KR102144523B1 - 일체화된 카트리지 - Google Patents

일체화된 카트리지 Download PDF

Info

Publication number
KR102144523B1
KR102144523B1 KR1020180147781A KR20180147781A KR102144523B1 KR 102144523 B1 KR102144523 B1 KR 102144523B1 KR 1020180147781 A KR1020180147781 A KR 1020180147781A KR 20180147781 A KR20180147781 A KR 20180147781A KR 102144523 B1 KR102144523 B1 KR 102144523B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cartridge
present
sample
insertion hole
sample receiving
Prior art date
Application number
KR1020180147781A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200061926A (ko
Inventor
이종묵
이강욱
Original Assignee
(주) 솔
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 솔 filed Critical (주) 솔
Priority to KR1020180147781A priority Critical patent/KR102144523B1/ko
Priority to PCT/KR2019/008974 priority patent/WO2020022713A1/ko
Publication of KR20200061926A publication Critical patent/KR20200061926A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102144523B1 publication Critical patent/KR102144523B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/2813—Producing thin layers of samples on a substrate, e.g. smearing, spinning-on

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 일체화된 카트리지는 시료 투입부를 통해 주입된 시료가 위치하는 시료 수용부가 형성된 제1 면과, 상기 제1 면과 마주보는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면 중 상기 시료 수용부의 하면은 평면이고, 상기 제2 면에는 이미지 센서 패키지가 삽입될 수 있는 삽입홀이 형성되고, 상기 제1 면에서 상기 제2 면을 향하는 방향에서 볼 때 상기 시료 수용부와 상기 삽입홀은 오버랩되는 카트리지 본체를 포함하고, 상기 카트리지 본체는 동일한 재료로 일체화 성형된 것이다.

Description

일체화된 카트리지{INTEGRATED CARTRIDGE}
본 발명은 일체화된 카트리지에 관한 것으로 더욱 자세히는 보정부, 이미지 센서 패키지 및 필터 중 적어도 일부가 일체화된 카트리지에 관한 것이다.
카트리지는 크게 현미경용 카트리지와 체외 진단용 카트리지로 구분할 수 있다. 현미경용 카트리지는 스트립을 가지고 있지 않으며, 세포계수, 혈구계수, 라이브 셀(live cell) 모니터링 등에 이용될 수 있다. 체외 진단용 카트리지는 스트립을 가지고 있으며, 면역크로마토그래피(immunochromatography)로서 발광/형광/발색 등을 통해 시료(병원균 또는 혈액 등의 바이오 유체 시료)를 분석하여 질병, 임신, 배란 및 약물 남용 여부 등을 진단할 때 이용되거나 하판에 형성된 DNA 패턴을 분석할 때 이용되기도 하며, 전기영동(electrophoresis) 시에도 이용되기도 한다.
예컨대, 도 1을 참조하면 현미경용 카트리지가 도시되어 있으며, 카트리지(1)는 일반적으로 플라스틱을 사출 성형하여 제조되며, 시료 투입부(10)를 통해 카트리지(1) 내부로 측정하고자 하는 시료(예컨대, 병원균 또는 혈액 등의 바이오 유체 시료)를 흘려보내고 고배율의 광학 현미경을 이용하여 카트리지(1) 내의 시료를 관찰할 수 있다.
다만, 고배율의 광학 현미경이 갖춰진 실험실에서는 시료를 관찰하는 것에 문제가 없지만, 실험실 밖의 야외 현장에서 카트리지(1) 내의 시료를 관찰하기 위해서는 상대적으로 부피가 큰 고배율의 광학 현미경을 준비해야 하는 번거로움이 따른다.
등록특허공보 제10-1516563호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 카트리지에 보정부, 이미지 센서 패키지 및 필터 중 적어도 일부를 일체화시켜 모듈화시킴으로써 고배율의 광학 현미경을 준비하지 않더라도 야외 현장에서 체외 진단이 가능한 카트리지를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 카트리지는, 시료 투입부를 통해 주입된 시료가 위치하는 시료 수용부가 형성된 제1 면과, 상기 제1 면과 마주보는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면 중 상기 시료 수용부의 하면은 평면이고, 상기 제2 면에는 이미지 센서 패키지가 삽입될 수 있는 삽입홀이 형성되고, 상기 제1 면에서 상기 제2 면을 향하는 방향에서 볼 때 상기 시료 수용부와 상기 삽입홀은 오버랩되는 카트리지 본체를 포함하고, 상기 카트리지 본체는 동일한 재료로 일체화 성형된 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 카트리지에 따르면 시료의 관찰을 위해 필요한 구성요소(렌즈부(보정부), 이미지 센서 패키지 및 필터 등)가 결합되어 일체화되어 있기 때문에, 고배율의 광학 현미경을 준비하지 않더라도 카트리지의 측정 결과를 읽을 수 있는 리더기만 있다면 야외 현장에서도 손쉽게 체외 진단이 가능하다.
