KR102056908B1 - 공초점 내시 현미경용 대물렌즈의 비접촉식 수직 분해능 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의료용 내시 현미경에 사용되는 초소형 대물렌즈의 수직 분해능을 비접촉식으로 손상 없이 측정하고 이를 근거로 대물렌즈의 성능을 평가할 수 있는 공초점 내시 현미경용 대물렌즈의 비접촉식 수직 분해능 측정장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 수직 분해능 측정장치는 테스트하고자 하는 대물렌즈를 고정하는 고정 지그 및 대물렌즈의 초점을 릴레이 시켜주는 릴레이 렌즈와, 이러한 고정 지그의 일단에서 Z축 방향으로 미세하게 움직이면서 입사광을 반사시키는 미러, 그리고 미러의 위치 변화에 따라 변화되는 광량을 감지하는 센서, 센서의 광량 변화데이터를 기초로 하여 대물렌즈의 수직 분해능을 측정하는 제어 IC를 포함하여 구성된다.

Description

공초점 내시 현미경용 대물렌즈의 비접촉식 수직 분해능 측정장치{Non-contacted axial resolution measuring apparatus of objective lens for confocal endo-microscope}

본 발명은 공초점 내시 현미경용 대물렌즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체 내에 삽입하는 의료용 프로브에 장착되는 공초점 내시 현미경용 대물렌즈의 수직 분해능을 측정하여 그 대물렌즈의 성능을 비접촉식으로 손상없이 평가할 수 있는 대물렌즈의 수직 분해능 측정장치에 관한 것이다.

공초점 현미경은 깊이방향의 분해능을 가지는 현미경으로써, 세포구조 연구 외에 반도체 부품 재료의 3차원 미세구조를 관측하는데 이용되고 있고, 내시 현미경은 고분해능 초소형 대물렌즈를 이용하여 인체 내에 삽입 가능한 초소형 현미경으로써 세포단위의 고분해능 영상을 획득하여 질병을 조기에 진단할 수 있는 현미경을 말한다. 그리고 공초점 내시 현미경은 상기한 공초점 기능과 내시 현미경의 기능을 통합함으로써, 3차원 영상획득이 가능한 고분해능 내시 현미경을 의미한다.

상기한 대물렌즈(10)는 도 1에 도시한 바와 같이 렌즈 하우징에 조립되어 구성되는데, 의료용 대물렌즈는 내시경 전방에 장착되어 식도, 대장 등의 장기에 형성되는 용종 등을 관찰해야 하기 때문에 그 수직 분해능은 굉장히 중요한 요소라 할 것이다. 즉 대물렌즈의 성능으로 이러한 의료용 내시경의 성능이 결정된다고 할 수 있다.

따라서 최초 설계 성능을 만족하는 대물렌즈를 내시경과 같은 의료용 프로브에 장착하는 것이 매우 중요하다. 대물렌즈는 매우 작은 크기이기 때문에 의료용 프로브에 결합 및 분리하는 작업이 매우 어렵기 때문이다. 의료용 프로브에 결합한 대물렌즈가 성능을 만족하지 못하여 수리를 위해 분리하고자 할 경우 매우 작은 사이즈로 인하여 분실 이유가 있다.

이와 같은 이유로, 실제 의료용 프로브 등에 장착되는 대물렌즈의 성능평가가 미리 이루어져야 한다.

그러나 아직까지 이러한 초소형 대물렌즈의 성능을 평가하는 장치나 방법이 전혀 없었다. 대물렌즈의 성능평가는 수직 분해능을 측정하는 것에 이루어질 수 있고, 따라서 의료용 대물렌즈의 초점에서 미러(mirror)를 전후 방향으로 이동하면서 측정해야 한다. 하지만, 대물렌즈의 수직 분해능 측정시 작동거리(working distance)가 대략 수십 ~ 수 백㎛로 매우 짧아 미러가 이동하면서 대물렌즈와 접촉함으로써 그 대물렌즈에 손상을 가할 수도 있다. 손상이 가해질 경우 매우 작은 사이즈의 의료용 대물렌즈를 수리하는 것은 매우 어렵다.

