KR20010045975A - 현미경의 화상조건 변화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현미경의 화상조건 변화장치에 관한 것으로, 특히 투명 무 염색의 생 표본의 굴절률의 차이를 간섭도의 차이로 표본의 주변은 밝고 표본은 어둡게 표현되도록 변화시켜 관찰, 또는 촬영하기 위한 위상차 조명방법을 실현하고자 할 때나 조명광이 직접 대물렌즈에 들어가지 않으며 표본에 닿은 산란광만으로 조명하는 매우 어둡지만 콘트라스트가 좋은 암시야 조명방법을 실현하기 위하여 표본에 투사되어 대물렌즈에 전달되는 빛을 원형으로 구현하기 위한 수단을 발광램프로부터 표본에 도달하기까지 빛의 경로에 적어도 어느 한곳을 원형으로 빛이 통과하도록 인쇄하거나 다수의 광섬유를 원형으로 구성하여 발광체로부터 전달된 빛이 원형으로 투사되도록 하여 조도가 완벽하고 제작이 손쉬우며 관찰환경 변화가 용이하도록 함에 발명의 목적이 있는 것이다.

Description

현미경의 화상조건 변화장치{a microscope a picture dealer an item change equipment}

본 발명은 현미경의 화상조건 변화장치에 관한 것으로, 특히 투명 무 염색의 생 표본의 굴절률의 차이를 간섭도의 차이로 표본의 주변은 밝고 표본은 어둡게 표현되도록 변화시켜 관찰, 또는 촬영하기 위한 위상차 조명방법을 실현하고자 할 때나 조명광이 직접 대물렌즈에 들어가지 않으며 표본에 닿은 산란광만으로 조명하는 매우 어둡지만 콘트라스트가 좋은 암시야 조명방법을 실현하기 위하여 표본에 투사되어 대물렌즈에 전달되는 빛을 원형으로 구현하기 위한 수단을 발광램프로부터 표본에 도달하기까지 빛의 경로에 적어도 어느 한곳을 원형으로 빛이 통과하도록 인쇄하거나 다수의 광섬유를 원형으로 구성하여 발광체로부터 전달된 빛이 원형으로 투사되도록 하여 조도가 완벽하고 제작이 손쉬우며 관찰환경 변화가 용이하도록 함에 발명의 목적이 있는 것이다.

일반적으로 현미경이라 함은 사람의 육안으로 식별이 어려운 표본을 확대하여 관찰하기 위한 것으로, 이때 표본을 더욱 명확하고 선명하게 나타내어 정확한 관찰을 하기 위하여 실체현미경과 마크로 사진장치 등의 기본 조명방법으로 요철을 가진 표본의 입체감을 얻을 수 있으며 해상력을 두배로 하기 위하여 대물렌즈에 별도의 조명장치를 하여 직접 표본을 조명하도록 하는 낙사사광조명법과, 반사율이 좋은 금속조직표본과 치료플라스틱 등에 사용되는 수직케일러 조명장치인 수직조명법과, 투과뿐만 아니라 반사조명에도 이용가능하며 특히 생체조직의 촬영에 적당한 투명 무 염색의 생 표본의 굴절률 차이를 간섭도의 차이로 변화시켜 관찰하는 위상차조명법과, 미소한 표본의 요철의 차와 미소한 홈 등이 검출 가능하여 종이나 나무, 석탄 등과 같은 저 반사율인 것의 촬영에 적합한 어둡지만 해상력이 뛰어난 낙사암시야조명법과, 광물결정이나 동식물체에서 굴절성을 갖는 표본의 관찰에 적합하며, 그 정도를 간섭색에 의한 칼라콘트라스트로 촬영가능하도록 일반적으로 2매의 편광판을 사용하는 편광조명법과, 밝기가 극히 작아지는 점은 있으나 얼룩이 없는 조명을 행할 수 있고 플래어가 크며 콘트라스트의 강한 표본이라든가 저 배율의 관찰과 촬영에 적합한 산광조명법과, 조명얼룩이 없고 밝은 콘트라스트가 좋은 조명을 얻을 수 있어 사진 촬영에 가장 적합하며, 특히 고 배율 촬영의 경우 빠뜨릴 수 없는 케일러조명법과, 저 배율에서는 조야(照野)의 부족과 얼룩이 생기기도 하지만 밝기가 큰 조명을 할 수 있어 밝기를 특히 필요로하는 고 배율 촬영과 형광현미경용의 조명법으로 이용되는 크리미컬조명법과, 해상에 방향성이 생기나 해상이 2배가되며, 입체감을 낼 수 있어 조직의 경계등을 떠올릴 경우와 입체감을 강조하는 촬영에는 크게 효과를 발휘하는 사광조명법과, 조명광이 직접 대물렌즈에 들어가지 않아 표본에 닿은 산란광 만으로 조명하여 매우어둡지만 콘트라스트가좋아 미립자, 윌스등의 촬영이나 관찰에 이용되는 암시야조명법 등의 다양한 조명법을 개발하여 사용하고 있다.

