KR101821637B1 - Luminescence microscope - Google Patents

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KR101821637B1
KR101821637B1 KR1020160091423A KR20160091423A KR101821637B1 KR 101821637 B1 KR101821637 B1 KR 101821637B1 KR 1020160091423 A KR1020160091423 A KR 1020160091423A KR 20160091423 A KR20160091423 A KR 20160091423A KR 101821637 B1 KR101821637 B1 KR 101821637B1
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leds
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KR1020160091423A
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김윤석
김상묵
주진우
이유림
백종협
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한국광기술원
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Abstract

The present invention relates to a luminescence microscope capable of detecting fluorescence of an observation sample by irradiating a plurality of excitation lights with a plurality of excitation light sources, comprising: an LED light source module (100) composed of at least more than two LEDs (110) which generate excitation lights of specific wavelengths different from each other; a detecting unit (200) for detecting emitted light generated in the sample; an optical filter module (300) including two or more optical filters (310) provided at a front end of the detecting unit (200) and capable of blocking the excitation light among lights incident on the detecting unit (200) and corresponding to the LED (110); and one beam splitter (400) in which the excitation light generated from the LED (110) is directly irradiated and reflected in the direction of a sample (2), and in which the emitted light generated in the sample (2) is transmitted.

Description

발광 현미경{Luminescence microscope}Luminescence microscope

본 발명은 복수의 여기 광원을 구비하여 복수의 여기광의 조사에 의해 관찰 시료의 발광 검출이 이루어질 수 있는 발광 현미경에 관한 것이다.
The present invention relates to a light emitting microscope having a plurality of excitation light sources and capable of detecting light emission of an observation sample by irradiation of a plurality of excitation lights.

발광은 물질 중의 전자가 여러 가지의 자극에 의해 바닥상태(ground state)에서 들뜬 상태(excited state)로 천이가 이루어질 수 있으며, 이렇게 들뜬 상태의 전자는 다시 안정한 상태의 바닥상태로 되돌아가면서 그 에너지 차이에 해당하는 빛을 방출하는 현상을 말한다. 발광은 여기 자극원에 따라서 광여기발광, 전자여기발광, 음극선발광, 형광, 인광 등이 있다.The electrons in the material can be transited from the ground state to the excited state by various stimuli. The electrons in this excited state return to the ground state in a stable state again, Which is a phenomenon that emits light corresponding to the light. The luminescence may be a photoexcitation luminescence, an electron excitation luminescence, a cathode luminescence, a fluorescence, a phosphorescence or the like depending on excitation sources here.

그 중에서 형광현미경은, 형광체가 특정 파장의 빛을 흡수하면 형광을 발하는 원리를 이용하여 시료에 형광 물질(형광색소)을 처리한 후, 시료에 형광 물질의 흡수 파장의 광을 조사하고 시료로부터 발산되는 방사광을 통해 시료를 관찰하는 장치를 말한다. 형광현미경은 일반적인 광학현미경에 비해 선명한 영상을 얻을 수 있으므로 바이오 칩과 같은 시료를 관찰하는 경우 널리 이용된다.Among them, fluorescence microscopy is a technique in which a fluorescent substance (fluorescent pigment) is treated on a sample using the principle that a fluorescent substance emits fluorescence when the light absorbs a specific wavelength of light, and then the sample is irradiated with light having an absorption wavelength of the fluorescent substance, Is a device that observes a sample through the emitted radiation. Fluorescence microscopy is widely used when observing a sample such as a biochip because a clear image can be obtained compared with a general optical microscope.

도 1은 일반적인 형광현미경을 개략적으로 보여주는 구성도이다.1 is a schematic view showing a general fluorescence microscope.

