KR20230016496A - Alignment device for microscope - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 시료의 선택 지점을 현미경의 관찰위치로 자동으로 이동시키는 현미경용 얼라인 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현미경 사용자가 검사할 시료의 특정 지점을 선택하는 경우 현미경의 대물렌즈 시야로 시료의 특정 지점을 이동시켜 주는 현미경용 얼라인 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an aligning device for a microscope that automatically moves a selected point of a sample to an observation position of a microscope, and more particularly, when a microscope user selects a specific point of a sample to be inspected, the sample is viewed through an objective lens field of view of the microscope. It relates to an aligning device for a microscope that moves a specific point of
일반적으로 현미경은 확대경의 일종으로, 육안으로 판별할 수 없는 미세구조를 관찰하기 위한 것이다. 이러한 현미경은, 생물학, 생체의료 연구, 의료 진단학 및 재료 과학에서 세포 및 생체시료를 관찰하는 용도로 주로 사용된다.In general, a microscope is a kind of magnifying glass, and is used to observe microstructures that cannot be discerned with the naked eye. These microscopes are primarily used for observing cells and biological samples in biology, biomedical research, medical diagnostics, and materials science.
대표적인 현미경의 종류에는, 유리렌즈를 사용하며 가시광선의 빛을 이용하는 광학 현미경, 자계렌즈(Magnetic lens)를 사용하며 파장이 짧은 전자를 이용하는 전자 현미경 및 캔틸레버와 시료의 표면이 인접되도록 하고, 캔틸레버의 탐침 끝단의 원자와 시료 표면의 원자 사이에 발생되는 인력 및 척력을 이용하여 원자단위의 구조가 파악되도록 하는 원자 현미경이 있다.Representative types of microscopes include an optical microscope using a glass lens and using visible light, an electron microscope using a magnetic lens and using short-wavelength electrons, and a cantilever and a sample surface adjacent to each other, and a cantilever probe There is an atomic force microscope that uses the attractive and repulsive forces generated between the atoms at the tip and the atoms on the sample surface to understand the structure of the atomic unit.
특히, 광학 현미경은 대물렌즈를 이용하여 확대상을 만드는 일반 광학 현미경(Light or bright-field microscope), 굴절률의 차이를 이용하여 살아있는 세포를 용이하게 관찰할 수 있는 위상차 현미경(Phase contrast microscope), 물체가 빛을 지연시키는 현상을 이용하여 표본을 투과한 물체광과 빛에서 분리된 간섭광을 겹치게 함으로써 광파장에 대한 간섭현상으로 투명한 표본의 구조를 용이하게 관찰할 수 있는 간섭 현미경(Interference microscope), 빛이 간접적으로 비추며 상대적으로 어두운 곳에서 용이하게 관찰되는 현상을 이용하는 암시야 현미경(Dark-field microscope), 두 개의 편광 프리즘(또는 니콜 프리즘)을 이용하며 광선의 경로에 서로간 90도 각도로 배치되어 있을 때 빛이 투과되지 않는 원리를 이용하는 편광 현미경(Polarizing microscope) 및 파장이 짧은 자외선을 시료에 비추면 형광을 발하게 되는 원리는 이용한 형광 현미경(Fluorescece microscope) 등으로 나뉘게 된다.In particular, optical microscopes include a general optical microscope (light or bright-field microscope) that makes magnified images using an objective lens, a phase contrast microscope that can easily observe living cells using differences in refractive index, and an object An interference microscope that can easily observe the structure of a transparent specimen with the interference phenomenon of light wavelengths by overlapping the object light transmitted through the specimen and the interference light separated from the light using the phenomenon of retarding light. A dark-field microscope using this indirectly illuminated phenomenon and easily observed in a relatively dark place, using two polarizing prisms (or Nicol prisms) placed at 90 degree angles to each other in the path of light rays. It is divided into a polarizing microscope that uses the principle that light is not transmitted when it is formed, and a fluorescence microscope that uses the principle that fluorescence is emitted when short-wavelength ultraviolet rays are irradiated on a sample.
전술한 광학 현미경에 관한 기술 중 하나로, 등록특허 제10-1527925호에는 현미경 모듈이 개시되어 있다. 도 1은 종래 현미경 장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이다. As one of the technologies related to the above-described optical microscope, a microscope module is disclosed in Patent Registration No. 10-1527925. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a conventional microscope device.
