KR20000049052A - 근접 센서가 장착된 현미경 - Google Patents

Abstract

관측자에 의한 시료(12)의 시각적 관측을 위한 관찰 경통(2)과 전기적 및/또는 전동식 현미경 기능을 제어하기 위한 제어 장치(7), 관측할 시료(12)를 조명하는 조명 장치(14)를 갖춘 현미경(1)이 기술된다. 제어 장치(7)는 현미경(1)에 장착되어 있고 관측자가 관찰 경통(2)에 접근하면 반응하는 근접 센서(4)에 연결되어 있다. 센서 신호를 근거로하여 한편으로 시료 관측에 필요하지만 다른 한편으로 민감한 시료를 열전달이나 조명 광선에 의해 해치거나 시료의 상을 손상시킬 수 있는 현미경 기능들이 중지되거나 또는 이러한 기능들이 시료에 미치는 영향의 강도가 감소된다.

Description

근접 센서가 장착된 현미경{MICROSCOPE WITH A PROXIMITY SENSOR}

최신 현미경들은 무엇보다도 여러 가지 현미경 기능들이 전기적으로 및/또는 전동기에 의해 제어 가능하게 형성되어 있다는 점을 특징으로 한다. 그래서 예를 들어 전동식 스위치·조정 기능으로서 자동 초점 장치, 전동식 시료 스테이지 조정, 전기 스위치식 조리개, 필터 또는 위상 링(phase ring) 등이 공지되어 있다. 이러한 기능이 실현되어 있는 현미경은 예를 들어 DE 42 31 379 A1에 기술되어 있다.

이 현미경에는 작동제어 데스크 상에 스위치 기능에 대한 작동 제어가 인간공학 방식으로 연관되어 있고 관측자에 의해 수동으로 선택되어야 한다. 이것은 실제에서 성능이 입증되었다. 그러나 전기적으로 제어 가능한 현미경 기능이 많기 때문에 현미경 주변과 관측할 시료가 열적으로 부담을 받게 된다. 특히 방전등처럼 광도가 매우 큰 조명 장치를 사용할 경우 시료가 열 부담에 의해 손상될 수 있다. 예를 들어 살아있는 세포나 높은 광도에 의해 파괴될 수 있는 형광 현미경학의 시료는 특히 민감하다.

이런 경우에 관측자는 스위치 가능한 기능을 작동제어 데스크를 통해 수동으로 작동 중단하거나 또는 작동시켜야만 한다. 실제로 이러한 처리 방법은 예를 들어 당해 현미경 기능이 잠깐동안 필요하지 않는 경우처럼 여러 가지 적용 경우에 있어 번거롭다.

사진 카메라에서 파인더 상이나 파인더 내에 촬영자가 카메라의 파인더를 들여다보는 것에 따라 카메라의 주회로 전체를 작동시키거나 작동 중단시키는 센서를 장착하는 것이 공지되어 있다. 카메라의 경우 이는 전적으로 배터리 보호를 위한 것이다.

현미경의 경우에도 주회로가 차단되어서는 안되는데 이럴 경우 기능을 재차 작동하려면 현미경을 전부 새로 조정해야 할 필요가 있을 수 있기 때문이다. 게다가 빈번한 스위치로 인해 전등의 수명이 현저히 단축된다.

WO 96/13743 A1에는 현미경 기능을 접촉 없이 관측자의 동공 위치에 의해 제어할 수 있는 센서와 제어 장치를 갖춘 현미경이 공지되어 있다. 동공 위치를 인지하는 장치에 스위치가 장착되어 있고, 이 스위치는 동공 위치 인지 장치가 동공의 위치를 파악하지 못할 경우 즉시 측정 절차를 중단시킨다.

그밖에도 DE 44 46 185 A1에서는 자외선 레이저와 광섬유를 갖춘 레이저 스캐닝 현미경이 공지되어 있는데, 이 현미경에서는 레이저와 광섬유 사이에 주사하는 동안에만 광섬유를 방사하는 스캔 셔터를 배치함으로써 자외선 광선에 의한 훼손을 감소시킨다.

본 발명은 제 1 청구항의 대개념에 따른 현미경에 관한 것이다.

도 1은 경통(2)과 접안 렌즈(3)를 갖춘 현미경(1)을 도시한 도면이다.