도 1을 참고하면, 형광현미경은 광원부(10)와, 광원부(10)에서 방사된 광 중에서 특정 파장의 단색광만을 선별하여 여기광(exciting light)의 투과가 이루어지는 제1광필터(21)와, 여기광을 플레이트(1)에 위치한 시료(2)에 조사하기 위한 대물렌즈(22)와, 시료(2)로부터 발생된 방출광(emitting light)을 검출하기 위한 검출기(30)와, 검출기(30) 전단에 마련되어 검출기(30)로 입사되는 광 중에서 여기광을 차단하기 위한 제2광필터(23)와, 대물렌즈(22)와 검출기(30) 사이의 광로 상에 배치되어 제1광필터(21)를 통과한 여기광을 대물렌즈(22)로 반사하고 시료(2)에서 발생된 발광 신호에 대해서는 투과가 이루어지는 다이크로익 미러(dichroic mirror, DM)(24)로 구성된다.1, the fluorescence microscope comprises a light source 10, a first optical filter 21 for selectively transmitting monochromatic light of a specific wavelength among the light emitted from the light source 10 and transmitting exciting light, An objective lens 22 for irradiating excitation light to the sample 2 placed on the plate 1, a detector 30 for detecting emitted light generated from the sample 2, a detector 30 A second optical filter 23 provided at the front end for blocking the excitation light from the light incident on the detector 30 and a second optical filter 23 disposed on the optical path between the objective lens 22 and the detector 30, And a dichroic mirror (DM) 24 through which the excitation light having passed through the objective lens 21 is reflected by the objective lens 22 and the light emission signal generated from the sample 2 is transmitted.

일반적으로 형광현미경에 사용되는 광원부(10)는 연속광원(또는 백색광원)으로써 수은등, 제논등이 사용되고 있으며, 제1광필터(21)(이하, '여기광 필터'로도 지칭함)는 광원부(10)에서 발생된 백색광원 중에서 시료(2)에 부착된 형광체의 흡수 파장과 일치하는 단색광(여기광)만이 선택적으로 투과되어 시료(2)에 조사된다.The first optical filter 21 (hereinafter also referred to as an 'excitation light filter') is used as a continuous light source (or a white light source) in a light source unit 10 Only the monochromatic light (excitation light) coinciding with the absorption wavelength of the phosphor attached to the sample 2 is selectively transmitted through the white light source generated in the sample 2 to be irradiated onto the sample 2.

다이크로익 미러(24)는 제1광필터(21)를 투과한 여기광을 시료(2) 방향으로 반사시키게 되며, 또한 시료(2)에서 발생될 방출광은 다이크로익 미러(24)를 투과하여 검출기(30)에서 검출이 이루어진다.The dichroic mirror 24 reflects the excitation light transmitted through the first optical filter 21 in the direction of the sample 2 and the emitted light generated in the sample 2 is reflected by the dichroic mirror 24 And is detected by the detector 30.

한편, 이상적인 다이크로익 미러(24)는 입사된 여기광을 모두 반사시키고 시료(2)에서 발생된 방출광은 모두 투과가 이루어져야 하지만 여기광이 완벽히 차단되지 못하므로 검출기(30) 전단에 마련된 제2광필터(23)에서 여기광의 차단이 이루어진다.On the other hand, the ideal dichroic mirror 24 reflects all of the incident excitation light, and all of the emitted light generated from the sample 2 must be transmitted. However, since the excitation light is not completely blocked, The excitation light is cut off by the two-light filter 23.

일반적으로 시료에서의 방출광의 파장(λ1)은 여기광의 파장(λ2) 보다 길며(λ2<λ1), 따라서 제2광필터는 장파장 투과필터(long-pass filter, LP)가 사용된다.In general, the wavelength lambda 1 of the emitted light in the sample is longer than the wavelength lambda 2 of the excitation light (lambda 2 <lambda 1), and thus the long-pass filter LP is used for the second optical filter.

이러한 형광현미경은 관찰 시료에 발광성질을 가지는 성분의 이미지를 고분해능으로 관찰하는데 사용되며, 생물, 의학, 반도체 분야 등에 널리 사용되고 있다.Such a fluorescence microscope is used to observe the image of a component having a luminescence property in an observation sample with high resolution, and is widely used in biological, medical, and semiconductor fields.

그러나, 종래의 형광현미경은 시료를 여기시키기 위한 광원부로 사용되는 수은(Hg) 램프 또는 제논(Xe) 램프는 광원에 사용되는 원소들이 환경에 매우 유해하여 그 사용이 국제적으로 점차 제한되고, 장기적으로 그 사용이 금지될 수 있는 가능성을 가지고 있다.However, in a conventional fluorescence microscope, a mercury (Hg) lamp or a xenon (Xe) lamp used as a light source for exciting a sample is very harmful to the environment and its use is gradually restricted internationally, It has the possibility that its use can be prohibited.

