KR20130128274A - Optical filter assembly, optical apparatus comprising the same and method for controlling the optical apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광학 필터 조립체, 이를 구비한 광학 장치 및 이의 제어 방법에 관련된 것으로, 생체 시료로부터 형광을 검출하는데 사용될 수 있다. The present invention relates to an optical filter assembly, an optical apparatus having the same, and a method of controlling the same, and may be used to detect fluorescence from a biological sample.
형광 물질로 태깅(tagging)된 특정 물질을 포함하는 생체 시료로부터 형광을 검출하기 위한 광학 장치가 널리 사용되고 있다. 이러한 광학 장치는 시료에 포함된 형광 물질을 여기시키기 위한 특정 파장의 빛을 시료에 조사한 후, 시료에 포함된 형광 물질로부터 방출되는 미세한 형광을 검출함으로써, 시료에 포함되어 있는 특정 물질의 존재 및 농도를 측정할 수 있다. BACKGROUND Optical devices for detecting fluorescence from biological samples containing specific materials tagged with fluorescent materials are widely used. Such an optical device detects minute fluorescence emitted from a fluorescent material included in a sample by irradiating the sample with light having a specific wavelength to excite the fluorescent material contained in the sample, thereby providing the presence and concentration of the specific material contained in the sample. Can be measured.
한편, 종래의 광학 장치는 복수의 광원을 이용하여, 복수에 시료에 빛을 동시에 조사하는 형태로 구성되기도 하는데, 이처럼 복수의 광원을 사용하는 경우에 광원 간에 빛의 세기의 편차가 발생할 수 있다. 광원의 세기에 있어서 편차가 있으면 각 시료에 조사되는 여기광의 세기가 동일하지 않게 되므로, 형광 물질의 농도가 동일한 샘플의 경우에도 방출되는 형광의 세기가 달라지는 등 형광 물질의 농도 측정의 정확성이 감소되는 문제가 있다. On the other hand, the conventional optical device may be configured in the form of irradiating light to a plurality of samples at the same time using a plurality of light sources, in the case of using a plurality of light sources as described above may cause variations in light intensity between the light sources. If there is a deviation in the intensity of the light source, the intensity of the excitation light irradiated to each sample is not the same, so even in the case of the same concentration of the fluorescent material, the accuracy of the concentration measurement of the fluorescent material is reduced, such as the intensity of the emitted fluorescence is changed. there is a problem.
이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 특정 시료의 형광 방출량을 기준으로 이에 대하여 상대적인 형광 방출량을 산출함으로서 광원의 세기의 편차를 보상하는 방법이 있을 수 있으나, 방법이 복잡하고 시간이 많이 소요되는 문제가 여전히 존재한다. As a solution to this problem, there may be a method of compensating for the variation in the intensity of the light source by calculating a relative amount of fluorescence emission based on the amount of fluorescence emission of a specific sample, but the method is still complicated and time-consuming. exist.
상기의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 복수의 광원 간의 빛의 세기의 편차를 보상해 줄 수 있는 채널을 구비하는 광학 필터 조립체를 제공함을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 다른 실시예는 이러한 광학 필터 조립체를 구비하는 광학 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problem, an embodiment of the present invention is to provide an optical filter assembly having a channel that can compensate for the variation in the intensity of light between a plurality of light sources. Another object of the present invention is to provide an optical device having such an optical filter assembly and a control method thereof.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터 조립체는, 1방향으로 입사하는 빛에서 제1 파장 영역의 빛만을 선택적으로 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 반사시키며 상기 제2방향으로부터 입사되는 빛 중 상기 제1 파장 영역 밖의 빛은 투과시킬 수 있는 제1 다이크로익 필터와, 상기 제1 다이크로익 필터로부터 상기 제1방향 및 상기 제2방향에 교차하는 제3방향에 배치되는 미러를 구비하며, 상기 제1 다이크로익 필터의 바라보는 방향과 상기 미러가 바라보는 방향은 서로 교차되게 배치될 수 있다. In order to achieve the above object, the optical filter assembly according to an embodiment of the present invention, selectively reflects only the light of the first wavelength region in the second direction crossing the first direction from the light incident in one direction A first dichroic filter capable of transmitting light outside the first wavelength region among the light incident from the second direction, and a second cross that crosses the first direction and the second direction from the first dichroic filter; The mirror may be disposed in three directions, and the viewing direction of the first dichroic filter and the viewing direction of the mirror may be arranged to cross each other.
또한, 상기 미러는, 상기 제1방향으로 진행하는 빛을 상기 제2방향의 반대 방향으로 반사시키도록 배치될 수 있다. The mirror may be arranged to reflect light traveling in the first direction in a direction opposite to the second direction.
또한, 상기 광학 필터 조립체는, 상기 제1 다이크로익 필터로부터 상기 제1방향 및 상기 제2방향에 교차하는 제3방향에 배치되며, 상기 제1방향으로 입사하는 빛에서 제2 파장 영역의 빛만을 선택적으로 상기 제2방향으로 반사시키며, 상기 제2방향으로부터 입사되는 빛 중 상기 제2 파장 영역 밖의 빛은 투과시킬 수 있는 제2 다이크로익 필터를 더 구비할 수 있다. The optical filter assembly may be disposed in a third direction crossing the first direction and the second direction from the first dichroic filter, and light in a second wavelength region in light incident in the first direction. A second dichroic filter may be further provided to selectively reflect only the bay in the second direction, and to transmit light outside the second wavelength region among the light incident from the second direction.
또한, 상기 광학 필터 조립체는, 상기 미러로부터 상기 제1방향의 반대 방향 또는 상기 제2방향의 반대 방향에 배치되며 통과하는 광량을 감소시키는 ND 필터를 더 구비할 수 있다. The optical filter assembly may further include an ND filter disposed in a direction opposite to the first direction or a direction opposite to the second direction from the mirror to reduce the amount of light passing therethrough.
또한, 상기 광학 필터 조립체는, 상기 제1 다이크로익 필터를 향하는 상기 제1방향의 빛의 경로 상에 배치되며 제1방향의 빛 중에서 상기 제1파장 영역의 빛을 선택적으로 통과시키는 제1 여기광 필터와, 상기 제2다이크로익 필터를 통과하는 상기 제2방향의 반대 방향의 빛이 경로 상에 배치되며, 제3파장 영역의 빛을 선택적으로 통과시키는 제1 형광 필터를 더 구비할 수 있다. The optical filter assembly may further include a first excitation disposed on a path of light in the first direction toward the first dichroic filter and selectively passing light in the first wavelength region among light in the first direction. An optical filter and a first fluorescent filter which is disposed on the path in the opposite direction of the second direction passing through the second dichroic filter are selectively provided to selectively pass the light of the third wavelength region. have.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치는, 상기 광학 필터 조립체에 제1방향 또는 제2방향으로 빛을 조사할 수 있는 복수의 광원을 구비하는 발광부와, 상기 복수의 광원에서 방출된 빛이 상기 광학 필터 조립체의 상기 미러에서 반사되는 것을 감지할 수 있는 수광부를 구비할 수 있다. On the other hand, the optical device according to another embodiment of the present invention, the light emitting unit having a plurality of light sources for irradiating light to the optical filter assembly in the first direction or the second direction, and emitted from the plurality of light sources It may be provided with a light receiving portion that can detect that light is reflected from the mirror of the optical filter assembly.