또한, 대물렌즈의 제조업체 입장에서는 이처럼 대물렌즈에 대한 성능 평가가 어려웠기 때문에, 의료용 프로브나 내시 현미경의 전체 구성에서 다른 부품이나 구성의 불량으로 인해 정상 동작하지 않더라도, 대물렌즈가 의도한 대로 만족한 성능을 제공하고 있는가에 대한 주장이 어려웠던 것이 사실이다.

그러기 때문에 의료용 공초점 내시 현미경에 사용되는 대물렌즈에 대한 수직 분해능을 측정하고 이를 평가하는 방법에 대한 필요성이 꾸준하게 제기되었던 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 의료용 내시 현미경에 사용되는 초소형 대물렌즈의 수직 분해능을 비접촉식으로 손상 없이 측정하고 이를 근거로 대물렌즈의 성능을 평가할 수 있는 내시 현미경용 대물렌즈의 수직 분해능 측정장치를 제공하는 것이다.

그리고 이러한 목적은 대물렌즈가 목적한 성능을 만족하는지를 미리 테스트받고 평가받은 후에 내시 현미경에 대물렌즈를 장착하게 함으로써, 실질적으로 대물렌즈 제조업체에 대한 적격성 평가를 효과적으로 하기 위한 것이라 할 수 있을 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 광원; 상기 광원에서 발생하는 입사광의 P파만 투과하는 편광 빔 분할기(PBS); 상기 투과된 P파 입사광을 고정 지그에 설치된 대물렌즈로 입사하는 제2 렌즈군; 상기 대물렌즈의 분해능 측정을 위해 액츄에이터에 의해 z축 방향으로 이동하면서 상기 제2 렌즈군을 통과한 P파 입사광을 반사하는 미러; 상기 대물렌즈와 상기 미러 사이에 위치하여 상기 대물렌즈의 초점 위치를 릴레이 시키는 제4 렌즈군; 상기 미러에서 반사된 P파 반사광을 S파 반사광으로 변환하고 상기 편광 빔 분할기로 전달하는 파장 플레이트; 상기 편광 빔 분할기의 분할면에 의해 소정 각도로 반사되는 S파 반사광을 포커싱하는 제3 렌즈군; 상기 제3 렌즈군에 의해 포커싱되는 S파 반사광이 통과하며 상기 대물렌즈의 수직 분해능 측정을 위해 결정된 특정한 크기를 가지는 핀 홀; 상기 미러의 위치 변화에 따라 상기 핀 홀을 통해 전달되는 S파 반사광의 광량 변화를 감지하는 센서; 및 상기 센서가 감지한 광량 변화데이터를 기초로 상기 대물렌즈의 수직 분해능을 측정하는 제어 IC를 포함하는 공초점 내시 현미경용 대물렌즈의 비접촉식 수직 분해능 측정장치를 제공한다.

상기 광원에서 발생하는 입사광을 평행하게 변환하는 제1 렌즈군이 더 포함될 수 있다.

상기 제1 렌즈군과 상기 편광 빔 분할기 사이에는 상기 입사광의 편광을 만드는 편광자(polarizer)가 더 포함될 수 있다.

상기 편광자의 전단 또는 후단에는 상기 입사광의 광량을 조절하는 구경 조리개 또는 ND 필터(neutral density filter)가 더 위치할 수 있다.

상기 제1 렌즈군은 평행광을 위한 하나 이상의 렌즈들이 조합된 콜리메이터 렌즈, 상기 제2 렌즈군은 비구면 렌즈, 상기 제3 렌즈군은 포커싱을 위하여 하나 이상 조합된 렌즈를 포함한다. 여기서 상기 제2 렌즈군은 대물렌즈에 적합한 버전스(Vergence)를 맞추는 하나 이상의 렌즈들의 조합일 수 있다.

상기 미러는 상기 제4 렌즈군의 일단과 간격 조절되면서 이동한다.

이상과 같은 본 발명의 공초점 내시 현미경용 대물렌즈의 비접촉식 수직 분해능 측정장치에 따르면, 의료용 내시 현미경에 사용되는 초소형 대물렌즈의 비접촉식 수직 분해능을 측정하는 장치를 제공함으로써, 대물렌즈가 목적하는 성능을 만족하는가를 그 대물렌즈의 손상 없이 미리 테스트하고 평가한 후에 의료용 프로브 등과 같은 제품에 장착할 수 있다.

따라서 의료용 프로브에 장착 전에 대물렌즈에 대한 성능 평가가 가능한 효과가 있다.