이러한 광원은 고압의 가스 상태에서 방전을 일으켜 고유의 원자 종이 발하는 스펙트럼의 특성을 이용하고 있으며, 제조 원리상 장시간 사용 시 그 상태가 일정하게 유지되기 어렵고 수은 등의 경우 약 200 시간 정도의 매우 짧은 수명을 가지고 있어, 잦은 교체로 인하여 유지, 관리에 불편함이 있다.Such a light source uses a characteristic of spectra emitted from a specific atomic species due to a discharge in a gaseous state at a high pressure. It is difficult to maintain a constant state when used for a long time in the manufacturing principle, and a very short lifetime And there is an inconvenience in maintenance and management due to frequent replacement.

또한 종래의 형광현미경은 연속광원에서 발생된 광(light) 중에서 여기광 필터를 이용하여 특정 파장의 단색광만을 선택하고, 시료 방향으로 향하도록 반사시키는 DM과 함께 DM에서 모두 제거되지 않은 여기광을 제거하기 위한 LP필터가 반드시 필요로 하며, 따라서 사용하는 광원의 개수에 따라 여기광 필터, 다이크로익 미러, 및 장파장 투과필터로 구성된 세 가지의 광학부품이 조합된 큐브를 사용해야만 한다.In the conventional fluorescence microscope, only the monochromatic light of a specific wavelength is selected by using the excitation light filter among the light generated from the continuous light source, and excitation light not completely removed from the DM is removed The LP filter is indispensable, and therefore, the cube having the combination of the three optical components consisting of the excitation light filter, the dichroic mirror, and the long wavelength transmission filter must be used according to the number of the light sources to be used.

특히, 다양한 광을 조사하여 형광영상을 얻어서 이를 서로 비교하여 시료(2)의 정확한 형상을 관찰할 필요가 있으며, 이에 시료에 다양한 여기광을 조사할 수 있는 다수의 광원부를 포함하는 멀티 형광현미경이 개발되어 있다.In particular, it is necessary to observe the precise shape of the sample 2 by obtaining a fluorescence image by irradiating various light to compare them, and a multi-fluorescence microscope including a plurality of light sources capable of irradiating various excitation light to the sample Has been developed.

현재 나와 있는 멀티 형광현미경에서는 큐브의 조합이 적게는 2개에서 8개까지 조합되어 판매되고 있으며, 여기 광원의 파장의 종류를 증가시키고자 할 경우 필수적으로 큐브광학계의 수가 증가되어 장비의 가격을 증가시키는 요인으로 작용한다.
In the present multi-fluorescence microscope, a combination of two or more cube is sold in combination of two to eight. If the wavelength of the light source is increased, the number of the cube optical system is increased, .

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공개특허공보 제10-2009-0118774호(공개일자: 2009.11.18)Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2009-0118774 (published on November 18, 2009) 공개특허공보 제10-2010-0087141호(공개일자: 2010.08.03)Published Patent Publication No. 10-2010-0087141 (Published Date: Aug. 03, 2010)

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 다수의 여기 광원을 사용하여 시료의 발광을 검출하기 위한 발광 현미경에 있어서, 장비 구성을 단순화하고 소모성 부품의 짧은 교체주기를 개선할 수 있는 발광 현미경을 제공하고자 하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a light emitting microscope for detecting light emission of a sample using a plurality of excitation light sources, It is intended to provide a microscope.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 현미경은, 서로 다른 파장의 여기광을 발생시키는 적어도 두 개 이상의 LED를 포함하는 LED 광원모듈과; 시료에서 발생된 방출광을 검출하기 위한 검출부와; 상기 검출부의 전단에 마련되어 상기 검출부로 입사되는 광 중에서 여기광을 차단하되, 상기 LED와 대응되어 각 여기광을 차단할 수 있는 두 개 이상의 광필터를 포함하는 광필터 모듈과; 상기 LED로부터 발생된 여기광이 직접 조사되어 시료 방향으로 반사가 이루어지고 시료에서 발생된 방출광의 투과가 이루어지는 하나의 빔 스플리터;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting microscope comprising: an LED light source module including at least two LEDs for generating excitation light having different wavelengths; A detector for detecting emitted light generated in the sample; An optical filter module provided at a front end of the detection unit and including at least two optical filters for shielding excitation light from light incident on the detection unit and corresponding to the LEDs and blocking excitation light; And a beam splitter through which the excitation light generated from the LED is directly irradiated and reflected in the sample direction and the emitted light generated in the sample is transmitted.

