 수행될 수 있다. 설정 간격 이격 단계(442)에서 제어부(16)는 갈바노미터 스캐너(1414)를 제어하여 미리 설정된 이격 할 이미지 영역의 개수(n)에 따라서 설정 간격(G)만큼 조사광을 이격시킬 수 있다.
설정 간격 이격 단계(442)를 수행 한 이후 라인 확인 단계(441)를 다시 수행할 수 있고, 이에 따라 이미지 영역 상에서 하나의 라인의 스캔을 완료할 때까지 위의 과정이 반복될 수 있다.
예를 들어, 하나의 라인을 스캔하는 과정에서 설정 간격 이격 단계(422)가 수행되는 횟수(T)는 다음의 수학식 2로 나타낼 수 있다.
Figure 112017103342386-pat00003
(여기서, T: 설정 간격 이격 단계가 수행되는 횟수, N: 이미지 영역이 나뉘어진 개수, n: 이격 할 이미지 영역의 개수)
예를 들어, 이격할 영역의 개수(n)가 도 5와 같이 2인 경우, 초기 상태에서 조사광의 2개의 영역이 이미지 영역의 처음 2개의 영역(P1, P2)에 각각 위치할 수 있다. 다시 말하면, 조사광의 가장 작은 파장의 영역인 Δλ1 영역이 P2 영역에 위치할 수 있고, 그 다음의 파장의 영역인 Δλ2이 P1영역에 위치할 수 있다.
그 이후, 설정 간격 이격 단계(442)가 반복적으로 수행되면서, 조사광은 설정 간격(G) 즉, 이격할 이미지 영역의 개수(n)만큼 이미지 영역을 건너 뛰면서 이동될 수 있다.
조사광이 전체 간격(D)만큼 이동하여 이미지 영역의 스캔의 하나의 라인을 모두 스캔하는 경우, 도 5와 같이, 이미지 영역의 모든 영역은 이격 할 이미지 영역의 개수(n)에 비례하여 노출되는 조사광의 분광 영역의 개수가 줄어들 수 있지만, 조사광의 전체 파장에 걸쳐서 노출될 수 있다.
위의 구조에 의하면, 이격 할 이미지 영역의 개수(n)를 높게 설정함으로써 이미지 영역 상의 하나의 라인을 스캔하면서 조사광이 이격되는 설정 간격(G)이 커질 수 있다. 다시 말하면, 설정 간격 이격 단계(442)의 수행 횟수가 줄어들 수 있으므로, 하나의 라인을 스캔하는 시간을 감소시킬 수 있으며, 결과적으로, 샘플(6)의 병렬 광간섭 단층 이미지를 생성하는 시간이 감소될 수 있다.
설정 라인 확인 단계(443)는, 조사광이 이격된 간격이 전체 간격(D)과 같거나 초과할 경우 수행될 수 있다. 설정 라인 확인 단계(443)는 이미지 영역의 전체의 스캔을 완료했는지의 여부를 판단하는 단계일 수 있다.
구체적으로, 설정 라인 확인 단계(443)는, 직전까지 스캔을 완료한 라인의 개수가 미리 설정한 설정 라인의 개수와 동일한지 판단하는 단계일 수 있다.
설정 라인 확인 단계(443)에서 스캔을 완료했다고 판단한 경우, 라인 스캔 단계(44)는 종료될 수 있다.
라인 변경 단계(444)는, 스캔을 완료한 라인의 개수가 설정 라인보다 작을 경우 수행될 수 있다. 예를 들어, 라인 변경 단계(444)에서, 제어부(16)는 갈바노미터 스캐너(1414)를 제어하여 조사광을 스캔을 완료한 이미지 영역의 라인에 인접한 다음의 라인의 초기 상태에 위치하도록 이동시킬 수 있다.
라인 변경 단계(444)가 완료 되면, 라인 확인 단계(441)가 다시 수행될 수 있고, 이에 따라 변경된 라인에서 스캔이 수행될 수 있다.
스펙트럼 이미지 획득 단계(45)는, 라인 스캔 단계(44)에서 샘플(6) 조사되고 반사된 조사광과 기준 미러(1435)에서 반사된 기준광이 간섭되어 형성되는 간섭광이 분광기(15)에 입력되는 단계일 수 있다.
스펙트럼 이미지 획득 단계(45)에서, 간섭광은 제 2 콜리메이터(151)에 의해 파장별로 N개의 영역으로 분광되어 라인 카메라(154)의 각각의 픽셀에 입력될 수 있고, 이를 통해 간섭 스펙트럼 이미지를 형성할 수 있다.
단층 이미지 획득 단계(46)는, 제어부(16)가 분광기(15)에서 형성된 간섭 스펙트럼 이미지를 통해 샘플(6)의 단층 이미지를 생성하는 단계일 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치를 이용하여 촬영한 사람의 손가락의 이미지이고, 도 7은 일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치를 이용하여 촬영한 잎의 이미지이다.