또한, 상기 광학 장치의 미러는 상기 제1방향으로 진행하는 빛을 상기 제2방향의 반대 방향으로 반사시키며, 상기 광학 필터 조립체의 복수의 광원은 상기 제2방향으로 배열되며 각각이 상기 제1방향으로 빛을 조사하며, 상기 수광부는 상기 광학 필터 조립체로부터 상기 제2방향의 반대방향에 위치할 수 있다. In addition, the mirror of the optical device reflects the light traveling in the first direction in a direction opposite to the second direction, the plurality of light sources of the optical filter assembly are arranged in the second direction, each of the first direction The light receiving unit may be irradiated with light, and the light receiving unit may be located in an opposite direction to the second direction from the optical filter assembly.
또한, 상기 수광부는 상기 발광부에 결합되어 함께 이동되며, 상기 광학 필터 조립체에서 방출되는 복수의 광선을 감지할 수 있도록 복수의 광 포착 센서를 구비할 수 있다. In addition, the light receiving unit may be coupled to the light emitting unit and moved together, and may include a plurality of light capture sensors to detect a plurality of light rays emitted from the optical filter assembly.
또한, 상기 수광부는, 상기 발광부에 결합되어 함께 이동되며 상기 광학 필터 조립체에서 방출되는 복수의 광선을 감지할 수 있도록 상기 발광부에 대하여 상대 이동이 가능하게 배치될 수 있다. In addition, the light receiving unit may be disposed relative to the light emitting unit so as to be coupled to the light emitting unit and move together and detect a plurality of light rays emitted from the optical filter assembly.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치으 제어 방법은, 복수의 광원으로부터 방출되는 빛이 제1항의 광학 필터 조립체의 상기 미러에 입사되는 단계와, 상기 미러에서 반사되는 빛이 수광부에 의해 감지되는 단계와, 상기 수광부에 의해 감지된 각 광원의 밝기 사이의 차이가 감소되도록 각 광원의 밝기가 조절되는 단계와, 상기 복수의 광원으로부터 방출되는 빛이 상기 제1 다이크로익 필터로 조사되도록 상기 제1 다이크로익 필터 혹은 상기 복수의 광원이 이동되는 단계를 포함할 수 있다. On the other hand, in the optical device control method according to another embodiment of the present invention, the light emitted from the plurality of light sources is incident on the mirror of the optical filter assembly of claim 1, and the light reflected from the mirror by the light receiving unit Adjusting the brightness of each light source so as to reduce a difference between the brightness of each light source detected by the light receiving unit, and allowing the light emitted from the plurality of light sources to be irradiated to the first dichroic filter. The first dichroic filter or the plurality of light sources may be moved.
또한, 상기 수광부는 상기 각 광원에 대응되는 복수의 광 포착 센서를 구비할 수 있다. The light receiving unit may include a plurality of light capture sensors corresponding to each of the light sources.
또한, 상기 수광부는 각 광원에서 방출된 빛을 감지할 수 있도록, 상기 광학 필터 조립체에 대하여 상대 이동이 가능하게 배치될 수 있다. In addition, the light receiving unit may be disposed to allow relative movement with respect to the optical filter assembly so as to sense the light emitted from each light source.
본 발명의 일 실시예의 광학 필터 조립체, 이를 구비하는 광학 장치 및 이의 제어 방법에 따르면, 복수의 광원 간의 빛의 세기의 편차를 보상하는 과정이 매우 간단하고 신속하게 수행될 수 있다. 따라서 이들이 생체 시료의 형광 검출에 사용될 경우, 복수의 광원 간에 편차가 존재하더라도 시료에 포함되어 있는 형광 물질의 농도를 정확하게 측정할 수 있다.According to the optical filter assembly, the optical device having the same, and a control method thereof according to an embodiment of the present invention, a process of compensating for the variation in the intensity of light between a plurality of light sources can be performed very simply and quickly. Therefore, when they are used for fluorescence detection of a biological sample, even if there is a deviation between a plurality of light sources, it is possible to accurately measure the concentration of the fluorescent substance contained in the sample.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터 조립체의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 광학 필터 조립체의 II-II 선을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 광학 필터 조립체의 III-III선을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 광학 장치의 일부 구성요소를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 구성요소의 VI-VI선을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 7은 도 5의 구성요소가 다른 상태에 있는 것을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7의 구성요소의 VI-VI선을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 9는 도 4의 광학 장치의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 10a는 도 4의 광학 장치의 광원 세기 보상 채널이 작동하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 10b 및 도 10c는 광원 세기 보상용 채널에 의해서 촬영된 영상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11a는 도 4의 광학 장치의 형광 검출 채널이 작동하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 11b 및 도 11c는 형광 검출 채널에 의해서 촬영된 영상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 13은 도 12의 광학 장치의 XIII-XIII선을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 15는 도 14의 광학 장치의 XV-XV선을 따라 취한 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic perspective view of an optical filter assembly according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II of the optical filter assembly of FIG. 1. FIG.
3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III of the optical filter assembly of FIG. 1.
4 is a perspective view schematically showing an optical device according to another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view schematically showing some components of the optical device of FIG. 4.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along line VI-VI of the component of FIG. 5. FIG.
7 is a perspective view schematically showing that the components of FIG. 5 are in different states.
FIG. 8 is a schematic cross sectional view taken along the line VI-VI of the component of FIG. 7; FIG.
9 is a flowchart schematically illustrating a method of controlling the optical device of FIG. 4.
FIG. 10A is a diagram schematically illustrating a state in which a light source intensity compensation channel of the optical apparatus of FIG. 4 operates, and FIGS. 10B and 10C are diagrams schematically illustrating an image photographed by a light source intensity compensation channel.
FIG. 11A is a diagram schematically illustrating a state in which a fluorescence detection channel of the optical device of FIG. 4 operates, and FIGS. 11B and 11C are views schematically showing an image photographed by the fluorescence detection channel.
12 is a perspective view schematically showing an optical device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view taken along line XIII-XIII of the optical device of FIG. 12.