도 1을 참조하면, 종래 현미경 장치는 하나의 현미경을 이용하여 도립 현미경 및 정립 현미경을 동시에 구현할 수 있게 되어, 사용자의 편의에 따라 도립 현미경 및 정립 현미경으로 사용될 수 있다. Referring to FIG. 1 , a conventional microscope apparatus can implement an inverted microscope and an upright microscope at the same time using one microscope, so that it can be used as an inverted microscope and an upright microscope according to the user's convenience.
보다 구체적으로, 상기 현미경 장치는 시료가 안착되는 스테이지(1), 상기 스테이지(1) 상의 시료에 광을 조사하는 광원부(2), 상기 시료를 통과한 광이 굴절되어 상기 시료의 상이 확대되도록 하는 대물 렌즈부(3), 상기 대물 렌즈부(3)를 통과한 광이 전달되는 경통(4), 상기 경통(4)의 일단에 배치되며 사용자가 시료의 상을 조망할 수 있도록 하는 접안 렌즈부(5), 및 상기 스테이지(1)와 광원부(2) 및 대물 렌즈부(3)가 지지되는 프레임(6)을 포함하며, 선택적으로 상기 광원부(2) 및 대물 렌즈부(3)의 위치가 상기 스테이지(1)를 중심으로 회전되어 도립상의 관측과 정립상의 관측이 선택적으로 이루어질 수 있도록 한다. More specifically, the microscope device includes a stage (1) on which a sample is seated, a light source unit (2) for irradiating light onto the sample on the stage (1), and light passing through the sample is refracted so that the image of the sample is magnified. An
그러나 종래기술은 광원부(2) 및 대물 렌즈부(3)의 위치가 스테이지(1)를 중심으로 회전되도록 함으로써, 상기 스테이지(1)에 안착되는 시료의 관측이 정립 또는 도립으로 이루어질 수 있도록 하나, 상기 프레임(6)이 회전된 이후 고정시키는 구성이 없기 때문에, 상기 광원부(2) 및 대물 렌즈부(3)의 위치가 고정되지 않아 물체의 상이 흔들리게 될 수 있는 문제가 있었다.However, in the prior art, by rotating the positions of the
또한, 종래기술은 시료의 검사 지점을 미리 선택하여 관측하고자 하는 경우, 검사 지점이 확대되도록 대물 렌즈부(3)의 아래에 정확히 위치시키는 것이 어려워 시료의 관측에 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다. 다시 말해, 현미경의 렌즈를 통해 보는 영역의 범위는 수 ㎛ 수준이기 때문에 검사하고자 하는 시료의 검사 지점을 렌즈를 통해 찾기가 매우 어려워 전문가를 필요로 하고, 전문가 또한 검사 지점을 렌즈를 통해 찾는데 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다.In addition, in the prior art, when an inspection point of a sample is selected in advance and observed, it is difficult to accurately position the inspection point under the
따라서, 본 발명의 목적은 현미경 사용자가 수작업을 통해 시료의 원하는 지점을 관찰할 수 있도록 수작업을 통해 시료를 이동시키지 않더라도 현미경 사용자가 시료의 특정 지점을 선택하는 것만으로 시료의 특정 지점을 현미경을 통해 곧바로 관찰할 수 있도록 도와주는 현미경용 얼라인 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to allow a microscope user to observe a desired point of a sample through a microscope by simply selecting a specific point of the sample without manually moving the sample. It is to provide an alignment device for a microscope that helps direct observation.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 시료의 안착공간을 제공하는 시료홀더와, 상기 시료홀더에 안착된 시료를 촬영하여 시료 이미지를 생성하는 카메라부와, 상기 카메라부로부터 시료 이미지를 제공받아 영상으로 출력하는 영상출력부와, 상기 영상출력부를 통해 출력된 시료 이미지에서 검사 지점에 대한 선택신호를 입력받는 입력부와, 상기 시료홀더를 초기 위치에서 검사 위치로 이동시킬 수 있도록 상기 카메라부와 현미경 대물렌즈의 하부에 설치되고, 상기 시료홀더를 안착시키는 거치대가 구비되며, 상기 거치대를 통해 시료홀더를 2방향 이상으로 이동시켜 시료홀더의 위치를 조정하는 다축 스테이지, 및 상기 검사 지점의 확대영상이 상기 대물렌즈에 의해 촬영되도록 상기 선택신호에 따라 상기 다축 스테이지를 제어하는 컨트롤부를 포함하는 현미경용 얼라인 장치를 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, in an embodiment of the present invention, a sample holder providing a seating space for a sample, a camera unit generating a sample image by photographing the sample seated in the sample holder, and the camera A video output unit for receiving a sample image from the unit and outputting it as an image; an input unit for receiving a selection signal for an inspection point in the sample image output through the video output unit; A multi-axis stage installed below the camera unit and the microscope objective lens, provided with a cradle for seating the sample holder, and adjusting the position of the sample holder by moving the sample holder in two or more directions through the cradle, and It provides an aligning device for a microscope including a control unit for controlling the multi-axis stage according to the selection signal so that an enlarged image of the inspection point is captured by the objective lens.