도 6의 이미지는, 일 실시 예의 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치(1)를 통해서, 샘플링 간격, 즉 각각의 이미지 영역의 간격(w)을 5μm로 설정하고, 조사광이 이격 할 이미지 영역의 개수(n)를 4로 설정하여 사람의 손가락 끝을 촬영하여 획득한 단층 이미지이다 이 경우, 샘플(6)을 스캔하는 속도는 약 250k A-scan/s로 형성될 수 있고, 측정되는 단층 이미지의 깊이는 약 1.1 mm로 형성될 수 있다.
도 6을 살펴보면, 표피 및 피부 접합부의 경계선과 함께 손가락 끝의 각질층이 명확하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 광간섭 단층 이미지 생성 방법에 의하면, 샘플(6)상에서 조사광이 이격할 이미지 영역의 개수(n)가 증가하더라도, 즉 조사광의 파장에 따른 샘플링 숫자를 줄이더라도 선명한 단층 이미지를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있다.
도7의 이미지는, 일 실시 예의 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치(1)를 통해서, 샘플링 간격을 5μm로 설정하고, 조사광이 이격 할 이미지 영역의 개수(n)를 8로 설정하여 줄기 잎을 촬영하여 획득한 단층 이미지이다 이 경우, 샘플을 스캔 하는 속도는 약 500k A-scan/s로 형성될 수 있고, 측정되는 단층 이미지의 깊이는 약 0.55 mm로 형성될 수 있다.
도 7을 살펴보면, 줄기 잎의 책상(柵狀) 조직 및 스폰지 조직 사이의 특유의 경계선이 선명하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법에 의하면, 샘플(6) 상에서 조사광이 이격할 이미지 영역의 개수(n)가 증가하더라도, 즉 조사광의 파장에 따른 샘플링 숫자를 줄이더라도 선명한 단층 이미지를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치(1)를 이용한 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법에 의하면, 샘플(6)상에서 조사광이 이격할 이미지 영역의 개수(n)를 증가시킴에 따라서 샘플(6)을 스캔하는 속도가 증가할 수 있다. 일반적인 분광 부호식 OCT 장치의 이미징 속도가 약 312 k A-scan/s 안팎이라는 것을 감안할 때, 일 실시 예에 따른 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치(1)는 약 500k A-scan/s의 속도로 이미징을 수행할 수 있기 때문에, 일반적인 OCT 장치보다 약 160% 가량 향상된 이미징 속도를 가질 수 있다.
이 경우, 샘플링 숫자가 줄어듬에 따라서, 해상도, 즉, 광학적 파장 분해능은 감소되지 않는다. 다만, 시스템의 감도(sensitivity) 및 측정 깊이(depth)가 감소할 수 있지만, 감도는 광대역 광원(11)의 출력을 높임으로써 보상이 가능하고, 측정 깊이(depth)가 감소되는 정도는 크지 않기 때문에, 생성되는 단층 이미지의 품질의 저하를 방지하면서 빠른 속도로 단층 이미지를 생성할 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (14)

  1. 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치의 광대역 광원에서 방출되는 광을 낮은 파장으로부터 높은 파장까지 분광하는 분광 단계;
    파장별로 분광된 광을 각각 샘플 및 기준 미러로 입사시키는 스플릿 단계;
    상기 샘플을 P1 내지 PN 의 N개의 복수의 이미지 영역으로 구획하고, 상기 샘플에 입사되는 광을 낮은 파장으로부터 높은 파장까지 순차적으로 Δλ1 내지 ΔλN 의 N개의 복수의 분광 영역으로 구획하는 구획 단계;
    상기 광대역 광원에서 방출되는 광이 상기 샘플에 미리 설정된 설정 간격만큼 위치를 변경하며 입사되도록 갈바노미터 스캐너를 이산 제어(discrete control)하는 라인 스캔 단계;
    상기 N개의 분광 영역 중 일부인 복수의 분광 영역에 해당하는 광이 상기 샘플로부터 반사되어 나온 측정광과, 상기 복수의 분광 영역에 해당하는 광이 상기 기준 미러로부터 반사되어 나온 기준광이 간섭되어 형성하는 간섭광을 통해 간섭 스펙트럼 이미지를 획득하는 스펙트럼 이미지 획득 단계; 및
    상기 간섭 스펙트럼 이미지를 이용하여 상기 샘플의 단층 이미지를 생성하는 단층 이미지 획득 단계를 포함하는 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 분광 영역 중 인접한 한 쌍의 영역들은 각각 동일한 분광 간격으로 이격되어 상기 샘플에 입사되고, 상기 샘플의 N개의 복수의 이미지 영역 각각의 간격은 상기 분광 간격과 같은 것을 특징으로 하는 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 설정 간격은,
    상기 복수의 이미지 영역 중 상기 샘플에 조사되는 광이 이격하는 이미지 영역의 개수와 상기 분광 간격의 곱으로 나타나는 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 라인 스캔 단계에서,
    상기 갈바노미터 스캐너를 통해 광이 하나의 라인을 따라 이격되는 전체 간격은 다음의 수학식으로 계산되는 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법.
