KR101770889B1 - 이동형 광원 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 형광 현미경의 보조 광원으로 피검체의 위치에 상관없이 광원을 제공하는 이동형 광원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 서로 다른 파장의 빛을 출력하는 복수의 광원 모듈과, 상기 광원 모듈로부터 출력된 빛을 광파이버부를 통해 집광하여 광원으로 출력되도록 하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 형광 현미경의 보조 광원으로 피검체의 위치에 상관없이 광원을 이동시킬 수 있고, 시료에 따라 다른 파장의 빛을 출력하여 다양한 검사를 수행할 수 있는 장점이 있다.

Description

이동형 광원 장치{MOVABLE LIGHTING SOURCE DEVICE}
본 발명은 이동형 광원 장치에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 형광 현미경의 보조 광원으로 피검체의 위치에 상관없이 광원을 제공하는 이동형 광원 장치에 관한 것이다.
형광 현미경 검사는 반사와 흡수 대신에, 또는 반사와 흡수에 더하여 형광 현상 또는 인광 현상을 이용하는 유기물 또는 무기물에 대한 미시적 특성에 대한 연구이다.
시료는 일반적으로 형광체에 의하여 흡수되는 여기 파장이라고 불리는 특정한 파장(들)의 광으로 조명된다.
특정한 형광체에 대한 여기 파장은 형광체로 하여금 그 여기 파장과는 다른 파장을 가지는 빛(또는 형광)을 방사하도록 만든다.
전형적인 와이드 필드 형광 현미경은 넓은 스펙트럼을 가지는 고광도의 광-자외선과 가시광선에서부터 적외선에 이르는 파장범위-을 제공하는 광원을 포함한다.
일반적인 광원은 제논 램프 또는 수은 아크 방전 램프와 같은 램프를 포함하여 구성되고, 광원의 스펙트럼 범위는 여기 필터, 다이크로익 미러(또는 다이크로익 빔스필리터), 이미션 필터로 제어될 수 있다.
필터와 다이크로익 미러는 여기 스펙트럼과 시료를 분류하기 위하여 사용되는 형광체의 방사 특성을 매칭시키기 위하여 선택된다.
특정한 용도에 따라, 차단제, 편광판, 대역통과필터, 중성밀도필터 등과 같은 다른 필터를 포함할 수 있다.
입수 가능한 형광체의 범위와 타입뿐만 아니라 형광 현미경검사의 적용분야가 빠르게 확장되고 계속적으로 변하고 있으며, 형광 현미경검사 분야에서 발전 속도를 맞추기 위하여 광원을 포함해서 현미경, 필터 및 기타 장치에 대한 설계자가 요구되고 있다.
한편, 형광 현미경의 검사에 있어서, 시료를 비추기 위한 고광도의 입력 조명이 더욱더 요구되고, 그러한 더 높은 수준의 조명은 더 강한 출력을 가진 광원을 필요로 하며, 이에 상응하여 더 많은 열과 빛을 발산하게 된다.
형광 현미경 검사를 위한 광원은 편리하게도 현미경, 시료, 특수용도의 광학필터와 별도의 장치로 제공될 수 있다.
또한, 광원은 광원과 현미경을 연결하는 광가이드에 의하여 현미경과 시료로부터 소정 거리를 두고 마련될 수 있다.
또한, 광원은 램프나 광가이드와 같이 열에 민감한 광원의 구성요소의 온도를 제어하기 위한 팬, 배플 그리고 플로우 조절장치를 포함할 수 있다.
광학기구는 핫 미러를 포함할 수 있으며, 이것은 열을 광원으로 다시 반사시킴으로써 광학시스템을 보호하기 위하여 흔히 적용되는 특수한 유전체 미러 또는 이색간섭필터이다.