14 is a perspective view schematically showing an optical device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view taken along line XV-XV of the optical device of FIG. 14.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터 조립체에 대해서 설명한다. 또한 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터 조립체가 시료에서 형광 물질을 검출하는데 사용되는 것을 가정하고 설명한다. 또한 이하에서 각 도면에서 동일한 부재 번호를 가지는 구성은 실질적으로 동일한 것임을 의미하는 것이므로 이에 대한 중복적인 설명은 생략될 수 있다. Hereinafter, an optical filter assembly according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, it will be described below assuming that the optical filter assembly according to an embodiment of the present invention is used to detect the fluorescent material in the sample. In addition, hereinafter, since the configuration having the same member number in each drawing means substantially the same, redundant description thereof may be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터 조립체의 개략적인 사시도이다. 1 is a schematic perspective view of an optical filter assembly according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 광학 필터 조립체(1)는 제1 내지 제n 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D) 및 미러 카트리지(200)를 구비한다. Referring to FIG. 1, the optical filter assembly 1 according to the present embodiment includes first to nth
각각의 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D)는, 제1방향으로부터 조사된 빛 중 일부 파장만을 제1방향에 수직된 제2방향으로 반사시키며, 그 일부 파장을 제외하고는 통과시키는 역할을 한다. 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D)들은 서로 다른 파장의 빛을 통과시키도록 각각 다른 종류의 광학 필터를 구비하며, 제1방향 및 제2방향에 각각 수직된 제3방향으로 배열된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해서, 제1방향을 좌측 또는 우측 방향(±y축 방향), 제2방향을 하측 방향(-z 축 방향), 제3방향을 전측 또는 후측 방향(±x축 방향)으로 가정하고 설명한다. Each of the
도 2는 제1 내지 제n 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D) 중의 어느 하나(100C)에 해당하는 제1 광학 필터 카트리지(100C)에 대한 개략적인 단면도로, 도 2를 참조하면 제1 광학 필터 카트리지(100C)는 필터 하우징(102), 제1 여기광 필터(120), 제1 다이크로익 필터(110), 제1 형광 필터(130)를 구비하며, 좌우 대칭된 형태로 이루어진다. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the first
필터 하우징(102)은 제1 여기광 필터(120), 제1 다이크로익 필터(110) 및 제1 형광 필터(130)를 지지하며, 광 유입구(104), 광 유출구(106,108) 및 광로(103,105)를 구비한다. The
광 유입구(104)는 필터 하우징(102)의 양 측면에 복수 개로 형성되며, 상하 방향으로 배열된다. The
광 유출구(106,108)는 필터 하우징(102)의 하면 및 상면에 형성되며, 필터 하우징(102)의 양 측면에 형성되는 광 유입구(104)의 수와 동일한 수로 형성된다. The
광로(103,105)는 상기 광 유입구(104)로 들어온 빛이 상기 광 유출구(106,108)로 빠져나갈 수 있도록, 수평 방향 및 수직 방향으로 연장되게 형성된다. 더욱 구체적으로, 광로(103,105)는 광 유입구(104)에서 제1 다이크로익 필터(110)로 연장되며, 제1 다이크로익 필터(110)에서 상측 및 하측 방향(±z축 방향)으로 연장되어 필터 하우징(102)의 상측 및 하측에 형성되는 광 유출구(106,108)와 연결된다. The
제1 여기광 필터(120)는 필터 하우징(102)의 측면에 형성된 광 유입구(104)에 배치되며, 광 유입구(104)로 유입된 수평 방향(±y축 방향)의 빛 중에서 제1 파장 영역의 빛만을 선택적으로 통과시킨다. 제1 여기광 필터(120)의 통과 주파수 대역은 여기시키고자 하는 형광 물질의 종류에 따라서 결정된다. 제1여기광 필터(120)는 일체로 형성되며, 수평 방향(±y축 방향)의 광 경로(103)를 수직 방향으로 가로지르도록 배치될 수 있다. The first
제1 다이크로익 필터(110)는 필터 하우징(102)의 내부에 비스듬하게 배치되며, 제1 여기광 필터(120)를 통과한 수평 방향(±y축 방향)의 제1 파장 영역의 빛을 하측 방향(-z 축 방향)으로 반사시키는 역할을 한다. 즉, 제1 여기광 필터(120)를 통과한 제1 파장 영역의 빛은 제1 다이크로익 필터(110)에서 반사되어 필터 하우징(102) 하측의 광 유출구(106)를 통해서 하측 방향(-z 축 방향)으로 빠져나간다. 제1 다이크로익 필터(110)는 일체로 형성되어 복수의 광로(103,105)를 대각선 방향으로 가로지르도록 배치될 수 있다. The first
제1 형광 필터(130)는 필터 하우징(102) 상측에 배치되며 제1 파장 영역의 빛에 의해서 여기된 형광 물질에서 방출되는 제1 형광을 선택적으로 통과시키는 역할을 한다. 따라서 제1 형광 필터(130)에 의해서 제1 형광을 제외한 다른 파장의 빛은 차단되어 광학 필터 카트리지(100C)의 상측으로 빠져나가지 못하게 된다. 제1 형광 필터(130)는 일체로 형성되어 복수의 수직 광로(105)를 수평 방향(±y축 방향)으로 가로지르도록 배치될 수 있다. The
도 2의 제1 광학 필터 카트리지(100C) 외의 제2, 제3, ..., 제n 광학 필터 카트리지(100A,100B,100D)는 제1 광학 필터 카트리지(100C)와 동일한 구조를 가지나, 그에 구비되는 광학 필터의 광학 특성이 상이한 차이점을 가진다. 예컨대, 제1 광학 필터 카트리지(100C) 외의 광학 필터 카트리지(100A,100B,100D) 각각은 제1 여기광 필터(120)와는 다른 파장의 빛을 선택적으로 투과시키는 제2 여기광 필터, 제3 여기광 필터, ..., 제n 여기광 필터를 구비한다. 또한, 제2 여기광 필터, 제3 여기광 필터, ..., 제n 여기광 필터를 통과한 빛을 하측으로 반사시키기 위한 제2 다이크로익 필터, 제3 다이크로익 필터, ..., 제n 다이크로익 필터를 구비하며, 각 여기광에 의해서 여기되는 형광 물질에서 방출되는 다른 파장의 형광을 각각 선택적으로 투과시키기 위한 제2 형광 필터, 제3형광 필터, ... 제n 형광 필터를 구비한다. The second, third, ..., n-th