그리고 성능 평가가 완료된 대물렌즈를 의료용 프로브에 장착하기 때문에, 의료용 프로브의 다른 부품으로 인한 오작동이나 불량이 발생하더라도, 대물렌즈 제작업체만의 피해를 최소화할 수 있는 기대도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 의료용 초소형 대물렌즈의 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공초점 내시 현미경용 대물렌즈의 비접촉식 수직 분해능 측정장치의 전체 구성도
도 3은 도 2의 비접촉식 수직 분해능 측정장치의 실제 구성도
도 4는 일반 공초점 현미경의 수직 분해능 측정결과를 보인 예시 그래프

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

본 발명은 의료용 내시 현미경에 사용되는 초소형 대물렌즈의 수직 분해능을 측정하고 성능을 평가할 수 있는 내시 현미경용 대물렌즈의 수직 분해능 측정장치를 제안하는 것이고, 이하에서는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

수직 분해능 측정장치(100)는, 광원의 이동경로를 따라 다양한 렌즈군 및 필터, 미러가 배치되고 수직 분해능을 측정하는 센서는 광의 이동경로에서 수직방향으로 배치되어 구성된다. 아울러 본 발명을 설명함에 광원에서 미러까지 전달되는 광은 입사광으로 칭하고, 미러에서 반사되어 센서로 전달되는 광은 반사광으로 칭하여 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 수직 분해능 측정장치(100)는 광원(101)과, 콜리메이터 렌즈(collimator lens)(110), 편광자(polarizer)(120), 편광 빔 분할기(PBS: polarization beam spliter)(130), 파장플레이트(waveplate)(140), 비구면 렌즈(aspheric lens)(150), 테스트용 대물렌즈(160) 및 대물렌즈가 장착된 고정 지그(jig)(300), 릴레이 옵틱(relay optics) 모듈(200), 미러(170)가 배치되고, 상기 편광 빔 분할기(130)에서 수직방향으로 포커싱 렌즈(180) 및 핀홀(190), 센서(400)가 순서대로 배치되는 구성이다. 아울러 센서(400)가 측정된 정보를 기초로 하여 대물렌즈(160)의 수직 분해능을 측정하는 제어 IC(500)도 포함된다.

그리고 도면에서 광원(101)에서 발생하는 광은 좌측에서 우측으로 전달되며, 좌표계는 +Z 축 방향이다.

수직 분해능 측정장치(100)의 구성을 각각 살펴본다. 광원(101)은 광섬유 레이저(fiber laser)나 레이저, LED 등이 사용될 수 있다. 본 실시 예에서는 광섬유 레이저(fiber laser)가 사용되는 것으로 예를 든다.

콜리메이터 렌즈(collimator lens)(110)는 광섬유 레이저(101)가 조사하는 입사광을 평행하게 변환한다. 즉, 콜리메이터 렌즈(110)는 입사광을 편광 빔 분할기(130)에 평행하게 입사되게 하도록 다수의 렌즈군을 포함하여 구성된다. 실시 예에는 이를 제1 렌즈군으로 칭한다. 그리고 상기 광원(101)의 종류에 따라 이러한 제1 렌즈군에 포함되는 렌즈 및 형태들은 다양할 수 있을 것이다.

여기서 본 발명은 이러한 제1 렌즈군이 반드시 설치될 필요는 없다. 즉 실시 예는 광섬유 레이저를 사용하기 때문에 평행하게 변환하기 위한 콜리메이터 렌즈가 필요하지만 다른 광원을 사용함으로써 입사광이 평행광 형태로 입사된다면 변환할 필요가 없기 때문이다.

콜리메이터 렌즈(110)로부터 평행 형태의 입사광을 입사받는 편광자(120)(polarizer)는 입사광의 편광을 생성한다. 여기서, 편광자 대신에 입사광의 광량을 감소시키는 ND 필터(120)를 사용해도 된다. 또한, ND 필터(120)와 편광자를 함께 사용하는 것도 가능하다. 두 개의 구성이 함께 사용될 경우 위치는 상관없다. 즉 편광자(120)의 전방이나 후방에 ND 필터를 배치하는 것이 가능하다.