본 발명에 의하면, 현미경의 사용자가 시료에서 확인하고자 하는 검사 지점의 위치를 렌즈나 모니터를 통해 눈으로 보면서 수동으로 찾지 않더라도, 상기 검사 지점의 위치를 입력하는 것만으로 자동으로 시료의 위치가 조정되므로, 손쉽게 시료의 검사 지점을 관찰할 수 있다. According to the present invention, the position of the sample is automatically adjusted simply by inputting the position of the inspection point, even if the user of the microscope does not manually find the position of the inspection point to be checked on the sample by looking through a lens or a monitor. , the inspection point of the sample can be easily observed.
또한, 본 발명은 시료의 검사 지점을 입력하는 것만으로 시료의 검사 지점에 대한 확대 영상을 확보할 수 있으므로, 현미경 조작의 전문가가 아니더라도 시료의 검사 지점에 대한 확대 영상을 손쉽게 확보할 수 있다. In addition, since the present invention can secure an enlarged image of the test point of the sample simply by inputting the test point of the sample, even if you are not an expert in operating a microscope, you can easily obtain an enlarged image of the test point of the sample.
아울러, 본 발명은 현미경 사용자가 수동으로 진행하는 행위를 최소화시킬 수 있으므로, 효율적인 검사 작업이 가능해지며, 작업시간을 단축시켜 준다.In addition, since the present invention can minimize a microscope user's manual action, efficient inspection work is possible and work time is shortened.
도 1은 종래의 현미경 모듈을 나타내는 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치의 전기적 연결관계를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치에 구비된 다축 스테이지의 3축 이동을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치에 구비된 카메라부의 촬영영상과 현미경의 촬영영상을 나타내는 도면이다.1 is a configuration diagram showing a conventional microscope module.
2 and 3 are perspective views for explaining an alignment device for a microscope according to the present invention.
Figure 4 is a block diagram for explaining the electrical connection of the microscope alignment device according to the present invention.
5 is a view showing three-axis movement of a multi-axis stage provided in an aligning device for a microscope according to the present invention.
6 is a view showing a photographed image of a camera unit provided in an aligning device for a microscope according to the present invention and a photographed image of a microscope.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 현미경용 얼라인 장치를 상세하게 설명한다. Hereinafter, an aligning device for a microscope according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치를 설명하기 위한 사시도이다. 도 4는 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치의 전기적 연결관계를 설명하기 위한 블록도이다.2 and 3 are perspective views for explaining an alignment device for a microscope according to the present invention. Figure 4 is a block diagram for explaining the electrical connection of the microscope alignment device according to the present invention.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치는 시료의 안착공간을 제공하는 시료홀더(10)와, 상기 시료홀더(10)의 시료를 촬영하여 시료 이미지를 생성하는 카메라부(20)와, 상기 시료 이미지를 영상으로 출력하는 영상출력부(30)와, 출력된 시료 이미지를 통해 검사 지점에 대한 선택신호를 입력받는 입력부(40)와, 시료홀더(10)를 안착시키는 거치대(52)가 구비되어 시료홀더(10)를 초기 위치에서 검사 위치로 이동시키는 다축 스테이지(50), 및 상기 검사 지점이 확대되도록 상기 선택신호에 따라 다축 스테이지(50)를 제어하는 컨트롤부(60)를 포함하며, 선택적으로 시료홀더(10)의 초기 위치에서 시료의 위치를 측정하여 높이정보를 생성하는 높이측정부(80)를 더 포함할 수 있다.2 to 4, the aligning device for a microscope according to the present invention includes a
이러한 컨트롤부(60)는 제어반과 같이 독립적으로 구성될 수도 있고, 컴퓨터에 내장되도록 설치될 수도 있다. The
본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치는 시료를 확대하여 관찰하도록 접안렌즈, 대물렌즈, 검사 위치에 위치한 시료를 향해 광을 조사하는 광원부를 포함하는 현미경(100)에 사용될 수 있다. 여기서, 현미경(100)은 렌즈의 시스템으로 이루어지는 광학 기기로서, 눈으로 보이지 않는 시료의 검사 지점을 확대시킴으로써 검사 지점을 관찰하도록 설계된 장치를 의미한다. 이때, 현미경(100)은 광학현미경을 의미하는 것으로 이해될 수 있으나, 경우에 따라 전자현미경일 수도 있다.The aligning device for a microscope according to the present invention may be used in a
상기 접안렌즈는 확대경처럼 작용하는 일련의 렌즈 시스템으로서, 사람의 눈은 접안렌즈를 통해 대물렌즈에 의해 만들어진 상이 확대된 것을 볼 수 있다. The eyepiece is a series of lens systems that act like a magnifying glass, and the human eye can see an enlarged image produced by an objective lens through the eyepiece.
