KR101428988B1 - Led 조명부를 구비한 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체 - Google Patents

Led 조명부를 구비한 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체 Download PDF

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Abstract

현미경에 장착되어, 시료의 확대 이미지를 얻으며, 시료를 조명하는 LED 조명부와 일체로 형성된 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체가 개시된다. 상기 대물렌즈부는, 내부에 하나 이상의 대물렌즈가 장착된 내부 튜브; 소정 간격을 두고 상기 내부 튜브를 둘러싸는 외부 튜브; 상기 내부 튜브와 외부 튜브의 사이에서 관찰자측 방향에 위치하는 발광다이오드 조명부; 및 상기 내부 튜브와 외부 튜브의 사이에서 시료측 방향에 위치하는 집광 프리즘을 포함한다. 또한, 상기 대물렌즈 조립체는, 둘 이상의 상기 대물렌즈부; 및 상기 둘 이상의 대물렌즈부가 장착되며, 상기 대물렌즈부를 회전시켜, 선택된 하나의 대물렌즈부가 시료 상부에 위치하도록 조절하는 리볼버를 포함한다.

Description

LED 조명부를 구비한 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체{Objective lens part and objective lens assembly having LED light source}
본 발명은 LED 조명부를 구비한 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 현미경에 장착되어, 시료의 확대 이미지를 얻으며, 시료를 조명하는 LED 조명부와 일체로 형성된 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체에 관한 것이다.
현미경 사용자는, 시료의 관찰 배율에 따라, 현미경의 대물렌즈(objective lens) 및 시료를 조명하는 조명광의 밝기를 결정한다. 일반적으로, 현미경의 관찰 배율이 증가하면, 그에 따라 시료를 조명하는 조명광의 밝기를 증가시켜야 하므로, 시료를 효과적으로 조명하기 위한 다양한 관찰 조명부가 개발되고 있다. 예를 들면, 특허공개 10-2008-0077988호에는, 시료를 올려놓는 제물대(stage) 하부에 시료를 조명하는 광원이 설치되고, 관찰되는 시료의 조건 또는 관찰 목적에 따라, 상기 광원에서 방사되는 조명광의 컬러평형 및 강도를 조절할 수 있는 현미경이 개시되어 있다. 상기 문헌에 있어서, 상기 광원에는 2가지 이상의 컬러 그룹으로 이루어진 다수의 발광소자들, 즉 LED 모듈이 장착되어 있다. 특허공고 특1996-0013803호에도 시료가 위치하는 플렛폼 하단의 베이스에 형광 조명장치가 설치된 현미경이 개시되어 있다. 또한, 미국특허 5,325,231호 및 미국특허 5,517,353호에는, 대물렌즈부의 외부에 위치한 광원에서 조사된 조명광을, 대물렌즈부를 둘러싸도록 형성된 환상 튜브형 광경로를 따라, 시료로 조사하는 현미경 조명장치가 개시되어 있다. 미국특허 7,289,265호에는, 조명 밝기 측정 장치를 시료가 위치하는 시료 받침대의 하단에 장착하여, 세포(cell) 등의 시료 관찰 시, 조명광의 밝기를 일정하게 유지하는 방법이 개시되어 있다. 이와 같이, 조명광의 밝기를 균일하게 유지하면, 관찰 환경을 동일하게 유지할 수 있고, 과도한 조명 노출에 의해 시료가 파괴되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 최근에는, 대물렌즈부의 일부분을 통과하도록 광섬유로 구성된 조명부를 설치하는 경우도 있다.
이와 같이, 종래의 현미경에 있어서, 시료를 조명하는 조명부는 대부분 시료의 하부 또는 대물렌즈부의 외부에 별도로 설치된다. 이러한 종래의 현미경에 있어서는, 조명부의 설치 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 시료를 정확하고 균일하게 조명하기 어렵고, 조명광의 밝기를 필요에 따라 조절하기 어려운 단점이 있다.
본 발명의 목적은, 시료를 정확하고 균일하게 조명할 수 있고, 조명광의 밝기를 필요에 따라 조절하기 용이한 LED 조명부를 구비한 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 조명부의 설치 구조가 단순하고 컴팩트(compact)하여 외관이 우수한 LED 조명부를 구비한 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 조명광의 전달 효과가 우수한 LED 조명부를 구비한 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 내부에 하나 이상의 대물렌즈가 장착된 내부 튜브; 소정 간격을 두고 상기 내부 튜브를 둘러싸는 외부 튜브; 상기 내부 튜브와 외부 튜브의 사이에서 관찰자측 방향에 위치하는 발광다이오드 조명부; 및 상기 내부 튜브와 외부 튜브의 사이에서 시료측 방향에 위치하는 집광 프리즘을 포함하는 대물렌즈부를 제공한다.