바람직하게는, 상기 광필터 모듈은, 상기 광필터가 평면적으로 배치되어 고정되는 고정부재와; 상기 고정부재를 구동하기 위한 구동부;를 포함하며, 보다 바람직하게는, 상기 고정부재는 상기 구동부에 의해 회전 가능한 회동축을 포함한다.Preferably, the optical filter module includes: a fixing member having the optical filter arranged and fixed in a plane; And a driving unit for driving the fixing member. More preferably, the fixing member includes a rotation axis rotatable by the driving unit.

바람직하게는, 상기 LED 광원모듈은, 상기 LED가 평면적으로 배치되어 고정되는 고정부재와; 상기 고정부재를 구동하기 위한 구동부;를 포함한다.Preferably, the LED light source module comprises: a fixing member in which the LED is arranged and fixed in a plane; And a driving unit for driving the fixing member.

바람직하게는, 상기 빔 스플리터는 반사율/투과율의 비율이 0.5 이하인 것을 특징으로 한다.
Preferably, the beam splitter has a reflectance / transmittance ratio of 0.5 or less.

본 발명에 따른 발광 현미경은, 여기 광원으로서 고출력의 단색광인 복수의 LED를 구성된 LED 광원모듈과, 검출부의 전단에 마련되어 LED와 대응되어 각 여기광을 차단할 수 있는 복수의 광필터로 구성된 광필터 모듈과, LED에서 발생된 여기광이 직접 조사되어 시료 방향으로 반사가 이루어지고 시료에서 발생된 방출광의 투과가 이루어지는 하나의 빔 스플리터를 포함하여, 특정 여기광을 선별하기 위한 별도의 여기광 필터를 배제할 수 있으며, 또한 여기광원의 파장에 상관없이 하나의 빔 스플리터만으로 시료의 형광 이미지 검출이 가능하여 장비 구성을 단순화하고 관리 유지가 편리한 장점이 있다.
The light emitting microscope according to the present invention comprises an LED light source module constituted by a plurality of LEDs which are monochromatic lights of high output power as an excitation light source and an optical filter module provided at the front end of the detection section and composed of a plurality of optical filters corresponding to the LEDs, And a beam splitter through which the excitation light generated from the LED is directly irradiated and reflected in the sample direction, and the emitted light generated in the sample is transmitted, thereby eliminating a separate excitation light filter for selecting specific excitation light And the fluorescence image of the sample can be detected with only one beam splitter regardless of the wavelength of the excitation light source, thereby simplifying the configuration of the apparatus and facilitating maintenance.

도 1은 일반적인 형광 현미경을 개략적으로 보여주는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 발광 현미경의 구성도,
도 3의 (a)(b)는 다른 실시예에 따른 LED 광원모듈의 구성도,
도 4는 본 발명의 발광 현미경에 있어서 광필터 모듈의 평면 구성도.
1 is a schematic view showing a general fluorescence microscope,
2 is a configuration diagram of a light emitting microscope according to the present invention,
3 (a) and 3 (b) are a configuration diagram of an LED light source module according to another embodiment,
4 is a planar view of the optical filter module in the light emitting microscope of the present invention.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The specific structure or functional description presented in the embodiment of the present invention is merely illustrative for the purpose of illustrating an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention can be implemented in various forms. And should not be construed as limited to the embodiments described herein, but should be understood to include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the terms first and / or second etc. may be used to describe various components, but the components are not limited to the terms. The terms may be referred to as a second element only for the purpose of distinguishing one element from another, for example, to the extent that it does not depart from the scope of the invention in accordance with the concept of the present invention, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.Whenever an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but it should be understood that other elements may be present in between something to do. On the other hand, when it is mentioned that an element is "directly connected" or "directly contacted" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions for describing the relationship between components, such as "between" and "between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should also be interpreted.

본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It will be further understood that the terms " comprises &quot;, or "having &quot;, and the like in the specification are intended to specify the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에 예시된 것과 같이, 본 발명의 발광 현미경은, 복수 개의 LED(110)를 포함하는 LED 광원모듈(100)과, 시료(2)에서 발생된 방출광을 검출하기 위한 검출부(200)와, 복수 개의 광필터(310)를 포함하는 광필터 모듈(300)과, LED(110)에서 발생된 여기광을 시료 방향으로 반사하고 시료에서 발생된 방출광이 검출부(200) 방향으로 투과가 이루어지는 하나의 빔 스플리터(400)를 포함한다.2, the light emitting microscope of the present invention includes an LED light source module 100 including a plurality of LEDs 110, a detecting unit 200 for detecting emitted light generated from the sample 2, An optical filter module 300 including a plurality of optical filters 310 and an optical filter 300 which reflects the excitation light generated from the LED 110 in the direction of the sample and transmits the emission light emitted from the sample in the direction of the detection unit 200 And one beam splitter (400).