핫 미러는 0도에서 45도 범위에서 변화하는 입사각을 가지도록 광학시스템 내부에 삽입되도록 설계될 수 있으며, 열축적이 구성요소에 손상을 입힐 수 있거나 광원의 스펙트럼 특성에 대해 불리한 영향을 미칠 수 있는 다양한 애플리케이션에 있어서 유용하다.
전형적인 적외선 핫 미러에 의하여 반사된 빛의 파장은 약 750nm에서 1250nm 사이에 분포한다. 적외선 파장은 반사하는 반면에, 가시광선 영역과 그 이하 영역에서 여기파장을 전송함에 의하여, 핫 미러는 형광 현미경 검사에 있어서의 특수한 응용을 위한 이색 빔 스플리터로서 사용될 수 있다.
한국 공개특허공보 공개번호 10-2009-0126285호(발명의 명칭: 광원)에는 벌브, 아크, 필라멘트와 같은 광원의 수명 동안 상대적으로 일정한 광속을 제공하는 형광 현미경 검사용 광원이 게시되어 있다.
그러나 이러한 종래의 광원은 다양한 파장의 빛을 공급하지 못하고, 광원의 동작과정에서 발생되는 열의 효율적인 방열이 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 광원은 특정 위치에 고정되어 광이 출력되게 함으로써, 필요에 따라 광원의 위치를 변경하여 배치할 수 없는 문제점이 있다.
한국 공개특허공보 공개번호 10-2009-0126285호(발명의 명칭: 광원)
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 형광 현미경의 보조 광원으로 피검체의 위치에 상관없이 광원을 제공하는 이동형 광원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이동형 광원 장치로서, 하우징; 상기 하우징에 설치되어 서로 다른 파장의 빛을 출력하는 광원 모듈; 및 상기 광원 모듈이 고정되도록 지지하는 베이스부를 포함하고, 상기 광원 모듈로부터 출력되는 적어도 하나의 파장을 갖는 빛이 광파이버부를 통해 집광되어 광원으로 출력되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 광원 장치는 상기 광파이버부가 수납되고, 일측에 상기 광원 모듈이 설치되어 고정되도록 하는 파이버 어댑터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 광원 모듈은 390㎚ ~ 430㎚ 파장의 광, 720㎚ ~ 800㎚ 파장의 광, 백색광 중 적어도 하나를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 광원 장치는 상기 파이버 어댑터와 광원 모듈 사이에 설치되어 상기 광원 모듈에서 발광되는 빛이 파이버 어댑터에 입력되도록 안내하는 도관부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 광원 장치는 베이스부의 일측에 설치되어 광원 모듈에서 발생되는 열을 흡수하여 방출시키는 히트 싱크부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 광원 장치는 상기 베이스부와 히트 싱크부 사이에 설치한 열전소자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 열전소자는 광원 모듈과 동심축 상에 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 광원 장치는 광원 모듈의 온/오프 동작 신호를 검출하는 스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 광원 장치는 스위치부의 동작 신호에 따라 광원 모듈과 열전소자의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 광원 장치는 광원 장치가 수직방향 또는 수평방향으로 거치되도록 지지하는 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 형광 현미경의 보조 광원으로 피검체의 위치에 상관없이 광원을 이동시켜 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 시료에 따라 다른 파장의 빛을 출력하여 다양한 검사를 수행할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 이동형 광원 장치를 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 이동형 광원 장치의 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 이동형 광원 장치의 구조를 나타낸 단면도.
도 4 는 본 발명에 따른 이동형 광원 장치의 전기적인 구성을 나타낸 블록도.
도 5 는 본 발명에 따른 이동형 광원 장치의 사용 상태를 나타낸 사시도.