"도면의 주요부분에 대한 부호의 설명"

1: 현미경 2: 경통

3: 접안 렌즈 4: 근접 센서

5: 방사된 적외선 6: 반사된 적외선

7: 제어 장치 8: 전선 4-7

9: 대물 렌즈 터릿 10: 대물 렌즈

11: 시료 스테이지 12: 시료

13: 관측 광선 경로 14: 광원

15: 조명 광선 경로 16: 접안 렌즈 셔터

17: 모터 18: 제어 전선 7-17

19: 편향 거울 20: 프리즘

21: 전선 7-14 22: 암 셔터

23: 모터 24: 전선 7-23

따라서 본 발명의 과제는 공지된 현미경을 가능한 한 간단한 방법을 써서 전기적 및/또는 전동식 현미경 기능들이 사람에 의한 수동적 작동과는 상관없이 완전 자동으로도 실행될 수 있고 이때 민감한 시료의 훼손이나 영상 질의 침해 가능성이 줄어드는 쪽으로 발전시키는 것이다.

이러한 과제는 본 발명에 따라 제 1 청구항의 특징이 되는 부분에 명시된 특징에 의해 해결된다. 본 발명의 또 다른 유리한 발전 형태는 하위 청구항들의 대상이다.

접안렌즈 상에 또는 내부에 근접 센서를 배치하고 이를 제어 장치와 연결하면 현미경 기능들의 완전 자동 제어가 가능해진다. 이 기능들은 사용자가 경통의 접안 렌즈를 들여다보거나 또는 들여다보지 않을 때마다 매번 유발된다. 이러한 완전 자동 제어는 특히 형광 현미경학에서 암 셔터를 광선 경로에 스윙 인 또는 스윙 아웃 시키는 데 있어 그 성능을 증명하였다. 이를 통해 불필요한 조명에 의해 시료가 점차 희미해지는 것(페이딩 효과)이 방지된다.

암 셔터나 전등 전압 조절에 의한 조명광의 차단은 물론 현미경으로 살아있는 조직이나 세포를 관측하거나 및/또는 다룰 때만 의미가 있다.

유리하게도 근접 센서는 현미경 사진 촬영에도 이용될 수 있다. 이 경우 접안 렌즈를 통한 외부 광선 입사를 방지하기 위하여 암 셔터가 관측 광선 경로 내로 들어간다. 물론 근접 센서와 제어 장치를 통해 측정 거울을 조정하여 시료에서 방사되는 빛이 전부 사진 촬영에 이용될 수 있도록 할 수 있다.

현미경 경통에는 시중에 유통되는, 별도의 유닛으로 된 근접 센서를 사용할 수도 있다. 이때 근접 센서는 예를 들어 반사광 배리어, 포크광 배리어, 수동 적외선 인디케이터 또는 초음파 인디케이터와 같은 광 스캐너로 형성될 수 있다. 물론 접촉감지 스위치도 근접 센서로 사용할 수 있다.

도면을 가지고 실시예를 들어 본 발명을 더 상세히 설명하겠다.

도면은 경통(2)과 접안 렌즈(3)를 갖춘 현미경(1)을 나타낸다. 현미경(1)은 또한 대물 렌즈(10)가 달린 대물 렌즈 터릿(9)과 관측 광선 경로(13)를 통해 관측될 시료(12)를 위한 시료 스테이지(11)를 갖고 있다. 시료(12)는 현미경(1) 내에 배치된 광원(14), 이에 속하는 조명 광선 경로(15) 및 편향 거울(19)에 의해 조명된다. 광원(14)은 전선(21)을 통해 제어 장치(7)와 전기적으로 연결되어 있다.

접안 렌즈(3)에는 적외선(5)을 방사하고 반사된 적외선(6)을 다시 수용하는 근접 센서(4)가 배치되어 있다. 현미경(1) 내에는 제어 장치(7)가 배치되어 있고, 이 장치는 전선(8)으로 근접 센서(4)와 연결되어 있다.

관측 광선 경로(13)에는 시료(12)에서 나오는 광을 접안 렌즈(3) 쪽으로 유도하기 위하여 프리즘(20)이 설치된다. 또한 접안 렌즈(3)를 통한 외부 광선 입사를 방지하기 위하여 관측 광선 경로(13)에 모터(17)로 작동될 수 있게 형성된 접안 렌즈 셔터(16)가 배치되어 있다. 모터(17)는 제어 전선(18)을 통해 제어 장치(7)에 연결되어 있다.

조명 광선 경로(15)에는 광원(14)에서 나오는 광을 차단시키기 위하여 스위치 가능한 암 셔터(22)가 설치되는데, 이 셔터는 모터(23)에 의해 양 화살표 방향으로 움직일 수 있게 형성되었다. 모터(23)는 전선(24)을 통해 제어 장치(7)와 연결되어 있다.