상기 대물렌즈는 관측 대상물에서 나오는 빛을 포착하고 그 빛을 수렴함으로써 상을 반전된 상태로 확대시켜 맺히게 하는 렌즈 시스템일 수 있다.The objective lens may be a lens system that captures light emitted from an object of observation and converges the light to enlarge and form an image in an inverted state.
상기 광원부는 빛을 관찰하는 시료에 반사시켜 밝게 하는 역할을 하는 것으로, LED램프 또는 반사경 등이 사용될 수 있다.The light source serves to reflect light to the sample to be observed to brighten it, and an LED lamp or a reflector may be used.
필요에 따라, 현미경(100)은 초점 조절부, 렌즈간격 조절부를 더 포함할 수 있다.If necessary, the
상기 초점 조절부는 접안렌즈의 초점을 조절할 수 있고, 렌즈간격 조절부는 접안렌즈 사이의 거리를 조절할 수 있다. 이는 사용자마다 양안의 간격이 다르고, 관찰하는 시료에 따라 초점을 다르게 설정해야 하기 때문이다. 예를 들면, 초점 조절부는 미동 나사 등으로 구성된 조절 나사를 제어함으로써 접안렌즈의 초점을 제어할 수 있다. The focus adjusting unit may adjust the focus of the eyepiece, and the lens spacing adjusting unit may adjust the distance between the eyepieces. This is because the distance between both eyes is different for each user, and the focus must be set differently according to the sample to be observed. For example, the focus adjusting unit may control the focus of the eyepiece by controlling an adjusting screw composed of a fine screw or the like.
한편, 수평면 상의 일 방향을 제1 방향(X)이라 하고, 수평면 상에서 제1 방향(X)에 수직한 방향을 제2 방향(Y)이라 하며, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에 수직한 상하 방향을 제3 방향(Z)이라 한다. 그리고 다축 스테이지(50)에 구비되어 시료홀더(10)의 안착공간을 제공하는 거치대(52)는 그 상면이 수평면에 나란하게 되고, 시료가 다축 스테이지(50)에 의해 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 이동되면서 초기 위치에서 검사 위치까지 이동하도록 움직인다. On the other hand, one direction on a horizontal plane is referred to as a first direction (X), and a direction perpendicular to the first direction (X) on a horizontal plane is referred to as a second direction (Y), and the first direction (X) and the second direction (Y) ) is referred to as a third direction (Z). In addition, the upper surface of the
도 5는 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치에 구비된 다축 스테이지의 3축 이동을 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 제2 방향(Y)은 거치대(52)가 카메라부(20)의 하부에서 현미경(100)의 하부로 이동하는 전후 방향이고, 제1 방향(X)은 좌우 방향이며, 제3 방향(Z)은 상하 방향이다. 5 is a view showing three-axis movement of a multi-axis stage provided in an aligning device for a microscope according to the present invention. Referring to FIG. 5 , the second direction (Y) is the front-back direction in which the
본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치를 현미경에 사용하는 경우, 일반적인 현미경에 설치된 시료 받침대는 불필요하므로 제거한다. When the microscope alignment device according to the present invention is used in a microscope, the sample stand installed in a general microscope is unnecessary and is removed.