본 발명의 실시예들에 따른 카트리지에 따르면 렌즈부(보정부)가 카트리지 본체에 일체화 성형되고 보정부의 상면 또는 하면에 필터가 위치하기 때문에, 본 발명의 실시예들에 따른 카트리지를 이용하여 특정 병원균을 관찰할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 카트리지에 따르면 카트리지 본체에 이미지 센서 패키지를 삽입할 수 있는 삽입홀을 마련하고 해당 삽입홈에 이미지 센서 패키지를 삽입하여 결합시킴으로써 카트리지의 하면에 이미지 센서 패키지를 일체화시킬 수 있다. 이를 통해, 구성이 간소화된 모듈 상태의 카트리지를 이용하여 병원균, 세균 및 세포 등의 관찰이 가능하다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 카트리지의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지의 단면도이다.
도 3은 도 2의 카트리지의 사용도이다.
도 4는 리더기를 이용하여 도 2의 카트리지를 읽는 사용도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카트리지의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 카트리지의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 카트리지의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 카트리지의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 카트리지의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 카트리지의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 카트리지의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제9 실시예에 따른 카트리지의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제10 실시예에 따른 카트리지의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제10 실시예에 따른 카트리지의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "위(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
우선, 체외 진단용 카트리지에 대하여 먼저 설명을 한다. 현미경용 카트리지는 스트립(150)을 포함하지 않는다는 점에서 체외 진단용 카트리지와 차이가 있지만, 체외 진단용 카트리지의 다른 특징에 대해서는 현미경용 카트리지에 그대로 적용될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지(100)를 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지(100)의 단면도이고, 도 3은 도 2의 카트리지(100)의 사용도이고, 도 4는 리더기(200)를 이용하여 도 2의 카트리지(100)를 읽는 사용도이다.
도 2를 참조하면, 카트리지(100)는 카트리지 본체(110), 시료 수용부(113) 덮개(120), 이미지 센서 패키지(130) 및 기판(140)을 포함할 수 있다. 다만, 몇몇 실시예에서 카트리지(100)는 도 2에 도시된 구성요소보다 상대적으로 많거나 적은 구성요소를 포함할 수도 있다.
우선, 카트리지 본체(110)는 동일한 재료로 일체화 성형되어 형성된다. 예컨대, 플라스틱을 사출 성형하여 도 2에 도시된 카트리지 본체(110)가 형성될 수 있으며, 카트리지 본체(110)의 적어도 일부분은 광을 투과시켜야 하기 때문에, 카트리지 본체(110)의 성형에 이용되는 플라스틱은 투명한 특성 또는 광투과성을 갖는 플라스틱일 수 있다. 즉, 카트리지 본체(110)는 투광성 재료로 일체화 성형되어, 시료 수용부(113)에 수용된 시료로부터 나온 광이 보정부(116)를 거쳐서 삽입홀(115)의 이미지 센서 패키지(130)로 수광되도록 할 수 있다.
구체적으로, 카트리지 본체(110)는 시료 투입부(114)를 통해 주입된 시료가 위치하는 시료 수용부(113)가 형성된 제1 면(111)과, 제1 면(111)과 마주보는 제2 면(112)을 포함한다.
카트리지 본체(110) 내에는 관찰 대상이 되는 시료가 수용되는 시료 수용부(113)가 형성되는데, 제1 면(111) 중 시료 수용부(113)의 하면(113a)은 평면이다. 여기서, 시료 수용부(113) 내에는 시료의 반응성을 확인하기 위한 스트립(150)이 위치할 수 있는데, 시료 수용부(113)의 하면(113a)은 스트립 지지부로서 기능을 하기 때문에 평면이어야 한다.