본 발명은 또한, 둘 이상의 상기 대물렌즈부; 및 상기 둘 이상의 대물렌즈부가 장착되며, 상기 대물렌즈부를 회전시켜, 선택된 하나의 대물렌즈부가 시료 상부에 위치하도록 조절하는 리볼버를 포함하는 대물렌즈 조립체를 제공한다.
본 발명에 따른 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체는, 시료를 정확하고 균일하게 조명할 수 있고, 조명광의 밝기 조절이 용이할 뿐 만 아니라, 조명부의 설치 구조가 단순하고 컴팩트하며, 조명광의 전달 효과가 우수한 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체가 사용될 수 있는 현미경의 일 예를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명부를 구비한 대물렌즈부의 구조를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 대물렌즈부에 사용될 수 있는 발광다이오드 조명부의 일 예를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명부를 구비한 대물렌즈 조립체의 구조를 보여주는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 LED 조명부를 구비한 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체는, 시료를 조명할 필요가 있는 통상의 현미경에 제한 없이 적용될 수 있다. 도 1은 본 발명에 따른 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체가 사용될 수 있는 현미경의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 대물렌즈부 및 대물렌즈 조립체가 사용될 수 있는 현미경은, 시료의 관찰 배율에 따라 선택되는 다수의 대물렌즈부(10), 상기 다수의 대물렌즈부(10)가 장착되며, 상기 대물렌즈부(10)를 회전시켜, 선택된 하나의 대물렌즈부(10)가 시료 상부에 위치하도록 조절하는 리볼버(20, revolver), 상기 리볼버(20)가 장착되는 수평암(12, arm), 상기 암(12)을 지지하는 수직 스탠드(14), 상기 수직 스탠드(14)를 지지하는 베이스(16) 및 상기 베이스(16)의 상부에 설치되며 관찰될 시료가 위치하는 스테이지(18)를 포함한다. 본 명세서에 있어서, 상기 대물렌즈부(10)와 리볼버(20)를 합쳐, 대물렌즈 조립체(100)라 한다. 사용자는 관찰될 시료를 스테이지(18) 상부에 위치시키고, 필요한 관찰 배율에 상응하는 대물렌즈부(10)가 상기 시료 상부에 위치하도록 리볼버(20)를 회전시킨 다음, 접안렌즈부(22)를 통하여 시료의 관찰을 수행한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명부를 구비한 대물렌즈부의 구조를 보여주는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 대물렌즈부(10)는, 내부에 하나 이상의 대물렌즈(32)가 장착된 내부 튜브(34), 소정 간격을 두고 상기 내부 튜브(34)를 둘러싸는 외부 튜브(36), 상기 내부 튜브(34)와 외부 튜브(36)의 사이에서 관찰자측 방향에 위치하는 발광다이오드(light emitting diode; LED) 조명부(40), 및 상기 내부 튜브(34)와 외부 튜브(36)의 사이에서 시료측 방향에 위치하는 집광 프리즘(50)을 포함한다. 또한, 필요에 따라, 본 발명에 따른 대물렌즈부(10)는, 상기 발광다이오드 조명부(40)와 집광 프리즘(50)의 사이에 확산판(52)를 더욱 구비할 수 있다. 상기 대물렌즈(32)는 시료의 확대 이미지를 생성하는 통상의 대물렌즈로서, 필요에 따라, 하나 이상의 대물렌즈(32)가 순차적으로 상기 내부 튜브(34)에 설치될 수 있다. 상기 내부 튜브(34)는 내부에 상기 대물렌즈(32)가 장착되어, 대물렌즈(32)에서 형성된 시료의 확대 이미지가 전달되는 광경로를 형성한다. 상기 외부 튜브(36)는 소정 간격을 두고 상기 내부 튜브(34)를 둘러싸도록 설치되어, 상기 내부 튜브(34)와 외부 튜브(36)의 사이에, 조명광의 광경로(통로)를 형성한다. 따라서, 상기 내부 튜브(34)와 외부 튜브(36) 사이의 간격은 조명광이 원활하게 통과할 수 있을 정도로 적절히 설정될 수 있다.
