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사회과학 철학 인식론
사회심리학자에게 근본적인 문제는 연구가 민속 심리학처럼 사회적 행동 이면에 있는 의미와 의식의 관점에서 궁극적으로 이해될 수 있는지 또는 이해되어야 하는지, 아니면 더 객관적이고 자연적이며 유물론적이고 행동적인 사실이 배타적으로 연구되어야 하는지이다. 이 문제는 의식 (심리철학), 연관 의미, 정신표상과 같은 질적 정신 현상을 연구하는 사회과학 분야의 사람들에게 특히 중요하다. 왜냐하면 의미 연구를 거부하면 그러한 연구가 비과학적으로 재분류될 것이기 때문이다. 정신역동 이론과 상징적 상호작용론과 같은 영향력 있는 전통은 그러한 패러다임 전환의 첫 희생자가 될 수 있다. 이러한 다른 입장들 뒤에 숨어 있는 철학적 문제들은 때때로 당파적인 것으로까지 치닫는 특정 종류의 방법론에 대한 약속으로 이어졌다. 그럼에도 불구하고, 많은 연구자들은 특정한 방법론에 대한 지나치게 독단적인 옹호자들에게 인내심이 부족하다는 것을 보여주었다.
사회 연구는 정치 기관과 기업과 관련하여 실제로 여전히 매우 흔하고 효과적이다. 마이클 부라워이는 실용적인 적용에 확고하게 초점을 맞춘 공중 사회학과 다른 사회 과학자 및 철학자들 간의 대화를 포함하는 학술 또는 전문 사회학 사이의 차이를 표시했다.
사회과학 철학 존재론
구조와 기관은 사회 이론에서 지속적인 논쟁을 형성한다: "사회 구조가 개인의 행동을 결정하는가, 아니면 인간의 기관이 결정하는가?" 이 맥락에서 '기관'은 개인이 독립적으로 행동하고 자유로운 선택을 할 수 있는 능력을 의미하며, '구조'는 개인의 선택과 행동을 제한하거나 영향을 미치는 요인(예: 사회 계층, 종교, 성별, 민족 등)을 의미한다. 구조 또는 기관의 우선성에 대한 논의는 사회 존재론의 핵심("사회 세계는 무엇으로 구성되어 있는가?", "사회 세계에서 원인은 무엇이고 결과는 무엇인가?")과 관련이 있다. 포스트모던 비판을 사회 과학의 전반적인 프로젝트와 조화시키려는 한 가지 시도는 특히 영국에서 비판적 실재론 (사회과학 철학)의 발전이었다. 로이 바스카와 같은 비판적 실재론자들에게 전통적인 실증주의는 과학을 가능하게 하는 존재론적 조건, 즉 구조와 기관 자체를 다루지 못함으로써 '인식론적 오류'를 범한다.
정밀과학
정밀과학(exact sciences) 또는 정량과학(quantitative sciences) 또는 정밀수리과학(exact mathematical sciences)은 "그 결과에 절대적인 정밀도를 허용하는" 과학, 특히 수리과학을 의미한다. 정밀과학의 예로는 수학, 광학, 천문학, 그리고 물리학이 있는데, 르네 데카르트, 고트프리트 라이프니츠, 이마누엘 칸트부터 논리실증주의자들에 이르기까지 많은 철학자들이 이를 합리적이고 객관적인 지식의 전형으로 여겼다. 이러한 과학들은 고대부터 현대까지 많은 문화권에서 행해져 왔다. 수학과의 연관성을 고려할 때, 정밀과학은 정밀한 양적 연구 표현, 정밀한 예측 및 정량화 가능한 예측과 측정을 포함하는 가설 검증의 엄밀한 방법론으로 특징지어진다.
정밀과학
정량적인 정밀과학과 사물의 원인을 다루는 과학 간의 구별은 아리스토텔레스에 의해 시작되었는데, 그는 수학을 자연철학과 구별했고 정밀과학을 "수학 분야 중 더 자연스러운 것"으로 간주했다. 토마스 아퀴나스는 이 구별을 사용하여 천문학은 수학적 추론으로 지구의 구형 모양을 설명하지만 물리학은 물질적 원인으로 이를 설명한다고 말했다. 이 구별은 17세기 과학 혁명까지 널리, 하지만 전적으로 받아들여지지는 않았다. 에드워드 그랜트는 새로운 과학으로 이어진 근본적인 변화가 요하네스 케플러, 아이작 뉴턴 등에 의한 정밀과학과 물리학의 통합이었으며, 이는 자연 현상의 물리적 원인에 대한 정량적 조사를 낳았다고 제안했다.
지리철학
지리철학(philosophy of geography)은 철학의 하위 분야로, 지리학의 인식론, 형이상학, 가치론적 문제와 일반적인 지리적 방법론, 그리고 공간과 장소의 인식 및 표현과 같은 더 광범위하게 관련된 문제를 다룬다.
지리철학 역사
지리철학은 지리학의 인식론, 형이상학, 가치론적 문제와 일반적인 지리적 방법론, 그리고 공간과 장소의 인식 및 표현과 같은 더 광범위하게 관련된 문제를 다룬다.
지리적 지식에 관한 방법론적 문제는 수세기 동안, 아니 그 이상으로 논의되어 왔다.
미국에서는 리처드 하트숀 (1899–1992)이 1939년에 출간된 《지리학의 본질: 과거의 빛으로 본 현재 사상에 대한 비판적 고찰》에서 최초의 주요 체계적 영문 저술을 한 것으로 평가받으며, 이는 이후 수십 년 동안 여러 권의 비판적 에세이를 촉발했다.
하트숀 자신은 독일 지리학자 알프레드 헤트너 (1859-1941)를 지역학 전통의 창시자로 인정했다.
존 커틀랜드 라이트 (1891–1969)는 그의 지도학과 지리 사상 연구로 유명한 미국 지리학자로, 1947년에 이러한 광범위한 지리적 지식 연구를 위해 관련 용어인 지리정신을 만들었다.
이 분야의 다른 주요 저서로는 데이비드 하비의 1969년작 《지리학에서의 설명》과 프랑스 철학자 앙리 르페브르의 1974년작 《공간의 생산》이 있다. 그가 제기한 문제들에 대한 논의는 1990년대에 철학 및 지리학회를 설립하는 데 부분적으로 영감을 주었다.
지리철학 미국 조직
철학 및 지리학회는 1997년에 나중에 조지 메이슨 대학교의 철학자였던 앤드루 라이트와 텍사스 A&M 대학교의 지리학자였던 조너선 스미스에 의해 설립되었다. 연간 동료 심사 저널인 《철학 및 지리학》은 로우먼 & 리틀필드 출판사에서 세 권이 출판되었으며, 이후 카팩스 출판사에서 연 2회 발행되는 저널이 되었다. 이 저널은 2005년에 지리학자들이 시작한 다른 저널인 《윤리, 장소, 환경》과 합병하여 라우틀리지에서 발행하는 《윤리, 장소, 환경: 철학 및 지리학 저널》이 되었다. 이 저널은 2009년까지 라이트와 스미스가 편집했으며, 철학자, 지리학자 및 관련 분야의 다른 학자들이 공간, 장소, 그리고 광범위하게 해석된 환경 문제에 대한 연구를 게재했다. 이는 환경윤리학 분야의 범위를 도시 환경에 대한 연구를 포함하도록 확장하는 데 중요한 역할을 한 것으로 인정받고 있다.