제1 내지 제n 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D)는 서로에 대하여 착탈이 가능하게 조립될 수 있으며, 필요에 따라서 적절한 종류의 광학 필터를 갖는 광학 필터 카트리지만을 조립하여 사용할 수도 있다. The first to n-th
도 3은 도 1의 광학 필터 조립체(1)의 III-III선 단면도, 즉 미러 카트리지(200)의 개략적인 단면도이다. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of the optical filter assembly 1 of FIG. 1, ie, the
도 3을 참조하면, 미러 카트리지(200)는 필터 하우징(202), 중성 농도 필터(ND 필터, 220), 미러(210)를 구비한다. Referring to FIG. 3, the
필터 하우징(202)은 양 측면으로 빛이 유입될 수 있도록 양 측면에 광 유입구(204)가 형성되며, 상측면에 광유출구(208)가 형성된다. 필터 하우징(202)의 내부에는 필터 하우징(202)의 광 유입구(204)와 광 유출구(208)를 연결하는 복수의 광로(203,205)가 형성된다. 복수의 광로(203,205)는 각 광 유입구(204)에 수평으로 연결되는 수평 광로(203)와 각 광 유출구(208)에 연결되는 수직 광로(205)를 구비한다. The
중성 농도 필터(220)는 필터 하우징(202)의 광 유입구(204)에 배치되며, 광로(203)를 통과하는 빛의 세기를 전 파장 영역에 걸쳐서 감소시키는 역할을 한다. 중성 농도 필터(220)는 일체로 형성되어 수평 광로(203)를 수직으로 가로지는 형태로 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 중성 농도 필터(220)가 필터 하우징(202)의 광 유입구(204)에 배치되는 것으로 설명하였으나, 중성 농도 필터(220)는 필터 하우징(202)을 통과하는 빛의 세기를 감소시킬 수 있는 곳이면 어디든 배치될 수 있다. 예컨대 중성 농도 필터(220)는 필터 하우징(202)의 광 유출구(208)에 배치되어도 무방하다. The
미러(210)는 필터 하우징(202)의 광 유입구(204)로 들어온 빛을 상측 방향(+z 방향)으로 반사시키는 역할을 하며, 필터 하우징(202) 내부에서 수평 광로(203)와 수직 광로(205)의 교차부에 비스듬하게 배치된다. 즉, 미러(210)가 바라보는 방향과, 제1 다이크로익 필터(110)의 바라보는 방향은 서로 수직하게 교차된다. 미러 카트리지(200)의 측면으로 빛이 들어오면 그 빛은 중성 농도 필터(220)에 의해서 강도가 감쇠된 다음, 미러(210)에 의해서 반사되어 미러 카트리지(200) 상측의 광 유출구(208)로 빠져 나간다. 미러(210)는 일체로 형성되어 필터 하우징(202)의 복수의 수평 광로(203) 및 수직 광로(205)의 교차부를 가로지르도록 배치될 수 있다.The
다음으로, 상기의 광학 필터 조립체(1)의 작용 및 효과에 대해서, 이를 구비하는 광학 장치와 함께 설명한다.Next, the operation and effects of the optical filter assembly 1 described above will be described together with the optical device having the same.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치(10)의 개략적인 사시도이다.4 is a schematic perspective view of an
도 4를 참조하면, 본 실시예의 광학 장치(10)는 도 1의 광학 필터 조립체(1)와, 발광부(300), 시료 거치부(440), 수광부(430) 및 제어부(500)를 구비한다. Referring to FIG. 4, the
도 1의 광학 필터 조립체(1)에 대해서는 앞서 설명한 바와 같으므로, 이에 대해서 중복적인 설명은 생략한다. 광학 필터 조립체(1)는 전후 방향(±x축 방향)으로 이동가능하도록, 전후 방향(±x축 방향)으로 연장된 슬라이드 가이드(미도시)에 결합될 수 있다. 광학 필터 조립체(1)는 제1 구동원(410)에 의해서 전후 방향(±x축 방향)으로 이동이 제어되는데, 제1 구동원(410)은 선형으로 구동력을 발생시키는 것이면 어떠한 것이든 가능하다. 예컨대 제1 구동원(410)은 리니어 모터, 보이스 코일 모터, 회전식 모터의 구동력을 직선으로 변환시키는 래크와 피니언, 공압 액추에이터, 회전식 모터의 구동력을 직선으로 변화시키는 벨트 또는 회전식 모터의 구동력을 직선으로 변환시키는 볼 스크류 등을 구비할 수 있다. Since the optical filter assembly 1 of FIG. 1 has been described above, a redundant description thereof will be omitted. The optical filter assembly 1 may be coupled to a slide guide (not shown) extending in the front-rear direction (± x-axis direction) to be movable in the front-rear direction (± x-axis direction). The optical filter assembly 1 is controlled to be moved in the front-rear direction (± x-axis direction) by the
발광부(300)는 광학 필터 조립체(1)의 제1 내지 제n 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D) 및 미러 카트리지(200) 중 어느 하나의 측면에 빛을 조사하기 위한 것으로, 광학 필터 조립체(1)에 대하여 전후 방향(±x축 방향)으로 이동가능하게 배치된다. 발광부(300)도 전후 방향(±x축 방향)으로 연장된 슬라이드 가이드(미도시)에 결합되어 전후 방향(±x축 방향)의 이동이 안내될 수 있다. 발광부(300)는 제2 구동원(420)에 의해서 전후 방향의 이동이 제어되는데, 제2 구동원(420)은 선형의 구동력을 발생시킬 수 있는 것이면 어느 것이든지 가능하다. 예를 들어 제2 구동원(420)은 리니어 모터, 보이스 코일 모터, 회전식 모터의 구동력을 직선으로 변환시키는 래크와 피니언, 공압 액추에이터, 회전식 모터의 구동력을 직선으로 변화시키는 벨트, 또는 회전식 모터의 구동력을 직선으로 변환시키는 볼 스크류 등을 구비할 수 있다. 발광부(300)는 광학 필터 조립체(1)에 대하여 전후 방향으로 이동하면서 복수의 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D) 및 미러 카트리지(200) 중 어느 하나를 둘러싸도록 위치될 수 있다.The
도 5는 도 1의 광학 장치(10)의 발광부(300)가 제1 내지 제n 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D) 중의 어느 하나, 예컨대 제1 광학 필터 카트리지(100C)에 배치된 것을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 6은 도 5의 광학 필터 조립체(1) 및 발광부(300)의 VI-VI선을 따라 취한 개략적인 단면도이다. FIG. 5 illustrates that the
도 5 및 도 6을 참조하면, 발광부(300)는 하우징(302)과, 광원(322), 콜리미네이션 필터(330), 제1 및 제2렌즈(340,350)를 구비한다. 5 and 6, the
하우징(302)은 광학 필터 조립체(1)를 수용할 수 있는 공간을 구비하며, 내부에 배치되는 광학 필터 조립체(1)의 광로(103,105)와 연결되는 복수의 광로(304,306,308)를 구비한다. The