시료는 제1 면(111) 상에 형성된 시료 투입부(114)를 통해 시료 수용부(113) 내로 주입될 수 있다. 여기서, 시료는 예컨대 병원균 또는 혈액 등의 바이오 유체 시료일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제2 면(112)에는 이미지 센서 패키지(130)가 삽입될 수 있는 삽입홀(115)이 형성된다. 삽입홀(115)은 제2 면(112) 상에서 내측으로 파여진 리세스(recess) 영역으로 삽입홀(115) 내 상면(115a)과 삽입홀(115) 내 측면(115b)으로 둘러싸일 수 있다. 삽입홀(115)의 형상은 보정부(116)의 종류와 연관이 있을 수 있으며, 이와 관련해서는 후술한다.
전술한 바와 같이 삽입홀(115)에는 이미지 센서 패키지(130)가 삽입될 수 있는데, 본 실시예에 따른 카트리지(100)에 따르면 카트리지(100)에 이미지 센서 패키지(130)를 결합시킬 수 있어서 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 카트리지(100)에 따르면, 카트리지(100)에 구멍을 만들고 그 안에 이미지 센서 패키지(130)를 삽입하기 때문에 시료와 이미지 센서 패키지(130) 사이의 이격 거리를 최소화할 수 있어 촬상 민감도를 높일 수 있다.
한편, 제1 면(111)에서 제2 면(112)을 향하는 방향(예컨대, z방향)에서 볼 때 시료 수용부(113)와 삽입홀(115)은 오버랩된다. 따라서, 시료 수용부(113)에 주입된 시료가 스트립(150)과 반응한 결과에 대하여 이미지 센서 패키지(130)를 이용하여 촬상을 통한 분석이 가능하다.
그리고, 카트리지 본체(110)는 시료 수용부(113)의 하면(113a)과 삽입홀(115) 사이에 형성된 보정부(116)를 포함할 수 있다. 보정부(116)는 카트리지 본체(110)와 일체화 성형되어 형성된 것이며, 카트리지 본체(110)와 동일한 재료로 형성된 것이다. 여기서, 보정부(116)의 일면은 평면인 시료 수용부(113)의 하면(113a)이고 보정부(116)의 타면은 삽입홀(115) 내 상면(115a)이다. 보정부(116)의 역할은 센서 패키지(130)의 유효픽셀 영역에 빛이 수광되도록 하는 것이다. 빛의 경로를 조정하기 카트리지(100)에 따라 보정부(116)의 일면인 시료 수용부(113)의 하면(113a)과 보정부(116)의 타면인 삽입홀(115) 내 상면(115a) 중 어느 하나의 형상이 달라지거나, 시료 수용부(113)의 하면(113a)과 삽입홀(115) 내 상면(115a) 사이의 거리인 보정부(116)의 두께가 달라질 수 있다.
도 2의 경우에는 보정부(116)의 일면인 시료 수용부(113)의 하면(113a)과 보정부(116)의 타면인 삽입홀(115) 내 상면(115a)이 모두 평면인 것으로 설계되었다. 다만, 몇몇 실시예에서 보정부(116)는 렌즈부로서 오목렌즈 또는 볼록렌즈의 형상을 가질 수 있는데, 이와 관련하여 후술한다.
본 실시예에 따른 카트리지(100)에 따르면 카트리지(100)와 별도로 존재하는 보정부(116)를 이용하는 것이 아니라 보정부(116)가 카트리지(100)에 일체화되어 형성되기 때문에, 카트리지(100)의 구성을 간소화함과 동시에 보정부(116)를 이용하여 이미지 센서 패키지(130)에 입사하는 광을 집중시킬 수 있으므로 분석 결과값의 신뢰도를 높일 수 있다.
이어서, 시료 수용부(113) 덮개(120)를 설명한다. 시료 수용부(113) 덮개(120)는 카트리지 본체(110) 상에 위치하여 카트리지 본체(110)에 결합될 수 있다. 시료 수용부(113) 덮개(120)와 카트리지 본체(110) 사이는 일정 간격 이격될 수 있으며, 시료 수용부(113) 덮개(120)와 카트리지 본체(110) 사이의 이격된 영역에 시료 수용부(113)가 형성될 수 있다. 그리고 시료 수용부(113) 덮개(120)는 시료 수용부(113)를 전부 덮지는 않고 시료 수용부(113)의 적어도 일부가 노출되도록 덮는다. 따라서 시료 수용부(113) 덮개(120)가 덮지 않는 시료 수용부(113)의 영역에 시료 투입부(114)가 형성되고 시료 투입부(114)를 통해 시료를 시료 수용부(113)에 주입할 수 있다.