상기 발광다이오드 조명부(40)는 시료를 조명하는 조명광을 조사하기 위한 것으로서, 상기 내부 튜브(34)와 외부 튜브(36)의 사이에서, 관찰자측 방향(즉, 접안 렌즈 방향, 도 2에서 상부 방향)에 위치하고, 시료측 방향으로 조명광을 조사한다. 도 3은 상기 발광다이오드 조명부(40)의 일 예를 보여주는 도면으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광다이오드 조명부(40)는 상기 내부 튜브(34)와 외부 튜브(36)의 사이에 위치하며, 현미경 본체로부터 전원 및 제어신호를 받아 동작하는 도우넛(donut) 형태의 제어기판(42), 상기 도우넛 형태의 제어기판(42)에 장착되어, 상기 제어기판(42)으로부터 전원을 공급받고, 상기 제어신호에 따라 조명광을 조사하는 하나 이상의 발광다이오드(44)를 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광다이오드(44)는, 도우넛 형태의 조명광을 균일하게 조사할 수 있도록, 상기 도우넛 형태의 기판(42)에 균등한 간격으로, 바람직하게는 3 내지 12개, 더욱 바람직하게는 4 내지 8개가 설치될 수 있다. 상기 집광 프리즘(50)은 발광다이오드 조명부(40)에서 조사된 조명광을 집속하여 시료로 전달함으로써, 조명광의 분산을 방지하고, 광조사 효율을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 발광다이오드 조명부(40)와 마찬가지로, 상기 내부 튜브(34)와 외부 튜브(36)의 사이에 도우넛 형태로 위치하거나, 상기 발광다이오드 조명부(40)의 각각의 발광다이오드(44)에서 출사되는 조명광의 경로에 분리되어 위치할 수 있다. 또한, 필요에 따라 설치되는 상기 확산판(52)은, 발광다이오드 조명부(40)의 각각의 발광다이오드(44)에서 출사되는 조명광을 확산시켜, 발광다이오드 조명부(40)에서 조사된 조명광을 도우넛 형태의 하나의 조명광으로 변환시키는 역할을 한다. 이와 같은 확산판(52)이 사용될 경우, 도우넛 형태의 조명광을 집속할 수 있도록, 상기 집광 프리즘(50)도 도우넛 형태를 가지는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명부를 구비한 대물렌즈 조립체의 구조를 보여주는 도면이다. 도 4에 도시된 실시예에 있어서, 대물렌즈부(10)를 구성하는 내부 튜브(34), 외부 튜브(36), 집광 프리즘(50), 확산판(52) 등의 구성은 도 2에 도시된 것과 동일하지만, 둘 이상의 대물렌즈부(10)가 리볼버(20)에 장착되어 대물렌즈 조립체(100)를 구성하고, 상기 발광다이오드 조명부(40)가 내부 튜브(34)와 외부 튜브(36)의 사이에 위치하는 하나 이상의 발광다이오드(44)로 이루어지고, 상기 발광다이오드(44)를 제어하는 제어신호에 따라 상기 발광다이오드(44)에 전원을 공급하는 통합 제어기판(70)이 리볼버(20)에 설치된 점이 도 2에 도시된 실시예와 상이하다. 여기서, 상기 리볼버(20)는 상기 둘 이상의 대물렌즈부(10)가 장착되며, 상기 대물렌즈부(10)를 회전시켜, 선택된 하나의 대물렌즈부(10)가 시료 상부에 위치하도록 조절하는 역할을 한다. 도 4에 도시된 실시예에 있어서, 상기 하나 이상의 발광다이오드(44)는 내부 튜브(34) 및/또는 외부 튜브(36)에 분산되어 장착되거나, 내부 튜브(34)와 외부 튜브(36)의 사이에 설치된 별도의 스페이서(spacer, 도시되지 않음)에 장착되어 있을 수 있고, 전선 등 통상의 전기적 접속 수단을 통해, 통합 제어기판(70)에 연결되어 있을 수 있다. 또한, 상기 통합 제어기판(70)에는, 현미경 본체로부터 전원을 공급받아, 각각의 대물렌즈부(10)로 전원을 공급하기 위한 전원공급단자(72)가, 각각의 대물렌즈부(10)에 대응하여, 즉, 대물렌즈부(10)의 개수 만큼 형성되어 있다. 상기 리볼버(20)의 회전에 따라, 각각의 전원공급단자(72)는 순차적으로 현미경 본체의 전원 공급 단자(도시되지 않음)에 접속하여, 해당 대물렌즈부(10)로 발광다이오드(44) 제어 전원을 공급한다. 이와 같은 구성에 의하여, 리볼버(20)의 회전에 따라, 하나의 대물렌즈부(10)가 정해진 위치에 있을 때, 즉, 시료 상부에 위치할 때, 해당 대물렌즈부(10)로만 상기 발광다이오드 조명부(40)를 구동하기 위한 전원을 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 대물렌즈부(10)는, 필요에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 리볼버(20)에 장착되어 대물렌즈 조립체(100)를 구성할 수도 있고, 리볼버(20) 없이, 현미경의 경통에 그대로 장착될 수도 있다. 본 발명에 따른 LED 조명부를 구비한 대물렌즈부(10) 및 대물렌즈 조립체(100)에 있어서는, 대물렌즈(32)가 장착되는 내부 튜브(34)의 둘레에 발광다이오드 조명부(40)를 설치하여, 내부 튜브(34)와 외부 튜브(36)의 사이에 반사 조명계를 형성함으로써, 시료를 정확하고 균일하게 조명할 수 있고, 조명광의 밝기를 용이하게 조절할 수 있을 뿐 만 아니라, 조명부의 설치 구조가 단순하고 컴팩트하며, 조명광의 전달 효과가 우수하다.