지리철학 미국 조직
2009년 스미스가 저널에서 은퇴하고 콜로라도 대학교의 벤자민 헤일이 새로운 공동 편집자로 합류했다. 헤일과 라이트는 2011년 1월에 저널을 《윤리, 정책 및 환경》으로 재출간했다. 이후 저널은 환경 윤리와 정책 간의 관계에 더 중점을 두었지만, 여전히 지리학자들의 관련 연구에 대한 투고를 환영한다.
또한 로우먼 & 리틀필드에서 처음 출판되었고 나중에 케임브리지 스칼라스 프레스에서 출판된 서적 시리즈는 2002년에 타우슨 대학교의 게리 바크하우스와 존 무룬기가 조직한 철학 및 지리학회 연례 회의록을 출판하기 시작했다. 2005년에는 이 연례 회의를 후원하는 학회가 국제 환경, 공간 및 장소 연구 협회(International Association for the Study of Environment, Space, and Place)로 변경되었고, 2009년에는 서적 시리즈가 동료 심사 저널인 《환경, 공간, 장소》로 전환되어 연 2회 발행되며 현재 남부 코네티컷 주립 대학교의 C. 패트릭 헤이드캠프, 트로이 패독, 크리스틴 페토가 편집하고 있다.
이성우 (1954년)
이성우(1954년 4월 21일 ~ 1988년 3월 5일)는 대한민국 소방공무원이다. 1988년 3월 충청북도 충주시 목행동의 새한미디어(충주공장) 화재 현장에서 재진화 작업 중 발생한 내부 폭발과 구조물(벽돌) 붕괴로 매몰되어 순직하였다.
이성우 (1954년) 생애
이성우는 1954년 충청북도 괴산군에서 태어났다. 1979년 충북충주소방서에 임용되어 화재진압 업무를 맡았다. 그는 1988년 3월 5일 충주시 목행동 새한미디어 충주공장 화재 현장에 출동했다가 내부 폭발과 벽체 붕괴가 연쇄적으로 일어난 사고에서 실종되었고, 다음 날 오후 4시 45분경 매몰 상태로 발견되었다.
이성우 (1954년) 사망과 사고 경위
사건은 1988년 3월 5일 오전 10시 20분경 충주시 목행동 1번지의 새한미디어 충주공장에서 발생했다. 재진화 과정에서 성형실 인근 내부에서 폭발이 발생했고, 벽돌 구조물의 붕괴가 뒤따라 이성우가 매몰되었다. 실종자는 이튿날 오후 4시 45분경 성형실 입구 약 80m 지점에서 발견되었다.
이성우 (1954년) 영향과 평가
사건은 공장형 대공간에서의 폭발–붕괴–매몰 연쇄 위험을 부각시켰고, 재진입(재진화) 단계의 접근 기준과 동선 통제, 구조물 안정성 사전평가 필요성을 환기하였다. 이후 지역 언론과 소방 전문 매체는 전술 표준화와 현장 안전장비, 구조물 안정성 점검의 제도적 정착을 요구하는 논의를 이어갔다.
대만의 인공지능 정책
대만의 인공지능 정책은 대만 정부가 정보통신기술과 반도체 기반을 토대로 인공지능(AI)의 연구‧산업‧공공 활용을 촉진하기 위해 수립한 국가 전략과 법제, 인프라, 인재 정책의 결합을 가리킨다. 2018년 AI Taiwan Action Plan을 시작으로 2023년 Action Plan 2.0, 2024년 인공지능 기본법(초안) 공개 등으로 이어졌으며, 디지털부(Ministry of Digital Affairs, MODA)의 ‘컴퓨팅 파워·데이터·인재·마케팅·자금’ 5대 정책 도구가 실행 프레임을 제공한다.
대만의 인공지능 정책 기원과 정책 연혁
대만 정부는 2018년 1월 ‘AI Taiwan Action Plan(2018–2021)’을 발표해 소프트웨어와 하드웨어의 병행 개발, 실증 적용, 인재 양성을 첫 단계 목표로 삼았다. 2023년 4월에는 ‘AI Taiwan Action Plan 2.0’을 승인하여 산업 전환, 사회적 효익 제고, 글로벌 AI 허브化를 위한 자원 배분을 확대하였다. 또한 2019년에는 공공 사물인터넷(Public IoT)과 AI를 결합해 환경‧재난 관측 센서망을 구축하는 등 공공 데이터 기반 활용을 확대했다.
대만의 인공지능 정책 거버넌스와 법제
국가과학기술위원회(NSTC)는 2024년 7월 ‘인공지능 기본법’ 초안을 공개해 혁신 촉진과 책임성의 균형, 위험관리, 민관협력, 인센티브 등을 포괄하는 법제 프레임을 제시했다. 행정부는 2023년 공공부문 생성형 AI 사용 지침을 마련했으며, 민감 처리 업무에서 엣지·온디바이스 활용을 우선하는 원칙을 밝혔다.
대만의 인공지능 정책 전략 도구와 실행 체계
디지털부는 AI 생태계 구축을 위해 컴퓨팅 파워, 데이터, 인재, 마케팅, 자금의 5대 정책 도구를 제시했다. 이 가운데 자금 부문에서는 민관 공동투자 방식으로 10년간 스타트업 성장과 IPO 가속을 지원하는 프로그램이 추진되었다. 컴퓨팅 파워는 무료 또는 보조 형태로 국내 개발자에게 제공되어 모델 학습 비용을 낮추는 정책 수단으로 활용된다.
대만의 인공지능 정책 인프라와 컴퓨팅 파워
국가고성능컴퓨팅센터(NCHC)는 Taiwania 2·3 등 기존 체계와 더불어 2025년 가속기 기반 차세대 시스템 ‘Nano 5(중국어명 晶創25)’를 운용하기 시작했다. Nano 5는 NVIDIA H100 서버 21대와 H200 AI 서버 16대로 구성되며 총 296개의 Hopper GPU를 탑재해 2025년 6월 TOP500 리스트에서 118위를 기록했다. Taiwania 3는 900노드‧50,400코어 CPU 기반으로 2.7PFLOPS 성능을 제공한다. 한편 엔비디아가 보유한 슈퍼컴퓨터 ‘Taipei‑1’은 2024년 6월 TOP500에서 38위로 등재되었고, 2025년 6월에는 72위를 기록했다. Taipei‑1의 연산 자원은 학계 25%, 상업 75%로 배분되어 개방된다. 또한 NCHC는 ASUS와 구축하는 신규 AI 시스템을 통해 Taiwania 2 대비 8배 이상의 AI 성능 향상을 목표로 하고 있다.
대만의 인공지능 정책 산업과 생태계
정부는 ‘반도체 기반 산업 혁신 프로그램’ 등과 연계해 생성형 AI와 칩 기술의 융합을 추진하고 있으며, Asia Silicon Valley 3.0(2025–2028)에서도 AI 도입과 디지털 전환을 주요 축으로 삼았다. 민간 부문에서는 폭스콘이 Nvidia와 협력해 가오슝을 중심으로 최대 100MW급 AI 데이터센터를 단계적으로 확장할 계획을 밝혔고, 정부·생태계 전반을 지원하는 인프라로 설명된다. 또한 정부는 ‘10대 AI 인프라 프로젝트’를 통해 2040년까지 15조 대만달러 이상의 경제효과와 대규모 일자리 창출을 목표로 한다는 구상을 제시했다. 반도체 공급망의 핵심인 TSMC와 AMD 등도 산학 협력과 연구거점 설립을 통해 고성능 컴퓨팅과 AI 반도체 연구를 뒷받침한다는 점이 보도 자료와 산업 발표에서 반복적으로 확인된다.