광원(320)은 하우징(302)의 양 측면에 복수 개가 배치되며, 광학 필터 조립체(1)의 측면의 광 유입구(104)를 향하여 수평 방향(±y축 방향)으로 빛을 조사할 수 있다. 광원(320)은 기판(322)에 장착되며 백색광을 방출하는 발광 다이오드일 수 있다. 기판(322)의 광원(320)이 장착된 면의 반대면에는 광원(320)에서 발생하는 열을 방출하기 위한 방열 핀(310)이 배치된다. 방열 핀(310)은 외부와의 열교환이 원활하게 이루어질 수 있도록, 하우징(302)의 측면으로 돌출되게 형성된다. A plurality of
콜리미네이션 필터(330)는 광원(320)과 광학 필터 조립체(1)의 사이에 배치되며, 광원(320)에서 방출된 빛이 서로 평행하게 진행하도록 빛을 모아주는 역할을 한다. 따라서, 광원(320)에서 방출된 빛은 효과적으로 광학 필터 조립체(1)의 측면으로 유입되며, 빛이 광학 필터 조립체(1) 내의 광로(103,105)의 내측면에서 난반사되는 것이 효과적으로 억제할 수 있다. The
제1렌즈(340)는 하우징(304)의 하측의 광로(306)에 배치된다. 따라서 제1 광학 필터 카트리지(100C)의 하측의 광 유출구(104)로 유출된 빛은 제1렌즈(340)를 통과하여 하우징(302)의 하측으로 빠져나갈 수 있다. 또한 하우징(302) 하측에서 올라오는 빛은 제1렌즈(340)를 통과하여 제1 광학 필터 카트리지(100C)의 내의 수직 광로(105)로 들어갈 수 있다. 제1렌즈(340)는 빛을 모아줌으로써 빛이 넓게 퍼져나가는 것을 억제할 수 있다. The
제2렌즈(350)는 하우징(304)의 상측의 광로(308)에 배치된다. 따라서 제1 광학 필터 카트리지(100C)의 상측의 광 유출구로 유출된 빛은 제2렌즈(350)를 통과하여 하우징(302)의 상측으로 빠져나갈 수 있다. 제2렌즈(350)는 제1렌즈(340)과 함께 빛의 초점을 잡아주어 빛이 수광부(430)에서 원활하게 결상되도록 한다. The
한편 발광부(300)는 광학 필터 조립체(1)에 대해서 전후 방향(±x축 방향)으로 상대 이동하여, 광학 필터 조립체(1)의 미러 카트리지(200)에 위치될 수도 있다. Meanwhile, the
도 7은 발광부(300)가 미러 카트리지(200)에 위치된 것을 개략적으로 도시한 것이며, 도 8은 도 7의 발광부(300) 및 미러 카트리지(200)의 개략적인 VIII-VII선 단면도이다. FIG. 7 schematically illustrates that the
도 7 및 도 8을 참조하면, 발광부(300)의 광로는 미러 카트리지(200)의 광로에 연결된다. 발광부(300)의 광원(320)이 빛이 방출되면 그 빛은 발광부(300)의 콜리미네이션 필터(330)를 지나 미러 카트리지(200)의 측면의 광 유입구로 빛이 입사된다. 미러 카트리지(200)의 광 유입구로 들어간 빛은 미러 카트리지(200)의 ND 필터(220)를 통과하여 세기가 감소하고, 미러 카트리지(200)의 미러(210)에 의해서 반사되어 상측 방향(+z 방향)으로 진행된다. 상측으로 진행되는 빛은 발광부(300)의 제2렌즈(350)를 통과하여 발광부(300)의 상측으로 빠져나가게 된다. 7 and 8, the optical path of the
시료 거치부(440)는 광학 필터 조립체의 하측에 배치되며, 시료를 담은 튜브(T)가 배치된다. 시료 거치부(440)는 시료를 가열할 수 있도록 펠티어 소자, 열선과 같은 가열 수단을 구비할 수 있다. 시료 거치부(440)는 광학 필터 조립체(1)에서 방출되는 빛이 시료로 들어갈 수 있도록, 또한 시료에서 방출되는 제1 형광이 광학 필터 조립체(1)로 들어갈 수 있도록 광학 필터 조립체(1)의 하측의 광 유출구에 대응되는 위치에 시료를 위치시킨다.The
수광부(430)는 광학 필터 조립체(1)의 상측에 배치되며, 광학 필터 조립체(1)에서 상측으로 빠져나온 제1 형광을 감지하는 역할을 한다. 수광부(430)는 광 감도가 매우 우수한 이미지 센서 또는 포토 다이오드를 구비할 수 있다. The
제어부(500)은 수광부(430), 제1구동원(410), 제2구동원(420), 광원(320), 시료 거치부(440)에 전기적으로 연결되며, 각각을 제어할 수 있다. 특히 제어부(500)는 수광부(430)로 입사되는 빛의 양을 계측할 수 있으며, 각각의 광원(320)에서 방출되는 빛의 세기를 제어할 수 있으며, 제1 구동원(410) 및 제2 구동원(420)의 동작을 제어하여, 광학 필터 조립체(1)의 위치 및 발광부(300)의 위치를 제어할 수 있다. 제어부(500)는 마이크로프로세서를 구비하여 이루어질 수 있다. The
다음으로, 본 실시예의 광학 장치(10)의 제어 방법을 도면을 참조하여 설명한다. Next, the control method of the
도 9는 본 실시예의 광학 장치(10)의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 9 is a flowchart schematically showing a control method of the
도 9을 참조하면, 본 실시예의 광학 장치(10)의 제어 방법은 광원 밝기 보상 단계(S10), 발광부를 형광 검출용 채널로 이동시키는 단계(S20), 시료에서 방출되는 형광을 감지하는 단계(S30)을 포함한다 .Referring to FIG. 9, in the method of controlling the
광원의 밝기 보상 단계(S10)는 발광부의 복수의 광원 간의 편차를 감소시키기 위한 단계로, 광원 세기 보상용 채널로 발광부를 이동시키는 단계(S11)와, 발광부에서 방출되는 빛의 세기를 감지하는 단계(S12)와, 발광부의 광원의 밝기를 조절하는 단계(S13)를 구비한다. The brightness compensation step (S10) of the light source is a step for reducing the deviation between the plurality of light sources of the light emitting unit, the step of moving the light emitting unit to the light source intensity compensation channel (S11), and detecting the intensity of the light emitted from the light emitting unit Step S12 and adjusting the brightness of the light source of the light emitting unit (S13).
광원 세기 보상용 채널로 발광부(300)를 이동시키는 단계(S11)는, 제어부(500)가 제1 구동원(410) 및 제2 구동원(420)을 동작시켜 발광부(300)를 미러 카트리지(200)에 위치시키는 단계이다. 발광부(300)가 미러 카트리지(200)에 위치되면 발광부(300)의 광원(320)에서 방출되는 빛이 미러 카트리지(200)를 거쳐 수광부(430)로 들어가게 된다. 미러 카트리지(200)는 후술하는 바와 같이, 광원(320)의 세기를 보상하는데 사용되므로 광원 세기 보상용 채널을 형성한다고 할 수 있다.In the step S11 of moving the