근접 센서(4)는 계속해서 적외선(5)을 방사한다. 이 광선(5)은 도면에 나타나 있지 않은 관측자가 접안 렌즈(3)를 들여다 볼 때 관측자에 의해 반사된다. 반사된 광선(6)은 근접 센서(4)에 의해 다시 수신되는데, 이때 반사된 적외선을 위한 센서 입력 민감도는 사전에 선택할 수 있다. 적외선(6)이 수신되면 근접 센서(4)로부터 제어 전선(8)을 통해 적절한 신호가 송출되고 제어 장치(7)에 기록된다. 이 경우 제어 장치(7)로부터 양 전선(18)(24)을 거쳐 적절한 신호가 양 서보 모터(17)(23)로 송출된다. 그 다음 접안 렌즈 셔터(16)는 모터(17)에 의해 관측 광선 경로(13) 바깥으로 선회된다. 또 이와 유사하게 암 셔터(22)는 모터(23)에 의해 조명 광선 경로(15) 바깥으로 옮겨진다.

근접 센서(4)가 관측자로부터 반사된 적외선(6)을 수신하지 않으면 제어 장치(7)를 통해 적절한 신호가 송출되고, 암 셔터(22) 뿐만 아니라 접안 렌즈 셔터(16)도 다시 각각의 광선 경로 안으로 이동된다.

현미경(1)에 백열등이나 할로겐등을 사용할 경우 전선(21)을 통해 전등에 전기를 공급할 수 있기 때문에 제어 장치(7)를 통한 광원(14)의 명암 조정이 가능하다. 근접 센서(4)가 반사된 적외선(6)을 수신하지 않으면 광원(14)은 약하게 조정된다. 적외선을 수신하면 전등(14)은 다시 작동 전압이나 부하 전류로 가동될 수 있다.

기술된 실시예에서는 당해 조명 장치를 위해 가동 종류 '투과광'이 묘사, 기술되었다. 물론 현미경의 근접 센서를 다른 종류의 조명 장치, 예를 들어 수직 조명기나 수직광/투과광 복합식 조명 장치와 함께 사용하는 것도 본 발명의 범주에 속한다.

적외선 신호가 수신되지 않을 경우 불필요한 빈번한 스위치를 방지하기 위해 제어 장치 내에 조정가능한 시간 지연 논리가 마련되어 있다. 이를 통해 양 모터(17)(23)에 전달될 스위치 임펄스가 조정가능한 기간이 경과된 후에야 비로소 송출되게 된다.

예를 들어 자동 초점 장치, 사진 장치나 일반적인 전기 소비 장치 등의 기타 현미경 기능을 근접 센서와 제어 장치로 스위치하는 것도 물론 본 발명의 범주에 속한다.

Claims (9)

1. 관측자에 의한 시료(12)의 시각적 관측을 위한 관찰 경통(2), 전기적 및/또는 전동식 현미경 기능을 제어하기 위한 제어 장치(7), 그리고 관측할 시료(12)를 조명하는 조명 장치(14)를 갖춘 현미경(1)에 있어서, 제어 장치(7)가 현미경(1)에 장착되어 있고 관측자가 관찰 경통(2)에 접근하면 반응하는 근접 센서(4)와 연결되어 있고 센서 신호를 바탕으로 한편으로 시료 관측에 필요하지만 다른 한편으로 민감한 시료를 열전달이나 조명 광선에 의해 해치거나 시료의 상을 손상시킬 수 있는 현미경 기능들이 중지되거나 또는 이러한 기능들이 시료에 미치는 영향의 강도가 감소되는 것을 특징으로 하는 현미경.
2. 제 1 항에 있어서, 근접 센서(4)의 신호가 조명 장치(14)의 광도를 제어하며 여기에서 조명 장치(14)의 광원의 휘도 또는 조명 광선 경로 내로 이동될 수 있는 암 셔터(22)의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 현미경.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제어 장치(7)가 센서 신호를 바탕으로 접안 렌즈를 통한 외부 광선 입사를 배제하는 접안 렌즈 셔터를 작동시키는 것을 특징으로 하는 현미경.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 근접 센서(4)가 수동 적외선 인디케이터나 초음파 인디케이터 또는 접촉 감지 스위치로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 현미경.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 근접 센서(4)가 관찰 경통(2) 상에 또는 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 현미경.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 현미경(1)이 형광 현미경으로서 형성되어 있고 근접 센서(4)가 여기 광(exciting light)에 의해 시료 조명을 제어하는 것을 특징으로 하는 현미경.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 근접 센서(4)의 신호가 시료의 광을 사진 카메라나 TV 카메라 방향으로 또는 관측 경통(2) 내로 선택적으로 유도하는 관찰 광선 경로(13) 내의 거울의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 현미경.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 관측자가 미리 정해진 시간 동안 관측 위치를 떠나 있는 후에 현미경 기능이 제어 장치(7)에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 현미경.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 제어 장치(7)가 조정가능한 시간 지연 논리를 갖고 있고, 제어 장치(7)가 정해진 시간이 경과한 후에야 비로소 제어 가능한 현미경 기능을 제어하는 것을 특징으로 하는 현미경.