대만의 인공지능 정책 인재 및 교육
정부와 산업계는 인재 부족에 대응하기 위해 국제 기업과의 공동 교육과정을 확대하고 새 전문교육 프로그램을 신설했다. 예컨대 경제부의 AI New Talent 프로그램은 복수 국립대와 협력해 현장 수요형 교육을 운영한다. 대학 차원에서는 국립양명교통대가 NVIDIA DGX 시스템을 도입해 대학 최초의 H100·H200 기반 AI 고성능 컴퓨팅 플랫폼을 출범시켰다.
대만의 인공지능 정책 지역 확장과 캠퍼스 인프라
학계·산업 공동 투자를 통한 인프라 확충도 진행 중이다. 2024년 위스트론과 파이슨은 국립양명교통대 타이난 캠퍼스에 2027년 완공 목표의 연구동 두 채를 기부·건립하기로 했고, 대학은 이를 통해 산학 프로젝트와 AI 연구 인재 양성의 공간을 확보했다.
대만의 인공지능 정책 공공부문 적용과 신뢰성
행정부는 대만어·전통 한자 등 현지 언어·문화 요소를 반영한 신뢰할 수 있는 대화형 모델 ‘TAIDE(Trustworthy AI Dialogue Engine)’를 추진했으며, 관련 공공 데이터 항목이 공개되었다. 디지털부는 AI 기반 보이스피싱·딥페이크 대응 기술을 도입해 악용 리스크를 완화하는 정책을 병행하고 있다.
대만의 인공지능 정책 국제 협력과 비교
대만은 글로벌 공급망과의 연계 속에서 해외 기업과 합작 인프라·연구를 확대하고 있다. Taipei‑1과 같은 민간 초거대 연산자원은 국내 생태계와 학계에 일정 비율을 배정하여 공동 활용을 가능하게 하며, 정부 연구기관은 신규 AI 시스템 도입으로 기후‧양자‧대형언어모델 연구를 지원한다는 계획을 밝혔다.
대만의 인공지능 정책 논쟁과 과제
AI 인프라 확장에는 전력‧예산 제약과 인력 수급 문제가 병존한다. 2025년 폭스콘의 100MW급 데이터센터 계획 발표는 전력 자원의 확보가 핵심 변수임을 보여줬으며, 예산 편성 과정에서 과학기술 분야 지출 축소 가능성이 논의되자 연구개발 지속성에 대한 우려가 제기되기도 했다. 인재 측면에서는 임금 격차와 인구 구조 요인으로 장기 수급 불균형이 지적되며, 정부와 대학은 국제 기업과의 공동 프로그램을 통해 대응을 시도하고 있다.
김영찬 (1946년)
김영찬(Kim Young-chan, 1946년 8월 ~ )은 대한민국의 기업인으로 골프존의 창업자이자 골프존그룹 회장이다. 삼성전자 시스템사업부에서 경력을 쌓은 뒤 2000년에 골프존을 설립하여 스크린골프 산업을 대중화했고, 2011년 코스닥 상장을 이끌었다. 2024년 톈진에서 ‘시티골프(City Golf)’를 공개해 실내 하이브리드 골프장 모델을 선보였고, 2025년에는 미국골프협회(USGA)와 다년 계약을 체결해 2026년부터 USGA 주관 대회의 공식 골프 시뮬레이터로 지정되었다. 2025년 Golf Inc.의 ‘아시아 골프산업 가장 영향력 있는 인물’ 1위에 올랐다.
김영찬 (1946년) 생애와 교육
1946년 8월 출생으로 성동공업고등학교와 홍익대학교 기계공학과를 졸업했다. 대학 전공을 바탕으로 기술·조직 운영 경험을 쌓았고, 훗날 창업의 기반이 되었다고 회고했다.
김영찬 (1946년) 초기 경력
김영찬은 GM코리아에서 직장 생활을 시작한 뒤 1979년 경력직으로 삼성전자에 입사해 1993년까지 근무했다. 정보통신 관련 시스템사업 조직을 이끌며 사업부장까지 지냈다. 삼성전자에서 개발·생산·마케팅·영업 전 과정을 총괄한 경험은 이후 창업과 제품·서비스 고도화 전략의 토대가 되었다고 밝혔다.
김영찬 (1946년) 창업과 성장
2000년 골프 시뮬레이터 기업 골프존을 설립했다. 2002년 첫 상용 시뮬레이터를 공개했고, 2011년 코스닥에 상장했다. 회사는 스크린골프 인프라와 네트워크 서비스를 결합한 모델로 성장했으며, 그룹 전체 매출은 해외 법인을 포함해 1조 원을 넘겼다. 2015년에는 지주회사 체제로 전환(골프존 → 골프존유원홀딩스 → 골프존뉴딘홀딩스)하여 사업을 재편했다. 2016년 대표이사에서 물러나 전문경영인 체제를 정착시켰다.
김영찬 (1946년) 경영 및 리더십
삼성전자에서 배운 운영 방식과 목표 설정을 벤처 경영에 이식해 제품·서비스를 개선했고, 스크린과 실제 그린을 결합한 하이브리드 모델 ‘시티골프’를 통해 새로운 수요를 창출했다. 2017년 Golf Inc.가 선정한 ‘Top 10 Innovators’에 포함되었다.
김영찬 (1946년) 사회공헌
2010년 골프존문화재단을 설립해 문화예술인과 지역사회 취약계층을 지원하고, 2015년에는 유원골프재단을 사재로 출연하여 유망 선수 육성 및 ‘골프산업백서’ 발간 등 산업 생태계 조성 사업을 추진했다. 2021년 이후 재단의 ‘이웃사랑 행복나눔’ 사업으로 수만 세대에 수억 원의 지원이 이루어졌다. 개인적으로는 ‘버디 1개당 30만 원, 이글 100만 원 적립’ 방식의 기부를 5년째 이어왔으며 누적 2억5천만 원을 기부했다.
박정완
박정완(영어: Jung Wan Park)은 대한민국의 기업인으로, 화장품 OEM/ODM 기업 이미인의 대표이사(공동대표)이다. 그는 경영 전반과 사업 확장을 총괄하며, 공동대표 김주원은 제품 개발을 담당한다.
박정완 생애
박정완은 서울대학교를 졸업한 뒤 민간 금융·신용업계를 거쳐 제조업 경영으로 이동하였다. 2010년대에는 KTB금융그룹 계열 KTB신용정보에서 경영관리본부 임원으로 활동했고, 2017년 전무이사로 승진하였다.
박정완 경영 및 리더십
박정완은 하이드로겔 중심 생산라인에 초기부터 투자를 확대해 제조 자동화 라인을 13개까지 구축했고, 공정 수율을 약 50% 수준으로 끌어올렸다. 그의 경영 기조는 포트폴리오 다변화와 북미 시장 확장에 맞춰져 있으며, 아마존을 중심으로 한 미국 인디 브랜드 수요를 대규모로 공급하는 전략을 취한다.
박정완 실적과 생산
이미인은 2021년 매출 605억 원에서 2024년 1,217억 원으로 성장하였다. 2025년 3분기 누적 매출은 1,130억 원, 연간 목표는 1,500억 원으로 제시되었다. 오산 본사 제1공장 및 2027년 완공 예정인 제2공장을 포함해 생산거점을 확장하고 있다.
박정완 국제 활동
회사는 북미를 중심으로 글로벌 고객사에 제품을 공급하며, 2014년부터 2025년까지 미국 통관 기록이 확인된다. 또한 2025년 ‘메이크업 인 뉴욕(MakeUp in NewYork)’ IT 어워드 파이널리스트에 3년 연속 선정되었다.