이어서, 이미지 센서 패키지(130)를 설명한다. 이미지 센서 패키지(130)는 촬상 소자로서, 시료에 대한 광학적 이미지나 광학적 스펙트럼을 구현하기 위해, 입사된 광의 광 신호를 전자 신호로 변환할 수 있다. 그리고 이미지 센서 패키지(130)는 촬상 소자로서, 통상적으로 이용되는 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예컨대, 이미지 센서 패키지(130)는 마이크로 렌즈 어레이(미도시), 필터 어레이(미도시) 및 수광부 어레이(미도시) 등을 포함할 수 있지만, 본 실시예에 따른 카트리지(100)에 보정부(116) 또는 필터(117)가 포함되는 경우 이미지 센서 패키지(130)는 마이크로 렌즈 어레이 또는 필터 어레이 등을 포함하지 않을 수 있다.
한편, 이미지 센서 패키지(130)는 플립 칩 본딩이 가능하도록 일면에 도전 입자(131)가 형성될 수 있다. 예컨대, 도전 입자(131)는 이방 도전성 필름(ACF)일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 도 2를 참조하면, 이미지 센서 패키지(130)는 도전 입자(131)가 외부로 노출되도록 삽입홀(115) 내에 결합할 수 있다. 그리고 이미지 센서 패키지(130)의 도전 입자(131)는 기판(140)에 전기적으로 연결될 수 있고, 이미지 센서 패키지(130)의 촬상 신호가 도전 입자(131)를 통해 기판(140)에 전해질 수 있다.
이어서, 기판(140)을 설명한다. 이미지 센서 패키지(130)와 전기적으로 연결될 수 있도록 기판(140)의 일면에는 배선 패턴(도체 패턴, 미도시)이 형성될 수 있다. 따라서 이미지 센서 패키지(130)의 도전 입자(131)가 기판(140)의 배선 패턴(미도시)에 전기적으로 접속될 수 있다.
한편, 기판(140)은 리더기 연결부(141)를 포함하고 있으며, 리더기 연결부(141)를 통해 카트리지(100)를 리더기(200)에 연결시키면, 리더기(200)를 통해 카트리지(100)의 진단 결과를 확인할 수 있다.
이어서, 스트립(150)을 설명한다. 스트립(150)은 시료 수용부(113)에 수용될 수 있으며, 주입되는 시료와의 반응을 통해 시료의 특성을 나타낼 수 있다.이어서, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 카트리지(100)의 작동을 설명한다. 도 3을 참조하여 카트리지(100)의 시료 수용부(113)에 스트립(150)이 배치된 상태에서 시료 투입부(114)를 통해 시료를 주입시키면 시료가 스트립(150) 상에서 반응을 한다. 광원으로부터 조사된 광이 스트립(150)을 투과하여 이미지 센서 패키지(130)에 입사하여 촬상될 수 있다. 그리고 카트리지(100)를 리더기(200)에 결합시키면, 기판(140)을 통해 촬상 신호가 리더기(200)에 전달되고 사용자가 카트리지(100)의 진단 분석 결과를 확인할 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 카트리지(100)는 렌즈-프리 방식으로 구현되기 위해 시료의 반응이 일어나는 시료 수용부(113) 내의 스트립(150)으로부터 이미지 센서 패키지(130) 사이의 거리가 좁을 수 있으며, 예컨대 1mm 이하이며, 바람직하게는 500㎛ 이하일 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 카트리지(101)를 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지(100)와의 차이점을 위주로 설명한다. 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카트리지(101)의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 카트리지(101)는 삽입홀(115) 내에 삽입되어 삽입홀(115) 내 상면(115a)과 이미지 센서 패키지(130) 사이에 형성되는 필터(117)를 더 포함할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 카트리지(101)에 따르면 보정부(116)의 하면에 필터(117)가 위치하기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 카트리지(101)를 이용하여 특정 병원균을 관찰할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 카트리지(102)를 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지(100)와의 차이점을 위주로 설명한다. 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 카트리지(102)의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 카트리지(102)는 시료 수용부(113)의 하면(113a) 상에 형성된 필터(117)를 더 포함할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 카트리지(102)에 따르면 보정부(116)의 상면에 필터(117)가 위치하기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 카트리지(100)를 이용하여 특정 병원균을 관찰할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 카트리지(103)를 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지(100)와의 차이점을 위주로 설명한다. 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 카트리지(103)의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 카트리지(103)는 이미지 센서 패키지(130) 상에 형성된 필터(117)를 더 포함할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 카트리지(103)에 따르면 이미지 센서 패키지(130)의 상면에 필터(117)가 위치하기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 카트리지(103)를 이용하여 특정 병원균을 관찰할 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 카트리지(104)를 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지(100)와의 차이점을 위주로 설명한다. 도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 카트리지(104)의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 보정부(116)는 예컨대 볼록렌즈일 수 있는데 이를 통해 시료를 거쳐 입사하는 광을 이미지 센서 패키지(130)에 분산시킬 수 있다.