    <수학식>
    Figure 112017103342386-pat00004

    (여기서, D는 전체 간격, N은 이미지 영역이 나뉘어진 개수, n은 이격 할 이미지 영역의 개수, w는 분광 간격)
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 라인 스캔 단계는,
    상기 갈바노미터 스캐너를 통해 조사광이 이격된 간격이 전체 간격보다 큰지의 여부를 판별하는 라인 확인 단계;
    조사광이 이격되는 간격이 상기 전체 간격보다 큰 경우, 조사광을 다음 라인의 초기 위치로 이동시키는 라인 변경 단계; 및
    조사광이 이격되는 간격이 상기 전체 간격보다 작은 경우, 조사광을 설정 간격만큼 이격시키는 설정 간격 이격 단계를 포함하는 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플의 단층 이미지를 생성하는 단계는,
    상기 간섭 스펙트럼 이미지가 파장별로 N개의 복수의 영역으로 분광되어 라인 스캔 카메라의 각 픽셀에 입력되는 단계를 포함하는 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 라인 스캔 카메라의 픽셀의 개수는 적어도 N개 이상이고,
    상기 간섭 스펙트럼 이미지가 분광된 N개의 복수의 영역은 상기 라인 스캔 카메라의 상기 픽셀에 각각 입사되는 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치는,
    상기 갈바노미터 스캐너로부터 반사되는 광을 수용하는 대물 렌즈를 포함하고,
    상기 광대역 광원으로부터 상기 대물 렌즈까지 공통 광 경로를 갖는 것을 특징으로 하는 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치는,
    상기 대물 렌즈 및 상기 샘플 사이에 위치하고, 상기 대물 렌즈로부터 입사되는 광을 상기 기준 미러를 향하여 반사시키기 위한 빔 스플리터 층이 형성되는 스플릿 윈도우; 및
    상기 스플릿 윈도우 및 상기 기준 미러 사이에 배치되고, 상기 스플릿 윈도우보다 두꺼운 두께를 가짐으로써, 상기 기준광의 광 경로를 보상해주는 제 1 보상 윈도우를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치는,
    상기 스플릿 윈도우 및 상기 샘플 사이에 위치하는 커버 글래스; 및
    상기 제 1 보상 윈도우 및 기준 미러 사이에 배치되고, 상기 커버 글래스와 동일한 두께를 가짐으로써, 상기 기준광의 광 경로를 보상해주는 제 2 보상 윈도우를 더 포함하는 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 방법.
  12. 고출력의 광을 방출하는 광대역 광원;
    상기 광대역 광원으로부터 광을 입력 받아 샘플을 비추고, 상기 샘플로부터 반사되는 광을 간섭할 수 있는 프로브;
    상기 프로브로부터 간섭된 광을 입력받아 파장을 분석하여 상기 간섭된 광의 간섭 스펙트럼 이미지를 생성하는 분광기; 및
    상기 분광기에서 생성한 상기 간섭 스펙트럼 이미지를 통해 상기 샘플의 단층 이미지를 생성하는 제어부를 포함하고,
    상기 프로브는,
    상기 광대역 광원으로부터 상기 프로브로 집입된 광을 평행한 광으로 만드는 제 1 콜리메이터;
    상기 제 1 콜리메이터를 통과한 광을 파장에 따라 분광시키는 제 1 투과 격자;
    상기 제 1 투과 격자를 통과한 광의 상을 연장하는 제 1 릴레이 렌즈;
    상기 제 1 릴레이 렌즈를 통과한 광을 샘플을 향해 반사시키고, 광이 상기 샘플 상에 조사되는 위치를 조절할 수 있는 갈바노미터 스캐너;
    상기 갈바노미터 스캐너에서 반사되는 광을 상기 샘플을 향해 굴절시킬 수 있는 대물 렌즈; 및
    상기 대물 렌즈를 통해 출력되는 광의 일부를 상기 샘플에 조사하고, 광의 나머지 일부를 기준 미러에 조사하여, 각각으로부터 반사되는 광을 합성하여 갑섭광을 형성하는 간섭부를 포함하고,
    상기 분광기는,
    상기 프로브로부터 상기 분광기로 입사되는 간섭광을 평행한 광으로 만드는 제 2 콜리메이터;
    상기 제 2 콜리메이터를 통과한 광을 파장에 따라 분광시키는 제 2 투과 격자;
    상기 제 2 투과 격자를 통과한 광의 상을 연장하는 제 2 릴레이 렌즈; 및
    상기 제 2 릴레이 렌즈를 통과한 광의 파장을 분석하여 간섭 스펙트럼 이미지를 형성하는 라인 카메라를 포함하는 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 라인 카메라는,
    일렬로 배치된 복수개의 픽셀로 형성된 이미지 센서를 포함하고,
    상기 제 2 투과 격자를 통해 파장별로 분광된 광은 파장별로 상기 라인 카메라의 각각의 픽셀에 입력되는 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치.
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