이미인 (기업)
이미인(영어: IMINE Co., Ltd.)은 대한민국 경기도 오산시에 본사를 둔 화장품 제조자개발생산(ODM)·주문자상표부착생산(OEM) 기업이다. 2006년 7월 25일 설립되었고, 시트 마스크와 하이드로겔 제형을 중심으로 스킨케어 전 제품군을 원스톱으로 개발·제조한다. 2024년 기준 매출 1,218억 원, 영업이익 78억 원을 기록했으며, 전 세계 40여 개국 100여 개 이상의 브랜드와 협력 관계를 보유한다.
이미인 (기업) 사업 모델
이미인은 고객사의 제품 콘셉트 기획부터 R&D, 설계(원단·제형·침적), 생산·품질, 디자인·마케팅 지원까지 이어지는 ‘원스톱 통합 ODM’ 프로세스를 운영한다. MOQ 유연성, 다품종 소량 생산, 파일럿 생산라인을 통한 스케일업 기능을 특징으로 한다.
이미인 (기업) 브랜딩 및 마케팅
이미인은 마케팅 센터를 통해 ‘뷰티 트렌드북’, 빅데이터 기반 트렌드 분석, 인벤토리 제안 등 고객사의 기획·출시·채널 전략을 통합 지원한다. 또한 홈페이지 리뉴얼(2025년 11월)로 R&D·생산·트렌드·컨설팅 콘텐츠를 일원화했다.
이미인 (기업) 기업의 사회적 책임
ESG 페이지를 통해 친환경 설비 도입, 안전한 원료 사용, 동물실험 대체시험 검토, 협력사 상생, 지역사회 공헌, 내부통제·윤리경영 등 정책을 제시한다.
이미징
이미징(imaging)은 물체의 형태를 표현하거나 재현하는 것이다. 특히 시각적인 표현(즉, 영상의 형성)을 의미한다.
이미징 기술은 이미지를 생성, 보존 또는 복제하기 위한 재료 및 방법의 적용이다.
이미징 과학은 이미지를 생성, 수집, 복제, 분석, 수정 및 시각화하는 다학제 분야이다. 여기에는 인간의 눈이 감지할 수 없는 것을 이미징하는 것도 포함된다. 발전하는 분야로서 물리학, 수학, 전기공학, 컴퓨터 비전, 컴퓨터 과학 및 지각 심리학 분야의 연구 및 연구자들이 참여한다.
이미저는 이미징 센서이다.
이미징 이미징 체인
이미징 과학의 학문적 토대는 "이미징 체인"이다. 이미징 체인은 시각적 렌더링(이미지)을 생성하기 위한 시스템을 개발할 때 고려해야 할 모든 요소를 설명하는 개념적 모델이다. 일반적으로 이미징 체인의 링크는 다음과 같다.
캡처 장치. 주제와 관련된 관측 가능한 것들이 특성화되면 설계자는 이러한 관측 가능한 것들을 캡처하는 데 필요한 기술을 식별하고 통합할 수 있다. 예를 들어, 소비자 디지털 카메라의 경우 이러한 기술에는 전자기 스펙트럼의 가시 부분에서 에너지를 수집하기 위한 광학 장치와 전자기 에너지를 전자 신호로 변환하기 위한 전자 감지기가 포함된다.
일부 이미징 과학자들은 이미징 체인 설명에 추가적인 "링크"를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부는 이미지의 주제를 "조명"하거나 상호 작용하는 에너지 "원천"을 포함할 것이다. 다른 일부는 저장 및 전송 시스템을 포함할 것이다.
이미징 세부 분야
이미징 과학의 세부 분야는 다음과 같다: 영상 처리, 컴퓨터 비전, 3차원 컴퓨터 그래픽스, 애니메이션, 대기광학, 천문 이미징, 생물학적 이미징, 디지털 이미지 복원, 디지털 이미징, 색 과학, 디지털 사진, 홀로그래피, 자기공명영상, 의학촬영, 미세 밀도 측정, 광학, 사진술, 원격탐사, 레이더 이미징, 복사선 측정, 할로젠화 은, 초음파 이미징, 생의학 분야의 광음향 이미징, 열화상, 시각 및 다양한 인쇄 기술.
이미징 역사
아마추어 사진술은 휴대용 카메라의 대중화로 인해 19세기 후반에 성장했다. 2010년대 중반, 스마트폰 카메라는 색상 관리, 자동 초점, 얼굴 인식, 이미지 안정화와 같은 수많은 자동 보조 기능을 제공하여 고품질 이미지를 얻는 데 필요한 기술과 노력을 크게 줄였다. 새로운 디지털 카메라 기술과 컴퓨터 편집은 사진 이미지에 대한 인식에 영향을 미친다. 원본 사진과 달리 디지털 형식으로 사실적인 이미지를 생성하고 처리할 수 있는 가능성은 디지털 사진의 "진실성"에 대한 시청자의 인식을 변화시킨다. 디지털 처리는 과거와 현재의 현실에 대한 인식을 조정하고, 이로써 사람들의 정체성, 신념, 의견을 형성할 수 있도록 한다. 21세기의 소셜 네트워크와 거의 보편화된 카메라폰은 사진 및 비디오 녹화를 일상생활에서 흔한 일로 만들었다. 2020년대에는 인공지능, 컴퓨터 그래픽스를 이용한 시뮬레이션 사진, 생성형 설치물이 사용되기 시작했다.
이미징 예시
이미징 기술 재료 및 방법은 다음과 같다:
플라즈마표면처리장치 플라즈마 표면처리 기술 소개
플라즈마 표면처리 기술은 물질의 제4의 상태라고 불리는 플라즈마를 이용해 소재의 표면 특성을 개선하거나 새로운 기능을 부여하는 첨단 기술입니다. 화학 물질을 사용하지 않고 건식으로 처리할 수 있어 친환경적이며, 반도체, 디스플레이, 자동차, 항공우주, 의료 등 다양한 산업 분야에서 핵심적인 역할을 하고 있습니다.
플라즈마는 기체 상태의 원자나 분자에 에너지를 가해 자유전자와 이온 등으로 이온화시킨 상태로, 전기적으로는 중성입니다. 이러한 플라즈마를 처리 대상 물질의 표면에 충돌시키거나 상호 작용하게 하여 다음과 같은 효과를 얻습니다.
플라즈마 표면처리는 그 목적에 따라 크게 다음과 같은 기술로 나눌 수 있습니다.
이 기술은 재료의 성능과 제품의 완성도를 혁신적으로 높이는 핵심 공정으로, 미래 산업에서 그 중요성이 더욱 커지고 있습니다.
플라즈마 표면 코팅 기술에 대한 시각적 정보는 플라스마 표면 코팅 기술 / YTN 사이언스 영상에서 확인해 볼 수 있습니다.
플라즈마 표면처리 전문업체
플라즈마라이프(주)
현미경학
현미경학, 마이크로스코피(microscopy), 현미경 관찰은 현미경을 사용하여 육안으로는 너무 작아서 볼 수 없는 대상(정상적인 눈의 해상도 범위를 벗어나는 물체)을 관찰하는 기술 분야이다. 현미경학에는 잘 알려진 세 가지 분야가 있다: 광학, 전자현미경, 그리고 주사 탐침 현미경, 그리고 새롭게 떠오르는 엑스선 현미경 분야가 있다.