발광부(300)에서 방출되는 빛의 세기를 감지하는 단계(S12)는, 발광부(300)에서 방출되어 미러 카트리지(200)를 통해 상측으로 방출되는 빛을 수광부(430)로 감지하는 단계이다. 도 10a는 발광부(300)가 광원 세기 보상용 채널에 위치된 것을 개략적으로 도시한 단면도로, 도 10a를 참조하면 복수의 광원에서 방출된 빛은 미러 카트리지(200)의 ND 필터(220)를 거쳐서 강도가 감소된 다음, 미러(210)에 의해서 반사되어 상측의 수광부(430)로 유입된다. 광원(320)에서 방출된 빛은 ND 필터(220)에 의해서 강도가 감소되므로, 수광부(430)에서 획득되는 이미지가 포화되는 현상이 효과적으로 억제될 수 있다. 제어부(500)는 수광부(430)에서 획득된 이미지로부터 각 광원(320)의 상대적 밝기를 계산한다. 도 10b는 수광부(430)에서 획득된 이미지를 개략적으로 도시한 것으로, 도 10b를 참조하면 수광부(430)에서 획득된 이미지(IM1)에는 각 광원(320)에 의한 영상(DT1)을 포함한다. 각 광원(320)에 의한 영상(DT1)은 도 10b에서와 같이 밝기에 편차가 있을 수 있다. The detecting of the intensity of the light emitted from the light emitter 300 (S12) is a step of detecting the light emitted from the
발광부(300)의 광원(320)의 밝기를 조절하는 단계(S13)는, 제어부(500)가 수광부(430)의 영상으로부터 얻은 각 광원(320)의 상대적 밝기를 이용하여 각 광원(320)의 밝기가 균일하도록 제어하는 단계이다. 예를 들어 제어부(500)는 상대적으로 밝기가 밝은 광원은 밝기를 낮추는 방향으로 제어하고, 밝기가 상대적으로 어두운 광원의 밝기를 높이는 방향으로 각 광원의 밝기를 제어한다. 또한, 제어부(500)는 각 광원(320)의 밝기를 실시간으로 측정하면서, 동시에 각 광원(320)의 밝기를 실시간으로 제어하는 피드백 제어를 수행할 수 있다. 발광부(300)의 광원(320)의 밝기를 조절하는 단계가 완료되면, 도 10c에서와 같이 각 광원(320)에서 방출되는 빛의 세기가 동일하게 설정될 수 있다. In step S13, the brightness of the
이와 같이 각 광원(320)의 밝기를 보상함으로써, 각 광원(320)이 내재적으로 가지는 밝기의 편차가 있더라도 각 광원(320)에서 동일한 세기의 빛이 방출되도록 할 수 있다. By compensating the brightness of each
상기의 과정을 통해서 각 광원(320)의 밝기의 보정이 이루어지면, 발광부(300)를 형광 검출용 채널, 즉 제1 내지 제n 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D)중 어느 하나로 이동시키는 단계(S20)가 수행된다. 발광부(300)가 제1 내지 제n 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D) 중에 어느 하나, 예컨대 제1 광학 필터 카트리지(100C)로 이동하고, 그 측면에 빛을 조사하면 발광부(300)에서 방출된 빛 중 제1 파장 영역의 빛(λ1)만이 제1 여기광 필터(120)를 통과하게 된다. 제1 파장 영역의 빛(λ1)은 제1 다이크로익 필터(110)에 의해서 선택적으로 하측으로 반사되고, 시료(S)로 조사된다. When the brightness of each
제1 파장 영역의 빛(λ1)이 시료(S)에 조사되면, 시료(S)에 포함된 형광 물질은 여기되어 제 1형광(λ2)을 방출한다. 제 1형광(λ2)은 발광부(300) 및 제1 광학 필터 카트리지(100C)의 하측을 통해서 제1 광학 필터 카트리지(100C)로 들어가고, 제1 다이크로익 필터(110)를 그대로 통과하여 제1 광학 필터 카트리지(100C) 및 발광부(300)의 상측을 통과하여 수광부(430)로 유입된다. 제1 광학 필터 카트리지(100C)의 상측에는 형광 필터(130)가 배치되어 있으므로, 제1 형광(λ2)을 제외한 다른 파장의 빛은 차단된다. 따라서 제1 형광(λ2)을 제외한 다른 파장의 빛에 의해서 수광부(430)가 영향을 받는 것이 효과적으로 억제될 수 있다. When the light λ1 in the first wavelength region is irradiated onto the sample S, the fluorescent material included in the sample S is excited to emit the first fluorescent light λ2. The first fluorescent light lambda 2 enters the first
시료(S)에서 방출되는 형광(λ2)을 감지하는 단계(S30)는 시료(S)에서 방출되어 제1 광학 필터 카트리지(100C)를 통과한 빛을 수광부(430)로 감지하는 단계이다. 상술한 광원(320)의 세기 보상 과정에 의해서 광원(320)에서 방출되는 빛의 세기가 동일하므로, 각 시료에 조사되는 제1 파장 영역의 빛(λ1), 즉 여기광의 세기가 균일하다. 따라서 각 각 시료(S)에서 포함되어 있는 형광 물질의 농도가 동일하면 수광부(430)에 의해서 감지되는 각 시료(S)의 제1 형광(λ2)의 세기도 동일하고, 각 시료(S)에 포함되어 있는 형광 물질의 농도가 상이하면 수광부(430)가 검출하는 각 시료(S)의 제1 형광의 세기도 상이하게 된다. 즉, 광원(320)의 세기의 편차에 따른 시료(S)의 제1 형광 세기의 편차의 발생이 효과적으로 억제되고, 시료(S)에서 방출되는 제1 형광의 세기에 시료(S)에 포함된 형광 태깅된 물질의 농도에 전적으로 의존하게 된다. 도 11b는 1열의 시료(S)를 수광부(430)로 촬영한 영상(IM3)을 개략적으로 도시한 것으로, 각 시료에 대한 이미지(DT3)의 밝기가 상이함을 알 수 있다. 각 시료에 대한 이미지(DT3)의 밝기는 시료에 포함된 형광 물질의 농도, 즉 형광 태깅된 물질의 농도에 비례하므로, 이를 통해서 시료에 포함된 특정 물질의 상대적 농도를 산출할 수 있다. Detecting fluorescence λ 2 emitted from the sample S (S30) is a step of detecting the light emitted from the sample S and passing through the first
1열의 시료에 대해서 제1 여기광을 조사하고 제1 형광을 검출한 다음, 다른 열의 시료에 대해서도 제1 여기광을 조사하고 제 1형광을 검출하도록 제1 광학 필터 카트리지(100C)를 다른 열의 시료의 상측으로 이동시킬 수 있다. 이때, 발광부(300)는 제1 광학 필터 카트리지(100C)와 함께 이동된다. 제1 광학 필터 카트리지(100C)가 다른 열의 시료 상에 배치되면, 동일한 방법으로 발광부(300)로 제1 광학 필터 카트리지(100C)에 빛을 조사함으로써 시료에 제1 여기광(λ1)을 조사할 수 있다. 제1광학 필터 카트리지(100C) 및 발광부(300)를 함께 이동하면서 모든 열의 시료에 대해서 제1 여기광(λ1)을 조사하고 시료로부터 방출되는 제1 형광(λ2)을 감지함으로서, 모든 시료에 대하여 제1 형광(λ2)을 감지할 수 있다. 도 11c은 이러한 방법으로 각 열에 대하여 획득한 영상을 모두 합한 영상(IM4)이다. 도 11c의 영상(IM4)에는 모든 시료에 대한 촬영 이미지(DT4)가 포함되어 있으므로, 모든 시료에 포함되어 있는 형광 태깅된 특정 물질의 상대적인 농도를 산출할 수 있다. The first
만일, 시료 중의 어느 하나에 포함되어 있는 형광 물질의 농도를 미리 알고 있는 경우에는, 그 시료에 포함되어 있는 형광 물질의 농도를 이용하여 다른 시료에 포함되어 있는 형광 물질의 절대적인 농도를 산출할 수도 있다. If the concentration of the fluorescent substance contained in any one of the samples is known in advance, the absolute concentration of the fluorescent substance contained in the other sample may be calculated using the concentration of the fluorescent substance contained in the sample. .