이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, each component will be described in more detail with reference to the drawings.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치는 프레임부(70)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the aligning device for a microscope according to the present invention may further include a
상기 프레임부(70)는 카메라부(20), 영상출력부(30), 입력부(40), 다축 스테이지(50), 컨트롤부(60) 중 어느 하나 이상에 설치공간을 제공하는 것으로, 현미경(100)의 주변에 배치된다. The
이러한 프레임부(70)는 물리적으로 서로 연결된 하나의 구조물로 제공되거나, 물리적으로 서로 분리된 2개 이상의 구조물로 제공될 수 있다.The
특정 양태로서, 본 발명에 따른 프레임부(70)는 제1 수직프레임(72)과, 제2 수직프레임(74) 및 수평프레임(76)으로 구성될 수 있다.As a specific aspect, the
상기 제1 수직프레임(72)은 현미경에 거치된 선반 또는 테이블에 상면에 안착되는 것으로, 하단에 선반 또는 테이블과의 접촉면적을 늘려주는 받침판이 구비될 수 있다.The first
상기 제2 수직프레임(74)은 현미경을 중심으로 제1 수직프레임(72)의 반대 방향에 배치되고, 현미경에 거치된 선반 또는 테이블에 상면에 안착되는 것으로, 하단에 선반 또는 테이블과의 접촉면적을 늘려주는 받침판이 구비될 수 있다.The second
상기 수평프레임(76)은 제1 수직프레임(72)과 제2 수직프레임(74)의 사이에 구비되어 제1 수직프레임(72)과 제2 수직프레임(74)을 연결시켜 주는 것으로, 현미경(100)과 간섭되지 않도록 제1 수직프레임(72) 및 제2 수직프레임(74)의 상단에 구비되는 것이 바람직하다.The
이러한 제1 수직프레임(72), 제2 수직프레임(74), 수평프레임(76) 중 어느 하나에 카메라부(20), 영상출력부(30), 입력부(40), 컨트롤부(60), 높이측정부(80) 등이 설치될 수 있고, 제1 수직프레임(72)과 제2 수직프레임(74)에 다축 스테이지(50)가 설치될 수 있다.A
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치는 시료홀더(10)를 포함한다. Referring to FIG. 2 , the aligning device for a microscope according to the present invention includes a
상기 시료홀더(10)는 시료의 안착공간을 제공하는 것으로, 거치대(52)의 상부에 탈부착할 수 있도록 설치되거나 고정형으로 설치된다.The
이러한 시료홀더(10)는 원형이나 사각형 등으로 형성된 바닥판과, 상기 바닥판의 테두리를 따차 상부로 돌출되어 시료의 좌우 이동을 제한하는 측벽으로 구성될 수 있다.Such a
일 실시 양태로서, 본 발명에 따른 바닥판은 시료를 고정하는 상판과, 자석에 부착되는 하판으로 구성될 수 있다. 이때, 바닥판은 자력에 의해 다축 스테이지(50)에 부착되고, 상기 자력을 넘어서는 외력에 의해 다축 스테이지(50)로부터 탈착된다.As an embodiment, the bottom plate according to the present invention may be composed of an upper plate for fixing a sample and a lower plate attached to a magnet. At this time, the bottom plate is attached to the
다른 실시 양태로서, 본 발명에 따른 바닥판은 시료를 고정하는 상판과, 시료홀더(10)가 다축 스테이지(50)에 조립될 수 있도록 상기 상판의 하부에 구비된 조립모듈로 구성될 수 있다. 이때, 조립모듈은 다축 스테이지(50)에 조립될 수 있도록 그 상하단면이 "", "", 또는 ""형 구조로 형성될 수 있다. As another embodiment, the bottom plate according to the present invention may be composed of a top plate for fixing a sample and an assembly module provided under the top plate so that the
또한, 시료홀더(10)는 거치대(52)의 움직임에 의해 제1 방향(X)과, 제2 방향(Y), 및 제3 방향(Z)으로 이동이 가능하다. In addition, the
