본 발명은 관측 대상 시료가 배치되는 기판, 상기 기판 방향으로 광을 조사하는 광원을 포함하는 광원부, 수광각 이내의 광을 집속하는 대물렌즈, 상기 대물렌즈에서 집속된 광을 검출하여 이미지를 획득하는 검출부 및 기지정된 구조의 나노 패턴이 형성되고, 상기 기판과 상기 대물렌즈 사이에 배치되어 상기 기판을 투과하여 인가되는 광 중에서 상기 대물렌즈의 수광각에 의해 집속되지 않는 시료의 고주파 성분이 저주파 대역으로 이동되도록 회절시키는 나노 기판을 포함하여, 대물렌즈에 의해 결정되는 분해능보다 더 높은 분해능을 갖는 광학 이미징 장치 및 방법을 제공한다.