이하, 도 9를 참조하여, 본 발명의 제6 실시예에 따른 카트리지(100)를 설명한다. 다만, 본 발명의 제5 실시예에 따른 카트리지(100)와의 차이점을 위주로 설명한다. 도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 카트리지(100)의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 보정부(116)는 예컨대 볼록렌즈일 수 있다. 그리고 이미지 센서 패키지(130)의 너비는 볼록렌즈의 너비보다 상대적으로 넓을 수 있으며, 상대적으로 너비가 넓어진 이미지 센서 패키지(130)의 수용을 위해 삽입홀(115)은 하부가 확장되는 형상을 가질 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 카트리지(105)를 이용하면 시료를 거쳐 입사하는 광이 보정부(116)에 의해 분산되어 이미지 센서 패키지(130)에 고르게 입사할 수 있다.
이하, 도 10을 참조하여, 본 발명의 제7 실시예에 따른 카트리지(106)를 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지(100)와의 차이점을 위주로 설명한다. 도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 카트리지(106)의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 카트리지(106)에서 보정부(116)는 예컨대 오목렌즈일 수 있는데 이를 통해 시료를 거쳐 입사하는 광을 이미지 센서 패키지(130)에 집중시킬 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 카트리지(100)에 따르면 카트리지(106)와 별도로 존재하는 보정부(116)를 이용하는 것이 아니라 보정부(116)가 카트리지(106)에 일체화되어 형성되기 때문에, 카트리지(106)의 구성을 간소화함과 동시에 보정부(116)를 이용하여 이미지 센서 패키지(130)에 입사하는 광을 집중시킬 수 있으므로 분석 결과값의 신뢰도를 높일 수 있다.
이하, 도 11을 참조하여, 본 발명의 제8 실시예에 따른 카트리지(107)를 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지(100)와의 차이점을 위주로 설명한다. 도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 카트리지(107)의 단면도이다.
도 11을 참조하면, 삽입홀(115) 내 측면(115b) 상에 광을 차폐하는 차광 부재(118)가 형성될 수 있다. 이를 통해 삽입홀(115) 내로 입사한 광이 차광 부재(118)에 의해 차폐됨으로써 불필요하게 카트리지 본체(110)로 빠져나가지 않도록 할 수 있다. 따라서 이미지 센서 패키지(130)로 수광되는 광량이 늘어날 수 있기 때문에, 본 발명의 제8 실시예에 따른 카트리지(107)를 이용하면 촬상 민감도를 높일 수 있다.
이하, 도 12를 참조하여, 본 발명의 제9 실시예에 따른 카트리지(108)를 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지(100)와의 차이점을 위주로 설명한다. 도 12는 본 발명의 제9 실시예에 따른 카트리지(108)의 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 카트리지(108)에서 보정부(116)의 일면인 시료 수용부(113)의 하면(113a)과 보정부(116)의 타면인 삽입홀(115) 내 상면(115a)이 모두 평면인 것으로 설계되었다. 다만, 센서 패키지(130)의 유효픽셀 영역에 빛이 수광되도록 하기 위해서, 본 실시예에 따른 카트리지(108)는 외부 렌즈(119)를 더 포함할 수 있다. 외부 렌즈(119)는 삽입홀(115) 내에 삽입되어 위치할 수 있으며, 예컨대 삽입홀(115) 내 상면(115a)에 접하도록 삽입될 수 있다.
한편, 도 12에는 외부 렌즈(119)가 오목 렌즈인 것으로 도시되었으나 이에 제한되지 않고 외부 렌즈(119)는 볼록 렌즈일 수도 있다. 그리고 외부 렌즈(119)는 단일층으로 형성된 렌즈일 수도 있고, 복수층으로 적층되어 형성된 렌즈일 수도 있다.