Claims (6)

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  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 둘 이상의 대물렌즈부(10); 및
    상기 둘 이상의 대물렌즈부(10)가 장착되며, 상기 대물렌즈부(10)를 회전시켜, 선택된 하나의 대물렌즈부(10)가 시료 상부에 위치하도록 조절하는 리볼버(20)를 포함하며,
    상기 대물렌즈부(10)는 내부에 하나 이상의 대물렌즈(32)가 장착된 내부 튜브(34), 소정 간격을 두고 상기 내부 튜브(34)를 둘러싸는 외부 튜브(36); 상기 내부 튜브(34)와 외부 튜브(36)의 사이에서 관찰자측 방향에 위치하는 발광다이오드 조명부(40); 및 상기 내부 튜브(34)와 외부 튜브(36)의 사이에서 시료측 방향에 위치하는 집광 프리즘(50)을 포함하며,
    상기 발광다이오드 조명부(40)는 내부 튜브(34)와 외부 튜브(36)의 사이에 위치하는 하나 이상의 발광다이오드(44)로 이루어지고, 상기 발광다이오드(44)를 제어하는 제어신호에 따라 상기 발광다이오드(44)에 전원을 공급하는 통합 제어기판(70)이 리볼버(20)에 설치되어 있으며,
    상기 통합 제어기판(70)에는, 현미경 본체로부터 전원을 공급받아, 각각의 대물렌즈부(10)로 전원을 공급하기 위한 전원공급단자(72)가, 각각의 대물렌즈부(10)에 대응하여 형성되어 있으며, 상기 리볼버(20)의 회전에 따라, 각각의 전원공급단자(72)는 순차적으로 현미경 본체의 전원 공급 단자에 접속하여, 해당 대물렌즈부(10)로 발광다이오드(44) 제어 전원을 공급하는 것인, 대물렌즈 조립체.
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