본 발명에서 여기 광원으로 단색광인 LED(Light Emitting Diode)(110)가 사용되며, 서로 다른 특정 파장의 여기광을 발생시키도록 복수의 LED로 구성될 수 있다.In the present invention, a light emitting diode (LED) 110, which is a monochromatic light, is used as an excitation light source, and may be composed of a plurality of LEDs to generate excitation light having a specific wavelength.

한편, LED 광원모듈은 청색(Blue), 녹색(Green), 적색(Red), 황색(Yellow), 또는 특정 파장의 광출력이 이루어지는 LED가 사용될 수 있으며, 백색(White) LED를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the LED light source module may be an LED that emits blue, green, red, yellow, or light of a specific wavelength, and may further include a white LED. have.

LED는 수은 램프 또는 제논 램프와는 달리 수명이 길어서 교체 주기에 따른 유지보수가 편리하고 점등 시간에 따른 광량 저하가 적어서 안정적인 이미지를 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한 LED는 입력 전류에 따라서 수 와트(W)의 광출력을 쉽게 구현이 가능하다.Unlike mercury lamps or xenon lamps, LEDs have a long lifespan, so maintenance is easy in accordance with the replacement cycle, and there is little drop in light quantity according to lighting time, so that a stable image can be obtained. In addition, the LED can easily realize light output of several watts (W) according to the input current.

특히 수은 램프나 제논 램프에서는 여기광만을 선별하기 위한 여기광 필터가 요구되며, 이때 여기광 필터를 투과한 여기광의 출력이 충분하지 못하여 높은 반사율로 시료에 집광하기 위해 다이크로익 미러가 필요하였으나, 본 발명은 고출력의 단색광인 LED를 사용함으로써 별도의 여기광 필터를 사용하지 않는 것을 특징적인 것으로 한다.In particular, a mercury lamp or a xenon lamp requires an excitation light filter to select only the excitation light. In this case, since the excitation light transmitted through the excitation light filter is insufficient, a dichroic mirror is required to concentrate the light with high reflectance, The present invention is characterized in that a separate excitation light filter is not used by using an LED which is a monochromatic light with high output.

바람직하게는, LED 광원모듈(100)은, LED(110)가 평면적으로 배치되어 고정되는 제1고정부재(120)와, 제1고정부재(120)를 구동하기 위한 제1구동부(130);를 포함할 수 있다.Preferably, the LED light source module 100 includes a first fixing member 120 in which the LEDs 110 are arranged and fixed in a planar manner, a first driving unit 130 for driving the first fixing member 120; . &Lt; / RTI &gt;

본 실시예에서 제1고정부재(120)는 복수의 LED(110)가 고정되어 회동 가능한 회전부재로서 제1회동축(131)에 의해 제1구동부(130)와 연결되어 제1구동부(130)의 회전 구동에 의해 복수의 LED(110) 중에서 특정 LED(110)가 선택되어 여기 광원으로 사용될 수 있다. 각 LED(110)는 전원부(미도시)가 연결되어 점등 제어가 이루어질 수 있다.The first fixing member 120 may include a plurality of LEDs 110 fixed and rotatable and connected to the first driving unit 130 by a first rotating shaft 131 so as to be coupled to the first driving unit 130, The specific LED 110 among the plurality of LEDs 110 may be selected and used as an excitation light source by the rotational driving of the LEDs 110. [ Each of the LEDs 110 is connected to a power source (not shown) so that lighting control can be performed.

도 3의 (a)(b)는 다른 실시예에 따른 LED 광원모듈의 구성도이다.3A and 3B are block diagrams of an LED light source module according to another embodiment.

도 3의 (a)(b)를 참고하면, 본 실시예의 LED 광원모듈(600)은 서로 다른 파장의 여기광을 발생시키는 복수 개의 LED(610)(621)를 포함하며, 바람직하게는, 복수 개의 LED(610)(621)는 제1LED(610)와, 제1LED(610)와 직교하는 광축을 갖도록 배치되는 복수 개의 제2LED(621)로 구성될 수 있다.3 (a) and 3 (b), the LED light source module 600 of the present embodiment includes a plurality of LEDs 610 and 621 for generating excitation light of different wavelengths, The LEDs 610 and 621 may include a first LED 610 and a plurality of second LEDs 621 arranged to have an optical axis orthogonal to the first LED 610.