편광 빔 분할기(130)는 편광 빔 분할면(132)을 가지며, 입사광의 편광성분에 따라서 광원을 분할하는 광분할 소자이다. 실시 예에 따르면 편광 빔 분할기(130)는 P파(Primary wave)만 Z축으로 통과시킨다. 즉 편광 빔 분할기(130)로 입사된 입사광은 무편광 상태이나, 이 중 P파만 투과시키는 것이다. P파만 투과된 광을 P파 입사광이라 한다.

파장플레이트(waveplate)(140)는 1/4λ 파장플레이트를 사용하며 P파 입사광을 회전 편광시켜서 좌원 편광을 형성하는 역할을 한다. 즉 광원이 입사될 때(즉 입사광)와 다시 반사될 때(즉 반사광)의 편광이 전환되게 하는 위상 지연자로서의 기능을 한다. 따라서 아래에서 설명하겠지만 반사광은 이 파장플레이트(140)에서 S파로 전환되고, S파이기 때문에 편광 빔 분할기(130)를 투과하지 못하고 분할면(132)에서 센서(400)방향으로 반사될 수 있는 것이다.

비구면 렌즈(aspheric lens)(150)는 대물렌즈에 적합한 광을 만들어 주는 제2 렌즈군이다.

고정 지그(300)는 테스트용 대물렌즈(160)를 고정하는 기구이다. 고정 지그(300)는 대물렌즈(160)의 수직 분해능을 측정하는 동안 그 대물렌즈(160)가 고정된 상태를 가져야 하고 이에 맞게 제작된다. 실시 예에서 고정 지그(300)는 소정 길이의 고정판(301)과, P파 입사광이 통과하는 관통공(302), 그리고 고정판(301)의 일면에서 관통공(302)을 둘러싸는 형태로 돌출 형성되어 대물렌즈(160)를 실질적으로 고정하는 홀더부(303)를 포함하여 구성된다. 홀더부(303)는 대물렌즈를 손상시키지 않으면서 고정할 수 있는 어떠한 구성으로 제작되어도 상관없다.

본 실시 예에 따르면 상기 홀더부(303)는 소정 길이를 가진다. 바람직하게 대물렌즈(160)가 고정된 상태일 때 가장 외측(즉 고정판과 반대편)에 있는 렌즈가 릴레이 옵틱 모듈(200)이나 미러(170)와 직접 접촉되는 것을 방지하도록 대물렌즈(160) 길이와 같거나 약간 길게 하는 것이 좋을 것이다.

중계 옵틱 모듈(relay optics)(200)은 대물렌즈(160)의 초첨 위치를 릴레이 시키도록 하나 이상의 조합된 렌즈를 포함하며, 제4 렌즈군이라 칭하기로 한다. 중계 옵틱 모듈(200)은 공초점 내시 현미경용 대물렌즈와 같이 작업거리가 수십 ~ 수백 ㎛로 매우 짧은 경우, 손상 없이 수직분해능을 측정하기 위하여 반드시 필요하며, 작업거리가 긴 일반적인 공초점 현미경용 대물렌즈를 측정하는데 사용될 필요는 없다.

미러(mirror)(170)는 대물렌즈(160)의 수직 분해능 측정을 위하여 좌우방향(즉, Z축 위치 변화)으로 이동되게 구성된다. 이러한 미러(170)는 도 3에 도시한 바와 같이 암실(171) 내부에 설치된다. 그리고 도면에는 미도시하고 있지만 미러(170)를 이동시키기 위한 액츄에이터(Actuator)가 구성되어야 한다. 이러한 액츄에이터는 후술하는 제어 IC(500)의 제어에 따라 구동된다.

포커싱 렌즈(180)는 미러(170)에서 반사되는 S파 반사광의 초점이 핀홀(190)에 맺히도록 포커싱 하는 역할을 한다. 따라서 다양한 포커싱을 위해 둘 이상의 렌즈가 사용되며 제3 렌즈군이라 칭하기로 한다. 상기 포커싱을 위하여 포커싱 렌즈(180)는 도면에서 수직방향으로 이동하며. 이때 미러(170)에서 반사되는 P파 반사광은 파장플레이트(140)에서 S파 반사광으로 전환되며, S파 반사광이 편광 빔 분할기(130)의 분할면(132)에서 반사되어 포커싱 렌즈(180)로 안내된다.