도 6은 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치에 구비된 카메라부의 촬영영상과 현미경의 촬영영상을 나타내는 도면이다.6 is a view showing a photographed image of a camera unit provided in an aligning device for a microscope according to the present invention and a photographed image of a microscope.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치는 카메라부(20)를 포함한다. Referring to FIGS. 2 to 4 , the aligning device for a microscope according to the present invention includes a
상기 카메라부(20)는 컨트롤부(60)에 전기적으로 연결되는 것으로, 컨트롤부(60)에 미리 설정된 광학계존(b)에서 시료홀더(10)에 안착된 시료를 촬영하여 시료 이미지를 생성하며, 상기 시료 이미지를 컨트롤부(60)로 제공한다.The
이러한 카메라부(20)는 도 6에 도시된 바와 같이 시료의 특정 지점을 사용자가 선택할 수 있도록 시료를 촬영하여 확대된 시료 이미지를 생성한다. As shown in FIG. 6 , the
또한, 카메라부(20)는 광학계존(b)에서 시료홀더(10)에 안착된 시료의 평면을 촬영할 수 있도록 프레임부(70)에 설치될 수 있다.In addition, the
아울러, 카메라부(20)는 시료홀더(10)에 안착된 시료를 촬영하여 시료 이미지를 생성하는 보조 카메라와, 상기 보조 카메라에 설치되는 보조 카메라용 렌즈(22)를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치는 영상출력부(30)를 포함한다. Referring to FIG. 4 , the aligning device for a microscope according to the present invention includes an
상기 영상출력부(30)는 컨트롤부(60)에 전기적으로 연결되는 것으로, 도 6과 같이 상기 카메라부(20)로부터 시료 이미지를 제공받아 영상으로 출력한다.The
이러한 영상출력부(30)는 시료보다 확대된 시료 이미지를 영상으로 출력할 수 있도록 모니터, 태블릿PC 등이 사용될 수 있으며, 프레임부(70)에 설치되거나 현미경(100)에 거치된 선반 또는 테이블에 설치될 수 있다.The
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치는 입력부(40)를 포함한다. Referring to FIG. 4 , the aligning device for a microscope according to the present invention includes an
상기 입력부(40)는 컨트롤부(60)에 전기적으로 연결되는 것으로, 상기 영상출력부(30)를 통해 출력된 시료 이미지를 통해 검사 지점에 대한 선택신호가 입력되면, 상기 선택신호를 컨트롤부(60)로 제공한다. 이때, 검사 지점은 한 개 또는 복수개로 선택될 수 있다.The
이러한 입력부(40)는 터치패드, 마우스, 키보드, 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. This
예컨대, 시료 이미지가 모니터를 통해 출력된 상태에서 사용자가 시료 이미지 중 검사 지점을 마우스를 통해 선택하면, 마우스는 선택신호를 컨트롤부(60)로 제공한다. For example, when a user selects an inspection point in the sample image through a mouse in a state where a sample image is output through a monitor, the mouse provides a selection signal to the
한편, 입력부(40)는 시료를 관찰할 대물렌즈의 렌즈정보를 입력받아 상기 컨트롤부(60)로 제공할 수 있다. 통상적으로, 현미경(100)에는 복수개의 대물렌즈가 설치되어 있고, 각 대물렌즈는 그 길이가 서로 다르게 구성되어 있으므로, 현미경 사용자는 현미경용 얼라인 장치를 통해 시료의 위치를 조절하는 경우, 시료 또는 시료홀더(10)가 시료를 관찰할 대물렌즈와 충돌하지 않도록 대물렌즈의 렌즈정보를 입력부(40)를 통해 입력할 수 있다.Meanwhile, the
이때, 컨트롤부(60)에 각 대물렌즈의 명칭과 그 길이정보가 미리 저장되어 있으면, 입력부(40)는 컨트롤부(60)로 사용할 대물렌즈의 명칭을 렌즈정보로 제공한다.At this time, if the name of each objective lens and its length information are stored in advance in the
필요에 따라, 입력부(40)를 통해 선택신호가 입력되지 않더라도 컨트롤부(60)는 자체 설치된 소프트웨어를 통해 시료 이미지를 분석하여 자동으로 검사 지점을 검출하도록 구성될 수 있다.If necessary, even if a selection signal is not input through the
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치는 다축 스테이지(50)를 포함한다. Referring to FIGS. 2 to 4 , the aligning device for a microscope according to the present invention includes a