여기서 상기 위상차조명법이나 암시야조명법을 구현하기 위하여는 필수적으로 표본에 투사되는 광을 원형으로 만들어 주어야만 하는데, 지금까지는 이와 같은 조건을 만족하기 위한 수단으로 얇은 철판을 도1에서와 같이 블랭킹 하여 사용하였다.

그러나 이와 같은 종래의 방법에서는 철판을 따서 원형공을 만들어 주는데는 가운데부분과 외측부분을 서로 연결하는 연결부가 필수적으로 형성되어서 이들 연결부가 그늘을 형성하여 조도가 떨어지므로 인하여 관찰대상인 표본의 선명도가 떨어지는 것이 가장 큰 문제점이며, 그 다음으로는 설치구성이 어렵고 관찰환경 변화가 어려운 것이 문제점으로 대두되었다.

본 발명은 상기한 지금까지의 위상차조명법이나 암시야조명법에서 필수적으로 구현하여야 하는 원형광 투사를 위한 방법을 만족시키기 장치를 별도의 철판을 따서 설치하지 않고 투광렌즈에 직접 인쇄를 하여 원형광이 투사되도록 하거나 광섬유 등의 광원을 전달하는 매체를 원형으로 심은 콘덴서를 형성하여 직접적으로 원형광을 발산하도록 하여 보다 완벽한 조도를 구현하여 선명하고 밝은 관찰조건을 구현하여 정확한 관찰을 하도록 함은 물론, 설치구성이 손쉽고 관찰환경의 변화를 보다 쉽게 구현하도록 하였다.

도1은 종래 원형투시창과 원형투광부를 형성하기 위한 차폐체의 구성도.

도2는 본 발명의 설치한 전체 구성을 예시한 단면도.

도3은 본 발명의 요부인 원형투시창과 원형투광부를 인쇄한 구성도.

도4는 본 발명의 요부인 원형투시창과 원형투광부를 인쇄한 별도의 투광체를 설치한 구성을 예시한 전체 단면도.

도5는 본 발명의 요부인 원형투광부를 암시야조명법과 위상차조명법을 선택 적으로 구현하도록 구성한 어댑터의 예시도.

도6은 본 발명의 광원공급창치를 다수의 광섬유를 원형으로 형성한 광케이블 로 구성한 예시도.

도7은 본 발명의 암시야조명법의 요부구성을 예시한 일부 발췌도.

도8은 본 발명의 위상차조명법의 요부구성을 예시한 일부 발췌도.

※ 도면의 부호중 주요부분에 대한 설명 ※

1; 발광체. 2; 광로. 3; 콘덴서.

2a,3a; 렌즈. 4; 스테이지. 5; 대물렌즈.

6; 투시튜브. 7; CCD카메라. 8; 영상모니터.

9; 현미경몸체. 10; 투광체. 20; 어댑터.

30; 광케이블. 35; 광섬유.

50; 원형투광부. 55; 원형투시창.

이와 같은 본 발명은, 표본을 확대하여 관찰하거나 촬영하기 위한 현미경에 위상차조명법이나 암시야조명법을 구현하기 위하여 시료에 원형광이 투사되도록 구성함에 있어서, 발광램프의 빛을 표본에까지 전달하는 콘덴서 등으로 구성된 광로의 투광렌즈중의 어느 한 개에 원형의 투광부가 형성되도록 인쇄를 하여서 현미경의 화상조건 변화장치를 구성한다.

또한, 표본을 확대하여 관찰하거나 촬영하기 위한 현미경의 위상차조명법을 구현하기 위하여 표본에 전달된 원형광의 위상과 일치하도록 대물렌즈의 내부에 설치되는 투시렌즈중 어느 한 개에 원형의 투시창이 형성되도록 인쇄하여 현미경의 화상조건 변화장치를 구성한다.