제2LED(621) 각각은 제1LED(610)의 광축 방향으로 광을 전반사시키는 반사미러(622)가 마련되며, 반사미러(622)는 구동부(미도시)와 연결되는 구동암(623)이 마련되어 전후 이동이 가능하다.Each of the second LEDs 621 is provided with a reflection mirror 622 that totally reflects light in the optical axis direction of the first LED 610 and the reflection mirror 622 is provided with a drive arm 623 connected to a drive unit It is possible to move forward and backward.

따라서, 각 반사미러(622)의 위치에 따라서 특정 LED에서 발생된 여기광의 조사가 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 각 반사미러(622)는 제1LED(610)의 광축(C) 상에서 오프(off)되어 위치한 상태에서 제1LED(610)가 발광되어 제1LED(610)에서 여기광이 발생되며, 또는 특정 반사미러(622)가 광축(C) 상에 위치함으로써 해당되는 제2LED(621)가 발광하여 여기광이 발생될 수 있다.
For example, each reflective mirror 622 may be turned off (off) on the optical axis C of the first LED 610. For example, each reflective mirror 622 may be turned off on the optical axis C of the first LED 610, The first LED 610 emits light and excitation light is generated in the first LED 610 or the specific reflection mirror 622 is positioned on the optical axis C so that the corresponding second LED 621 emits light So that excitation light can be generated.

다시 도 2를 참고하면, 검출부(200)는 시료(2)의 방출광을 검출하기 위한 것으로, 주지의 CCD 이미지 소자 또는 CMOS 이미지 소자 등에 의해 제공되어 시료의 형광 이미지를 얻을 수 있다.Referring again to FIG. 2, the detection unit 200 is for detecting emitted light of the sample 2, and can be provided by a well-known CCD image element or a CMOS image element to obtain a fluorescent image of the sample.

광필터 모듈(300)은 검출부(200) 전단에 마련되어 검출부(200)의 입사광 중에서 LED(110)에 의한 여기광을 차단하게 되며, 바람직하게는, 각 LED(110)와 대응되어 각 여기광을 차단할 수 있는 두 개 이상의 광필터(310)로 구성됨을 특징으로 한다.The optical filter module 300 is disposed at the front end of the detection unit 200 to block the excitation light from the LED 110 in the incident light of the detection unit 200. Preferably, And at least two optical filters (310) capable of blocking light.

이러한 광필터 모듈(300)은, 광필터(310)가 평면적으로 배치되어 고정되는 제2고정부재(320)와, 제2고정부재(320)를 구동하기 위한 제2구동부(330);를 포함할 수 있다.The optical filter module 300 includes a second fixing member 320 in which the optical filter 310 is arranged and fixed in a plane and a second driving unit 330 for driving the second fixing member 320 can do.

본 실시예에서 제2고정부재(320)는 복수의 광필터(310)가 고정되어 회동 가능한 회전부재로서 제2회동축(331)에 의해 제2구동부(330)와 연결되어 제2구동부(330)의 회전 구동에 의해 복수의 광필터(310) 중에서 특정 광필터(310)가 선택되어 여기광의 차단이 이루어질 수 있다.The second fixing member 320 is connected to the second driving unit 330 by the second rotating shaft 331 as a rotatable member that is fixed and rotatable by the plurality of optical filters 310 so that the second driving unit 330 The specific optical filter 310 among the plurality of optical filters 310 can be selected to block excitation light.