도 6 은 본 발명에 따른 이동형 광원 장치의 다른 사용 상태를 나타낸 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이동형 광원 장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 이동형 광원 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이동형 광원 장치의 구성을 나타낸 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 이동형 광원 장치의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 이동형 광원 장치의 전기적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 이동형 광원 장치(100)는 서로 다른 파장의 빛을 출력하는 복수의 광원 모듈(130, 130a, 130b)과, 상기 광원 모듈(130, 130a, 130b)로부터 출력된 빛을 광파이버부(124)로 집광하여 광원으로 출력되도록 하는 의료기용 광원 장치로서, 하우징(110)과, 파이버 어댑터(120)와, 복수의 광원 모듈(130, 130a, 130b)과, 도관부(140)와, 베이스부(150)와, 히트싱크부(160)와, 열전소자(170, 170a, 170b)와, 스위치부(180, 180a, 180b)와, 제어부(190)를 포함하여 구성된다.
상기 하우징(110)은 이동형 광원 장치(100)의 외형으로써, 파이버 어댑터(120)와, 복수의 광원 모듈(130, 130a, 130b)과, 도관부(140)와, 베이스부(150)와, 히트싱크부(160)와, 열전소자(170, 170a, 170b)와, 스위치부(180, 180a, 180b)와, 제어부(190)가 수납되도록 하여 보호될 수 있게 하며, 상부 하우징(110a)과 하부 하우징(110b)으로 이루어진다.
상기 파이버 어댑터(120)는 하우징(110)의 내부에 설치되고, 복수의 광원이 출력하는 서로 다른 파장의 빛을 입력받아 집광하여 하나의 광원으로 출력되도록 하는 구성으로서, 사각형상의 어댑터 몸체(121)와, 복수의 광 입력부(122, 122a, 122b)와, 광 출력부(123)와, 상기 광 입력부(122, 122a, 122b)와 광 출력부(123) 사이를 연결하는 광파이버부(124)를 포함하여 구성된다.
상기 광 입력부(122, 122a, 122b)는 어댑터 몸체(121)로부터 일정 길이 돌출된 광 입력부(122), 광 입력부 1(122a), 광 입력부 2(122b)로 이루어지고, 상기 광 입력부(122), 광 입력부 1(122a), 광 입력부 2(122b)가 어댑터 몸체(121)의 일측에 일정 간격(d)으로 형성되어 광원 모듈(130, 130a, 130b)이 설치되도록 하는 구성으로서, 내측에는 일정 지름의 도관 결합공(122')이 설치된다.
상기 광 출력부(123)는 어댑터 몸체(121)의 타측에 설치되고, 상기 광 입력부(122, 122a, 122b)로부터 출력된 광이 형광 현미경으로 출력되도록 광원 케이블(미도시)이 연결되는 커넥터 결합공(123a)이 설치된다.
상기 광파이버부(124)는 광 입력부(122), 광 입력부 1(122a) 및 광 입력부 2(122b)와 광 출력부(123) 사이를 각각 연결하여 상기 광 입력부(122), 광 입력부 1(122a) 및 광 입력부 2(122b)로부터 입력되는 광을 집광하여 광 출력부(123)로 전달되도록 하는 구성으로서, 바람직하게는 다수개의 광 섬유 다발로 이루어진다.
상기 광원 모듈(130, 130a, 130b)은 인쇄회로기판(131) 상에 적어도 하나 이상의 LED 칩(132)을 형성하여 빛을 출력하는 구성으로서, 광원 모듈(130), 광원 모듈 1(130a), 광원 모듈 2(130b)로 이루어지고, 상기 광원 모듈(130), 광원 모듈 1(130a), 광원 모듈 2(130b)은 파이버 어댑터(120)의 광 입력부(122), 광 입력부 1(122a) 및 광 입력부 2(122b)에 각각 설치되어 시료에 따라 서로 다른 파장의 빛을 출력한다.
또한, 상기 광원 모듈(130), 광원 모듈 1(130a), 광원 모듈 2(130b)은 390㎚ ~ 430㎚ 파장의 광(빛), 720㎚ ~ 800㎚ 파장의 광, 백색광 중 선택된 적어도 하나의 광이 출력되도록 한다.