현미경학
광학 현미경과 전자 현미경은 전자기파/전자빔이 표본과 상호 작용하면서 발생하는 회절, 반사, 또는 굴절을 통해 산란된 방사선이나 다른 신호를 수집하여 이미지를 생성하는 것을 포함한다. 이 과정은 샘플의 넓은 영역을 조사하는 방식(예: 일반 광학 현미경 및 투과전자현미경)이나 샘플 위로 미세한 빔을 스캔하는 방식(예: 공초점 레이저 주사 현미경 및 주사전자현미경)으로 수행될 수 있다. 주사 탐침 현미경은 주사 탐침이 대상 물체의 표면과 상호 작용하는 것을 포함한다. 현미경학의 발전은 생물학을 혁신하고 조직학 분야를 탄생시켰으며, 따라서 생명과학과 자연과학에서 필수적인 기술로 남아 있다. 엑스선 현미경은 3차원적이고 비파괴적이므로 동일한 샘플을 생체내 또는 4D 연구를 위해 반복적으로 영상화할 수 있으며, 고해상도 기술을 희생하기 전에 연구 중인 샘플의 "내부"를 볼 수 있는 기능을 제공한다. 3D 엑스선 현미경은 컴퓨터 단층 촬영 (미세CT) 기술을 사용하여 샘플을 360도 회전시키고 이미지를 재구성한다. CT는 일반적으로 평판 디스플레이로 수행된다. 3D 엑스선 현미경은 4배에서 40배까지 다양한 대물렌즈를 사용하며, 평판도 포함할 수 있다.
현미경학 역사
현미경학(광학 현미경) 분야는 최소 17세기로 거슬러 올라간다. 초기 현미경인 단일 렌즈 돋보기는 제한된 배율을 가졌으며, 13세기 안경에 렌즈가 널리 사용되면서부터 최소한 그만큼 오래되었다. 하지만 더 발전된 복합 현미경은 약 1620년경 유럽에서 처음 나타났다. 초기 현미경학자 중에는 1610년에 망원경의 초점을 가까운 작은 물체를 볼 수 있도록 맞추는 방법을 발견한 갈릴레오 갈릴레이와 1620년경에 복합 현미경을 발명했을 가능성이 있는 코르넬리스 드레벨이 있다. 안토니 판 레이우엔훅은 1670년대에 매우 높은 배율의 단순 현미경을 개발했으며, 종종 최초로 인정받는 현미경학자이자 미생물학자로 간주된다.
현미경학 광학 현미경
광학 또는 광 현미경은 샘플을 통과하거나 샘플에서 반사된 가시광선을 단일 렌즈 또는 여러 렌즈를 통해 통과시켜 샘플을 확대하여 볼 수 있게 한다. 결과 이미지는 눈으로 직접 감지하거나, 사진건판에 이미지화하거나, 디지털로 캡처할 수 있다. 단일 렌즈와 그 부속품, 또는 렌즈 시스템 및 이미징 장비는 적절한 조명 장비, 샘플 스테이지 및 지지대와 함께 기본적인 광학 현미경을 구성한다. 가장 최근의 발전은 CCD 카메라를 사용하여 관심 전시물을 포착하는 디지털 현미경이다. 이미지는 컴퓨터 화면에 표시되므로 접안렌즈가 필요 없다.
표준 광학 현미경(명시야 현미경)의 한계는 세 가지 영역에 있다.
현미경학 광학 현미경
특히 살아있는 세포는 내부 구조가 무색 투명하기 때문에 성공적으로 연구하기에 충분한 대비가 부족한 경우가 많다. 대비를 높이는 가장 일반적인 방법은 선택적 염료로 구조를 염색하는 것이지만, 이는 종종 샘플을 죽이고 고정하는 것을 수반한다. 염색은 또한 인공물을 유발할 수 있는데, 이는 표본 처리로 인해 발생하는 겉보기 구조적 세부 사항이므로 표본의 특징이 아니다. 일반적으로 이러한 기술은 세포 구조의 굴절률 차이를 이용한다. 명시야 현미경은 유리창을 통해 보는 것과 유사하다. 유리를 보는 것이 아니라 유리에 묻은 먼지만을 보는 것이다. 유리가 더 밀도가 높은 물질이므로 통과하는 빛의 위상에 차이가 발생한다. 인간의 눈은 이러한 위상 차이에 민감하지 않지만, 이 위상 차이를 진폭(광 강도) 차이로 바꾸는 영리한 광학적 해결책이 고안되었다.
표본의 대비를 개선하거나 샘플의 구조를 강조하려면 특수 기술을 사용해야 한다. 대비를 높이거나 샘플에 라벨을 붙이는 데 사용할 수 있는 방대한 현미경 기술이 있다.
현미경학 광학 현미경
명시야 현미경은 모든 광학 현미경 기술 중 가장 단순하다. 샘플 조명은 투과된 백색광, 즉 아래에서 조명하고 위에서 관찰하는 방식이다. 대부분의 생물학적 샘플의 낮은 대비와 초점 이탈 물질의 흐림으로 인한 낮은 겉보기 해상도가 한계이다. 이 기술의 단순성과 최소한의 샘플 준비 요구 사항은 중요한 장점이다.
사방(측면) 조명을 사용하면 이미지에 3차원적인 모습이 나타나며, 그렇지 않으면 보이지 않는 특징들을 강조할 수 있다. 이 방법을 기반으로 한 최근 기술로는 Hoffmann 변조 대비가 있으며, 이는 세포 배양에 사용되는 도립 현미경에서 발견되는 시스템이다. 사방 조명은 투명한 표본에서도 대비를 향상시키지만, 빛이 축에서 벗어나서 들어오기 때문에 초점을 변경하면 물체의 위치가 이동하는 것처럼 보인다. 이러한 한계로 인해 광학 단층 촬영이나 Z축에 대한 정확한 측정과 같은 기술은 불가능해진다.
현미경학 광학 현미경
암시야 현미경은 염색되지 않은 투명한 표본의 대비를 개선하기 위한 기술이다. 암시야 조명은 조심스럽게 정렬된 광원을 사용하여 이미지 평면으로 들어오는 직접 투과된(산란되지 않은) 빛의 양을 최소화하고 샘플에 의해 산란된 빛만 수집한다. 암시야는 이미지 대비, 특히 투명한 물체의 대비를 극적으로 향상시킬 수 있으며, 장비 설정이나 샘플 준비가 거의 필요하지 않다. 그러나 이 기술은 많은 생물학적 샘플의 최종 이미지에서 낮은 광도에 시달리며, 낮은 겉보기 해상도의 영향을 계속 받는다.
라인버그 조명은 암시야 조명의 변형으로, 콘덴서 바로 앞에 투명한 유색 필터를 삽입하여 높은 개구수를 가진 광선이 낮은 개구수를 가진 광선과 다르게 착색되도록 한다 (예: 표본의 배경은 파란색이지만 물체는 자체 발광하는 붉은색으로 보일 수 있다). 다른 색상 조합도 가능하지만, 그 효과는 상당히 가변적이다.
현미경학 광학 현미경
분산 염색은 무색 물체에 색깔 있는 이미지를 생성하는 광학 기술이다. 이는 광학 염색 기술이며 색상 효과를 내기 위해 염색약이나 염료가 필요하지 않다. 분산 염색의 광범위한 기술에는 밝은 시야 베케선, 사방, 암시야, 위상차 및 대물렌즈 스톱 분산 염색의 다섯 가지 현미경 구성이 사용된다.