도 4는 본 발명에 따른 광필터 모듈의 평면 구성도로서, LED의 구성에 따라서 각 여기광을 차단할 수 있는 다수의 광필터로 구성될 수 있으며, 시료에서의 방출광은 여기광의 파장에 대해 적색 방향으로 이동하는 스토크스 쉬프트(Stokes Shift)에 의해 길어지며, 따라서, LED 광원에 대응되어 청색(B), 녹색(G), 적색(R), 황색(Y), 또는 특정 파장(λ)에 대한 필터링이 이루어지는 장파장 투과필터에 의해 제공될 수 있다. 한편, 제2고정부재(320)는 관통 형성되어 백색광(W)이 투광 가능한 윈도우를 더 포함할 수 있으며, 이 윈도우는 여기광으로 백색 LED가 사용될 경우에 반사 이미지 관찰에 사용될 수 있다.FIG. 4 is a plan view of the optical filter module according to the present invention. The optical filter module may include a plurality of optical filters capable of blocking excitation light according to the configuration of the LED, (B), green (G), red (R), yellow (Y), or a specific wavelength (?) Corresponding to the LED light source by a Stokes shift Can be provided by a long-wavelength transmission filter in which filtering is performed on the signal. On the other hand, the second fixing member 320 may further include a window through which the white light W can be transmitted, and this window may be used for reflection image observation when a white LED is used as the excitation light.

다시 도 2를 참고하면, 빔 스플리터(400)는 서로 직각으로 배치되는 LED 광원모듈(100)과 검출부(200)의 교차점에 위치하여 LED(110)에서 발생된 여기광을 시료(2) 방향으로 반사하게 되며, 시료(2)에서 발생된 방출광은 검출부(200) 방향으로 투과된다.2, the beam splitter 400 is positioned at the intersection of the LED light source module 100 and the detecting unit 200 arranged at right angles to each other, and excitation light generated from the LED 110 is directed toward the sample 2 And the emitted light generated in the sample 2 is transmitted in the direction of the detection unit 200.

특히, 본 발명에서 빔 스플리터(400)는 일정 반사율/투과율의 비율을 갖고 하나로 제공되어 복수의 LED 광원과 복수의 광필터에 대해 여기광을 시료로 반사하고 시료의 방출광의 투과가 이루어짐을 특징으로 한다.Particularly, in the present invention, the beam splitter 400 is provided as one with a certain reflectance / transmittance ratio and is characterized in that the excitation light is reflected by the sample to a plurality of LED light sources and a plurality of optical filters, and the emitted light of the sample is transmitted do.

바람직하게는, 본 발명에서 빔 스플리터(400)는 반사율/투과율의 비율이 0.5 이하를 가짐으로써, LED(110)에서 발생된 여기광의 반사율을 낮게 하고 시료(2)에서 발생된 방출광의 투과율을 높게 하여 검출부(200)에 입사되는 시료의 방출 광량을 높게 할 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이, 단색광원인 LED는 인가된 전류에 따라서 충분한 광출력을 얻을 수 있으므로, 빔 스플리터(400)에서 여기광의 반사율이 낮더라도 시료(2)에 충분한 여기광을 전달할 수 있으므로, 본 발명에서 빔 스플리터(400)는 0.5 이하의 반사율/투과율의 비율을 갖는 것이 바람직하다.Preferably, in the present invention, the beam splitter 400 has a reflectance / transmittance ratio of 0.5 or less, thereby lowering the reflectance of the excitation light generated from the LED 110 and increasing the transmittance of the emitted light generated from the sample 2 The amount of emitted light of the sample incident on the detection unit 200 can be increased. As described above, since sufficient light output can be obtained in accordance with the applied current, the LED for monochromatic light can transmit sufficient excitation light to the sample 2 even if the reflectance of the excitation light is low in the beam splitter 400, The beam splitter 400 preferably has a reflectance / transmittance ratio of 0.5 or less.

도면부호 500은 빔 스플리터(400)에서 반사된 여기광을 시료(2)에 집광하여 조사하고 시료(2)에서 방출된 방출광을 검출부(200)로 안내하기 위한 광학기구이며, 이러한 광학기구는 필요에 따라서 검출부(200)로 입사된 광로 상에도 마련될 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
Reference numeral 500 denotes an optical mechanism for collecting and irradiating excitation light reflected by the beam splitter 400 onto a specimen 2 and guiding emission light emitted from the specimen 2 to the detection unit 200, It is to be understood that the present invention can be also applied to an optical path incident on the detector 200 as needed.