그리고 상기 콘덴서의 내부 광로의 어느 한곳에 원형의 투광부가 형성되도록 인쇄된 별도의 투광체를 끼워서 구성하거나, 상기 콘덴서에 발광램프의 광원을 전달하는 다수의 광케이블을 원형으로 심어서 원형광이 발산되도록 구성할 수 도 있으며, 상기 대물렌즈의 내부 투시로의 어느 한곳에도 표본에 전달된 원형광의 위상과 일치하도록 원형의 투시창이 형성되도록 인쇄된 별도의 투광체를 표본에 전달된 원형광의 위상과 일치하도록 끼워서 위상차조명법을 구성한다.

여기서 상기 콘덴서 등으로 구성된 광로의 어느 한곳에 각각 용도가 다른 위상차조명법용 원형의 투시부가 형성되도록 인쇄된 투광체와 암시야조명법용 원형의 투시부가 형성되도록 인쇄된 투광체를 별도로 구성한 어탭터를 구성하여 상기 어댑터를 슬라이드 동작시켜 절환 함으로서 위상차조명환경과 암시야조명환경을 선택적으로 구현하도록 구성 할 수도 있다.

상기한 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명을 실시하는 현미경의 개략적인 구성을 살펴보면, 도2에 도시한 바와 같이 발광체(1)에서 발생된 광원을 다수의 렌즈로 구성된 광로(2)를 거쳐 콘덴서(3)를 통하여 스테이지(4)에 제공된 관찰 대상물인 표본에 전달되어 표본을 밝히고, 광원에 밝혀진 표본의 상이 선택된 대물렌즈(5)를 통하여 투시튜브(6)로 전달되어 사용자가 직접 관찰하거나 별도로 장착된 CCD카메라(7) 등을 통하여 별도로 구비된 영상모니터(8)에 표현하도록 구성된 통상의 현미경몸체(9)의 상기 콘덴서(3)나 기타 광로(2)에 설치된 다수의 렌즈(2a)(3a)들 중 어느 한 개를 도3에서와 같이 원형투광부(50)가 형성되도록 인쇄하여 발광체(1)에서 광로(2)를 통하여 전달된 광원의 일부를 차단하고 원형으로만 투광하여 스테이지(4)에 안착된 표본에 원형의 광원을 공급하게된다.

이때 렌즈에 직접 인쇄하여 원형투광부(50)를 형성함에 있어서는, 표본을 안착하는 스테이지(4)와 가까운 콘덴서(3)의 렌즈(3a)를 인쇄하는 것이 가장 바람직하며 오목렌즈나 볼록렌즈보다는 평면렌즈에 인쇄하는 것이 바람직하나 필요에 따라서는 콘덴서(3)의 렌즈(3a)가 아닌 광로(2)의 어느 한 렌즈(2a)에 인쇄하거나 볼록이나 오목렌즈에 인쇄를 할 수도 있다.

또 한가지의 다른 구성으로 원형투광부(50)를 형성하도록 인쇄된 별도의 투광체(10)를 도4에서와 같이 콘덴서(3)나 기타 광로(2)에 별도로 설치하여 상기와 같은 효과를 얻을 수도 있으며, 이때에도 투광체(10)는 상기와 같이 표본을 안착하는 스테이지(4)와 가까운 콘덴서(3)에 설치하는 것이 가장 바람직하나 광로(3)의 어느 한곳에 설치 할 수도 있다.

또 다른 구성으로는 도5에서와 같이 두 개의 조건이 다른 위상차조명법용 원형투광부(50)가 형성되도록 인쇄된 투광체(10)와 암시야조명법용 원형투광부(50)가 형성되도록 인쇄된 투광체(10)를 각각 구성한 어댑터(20)를 상기 콘덴서(3) 등으로 구성된 광로(2)의 어느 한곳에 설치 구성하여 상기 어댑터(20)를 슬라이드 동작시켜 절환 함으로서 위상차조명환경과 암시야조명환경을 선택적으로 구현하도록 구성 할 수도 있다.

일반적으로 위상차환경조건을 구현할 때는 대물렌즈에 설치되는 투시렌즈와 위상을 일치시켜야 하므로 암시야조명환경을 구현할 때와 그 구성과 방법은 일치하나 투광부(50)의 사이즈가 서로 다르다.

또 다른 구성으로서는 상기 발광체(1)와 광로(2)를 제거하는 대신에 도6에서와 같이 다수의 광섬유(35)가 원형으로 형성된 광케이블(30)을 구성하여 이를 스테이지(4)의 바로 아래에 구비된 콘덴서(3)에 장착하고 타단부를 발광체(1)에 연결하여 광섬유(35)에 의한 직접적인 원형의 광원이 투사되어 별도의 구성없이 표본에 원형의 광원이 비추어 지도록 구성할 수도 있다.