상기 도관부(140)는 광원 모듈(130), 광원 모듈 1(130a), 광원 모듈 2(130b)의 전측에 설치되어 상기 광원 모듈(130), 광원 모듈 1(130a), 광원 모듈 2(130b)에서 출력되는 빛이 광 입력부(122), 광 입력부 1(122a), 광 입력부 2(122b)로 집광되어 입력될 수 있도록 안내한다.
상기 베이스부(150)는 광원 모듈(130), 광원 모듈 1(130a), 광원 모듈 2(130b)이 설치되어 고정되도록 하고, 상기 광원 모듈(130), 광원 모듈 1(130a), 광원 모듈 2(130b)의 동작으로 발생하는 열을 흡수하여 냉각되도록 한다.
상기 히트 싱크부(160)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금재로 이루어지고, 베이스부(150)의 일측에 설치되어 광원 모듈(130), 광원 모듈 1(130a), 광원 모듈 2(130b)의 동작으로 발생된 열이 상기 베이스부(150)를 통해 전도되면 흡수하여 공기와의 열교환을 통해 방열되도록 한다.
상기 열전소자(170)는 베이스부(150)와 히트 싱크부(160) 사이에 설치되어 상기 베이스부(150)를 냉각시키는 구성으로서, 전원이 공급되면 펠티어 효과에 의해 베이스부(150)측은 흡열되고 히트 싱크부(160)측으로 발열되도록 하여 냉각 효율이 더욱 향상될 수 있도록 하며, 상기 열전소자(170)는 광원 모듈(130), 광원 모듈 1(130a), 광원 모듈 2(130b)이 설치된 베이스부(150)의 배면에 열전소자(170), 열전소자 1(170a), 열전소자 2(170b)를 각각 설치하여 동작되도록 한다.
또한, 상기 열전소자(170), 열전소자 1(170a), 열전소자 2(170b)는 베이스부(150)를 중심으로 광원 모듈 1(130a), 광원 모듈 2(130b)와 서로 대향하여 상기 광원모듈들(130, 130a, 130b)과 동심축 상의 배면에 설치되도록 함으로써, 광원 모듈의 동작으로 발생되는 열이 열전소자들(170, 170a, 170b)로 빠르게 전도되도록 하여 신속한 발열을 통한 냉각이 이루어질 수 있게 한다.
또한, 상기 열전소자(170), 열전소자 1(170a), 열전소자 2(170b)의 동작 효율을 향상시키기 위해 각각의 열전소자(170), 열전소자 1(170a), 열전소자 2(170b)의 발열 동작을 수행하는 쪽에 냉각용 팬(미도시)을 추가 구성할 수도 있다.
상기 스위치부(180)는 사용자로부터 광원 모듈(130)의 온/오프 동작 신호를 검출하는 구성으로서, 바람직하게는 광원 모듈 1(130a)의 온/오프 동작 신호를 검출하는 스위치부 1(180a)과, 광원 모듈 2(130b)의 온/오프 동작 신호를 검출하는 스위치부 2(180b)를 포함하여 구성된다.
상기 제어부(190)는 스위치부(180), 스위치부 1(180a), 스위치부 2(180b)를 통해 입력되는 동작 신호에 따라 광원 모듈(130), 광원 모듈 1(130a), 광원 모듈 2(130b)의 온/오프 동작과 함께, 상기 광원 모듈(130), 광원 모듈 1(130a), 광원 모듈 2(130b)의 동작으로 발생되는 열을 흡수하여 방출될 수 있도록 열전소자(170), 열전소자 1(170a), 열전소자 2(170b)의 동작 제어 신호를 출력한다.
도 5는 본 발명에 따른 이동형 광원 장치의 사용 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 이동형 광원장치(100)에 광원 케이블(300)을 연결한 상태에서 상기 이동형 광원장치(100)를 거치하기 위해 고정부(200)의 수납홈(210)에 삽입하여 고정시킴으로써, 수직방향으로 설치할 수 있다.