이와 같이 구성된 본 발명의 발광 현미경은, 조사 대상 시료(2)에 따라서 LED 광원모듈(100)에서 선택된 특정 LED(110)가 여기광으로 사용되며, 이때 광필터 모듈(300)에서는 해당 LED(110)의 여기광을 차단할 수 있는 광필터(310)가 선택되어 위치하여 검출부(200)에서는 시료(2)에서 발생된 방출광을 검출하여 시료의 형광 이미지를 얻을 수가 있다.In the light emitting microscope of the present invention configured as described above, the specific LED 110 selected from the LED light source module 100 is used as the excitation light according to the sample 2 to be irradiated. At this time, in the optical filter module 300, The fluorescence image of the sample can be obtained by detecting the emitted light generated from the sample 2 in the detection unit 200. In this case,

특히, 본 발명은 여기 광원으로서 고출력의 단색광인 LED를 사용하여 특정 여기광을 선별하기 위한 별도의 여기광 필터를 배제할 수 있으며, 또한 여기광원의 파장에 상관없이 하나의 빔 스플리터(400)만으로 시료의 형광 이미지 검출이 가능하여 장비 구성을 단순화하고 관리 유지가 편리하다.
Particularly, in the present invention, it is possible to exclude a separate excitation light filter for selecting specific excitation light by using an LED, which is monochromatic light with high output power as an excitation light source, and to use only one beam splitter 400 It is possible to detect fluorescence image of sample and simplify equipment configuration and maintenance is convenient.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

100 : LED 광원모듈 110 : LED
120 : 제1고정부재 130 : 제1구동부
200 : 검출부 300 : 광필터 모듈
310 : 광필터 320 : 제2고정부재
330 : 제2구동부 400 : 빔 스플리터
100: LED light source module 110: LED
120: first fixing member 130: first driving part
200: Detector 300: Optical filter module
310: optical filter 320: second fixing member
330: second driving part 400: beam splitter

Claims (6)

서로 다른 파장의 여기광을 발생시키는 적어도 두 개 이상의 LED(110)를 포함하는 LED 광원모듈(100)과;
시료에서 발생된 방출광을 검출하기 위한 검출부(200)와;
상기 검출부(200)의 전단에 마련되어 상기 검출부(200)로 입사되는 광 중에서 여기광을 차단하되, 상기 LED(110)와 대응되어 각 여기광을 차단할 수 있는 두 개 이상의 광필터(310)를 포함하는 광필터 모듈(300)과;
상기 LED(110)로부터 발생된 여기광이 직접 조사되어 시료 방향으로 반사가 이루어지고 시료에서 발생된 방출광의 투과가 이루어지되, 반사율/투과율이 0.5 이하인 하나의 빔 스플리터(400);를 포함하며,
상기 LED 광원모듈(100)은,
제1LED(610)와;
상기 제1LED(610)의 광축(C)과 직교하는 광축을 갖도록 배치되는 복수 개의 제2LED(621)와;
상기 제2LED(621) 각각에 대해 상기 광축(C) 방향으로 광을 전반사시킬 수 있도록 마련된 복수의 반사미러(622)와;
상기 반사미러(622) 각각에 구비된 구동암(623)을 상기 광축(C)과 직각 방향으로 선택적으로 전후 구동하게 되는 제1구동부;를 포함하며,
상기 광필터 모듈(300)은,
상기 광필터(310)가 평면적으로 배치되어 고정되며, 회동축(331)을 갖고 회전 가능한 고정부재(320)와;
상기 고정부재(320)의 회동축(331)과 결합되어 상기 고정부재(320)를 회전 구동하기 위한 제2구동부(330);를 포함하는 발광 현미경.
An LED light source module (100) including at least two LEDs (110) generating excitation light of different wavelengths;
A detector (200) for detecting emitted light generated in the sample;
Two or more optical filters 310 provided at the front end of the detecting unit 200 to block the excitation light from the light incident on the detecting unit 200 and to block excitation light corresponding to the LEDs 110 An optical filter module 300;
And a beam splitter (400) having a reflectance / transmittance of 0.5 or less, wherein the excitation light generated from the LED (110) is directly irradiated and reflected in the sample direction, and the emitted light generated in the sample is transmitted,
The LED light source module (100)
A first LED 610;
A plurality of second LEDs 621 arranged to have an optical axis orthogonal to an optical axis C of the first LED 610;
A plurality of reflection mirrors 622 provided to each of the second LEDs 621 so as to totally reflect light in the direction of the optical axis C;
And a first driving unit that selectively drives the driving arm 623 provided in each of the reflection mirrors 622 in a direction perpendicular to the optical axis C,
The optical filter module (300)
A fixing member 320 rotatable with the rotation axis 331, the optical filter 310 being arranged and fixed in a plane;
And a second driving part (330) coupled to the rotation axis (331) of the fixing member (320) to rotationally drive the fixing member (320).
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