전자현미경에서: 위상차 이미징
현미경학 광학 현미경
더 정교한 기술은 광학 밀도의 비례적인 차이를 보여줄 것이다. 위상차는 굴절률의 차이를 대비의 차이로 보여주는 널리 사용되는 기술이다. 이는 1930년대 네덜란드 물리학자 프리츠 제르니커에 의해 개발되었으며 (이 공로로 그는 1953년 노벨상을 수상했다). 예를 들어 세포 내 핵은 주변 세포질에 비해 어둡게 나타날 것이다. 대비는 뛰어나지만 두꺼운 물체에는 사용할 수 없다. 종종 작은 물체 주위에도 후광이 형성되어 세부 사항을 가린다. 이 시스템은 콘덴서 내의 원형 애뉼러스로 구성되어 원뿔형의 빛을 생성한다. 이 원뿔은 위상 대물렌즈 내의 유사한 크기의 링에 중첩된다. 모든 대물렌즈는 다른 크기의 링을 가지고 있으므로, 모든 대물렌즈에 대해 다른 콘덴서 설정이 선택되어야 한다. 대물렌즈의 링은 특별한 광학적 특성을 가지고 있다. 먼저 직접광의 강도를 감소시키지만, 더 중요한 것은 약 1/4 파장의 인공적인 위상차를 생성한다는 것이다. 이 직접광의 물리적 특성이 변함에 따라 회절광과의 간섭이 발생하여 위상차 이미지가 생성된다. 위상차 현미경의 한 가지 단점은 후광 형성(후광-광 링)이다.
현미경학 광학 현미경
더 우수하고 훨씬 비싼 기술은 간섭 대비를 사용하는 것이다. 광학 밀도의 차이는 돋을새김의 차이로 나타날 것이다. 세포 내 핵은 조르주 노마르스키의 가장 흔히 사용되는 미분 간섭 대비 시스템에서 실제로 구형으로 나타날 것이다. 그러나 이는 광학적 효과이며, 돋을새김이 반드시 실제 모양과 일치하지 않는다는 점을 명심해야 한다. 대비는 매우 좋고 콘덴서 조리개는 완전히 열어 사용할 수 있어 피사계 심도를 줄이고 해상도를 최대화한다.
이 시스템은 콘덴서 내의 특수 프리즘(노마르스키 프리즘, 울라스톤 프리즘)으로 구성되어 빛을 보통 광선과 특이 광선으로 분할한다. 두 광선 사이의 공간적 차이는 최소이다 (대물렌즈의 최대 해상도보다 작다). 표본을 통과한 후, 광선은 대물렌즈 내의 유사한 프리즘에 의해 다시 합쳐진다.
현미경학 광학 현미경
균질한 표본에서는 두 광선 사이에 차이가 없어 대비가 생성되지 않는다. 그러나 굴절 경계(예: 세포질 내의 핵) 근처에서는 보통 광선과 특이 광선 사이의 차이가 이미지에 돋을새김을 생성한다. 미분 간섭 대비는 편광 광원을 필요로 한다. 두 개의 편광 필터가 광 경로에 장착되어야 하는데, 하나는 콘덴서 아래(편광판)에, 다른 하나는 대물렌즈 위(검광판)에 장착된다.
참고: 현미경의 광학 설계가 두 빔의 상당한 측면 분리를 유발하는 경우, 이는 고전적인 간섭 현미경에 해당하며, 이는 릴리프 이미지를 생성하지 않지만 미세 물체의 질량-두께를 정량적으로 결정하는 데 사용될 수 있다.
간섭을 사용하는 추가적인 기술은 간섭 반사 현미경 (반사 간섭 대비, RIC라고도 함)이다. 이는 간섭 신호를 생성하기 위해 세포가 슬라이드에 부착되는 것에 의존한다. 세포가 유리에 부착되어 있지 않으면 간섭이 발생하지 않는다.
간섭 반사 현미경은 DIC에서 사용되는 것과 동일한 요소를 사용하여 얻을 수 있지만, 프리즘은 사용하지 않는다. 또한, 감지되는 빛은 반사된 빛이며, DIC가 사용될 때처럼 투과된 빛이 아니다.
현미경학 광학 현미경
특정 화합물이 고에너지 빛으로 조명되면 더 낮은 주파수의 빛을 방출한다. 이 효과를 형광이라고 한다. 종종 표본은 화학적 구성에 따라 특징적인 자가형광 이미지를 보여준다.
이 방법은 단일 분자까지 감지할 수 있을 정도로 매우 민감할 수 있으므로 현대 생명 과학에서 매우 중요하다. 많은 형광 염료가 구조나 화학 화합물을 염색하는 데 사용될 수 있다. 강력한 방법 중 하나는 면역염색에서처럼 항체를 형광단에 결합시키는 것이다. 일반적으로 사용되는 형광단의 예로는 플루오레세인 또는 로다민이 있다.
항체는 화학 화합물에 맞게 맞춤 제작될 수 있다. 예를 들어, 흔히 사용되는 한 가지 전략은 유전 코드(DNA)를 기반으로 단백질을 인공적으로 생산하는 것이다. 이 단백질은 토끼를 면역화하는 데 사용될 수 있으며, 단백질에 결합하는 항체를 형성한다. 그런 다음 항체는 화학적으로 형광단에 결합되어 연구 중인 세포에서 단백질을 추적하는 데 사용된다.
현미경학 광학 현미경
녹색 형광 단백질(GFP)과 같은 고효율 형광 단백질은 형광 화합물의 유전자 발현을 표적 단백질의 발현과 연결하는 분자생물학 기술인 유전자 융합을 사용하여 개발되었다. 이 결합된 형광 단백질은 일반적으로 유기체에 독성이 없으며 연구 중인 단백질의 기능에 거의 영향을 미치지 않는다. 유전자 변형 세포 또는 유기체는 형광 태그된 단백질을 직접 발현하여 생체내에서 원래 단백질의 기능을 연구할 수 있게 한다.
단백질 결정 성장은 단백질과 염 결정 모두를 초래한다. 둘 다 무색이며 현미경으로만 볼 수 있다. 단백질 결정의 회수는 단백질의 고유 형광 또는 투과 현미경을 사용하여 수행할 수 있는 이미징을 필요로 한다. 두 방법 모두 단백질이 280 nm에서 빛을 흡수하므로 자외선 현미경을 필요로 한다. 단백질은 또한 280 nm 빛으로 여기될 때 약 353 nm에서 형광을 발한다.
현미경학 광학 현미경
형광 방출은 여기광과 파장(색상)이 다르기 때문에 이상적인 형광 이미지는 형광 염료로 표지된 관심 구조만 보여준다. 이러한 높은 특이성으로 인해 형광 광학 현미경은 생물의학 연구에서 널리 사용된다. 다양한 형광 염료를 사용하여 서로 다른 생물학적 구조를 염색할 수 있으며, 이들은 염료의 개별 색상으로 인해 여전히 특이성을 유지하면서 동시에 감지될 수 있다.
여기광이 관찰자나 검출기에 도달하는 것을 막으려면 고품질의 필터 세트가 필요하다. 이 필터 세트는 일반적으로 여기 파장 범위를 선택하는 여기 필터, 양색성 거울, 그리고 여기광을 차단하는 방출 필터로 구성된다. 대부분의 형광 현미경은 검출기로 들어가는 여기광의 양을 더욱 줄이기 위해 에피조명 모드(샘플의 한쪽에서 조명 및 감지)로 작동된다.
같이 보기:
내부전반사형광현미경
신경과학
현미경학 광학 현미경
공초점 레이저 주사 현미경은 집중된 레이저 빔(예: 488 nm)을 사용하여 샘플을 점대점 방식으로 스캔하여 형광을 여기한다. 방출된 빛은 핀홀을 통해 유도되어 초점이 맞지 않는 빛이 일반적으로 광전 증폭관인 검출기에 도달하는 것을 방지한다. 이미지는 컴퓨터에서 구성되며, 여기 레이저의 위치에 따라 측정된 형광 강도를 플로팅한다. 전체 샘플 조명과 비교하여 공초점 현미경은 약간 더 높은 측면 해상도와 현저히 향상된 광학 섹션닝(축 해상도)을 제공한다. 따라서 공초점 현미경은 3D 구조가 중요한 곳에서 일반적으로 사용된다.