상기 다축 스테이지(50)는 시료홀더(10)를 초기 위치에서 검사 위치로 이동시킬 수 있도록 카메라부(20)와 현미경 대물렌즈의 하부에 설치되고, 상기 시료홀더(10)를 안착시키는 거치대(52)가 구비되는 것으로, 상기 거치대(52)를 통해 시료홀더(10)를 2방향 이상, 바람직하게는 3방향으로 이동시켜 시료홀더(10)의 위치를 조정한다. The
상기 거치대(52)는 자력을 갖는 시료홀더(10)를 안정적으로 고정시킬 수 있도록 자석판으로 구성될 수도 있으며, 시료홀더(10)의 조립모듈과 조립될 수 있는 조립돌기가 구비될 수 있다.The
본 발명에 따른 다축 스테이지(50)로는 2축 스테이지나 3축 스테이지를 사용할 수 있으며, 3축 스테이지를 사용하는 것이 바람직하다. As the
상기 2축 스테이지는 거치대(52)에 안착된 시료홀더(10)를 초기 위치에서 출발하여 검사 위치에 도달하도록 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 이동시킨다. 이를 위해, 2축 스테이지는 거치대(52)의 좌우 이동을 제어하는 X축 모터와, 상기 거치대의 전후 이동을 제어하는 Y축 모터가 구비될 수 있다.The two-axis stage moves the
상기 3축 스테이지는 거치대(52)에 안착된 시료홀더(10)를 초기 위치에서 출발하여 검사 위치에 도달하도록 제1 방향(X)과 제2 방향(Y) 및 제3 방향(Z)으로 이동시킨다. 이를 위해, 3축 스테이지는 거치대(52)의 좌우 이동을 제어하는 X축 모터와, 상기 거치대의 전후 이동을 제어하는 Y축 모터, 및 상기 거치대의 상하 이동을 제어하는 Z축 모터가 구비될 수 있다.The three-axis stage moves the
이러한 다축 스테이지(50)는 공지된 구성이므로, 보다 구체적인 설명은 생략한다.Since this
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치는 높이측정부(80)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 2 to 4 , the aligning device for a microscope according to the present invention may further include a
상기 높이측정부(80)는 컨트롤부(60)에 전기적으로 연결되는 것으로, 컨트롤부(60)에 미리 설정된 세팅존(a)에서 시료홀더(10)에 안착된 시료의 높이를 측정하여 높이정보를 생성하며, 상기 높이정보를 상기 컨트롤부(60)로 제공한다.The
이러한 높이측정부(80)는 세팅존(a)에서 시료홀더(10)에 안착된 시료와 높이측정부(80) 사이의 거리를 측정하여 시료홀더(10)에 안착된 시료의 위치(높이)를 측정하고, 도 6의 A와 B거리를 조절하기 위해 높이측정부(80)의 위치(높이)와 높이측정부(80)와 시료의 거리를 분석하여 시료에 대한 높이정보를 생성한다.The
이를 위해, 높이측정부(80)는 시료를 향하여 레이저, 적외선, 전파(레이더 방식) 등을 발생시켜 거리를 측정할 수 있다.To this end, the
보다 구체적으로, 상기 높이측정부(80)는 시료로 거리측정용 신호(적외선, 레이저 등)를 발신하고, 상기 시료로부터의 리턴신호를 수신하도록 구성된다. 그리고 높이측정부(80)는 송신신호와 리턴신호의 시간차를 계산하여 높이측정부(80)와 시료 사이의 거리 값을 계산하며, 상기 거리 값과 높이측정부(80)의 위치(높이) 값을 분석해 높이정보를 생성한 후 컨트롤부(60)로 제공한다.More specifically, the
이러한 높이측정부(80)는 시료홀더(10)에 안착된 검사 시료가 그 종류에 따라 높이가 각각 다를 수 있기 때문에 검사 시료의 높이를 측정한다.This
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 현미경용 얼라인 장치는 컨트롤부(60)를 포함한다. Referring to FIG. 4 , the aligning device for a microscope according to the present invention includes a
상기 컨트롤부(60)는 시료 이미지를 통해 선택된 검사 지점의 확대영상이 현미경(100)의 대물렌즈에 의해 촬영되도록 입력부(40)로부터 제공된 선택신호에 따라 다축 스테이지(50)를 제어하는 것으로, 상기 선택신호를 분석하여 다축 스테이지(50)에 대한 제어신호를 생성한 후 상기 제어신호를 다축 스테이지(50)로 제공한다.The
상기 컨트롤부(60)는 높이측정부(80)를 통해 시료홀더의 중앙에 안착된 시료의 높이를 측정할 수 있는 세팅존 좌표정보와, 상기 카메라부를 통해 시료홀더에 안착된 시료의 중앙을 촬영할 수 있는 광학계존 좌표정보, 및 상기 대물렌즈를 통해 시료홀더에 안착된 시료의 중앙을 촬영할 수 있는 현미경존 좌표정보가 미리 저장될 수 있다. 또한, 컨트롤부(60)는 세팅존 좌표정보와 광학계존 좌표정보 및 현미경존 좌표정보를 기반으로 거치대의 이동을 제어할 수 있다. The