상술한 바와 같이 제1 광학 필터 카트리지(100C)를 이용한 제1 여기광(λ1)의 조사 및 제 1형광(λ2)의 검출 과정이 완료되면, 동일한 방법으로 제2 내지 제n 광학 필터 카트리지(100A,100B,100D)를 이용하여 제2 내지 제n 여기광의 조사 및 제1 내지 제n 형광의 검출 과정이 수행될 수 있다. 즉, 발광부(300)를 이용하여 제2 내지 제n 광학 필터 카트리지(100A,100B,100D)에 순차적으로 빛을 조사하면서 각 시료로부터 방출되는 제2 내지 제n 형광을 감지할 수 있다. As described above, when the irradiation of the first excitation light λ1 and the detection of the first fluorescent light λ2 are completed using the first
이러한 방법으로 제1, 제2, .... 제n 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D) 전부를 이용하여 시료에서 방출되는 제1 내지 제n 형광을 검출함으로써 여러 종류의 형광 물질에 의해서 태깅된 여러 종류의 특정 물질들이 샘플에 포함되어 있는지 여부 및 그 농도를 산출할 수 있다. In this way, the first, second, .... n-th
상술한 바와 같이, 본 실시예의 광학 장치(10)에 따르면, 시료에 포함되어 있는 형광 물질을 검출하는데 있어서, 복수의 광원의 세기를 보정할 수 있으므로 광원의 편차에 따른 형광 물질의 농도의 측정의 오류가 현저히 감소될 수 있다. As described above, according to the
또한, 본 실시예의 광학 장치(10)는 하나의 발광부(300)를 이동시키면서 사용하므로, 각 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D)에 대응되는 각각의 발광부를 구비할 필요가 없다. 따라서, 하나의 발광부(300)에 대한 광원 세기의 보정만으로도 여러 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D)에 대하여 균일한 강도의 빛을 조사할 수 있고, 광원 세기의 보정에 소요되는 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있다. In addition, since the
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. Next, an optical device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치(20)에 대한 개략적인 사시도이다. 12 is a schematic perspective view of an
도 12를 참조하면 본 실시예의 광학 장치는 도 1의 광학 필터 조립체(1), 발광부(2300), 수광부(2410), 시료 거치부(440) 및 제어부(500)를 구비한다. Referring to FIG. 12, the optical apparatus of the present exemplary embodiment includes the optical filter assembly 1, the
광학 필터 조립체(1), 시료 거치부(440) 및 제어부(500)는 도 4의 광학 장치(10)의 그것과 유사하므로 이에 대한 중복적인 설명은 설명한다. Since the optical filter assembly 1, the
본 실시예의 발광부(2300)는 도 4의 광학 장치의 발광부(300)와 동일하게, 하우징(2302), 복수의 광원(320), 콜리미네이션 필터(330), 제1 및 제2 렌즈(340,350)를 구비하나, 도 4의 광학 장치(10)의 발광부(300)와는 달리, 수광부(2410)가 상측에 배치되어 있는 구조를 가진다. The
도 13은 도 12의 광학 장치(20)의 일부분을 XIII-XIII선을 따라 취한 개략적인 단면도이다. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a portion of the
도 13을 참조하면, 발광부(2300)의 상측에 배치된 수광부(2410)는 회로 기판(2414) 및 복수의 광 포착 센서(2412)를 구비할 수 있다. 광 포착 센서(2412)는 광 감도가 우수한 포토 다이오드일 수 있다. 광 포착 센서(2412)는 각 광로에서 방출되는 형광을 검출하도록 각 광로에 대응되게 배치된다. 이와 같이 수광부(2410)가 발광부(2300)에 결합된 구조를 가지기 때문에, 별도의 고가의 형광 검출용 광학 카메라를 구비할 필요가 없다. 통상적으로 포토 다이오드는 빛에 대한 민감도가 뛰어나면서도 형광 검출용 광학 카메라에 비해서 가격이 훨씬 저렴하므로, 광 포착 센서(2412)로서 포토 다이오드를 사용할 경우, 전체 광학 장치(20)의 제조 단가를 낮추는데 매우 유리하다. Referring to FIG. 13, the
본 실시예의 광학 장치도 도 4의 광학 장치(10)와 마찬가지로 광원 세기 보상 채널을 이용하여 복수의 광원의 세기를 보정할 수 있으므로, 도 4의 광학 장치와 동일한 장점을 가질 수 있다. Similar to the
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. Next, an optical device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치의 개략적인 사시도이며, 도 15는 도 14의 광학 장치의 XV-XV선을 따라 취한 개략적 단면도이다. 14 is a schematic perspective view of an optical device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a schematic cross-sectional view taken along line XV-XV of the optical device of FIG.
도 14 및 도 15를 참조하면 본 실시예의 광학 장치(30)는 도 1의 광학 필터 조립체(1), 발광부(3300), 수광부(3410), 시료 거치부(440) 및 제어부(500)를 구비한다. 14 and 15, the
광학 필터 조립체(1), 시료 거치부(440) 및 제어부(500)는 도 4의 광학 장치(10)의 그것과 유사하므로 이에 대한 중복적인 설명은 설명한다. Since the optical filter assembly 1, the
본 실시예의 발광부(3300)는 도 4의 광학 장치의 발광부(300)와 동일하게, 하우징(3302), 복수의 광원(320), 콜리미네이션 필터(330), 제1 렌즈(340)를 구비한다. 그러나 본 실시예의 발광부(3300)는 도 4의 광학 장치(10)의 발광부(300)와는 달리, 수광부(3410)가 결합된 구조를 가지며, 수광부(3410)가 발광부(3300)의 상측에서 좌우 방향(±y축 방향)으로 이동이 가능하게 배치되며, 제2 렌즈(3414)가 발광부(3300)의 하우징(3302)에 배치되지 않고 수광부(3410)에 배치되어 있다. The
수광부(3410)는 가이드(3422)에 의해서 좌우 방향(±y축 방향)의 이동이 가이드 되고, 스크류 기어(3424)의 회전에 따라서 좌우 방향(±y축 방향)으로 이동된다. 스크류 기어(3424)를 회전시키는 모터(3420)는 제어부(500)에 의해서 제어된다. 본 실시예에서는 수광부(3410)가 스크류 기어(3424)에 의해서 이동되는 것으로 설명하였으나, 이는 일 예시에 불과하며 수광부(3410)를 좌우 방향(±y축 방향)으로 이동시키기 위한 메커니즘은 직선 구동되는 형태이면 어떠한 것이든지 적용될 수 있음은 물론이다. The
수광부(3410)가 발광부(3300)의 상측에서 좌우로 이동될 수 있으므로, 수광부(3410)는 미러 카트리지(200) 및 광학 필터 카트리지(100A,100B,100C,100D)의 각 광로에서 방출되는 빛을 순차적으로 감지하면서 각 광원(320)의 세기의 보상을 수행하거나, 각 시료에서 방출되는 형광을 검출할 수 있다. 즉, 본 실시예의 광학 장치(30)도 도 4의 광학 장치(10)와 마찬가지로 광원 세기 보상 채널을 이용하여 복수의 광원의 세기를 보정할 수 있다는 장점을 가진다. 뿐만 아니라, 본 실시예의 광학 장치(30)는 하나의 수광부(3410)만을 이용하여 모든 시료에 대한 형광을 검출할 수 있으므로, 수광부(3410)의 제작 비용에 따른 전체 광학 장치의 제작 비용이 상승하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.Since the
이상 본 발명의 일부 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. While some embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto.
예를 들어, 상술한 실시예에서는 발광부(300,2300,3300)가 수평 방향으로 빛을 조사하고 수광부(430,2410,3410)가 상측에서 형광을 감지하는 것으로 설명하였으나, 이와는 달리 발광부가 상측에서 광학 필터 조립체에 빛을 조사하고, 수광부가 광학 필터 조립체의 측면에서 형광을 감지하는 형태로 구성될 수도 있다. 이처럼 발광부가 광학 필터 조립체의 상측에 배치되고 수광부가 광학 필터 조립체의 측면에 배치되는 경우에는 다이크로익 필터가 상측의 발광부로부터 조사되는 빛은 아래쪽의 시료를 향하여 통과시키되, 아래쪽의 시료에서 방출되는 형광은 측면의 수광부 방향으로 반사시키는 것일 수 있다. For example, in the above-described embodiment, the
또한, 상술한 실시예에서는 광학 필터 조립체(1)에 여기광 필터(120) 및 형광 필터(130)가 배치되는 것으로 설명하였으나, 여기광 필터(120) 및 형광 필터(130)는 광학 필터 조립체(1)에 배치되지 않고 각각 발광부(300,2300,3300) 및 수광부(430,2410,3410) 측에 배치될 수도 있다. In addition, in the above-described embodiment, the
이외에도 본 발명은 다양한 형태로 구체화될 수 있음은 물론이다. It is needless to say that the present invention can be embodied in various forms.