핀홀(190)은 S파 반사광이 통과하는 구멍(hole)일 수 있고, 대물렌즈(160)의 수직 분해능 측정을 위해 결정된 특정한 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 핀홀(190)의 크기는 핀홀(190)의 지름의 길이일 수 있다. 이러한 핀홀(190)은 센서(400)의 전면에 배치된다.

센서(400)는 미러(170)의 움직임에 따라 미러(170)에서 반사되어 전달되어진 S파 반사광을 이용하여 수직 분해능이 측정될 수 있도록 그 광량의 변화 정도를 감지한다. 센서(400)가 검출하는 광량은 핀홀(190)의 크기에 기반하여 결정될 수 있다.

제어 IC(500)는 센서(400)가 감지한 정보를 이용하여 대물렌즈(160)의 수직 분해능을 측정한다.

다음에는 이와 같은 구성의 수직 분해능 측정장치(100)를 이용하여 대물렌즈(160)의 수직 분해능을 측정하는 동작을 설명한다. 수직 분해능 측정을 위해 먼저 테스트를 할 대물렌즈(160)를 고정지그(300)의 홀더부(303)에 고정한다.

그 상태에서 미러(170)를 Z축 방향으로 이동시키는 동안, 광원(101)에서 레이저 광이 발생하면, 레이저 입사광은 콜리메이터 렌즈(제1 렌즈군, 110)로 입사된다.

콜리메이터 렌즈(110)는 광원(101)에서 발생하는 입사광을 평행하게 변경하여 편광자(120)로 전달한다. 그러면 편광자(120)는 광원의 편광을 만들어주게 되는데, 이때 편광자(120)의 전단 또는 후단에는 ND 필터가 위치할 수 있다. 따라서 ND 필터에 의해 광원의 광량은 어느 정도 감소시켜 조절할 수 있다. 광량을 조절하는 이유는 센서(400) 측으로 많은 광량이 인가될 경우 센서(400)가 손상되어 제 기능을 못할 수도 있기 때문이다. 이때 ND 필터는 광량을 조절하는 역할을 하기 때문에, 구경 조리개 등이 구비되어 광량을 조절할 수도 있을 것이다.

다만, 본 실시 예에 따르면 이러한 편광자(120)나 ND 필터, 조리개 등의 구성은 반드시 필요하지 않다. 그러기 때문에 콜리메이터 렌즈(110)에서 나오는 입사광은 바로 편광 빔 분할기(130)로 전달될 수 있다.

입사광은 편광 빔 분할기(130)에서 P파만 투과되어 파장플레이트(140)에 전달되고, 파장플레이트(140)에서 좌원편광이 형성되어 비구면 렌즈(제2 렌즈군, 150)로 전달된다. 이에 비구면 렌즈(150)는 대물렌즈(160)에 적합한 입사광을 만들어서 테스트용 대물렌즈(160)에 안내하고, 대물렌즈(160)를 통과한 입사광은 중계 옵틱 모듈(제4 렌즈군, 200)을 통과하여 미러(170)로 전달된다.

미러(170)는 액츄에이터에 의해 Z축 방향으로 위치가 변화되고 있기 때문에, 미러(170)에서 반사되는 반사광은 센서(400)로 전달될 때 미러(170)의 위치 변화에 따라 광량이 변하게 될 것이다. 여기서 반사광은 입사광의 전달경로와는 반대방향으로 중계 옵틱모듈(200), 대물렌즈(160), 비구면 렌즈(150)를 거쳐 파장플레이트(140)에 전달되며, 파장플레이트(140)에서 P파는 S파로 전환하기 때문에 편광 빔 분할기(130)에서 S파는 분할면(132)의 각도에 대응하여 반사된다. 그리고 반사된 S파 반사광은 포커싱 렌즈(제3 렌즈군, 180) 및 핀홀(190)을 통해 센서(400)에 입사된다.

이처럼 미러(170)의 위치 변화에 따라 광량이 변하게 되는 반사광을 계속해서 전달받는 센서(400)는 광량의 변화상태를 감지할 수 있다. 즉, 미러(170)가 움직이는 동안 그 미러(170)가 초점위치에 있을 때 광량이 최고조(peak)에 있다고 가정하면서 z축 방향으로 위치 변화시킬 때 광량이 감소하는 정도를 감지할 수 있다는 것이다.