본 실시예에 따른 카트리지(108)를 이용하면, 유효픽셀 영역에 빛이 수광되도록 하기 위해서 필요한 외부 렌즈(119)를 삽입홀(115)에 삽입시킴으로써 원하는 효과를 얻을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 보정부(116)는 볼록 렌즈이거나 오목 렌즈일 수 있으며, 보정부(116)가 볼록 렌즈이거나 오목 렌즈인 상태에서 외부 렌즈(119)가 삽입홀(115) 내에 삽입될 수도 있다.
이하, 도 13을 참조하여, 본 발명의 제10 실시예에 따른 카트리지(109)를 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지(100)와의 차이점을 위주로 설명한다. 도 13은 본 발명의 제10 실시예에 따른 카트리지(109)의 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 카트리지(109)에서 보정부(116)의 일면인 시료 수용부(113)의 하면(113a)과 보정부(116)의 타면인 삽입홀(115) 내 상면(115a)이 모두 평면인 것으로 설계되었다. 다만, 센서 패키지(130)의 유효픽셀 영역에 빛이 수광되도록 하기 위해서, 본 실시예에 따른 카트리지(109)는 오토포커싱 모듈(160)를 더 포함할 수 있다. 오토포커싱 모듈(160)은 삽입홀(115) 내에 삽입되어 위치할 수 있으며, 예컨대 삽입홀(115) 내 상면(115a)에 접하도록 삽입될 수 있다. 여기서, 오토포커싱 모듈(160)에는 리퀴드(liquid) 렌즈 기술이 적용될 수 있으며, 예컨대 전기 전하를 이용하여 오일과 물의 경계로 형성되는 리퀴드 렌즈의 형태를 변화시켜 초점에 변화를 줄 수 있다.
본 실시예에 따른 카트리지(109)를 이용하면, 유효픽셀 영역에 빛이 수광되도록 하기 위해서 오토포커싱 모듈(160)에 포함된 가변 렌즈를 변경시킴으로써 원하는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 도 14를 참조하여, 본 발명의 제11 실시예에 따른 카트리지(200)를 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지(100)와의 차이점을 위주로 설명한다. 도 14는 본 발명의 제11 실시예에 따른 카트리지(200)의 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 제11 실시예에 따른 카트리지(200)는 현미경용 카트리지로서 스트립(150)을 포함하지 않는다는 점에서 도 1 내지 도 13을 통해 설명된 체외 진단용 카트리지와 차이가 있지만, 스트립(150)과 관련된 부분을 제외하고 체외 진단용 카트리지의 다른 특징에 대해서는 현미경용 카트리지에 그대로 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 내지 제10 실시예에 따른 카트리지에서 설명된 내용이 본 발명의 제14 실시예에 따른 카트리지(200)에 그대로 적용될 수 있다. 예컨대, 보정부(116)의 변형이나 필터(117)의 채용, 외부 렌즈(119)의 채용, 오토포커싱 모듈(160)의 채용 등이 본 발명의 제14 실시예에 따른 카트리지(200)에 적용될 수 있으며, 이와 관련된 부분에 대한 자세한 설명은 생략한다.
한편, 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 카트리지(200)는 렌즈-프리 방식으로 구현되기 위해 시료가 위치하는 시료 수용부(113)로부터 이미지 센서 패키지(130) 사이의 거리가 좁을 수 있으며, 예컨대 1mm 이하이며, 바람직하게는 500㎛ 이하일 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (6)

  1. 시료 투입부를 통해 주입된 시료가 위치하는 시료 수용부가 형성된 제1 면과, 상기 제1 면과 마주보는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면 중 상기 시료 수용부의 하면은 평면이고, 상기 제2 면에는 이미지 센서 패키지가 삽입될 수 있는 삽입홀이 형성되고, 상기 제1 면에서 상기 제2 면을 향하는 방향에서 볼 때 상기 시료 수용부와 상기 삽입홀은 오버랩되는 카트리지 본체를 포함하고,
    상기 카트리지 본체는 동일한 재료로 일체화 성형된 것이고,
    상기 카트리지 본체는 상기 시료 수용부의 하면과 상기 삽입홀 사이에 형성된 보정부를 더 포함하고,
    상기 보정부의 일면은 평면인 상기 시료 수용부의 하면이고 상기 보정부의 타면은 곡면인 상기 삽입홀 내 상면인 것인, 카트리지.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보정부는 오목렌즈인 것인, 카트리지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는 상기 삽입홀 내에 삽입되어 상기 삽입홀 내 상면과 상기 이미지 센서 패키지 사이에 형성되는 필터를 더 포함하는 것인, 카트리지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지 본체는 투광성 재료로 일체화 성형되어, 상기 시료 수용부에 수용된 시료로부터 나온 광이 상기 보정부를 거쳐서 상기 삽입홀의 상기 이미지 센서 패키지로 수광되는 것인, 카트리지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는 상기 시료 수용부의 하면 상에 형성된 필터를 더 포함하는 것인, 카트리지.