1 ... 광학 필터 조립체
10, 20, 30 ... 광학 장치
100A,100B,100C,100D ... 광학 필터 카트리지
110 ... 다이크로익 필터
120 ... 여기광 필터
130 ... 형광 필터
200 ... 미러 카트리지
300, 2300, 3300 ... 발광부1 ... optical filter assembly
10, 20, 30 ... optics
100A, 100B, 100C, 100D ... Optical Filter Cartridge
110 ... dichroic filter
120 ... excitation light filter
130 ... fluorescent filter
200 ... mirror cartridge
300, 2300, 3300 ... light emitting part
Claims (12)
상기 제1 다이크로익 필터로부터 상기 제1방향 및 상기 제2방향에 교차하는 제3방향에 배치되는 미러를 구비하며,
상기 제1 다이크로익 필터의 바라보는 방향과 상기 미러가 바라보는 방향은 서로 교차되게 배치되는 광학 필터 조립체. Only light in the first wavelength region is selectively reflected from the light incident in the first direction in a second direction crossing the first direction, and light outside the first wavelength region among the light incident from the second direction is transmitted. A first dichroic filter,
A mirror disposed in the third direction crossing the first direction and the second direction from the first dichroic filter,
And the viewing direction of the first dichroic filter and the viewing direction of the mirror are arranged to cross each other.
상기 미러는,
상기 제1방향으로 진행하는 빛을 상기 제2방향의 반대 방향으로 반사시키는 광학 필터 조립체.The method of claim 1,
The mirror is,
And an optical filter assembly for reflecting light traveling in the first direction in a direction opposite to the second direction.
상기 제1 다이크로익 필터로부터 상기 제1방향 및 상기 제2방향에 교차하는 제3방향에 배치되며, 상기 제1방향으로 입사하는 빛에서 제2 파장 영역의 빛만을 선택적으로 상기 제2방향으로 반사시키며, 상기 제2방향으로부터 입사되는 빛 중 상기 제2 파장 영역 밖의 빛은 투과시킬 수 있는 제2 다이크로익 필터를 더 구비하는 광학 필터 조립체.3. The method of claim 2,
The first dichroic filter is disposed in a third direction intersecting the first direction and the second direction, and selectively only the light of the second wavelength region from the light incident in the first direction in the second direction. And a second dichroic filter that reflects and is capable of transmitting light outside the second wavelength region among the light incident from the second direction.
상기 미러로부터 상기 제1방향의 반대 방향 또는 상기 제2방향의 반대 방향에 배치되며, 통과하는 광량을 감소시키는 ND 필터를 구비하는 광학 필터 조립체. 3. The method of claim 2,
And an ND filter disposed in a direction opposite to the first direction or from the second direction from the mirror and reducing the amount of light passing therethrough.
상기 제1 다이크로익 필터를 향하는 상기 제1방향의 빛의 경로 상에 배치되며, 제1방향의 빛 중에서 상기 제1파장 영역의 빛을 선택적으로 통과시키는 제1 여기광 필터와,
상기 제2다이크로익 필터를 통과하는 상기 제2방향의 반대 방향의 빛이 경로 상에 배치되며, 제3파장 영역의 빛을 선택적으로 통과시키는 제1 형광 필터를 더 구비하는 광학 필터 조립체.3. The method of claim 2,
A first excitation light filter disposed on a path of light in the first direction toward the first dichroic filter and selectively passing light in the first wavelength region among light in the first direction;
And a first fluorescent filter in which light in a direction opposite to the second direction passing through the second dichroic filter is disposed on a path and selectively passes light in a third wavelength region.
상기 광학 필터 조립체에 제1방향 또는 제2방향으로 빛을 조사할 수 있는 복수의 광원을 구비하는 발광부와,
상기 복수의 광원에서 방출된 빛이 상기 광학 필터 조립체의 상기 미러에서 반사되는 것을 감지할 수 있는 수광부를 구비하는 광학 장치.The optical filter assembly of claim 1,
A light emitting unit including a plurality of light sources capable of irradiating light to the optical filter assembly in a first direction or a second direction;
And a light receiving unit capable of sensing that light emitted from the plurality of light sources is reflected from the mirror of the optical filter assembly.
상기 미러는,
상기 제1방향으로 진행하는 빛을 상기 제2방향의 반대 방향으로 반사시키며,
상기 광학 필터 조립체의 복수의 광원은,
상기 제2방향으로 배열되며, 각각이 상기 제1방향으로 빛을 조사하며,
상기 수광부는,
상기 광학 필터 조립체로부터 상기 제2방향의 반대방향에 위치되는 광학 장치.The method according to claim 6,
The mirror is,
Reflects light traveling in the first direction in a direction opposite to the second direction,
The plurality of light sources of the optical filter assembly,
Arranged in the second direction, each irradiating light in the first direction,
The light-
An optical device located opposite the second direction from the optical filter assembly.
상기 수광부는,
상기 발광부에 결합되어 함께 이동되며, 상기 광학 필터 조립체에서 방출되는 복수의 광선을 감지할 수 있도록 복수의 광 포착 센서를 구비하는 광학 장치.The method according to claim 6,
The light-
And a plurality of light capturing sensors coupled to the light emitters and moved together to sense a plurality of light rays emitted from the optical filter assembly.
상기 수광부는,
상기 발광부에 결합되어 함께 이동되며, 상기 광학 필터 조립체에서 방출되는 복수의 광선을 감지할 수 있도록 상기 발광부에 대하여 상대 이동이 가능하게 배치되는 광학 장치. The method according to claim 6,
The light-
Coupled to the light emitter and moved together, the optical device being arranged to be movable relative to the light emitter to sense a plurality of light rays emitted from the optical filter assembly.
상기 미러에서 반사되는 빛이 수광부에 의해 감지되는 단계;
상기 수광부에 의해 감지된 각 광원의 밝기 사이의 차이가 감소되도록 각 광원의 밝기가 조절되는 단계; 및
상기 복수의 광원으로부터 방출되는 빛이 상기 제1 다이크로익 필터로 조사되도록, 상기 제1 다이크로익 필터 혹은 상기 복수의 광원이 이동되는 단계;를 포함하는 광학 장치 제어 방법. Incident light from the plurality of light sources into the mirror of the optical filter assembly of claim 1;
Detecting light reflected from the mirror by a light receiving unit;
Adjusting the brightness of each light source to reduce a difference between the brightnesses of the respective light sources detected by the light receiving unit; And
Moving the first dichroic filter or the plurality of light sources such that the light emitted from the plurality of light sources is irradiated to the first dichroic filter.
상기 수광부는,
상기 각 광원에 대응되는 복수의 광 포착 센서를 구비하는 광학 장치 제어 방법. The method of claim 10,
The light-
And a plurality of light capture sensors corresponding to the respective light sources.
상기 수광부는,
상기 각 광원에서 방출된 빛을 감지할 수 있도록, 상기 광학 필터 조립체에 대하여 상대 이동이 가능하게 배치되는 광학 장치 제어 방법. The method of claim 10,
The light-
And relative movement with respect to the optical filter assembly so as to sense light emitted from each of the light sources.
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