공초점 현미경의 하위 분류로는 샘플 전반에 걸쳐 여러 지점을 동시에 스캔할 수 있는 회전 디스크 현미경이 있다. 핀홀이 있는 해당 디스크는 초점 이탈 빛을 차단한다. 회전 디스크 현미경의 광 검출기는 일반적으로 EM-CCD 또는 sCMOS인 디지털 카메라이다.
현미경학 광학 현미경
투광자 현미경은 레이저 스캔 현미경이기도 하지만, 자외선, 파란색 또는 녹색 레이저 빛 대신 펄스 적외선 레이저를 여기용으로 사용한다. 레이저의 아주 작은 초점에서만 두 광자 여기에 의해 형광을 생성할 수 있을 정도로 강도가 충분히 높아서 초점 이탈 형광이 생성되지 않고 이미지를 깨끗하게 만들 핀홀이 필요 없다. 이를 통해 산란 조직 깊숙이 이미징할 수 있으며, 공초점 현미경으로는 광자를 효율적으로 수집할 수 없을 것이다. 넓은 시야 검출 기능을 갖춘 투광자 현미경은 뇌 조직에서 기능적 이미징, 예를 들어 칼슘 이미징에 자주 사용된다. 이들은 여러 회사에서 다광자 현미경으로 판매되지만, 2광자 여기 대신 3광자 여기를 사용하는 이점은 미미하다.
원통형 렌즈를 통해 좁은 각도로 빛을 집중시키거나 대물렌즈 축에 수직인 평면에서 빛 선을 스캔하여 형성된 광 평면을 사용하면 고해상도 광학 섹션을 얻을 수 있다. 단일 평면 조명 또는 광 시트 조명은 다중 프리즘 빔 확장기를 포함하는 빔 성형 기술을 사용하여도 달성된다. 이미지는 CCD에 의해 캡처된다. 이러한 변형은 매우 빠르고 높은 신호 대 잡음비 이미지 캡처를 허용한다.
현미경학 광학 현미경
광시야 다광자 현미경는 스캔 없이 물체의 넓은 영역을 조명하고 이미징하는 광학 비선형 이미징 기술을 말한다. 두 광자 형광 또는 2차 고조파 발생과 같은 비선형 광학 과정을 유도하기 위해서는 높은 강도가 필요하다. 스캐닝 다광자 현미경에서는 빛을 집중시켜 높은 강도를 얻고, 빔 스캐닝을 통해 이미지를 얻는다. 광시야 다광자 현미경에서는 광학적으로 증폭된 펄스 레이저 소스를 사용하여 넓은 시야(약 100 μm)를 얻음으로써 높은 강도를 가장 잘 달성한다. 이 경우 이미지는 스캐닝 없이 CCD 카메라로 단일 프레임으로 얻어지므로, 이 기술은 관심 물체 전반에 걸쳐 동적 과정을 동시에 시각화하는 데 특히 유용하다. 광시야 다광자 현미경을 사용하면 다광자 스캐닝 현미경에 비해 프레임 속도를 최대 1000배까지 높일 수 있다. 그러나 산란 조직에서는 깊이가 증가할수록 이미지 품질이 급격히 저하된다.
현미경학 광학 현미경
형광 현미경은 복잡한 환경 내에서 특수하게 표지된 구조를 보여주고 생물학적 구조의 3차원 정보를 제공하는 강력한 기술이다. 그러나 이 정보는 조명 시 모든 형광 표지된 구조가 초점에 있든 없든 빛을 방출한다는 사실로 인해 흐려진다. 따라서 특정 구조의 이미지는 항상 초점이 맞지 않는 구조에서 오는 빛의 기여로 인해 흐려진다. 이 현상은 특히 높은 분해능을 가진 대물렌즈, 일반적으로 높은 개구수를 가진 유침 대물렌즈를 사용할 때 대비 손실을 초래한다.
그러나 흐림은 빛 산란과 같은 무작위 과정에 의해 발생하는 것이 아니라 현미경 이미징 시스템에서 이미지 형성의 광학적 특성에 의해 잘 정의될 수 있다. 작은 형광 광원(본질적으로 밝은 점)을 고려하면, 이 점에서 나오는 빛은 점이 초점에서 멀어질수록 우리의 관점에서 더 멀리 퍼진다. 이상적인 조건에서, 이것은 세 번째 (축) 차원에서 이 점 광원의 "모래시계" 모양을 생성한다. 이 모양을 현미경 이미징 시스템의 점 확산 함수(PSF)라고 한다. 모든 형광 이미지는 이러한 많은 수의 작은 형광 광원으로 구성되어 있으므로 이미지는 "점 확산 함수에 의해 합성곱되었다"고 말한다. 테라헤르츠 레이저 펄스 이미징 시스템의 수학적으로 모델링된 PSF가 오른쪽에 나와 있다.
이미징 시스템의 출력은 다음 방정식을 사용하여 설명할 수 있다.
여기서 n은 가산 잡음이다. 이 점 확산 함수를 알면 일반적으로 역합성곱 현미경이라고 알려진 컴퓨터 기반 방법을 통해 이 과정을 어느 정도 역전시킬 수 있다. 2D 또는 3D 역합성곱에 사용할 수 있는 다양한 알고리즘이 있다. 이들은 크게 비복원 방법과 복원 방법으로 분류할 수 있다. 비복원 방법은 초점면에서 초점 이탈 빛을 제거하여 대비를 개선할 수 있지만, 복원 방법만이 빛을 원래의 위치로 실제로 재할당할 수 있다. 이러한 방식으로 형광 이미지를 처리하는 것은 공초점 현미경 이미지와 같이 초점 이탈 빛이 없는 이미지를 직접 획득하는 것보다 이점이 있다. 왜냐하면 그렇지 않으면 제거되었을 광 신호가 유용한 정보가 되기 때문이다. 3D 역합성곱의 경우, 일반적으로 다른 초점면에서 촬영된 일련의 이미지(Z-스택이라고 함)와 현미경의 모든 기여 매개변수를 알면 실험적으로 또는 이론적으로 도출할 수 있는 PSF에 대한 지식을 제공한다.
최근 회절 한계를 극복하는 다수의 초해상 현미경 기술이 개발되었다.
이는 주로 충분히 정적인 샘플을 여러 번 이미지화하고 여기광을 수정하거나 이미지의 확률적 변화를 관찰함으로써 달성된다. 이전 섹션에서 설명한 역합성곱 방법은 PSF로 인한 흐림을 제거하고 빛의 수학적으로 '정확한' 원점을 할당하는 데 사용되지만, 픽셀 값의 의미에 대한 약간 다른 이해를 바탕으로 한다. 대부분의 경우, 단일 형광단이 단일 이미지의 단일 블롭에 기여한다고 가정하면, 이미지의 블롭은 계산된 위치로 대체될 수 있으며, 해상도를 회절 한계 이하로 크게 향상시킨다.
이러한 가정을 실현하기 위해서는 형광단의 광물리학에 대한 지식과 화학적 제어가 핵심이며, 이를 통해 약 20 나노미터의 해상도를 얻을 수 있다.