KR1020180147781A 2018-07-26 2018-11-26 일체화된 카트리지 KR102144523B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180147781A KR102144523B1 (ko) 2018-11-26 2018-11-26 일체화된 카트리지
PCT/KR2019/008974 WO2020022713A1 (ko) 2018-07-26 2019-07-19 측면광을 활용한 이미지 센서 기반의 바이오 진단 장치 및 일체화된 카트리지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180147781A KR102144523B1 (ko) 2018-11-26 2018-11-26 일체화된 카트리지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200061926A KR20200061926A (ko) 2020-06-03
KR102144523B1 true KR102144523B1 (ko) 2020-08-13

Family

ID=71087800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180147781A KR102144523B1 (ko) 2018-07-26 2018-11-26 일체화된 카트리지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102144523B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090111207A1 (en) * 2005-10-18 2009-04-30 Houtai Choumane Method of fabricating an integrated detection biosensor
JP2017511477A (ja) * 2014-04-03 2017-04-20 アイメック・ヴェーゼットウェーＩｍｅｃ Ｖｚｗ 医薬スクーリングのための方法および装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100615040B1 (ko) * 2004-10-13 2006-08-22 한국전기연구원 바이오칩 측정 장치 및 방법
KR101022769B1 (ko) * 2008-10-20 2011-03-17 삼성전자주식회사 바이오칩용 광검출 장치
KR101516563B1 (ko) 2013-09-13 2015-05-04 전자부품연구원 진단 스트립 삽입형 리더기
KR102105138B1 (ko) * 2016-08-05 2020-04-28 (주) 솔 광센서 모듈

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090111207A1 (en) * 2005-10-18 2009-04-30 Houtai Choumane Method of fabricating an integrated detection biosensor
JP2017511477A (ja) * 2014-04-03 2017-04-20 アイメック・ヴェーゼットウェーＩｍｅｃ Ｖｚｗ 医薬スクーリングのための方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200061926A (ko) 2020-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10724943B2 (en) Device for detecting an analyte in a bodily fluid
JP4636340B2 (ja) 生体撮像装置
US10807087B2 (en) Lateral flow device, assay device and kit and method for analyzing a fluid sample
CN109261233B (zh) 微流控芯片
CN106501242A (zh) 用于改善测试结果的精度的方法和装置
JP4640415B2 (ja) 生体認証装置
US20080205711A1 (en) Biometric information acquisition device
JP2018019020A (ja) 撮像装置
CN104049293A (zh) 光学滤波器装置、光学模块以及电子设备
US11366060B2 (en) Apparatus for detecting fluorescent light emitted from a sample, a biosensor system, and a detector for detecting supercritical angle fluorescent light
KR102144523B1 (ko) 일체화된 카트리지
JP2009043138A (ja) 生体情報取得装置
KR102302410B1 (ko) 형광 표지를 사용하는 분석 장치
WO2021056392A1 (zh) 光学指纹装置，电子设备和测量距离的方法
US20240019377A1 (en) Test strip cassette, monitoring device and method for fabricating a test strip cassette
CN112997068A (zh) 用于测量体液样品中的分析物浓度的设备和方法
US20230115210A1 (en) Optical module
US11971532B2 (en) Microlens array-based ultrathin microscope
US20230003722A1 (en) Methods and compositions for lateral flow analyte assays
JP6692097B2 (ja) 電子プレパラートおよび電子プレパラートの組み立て方法
EP2767822A1 (en) Point-of-care testing device and reader
US20220228975A1 (en) Test strip, monitoring device and method for fabricating a test strip
KR102393593B1 (ko) 체외 진단 스트립 측정용 형광 리더기
WO2020022713A1 (ko) 측면광을 활용한 이미지 센서 기반의 바이오 진단 장치 및 일체화된 카트리지
CN117517303A (zh) 光学分析物传感器

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right