그리고 제어 IC(500)는 센서(400)가 감지한 데이터를 가우시안 분포 형태로 피팅하여 반치폭(FWHM:Full width at half maximum)를 계산한다. 반치폭의 측정 결과의 예로는 도 4에 도시한 바와 같다. 도 4는 일반적인 공초점 현미경의 수직 분해능에 대한 측정결과로서, 본 실시 예의 제어 IC(500)도 미러(170)의 움직임에 의하여 센서(400)가 감지하는 광량 변화 데이터를 기초로 하여 도 4와 같은 그래프를 생성하고 반치폭을 계산함으로써, 수직 분해능을 측정할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 대물렌즈(160)를 결합할 수 있는 고정 지그(300)가 구비된 비접촉식 수직 분해능 측정장치(100)를 이용하여 의료용 내시 현미경에 장착할 대물렌즈(160)의 성능을 손상 없이 미리 테스트하고 평가할 수 있어, 목적하는 성능을 나타내는 대물렌즈를 사용할 수 있는 것이고, 따라서 의료용 내시 현미경의 충분한 성능을 보장받을 수 있음을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 수직 분해능 측정장치 101: 광원
110: 콜리메이터 렌즈(제1 렌즈군) 120: 편광자(polarizer)
130: 편광 빔 분할기(PBS) 140: 파장플레이트
150: 비구면 렌즈(제2 렌즈군) 160: 테스트용 대물렌즈
170: 미러 171: 암실
180: 포커싱 렌즈(제3 렌즈군) 190: 핀홀
200: 중계 옵틱 모듈(제4 렌즈군) 300: 고정 지그 301: 고정판 302: 관통홀 303: 홀더부 400: 센서
500: 제어 IC(500)

Claims (5)

1. 광원;
   상기 광원에서 발생하는 입사광의 P파만 투과하는 편광 빔 분할기(PBS);
   상기 투과된 P파 입사광을 고정 지그에 설치된 대물렌즈로 입사하는 제2 렌즈군;
   상기 대물렌즈의 분해능 측정을 위해 z축 방향으로 이동하면서 상기 제2 렌즈군을 통과한 P파 입사광을 반사하는 미러;
   상기 미러를 이동시키는 액츄에이터;
   상기 대물렌즈와 상기 미러 사이에 위치하여 상기 대물렌즈의 초점 위치를 릴레이 시키도록 하나 이상의 조합된 렌즈를 포함하는 제4 렌즈군;
   상기 미러에서 반사된 P파 반사광을 S파 반사광으로 변환하고 상기 편광 빔 분할기로 전달하는 파장 플레이트;
   상기 편광 빔 분할기의 분할면에 의해 소정 각도로 반사되는 S파 반사광을 포커싱하는 제3 렌즈군;
   상기 제3 렌즈군에 의해 포커싱되는 S파 반사광이 통과하며 상기 대물렌즈의 수직 분해능 측정을 위해 결정된 특정한 크기를 가지는 핀 홀;
   상기 미러의 위치 변화에 따라 상기 핀 홀을 통해 전달되는 S파 반사광의 광량 변화를 감지하는 센서; 및
   상기 센서가 감지한 광량 변화데이터를 기초로 상기 대물렌즈의 수직 분해능을 측정하는 제어 IC를 포함하는 공초점 내시 현미경용 대물렌즈의 비접촉식 수직 분해능 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 광원에서 발생하는 입사광을 평행하게 변환하는 제1 렌즈군이 더 포함되는 공초점 내시 현미경용 대물렌즈의 비접촉식 수직 분해능 측정장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 렌즈군과 상기 편광 빔 분할기 사이에는 상기 입사광의 편광을 만드는 편광자(polarizer)가 더 포함되는 공초점 내시 현미경용 대물렌즈의 비접촉식 수직 분해능 측정장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 편광자의 전단 또는 후단에는 상기 입사광의 광량을 조절하는 구경 조리개 또는 ND 필터(neutral density filter)가 더 위치하는 공초점 내시 현미경용 대물렌즈의 비접촉식 수직 분해능 측정장치.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 렌즈군은 평행광을 위한 하나 이상의 렌즈들이 조합된 콜리메이터 렌즈, 상기 제2 렌즈군은 비구면 렌즈, 상기 제3 렌즈군은 포커싱을 위하여 하나 이상 조합된 렌즈를 포함하는 공초점 내시 현미경용 대물렌즈의 비접촉식 수직 분해능 측정장치.

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