상기와 같은 구성을 한 본 발명으로 암시야조명법의 조건과 위상차조명법의 조건을 만족하기 위한 광원투사 장치는 완성되는바, 이와 같이 투사된 광원이 암시야조명법의 조건 시에는 도7에서와 같이 원형투광부(50)를 통과한 원형광이 스테이지(4)에 준비된 표본을 비춘 다음 대물렌즈(5)의 내부로 들어가지 않고 외부로 방산되고 다만 표본에 닿은 산란광 만이 표본을 조명을 함으로서 대물렌즈(5)로 보는 상태는 매우 어둡지만 표본은 밝고 선명하게 나타나게된다.

또한 위상차조명법의 조건을 만족하기 위하여서는 도8에서와 같이 상기한 구성 및 방법과 같이 원형투광부(50)를 통과한 원형광이 스테이지(4)에 준비된 표본을 비춘 후 대물렌즈(5) 내부로 진입하게되고 상기 원형광과 위상이 일치하도록 원형투시창(55)을 대물렌즈(5)의 내부의 어느 한 곳에 구성하면, 투명염색의 생 표본의 굴절률의 차이를 간섭도의 차이로 변화시켜 관찰할 수 있게된다.

이와 같은 위상차조명법을 구현하기 위한 원형투시창(55)의 구성방법과 그 구조는 상기 원형광을 얻기위한 원형투시부(50)의 구성과 방법이 동일하다.

상기한 바와 같이 본 발명은 표본에 원형광을 전달하기 위하여 콘덴서나 기타 광로에 구성한 원형의 투시부와 위상차조명법을 구현하기 위하여 대물렌즈 내부에 구성한 원형의 투시창을 렌즈나 기타 투광체에 직접 인쇄하여 구성함으로서 철판 등의 별도의 차폐소재로 구성할 때 발생하는 그림자 부분을 제거하여 표본을 보다 선명하게 관찰할 수 있도록 함은 물론, 별도의 소재와 가공공정이 생략되어 설치구성이 용이하고, 인쇄된 투광체를 쉽게 교체할 수 있어서 관찰환경 변화가 손쉬우며, 광섬유가 원형으로 장착된 광케이블을 콘덴서에 결합하는 구성을 하였을 때에는 그 편리함은 더할 수 없는 신규 한 발명이다.

Claims (6)

1. 표본을 확대하여 관찰하거나 촬영하기 위한 현미경에 위상차조명법이나 암시야조명법을 구현하기 위하여 시료에 원형광이 투사되도록 구성함에 있어서, 발광램프의 빛을 표본에까지 전달하는 콘덴서 등으로 구성된 광로의 투광렌즈중의 어느 한 개에 원형의 투광부가 형성되도록 인쇄를 하여서 구성함을 특징으로 하는 현미경의 화상조건 변화장치.
2. 표본을 확대하여 관찰하거나 촬영하기 위한 현미경의 위상차조명법을 구현하기 위하여 표본에 전달된 원형광의 위상과 일치하도록 대물렌즈의 내부에 설치되는 투시렌즈중 어느 한 개에 원형의 투시창이 형성되도록 인쇄하여 구성함을 특징으로 하는 현미경의 화상조건 변화장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 콘덴서 등의 광로의 어느 한곳에 원형의 투광부가 형성되도록 인쇄된 별도의 투광체를 끼워서 구성함을 특징으로 하는 현미경의 화상조건 변화장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 콘덴서에 발광램프의 광원을 전달하는 다수의 광케이블을 원형으로 심어서 원형광이 발산되도록 구성함을 특징으로 하는 현미경의 화상조건 변화장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 콘덴서 등 광로의 내부 어느 한곳에 각각 용도가 다른 위상차조명법용 원형의 투시부와 암시야조명법용 원형의 투시부가 형성되도록 인쇄된 두 개의 투광체를 별도로 결합한 어댑터를 구성하여 상기 어댑터를 슬라이드 동작시켜 절환 함으로서 위상차조명환경과 암시야조명환경을 선택적으로 구현하도록 구성함을 특징으로 하는 현미경의 화상조건 변화장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 대물렌즈의 내부 투시로의 어느 한곳에 원형의 투시창이 형성되도록 인쇄된 별도의 투광체를 끼워서 구성함을 특징으로 하는 현미경의 화상조건 변화장치.