직렬 시간 부호화 증폭 현미경 (STEAM)은 광학 이미지 증폭을 사용하여 감도와 속도 사이의 근본적인 절충을 우회하고, 단일 픽셀 광검출기를 사용하여 검출기 배열 및 판독 시간 제한의 필요성을 제거함으로써 초고속 셔터 속도와 프레임 속도를 제공하는 이미징 방법이다. 이 방법은 최신 CCD 및 CMOS 카메라보다 최소 1000배 빠르다. 따라서 충격파, 미세유체역학, MEMS, 레이저 수술의 실시간 진단 및 평가를 포함하여 높은 이미지 획득 속도가 필요한 과학, 산업 및 생체의학 응용 분야에 잠재적으로 유용하다.
대부분의 최신 기기는 마이크로 사진 및 전자적으로 이미지 기록을 위한 간단한 솔루션을 제공한다. 그러나 이러한 기능이 항상 존재하는 것은 아니며, 숙련된 현미경학자는 사진보다 손으로 그린 이미지를 선호할 수 있다. 이는 주제에 대한 지식이 있는 현미경학자가 3차원 이미지를 정확한 2차원 그림으로 변환할 수 있기 때문이다. 그러나 사진 또는 다른 이미지 캡처 시스템에서는 항상 하나의 얇은 평면만 초점이 잘 맞는다.
정확한 현미경 사진을 생성하려면 단안 접안렌즈를 사용하는 현미경 기술이 필요하다. 양쪽 눈을 모두 뜨고 현미경을 들여다보지 않는 눈은 현미경 옆 벤치에 있는 종이에 집중하는 것이 중요하다. 연습을 통해 머리나 눈을 움직이지 않고 현미경 이미지에서 연필 끝을 동시에 "보면서" 관찰된 모양을 정확하게 추적할 수 있다.
미세분광법: 현미경을 이용한 분광법
해상도는 빛의 파장에 따라 달라지기 때문에 1930년대부터 빛 대신 전자빔을 사용하는 전자현미경이 개발되었다. 전자빔의 파장이 훨씬 짧기 때문에 해상도는 훨씬 높다.
흔하지는 않지만 1940년대 후반부터 엑스선 현미경도 개발되었다. 엑스선 현미경의 해상도는 광학 현미경과 전자현미경 사이이다.
현미경학 전자 현미경
회절 한계 이하 현미경이 발명되기 전까지는 빛의 파장이 전통 현미경의 해상도를 약 0.2 마이크로미터로 제한했다. 더 높은 해상도를 얻기 위해 전자현미경에서는 훨씬 작은 파장을 가진 전자빔을 사용한다.
엑스선분광학이 장착된 전자현미경은 정성 및 정량적인 원소 분석을 제공할 수 있다. 분석 전자현미경이라고도 알려진 이러한 유형의 전자현미경은 나노재료 연구에 매우 강력한 도구가 될 수 있다.
현미경학 주사 탐침 현미경
이것은 회절 한계 이하 기술이다. 주사 탐침 현미경의 예로는 원자힘 현미경(AFM), 주사 터널링 현미경, 광자 힘 현미경, 재귀 추적 현미경 등이 있다. 이러한 모든 방법은 고체 탐침 팁이 거의 평평하다고 가정되는 물체의 표면을 스캔하기 위해 물리적 접촉을 사용하는 방식이다.
초음파력 현미경(UFM)은 AFM 이미지가 대비가 제한적인 "평평한" 관심 영역에서 세부 사항과 이미지 대비를 개선하기 위해 개발되었다. AFM-UFM의 조합은 근거리 음향 현미경 이미지를 생성할 수 있다. AFM 팁은 초음파를 감지하는 데 사용되며 음향 현미경에서 발생하는 파장 한계를 극복한다. AFM 팁 아래의 탄성 변화를 사용하여 AFM 지형도보다 훨씬 더 상세한 이미지를 생성할 수 있다.
초음파 힘 현미경은 캔틸레버 또는 샘플에 초음파 진동을 가하여 원자력 현미경에서 탄성의 국부 매핑을 허용한다. 초음파 힘 현미경의 결과를 정량적으로 분석하기 위해 캔틸레버 베이스에 초음파 진동을 가하여 힘-거리 곡선 측정을 수행하고, 결과는 유한 차분 기술을 기반으로 하는 캔틸레버 동역학 및 팁-샘플 상호 작용 모델과 비교된다.
현미경학 자외선 현미경
자외선 현미경은 두 가지 주요 목적을 가지고 있다. 첫 번째는 자외선 전자기파 에너지의 짧은 파장을 사용하여 표준 광학 현미경의 회절 한계를 넘어선 이미지 해상도를 개선하는 것이다. 이 기술은 현대 반도체와 같이 매우 작은 특징을 가진 장치의 비파괴 검사에 사용된다. 자외선 현미경의 두 번째 응용은 샘플 내의 분자와 빛의 상호 작용으로 인해 개별 샘플의 반응이 주변에 비해 향상되는 대비 향상이다. 한 가지 예는 단백질 결정의 성장이다. 단백질 결정은 염 용액에서 형성된다. 염과 단백질 결정은 모두 성장 과정에서 형성되며, 둘 다 일반적으로 사람의 눈에는 투명하기 때문에 표준 광학 현미경으로는 구별할 수 없다. 트립토판은 280 nm에서 빛을 흡수하므로 280 nm 대역통과 필터가 있는 UV 현미경으로 이미징하면 두 가지 유형의 결정을 쉽게 구별할 수 있다. 단백질 결정은 어둡게 나타나고 염 결정은 투명하다.
현미경학 적외선 현미경
적외선 현미경이라는 용어는 적외선 파장에서 수행되는 현미경을 의미한다. 일반적인 장비 구성에서는 푸리에 변환 적외선 분광계(FTIR)가 광학 현미경 및 적외선 검출기와 결합된다. 적외선 검출기는 단일 지점 검출기, 선형 배열 또는 2D 초점면 배열일 수 있다. FTIR은 적외선 분광법을 통해 화학 분석을 수행할 수 있는 기능을 제공하며, 현미경과 지점 또는 배열 검출기는 이 화학 분석을 공간적으로 해결할 수 있도록 한다. 즉, 샘플의 다른 영역에서 수행할 수 있다. 따라서 이 기술을 적외선 미세분광법이라고도 한다.
현미경학 적외선 현미경
레이저 직접 적외선 (LDIR) 이미징이라고 불리는 대체 아키텍처는 가변 적외선 광원과 이동하는 대물렌즈에 있는 단일 지점 검출기의 조합을 포함한다. 이 기술은 적외선 화학 이미징에 자주 사용되며, 여기서 이미지 대비는 특정 IR 파장에 대한 개별 샘플 영역의 반응에 의해 결정되며, 일반적으로 특정 IR 흡수 대역 및 관련 분자 공명에 의해 결정된다. 기존 적외선 미세분광법의 주요 한계는 공간 해상도가 회절 한계에 의해 제한된다는 것이다. 특히 공간 해상도는 빛의 파장과 관련된 수치로 제한된다. 실제 IR 현미경의 경우, 공간 해상도는 특정 기술 및 사용된 장비에 따라 파장의 1-3배로 제한된다. 중적외선 파장의 경우, 이는 실제 공간 해상도 한계를 약 3-30 μm로 설정한다.
회절 한계 이하 현미경의 IR 버전도 존재한다. 여기에는 IR 근접장 주사 광학 현미경(NSOM), 광열 미세분광법 및 원자현미경 기반 적외선 분광법(AFM-IR), 그리고 산란형 근접장 주사 광학 현미경(s-SNOM) 및 나노-FTIR이 포함되며, 이들은 IR 파장에서 나노 규모의 공간 해상도를 제공한다.