또한, 도 6은 본 발명에 따른 이동형 광원 장치의 다른 사용 상태를 나타낸 사시도로서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 이동형 광원장치(100)에 광원 케이블(300)을 연결한 상태에서 삼각대 형상의 고정부(200')를 이동형 광원장치(100)와 결합하여 수평방향으로 설치할 수도 있다.
따라서 광원장치의 동작시에 설치 자유도를 향상시킬 수 있고, 검사대상 시료의 위치에 상관없이 적절한 위치로 이동시켜 검사용 광원을 출력할 수 있다.
또한, 검사대상 시료에 따라 사용자가 설정하는 임의의 파장을 갖는 빛을 선택적으로 제공함으로써, 다양한 검사를 수행할 수 있다.
또한, 광원의 동작과정에서 발생되는 열을 신속하게 냉각시킴으로써, 광원의 발광 효율을 개선하고, 열화로 인한 수명 단축을 개선할 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
100 : 이동형 광원 장치 110 : 하우징
110a : 상부 하우징 110b : 하부 하우징
120 : 파이버 어댑터 121 : 어댑터 몸체
122 : 광 입력부 122' : 도관 결합공
122a : 광 입력부 1 122b : 광 입력부 2
123 : 광 출력부 123a : 커넥터 결합공
124 : 광파이버부 130 : 광원 모듈
130a : 광원 모듈 1 130b : 광원 모듈 2
131 : 인쇄회로기판 132 : LED 칩
140 : 도관부 150 : 베이스부
160 : 히트싱크부 170 : 열전소자
170a : 열전소자 1 170b : 열전소자 2
180 : 스위치부 180a : 스위치부 1
180b : 스위치부 2 190 : 제어부
200, 200' : 고정부 210 : 수납홈
300 : 광원 케이블

Claims (9)

  1. 이동형 광원장치로서,
    하우징(110);
    상기 하우징(110)에 설치되어 서로 다른 파장의 빛을 출력하는 광원 모듈(130, 130a, 130b);
    상기 하우징(110)에 설치되어 광원 모듈(130, 130a, 130b)이 출력하는 빛을 광파이버부(124)를 통해 입력받아 광원으로 출력하는 파이버 어댑터(120);
    상기 파이버 어댑터(120)와 광원 모듈(130, 130a, 130b) 사이에 설치되고, 상기 광원 모듈(130, 130a, 130b)에서 발광되는 빛을 각각 집광하여 상기 파이버 어댑터(120)에 입력되도록 안내하는 도관부(140);
    상기 광원 모듈(130, 130a, 130b)이 고정되도록 지지하고, 상기 광원모듈(130, 130a, 130b)의 동작으로 발생하는 열을 흡수하여 냉각되도록 하는 베이스부(150); 및
    사용자로부터 임의의 파장을 갖는 빛이 선택적으로 출력되도록 상기 광원 모듈(130, 130a, 130b)의 온/오프 동작 신호를 검출하는 스위치부(180, 180a, 180b)를 포함하고,
    상기 이동형 광원 장치를 검사 대상 시료의 위치에 따라 수직방향 또는 수평방향에서 거치되도록 지지하는 고정부(200, 200')를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 광원 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 모듈(130, 130a, 130b)은 390㎚ ~ 430㎚ 파장의 광, 720㎚ ~ 800㎚ 파장의 광, 백색광 중 적어도 하나를 출력하는 것을 특징으로 하는 이동형 광원 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 장치는 베이스부(150)의 일측에 설치되어 광원 모듈(130, 130a, 130b)에서 발생되는 열을 흡수하여 방출시키는 히트 싱크부(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 광원 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광원 장치는 상기 베이스부(150)와 히트 싱크부(160) 사이에 설치한 열전소자(170)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 광원 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 장치는 스위치부(180, 180a, 180b)의 동작 신호에 따라 광원 모듈(130, 130a, 130b)과 열전소자(170, 170a, 170b)의 동작을 제어하는 제어부(190)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 광원 장치.
  9. 삭제
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