보다 구체적으로, 컨트롤부(60)는 시료가 안착된 시료홀더가 거치대(52)에 장착된 후 전원신호가 외부로부터 입력되면, 상기 세팅존 좌표정보에 따라 다축 스테이지(50)를 제어하여 거치대(52)를 초기 위치인 세팅존(a)으로 이동시키고, 높이측정부(80)를 제어하여 자동으로 시료의 높이를 측정할 수 있다.More specifically, the
상기 컨트롤부(60)는 높이측정부(80)로부터 높이정보가 수집되면 광학계존 좌표정보에 따라 다축 스테이지(50)를 제어하여 거치대(52)를 광학계존(b)으로 이동시킬 수 있다. When height information is collected from the
또한, 컨트롤부(60)는 높이측정부로부터 높이정보가 수집되면, 다축 스테이지(50)를 제어하여 시료홀더를 안착시킨 거치대를 카메라부(20)의 아래로 이동시키며, 카메라부가 시료홀더에 안착된 시료를 촬영하여 시료 이미지를 생성할 수 있게 카메라부(20)의 초점에 시료를 맞추도록 다축 스테이지를 통해 거치대의 높이를 조정할 수 있다. 그리고 카메라부(20)의 초점이 기구적 오차 등으로 맞지 않는 경우, 컨트롤부(60)는 자동으로 다축 스테이지(50)를 제어하여 초점을 다시 맞추도록 동작할 수 있다.In addition, when height information is collected from the height measurement unit, the
아울러, 컨트롤부(60)는 시료에 대한 카메라부(20)의 초점이 맞추어지면 카메라부(20)를 통해 시료를 촬영하여 시료 이미지를 생성하고, 상기 시료 이미지를 영상출력부(30)를 통해 출력한다. In addition, the
상기 컨트롤부(60)는 입력부(40)를 통해 시료 이미지의 검사 지점에 대한 선택신호가 수집되면, 현미경존 좌표정보에 따라 다축 스테이지(50)를 제어하여 거치대(52)를 현미경존(c)으로 이동시킬 수 있다.When the selection signal for the inspection point of the sample image is collected through the
또한, 컨트롤부(60)는 시료홀더(10)가 안착된 거치대(52)를 대물렌즈(110)의 아래로 이동시킬 때 시료가 대물렌즈(110)와 충돌하지 않도록 높이측정부(80)로부터 제공된 높이정보에 따라 거치대(52)가 Z축 방향으로 하강하도록 다축 스테이지를 제어할 수 있다. 다시 말해, 컨트롤부(60)는 현미경의 대물렌즈(110)로 거치대(52)를 이동시킬 때 대물렌즈(110)와 시료의 충돌을 피하고 시료에 대한 대물렌즈(110)의 초점이 맞도록 거치대(52)의 높이 위치값을 자동으로 분석한다.In addition, the
그리고 현미경(100)의 초점이 기구적 오차 등으로 맞지 않는 경우, 컨트롤부(60)는 자동으로 다축 스테이지(50)를 제어하여 초점을 다시 맞추도록 동작할 수 있다.In addition, when the focus of the
특정 양태로서, 본 발명에 따른 컨트롤부(60)는 다축 스테이지(50)의 움직임을 제어하는 다축 스테이지 컨트롤러(62), 및 카메라부(20)와 현미경(100)의 조명밝기를 제어하는 조명 컨트롤러(64)를 포함한다.As a specific aspect, the
상기 조명 컨트롤러(64)는 거치대(52)의 위치에 따라 카메라부(20)의 조명밝기와 현미경(100)의 조명밝기를 제어한다. 이때, 카메라부(20)의 조명밝기는 보조 카메라용 렌즈(22)의 하부에 설치된 보조 카메라용 조명(25)을 통해 조절될 수 있다.The
필요에 따라, 컨트롤부(60)는 영상출력부(30)를 통해 출력된 영상 이미지에서 입력부(40)를 통해 선택된 검사 지점을 특정할 수 있는 위치확인 프로그램이 설치될 수 있다. If necessary, the
이러한 위치확인 프로그램은 영상출력부(30)를 통해 출력된 영상 이미지를 분할하여 각각 좌표를 지정한다. 이때, 컨트롤부(60)는 위치확인 프로그램을 통해 입력부(40)로부터 제공된 선택신호에 매칭된 좌표를 추출하며, 추출된 좌표에 대응되는 시료의 위치가 현미경(100)의 대물렌즈에 의해 촬영되도록 시료홀더(10)를 위치를 조정하는 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호로 다축 스테이지(50)의 동작을 제어한다. 이를 위해, 컨트롤부(60)는 영상 이미지의 좌표에 매칭된 거치대의 제어신호가 저장된다.This positioning program divides the video image output through the
여기서, 제어신호는 시료홀더(10)를 초기 위치에서 제1 방향(X)으로 이동시키는 X축 조정정보와, 시료홀더(10)를 초기 위치에서 제2 방향(Y)으로 이동시키는 Y축 조정정보를 포함한다. 이때, 제2 방향(Y)은 제1 방향(X)과 동일한 수평선상에 위치하면서 제1 방향(X)에 수직한 방향이다. Here, the control signal is X-axis adjustment information for moving the
또한, 컨트롤부(60)는 입력부(40)로부터 제공된 렌즈정보에 따라 대물렌즈의 초점에 시료를 맞추도록 다축 스테이지(50)를 통해 시료홀더(10)가 안착된 거치대(52)의 높이를 조정할 수 있다. 보다 구체적으로, 컨트롤부(60)는 입력부(40)를 통해 렌즈정보와 선택신호가 제공되면, 대물렌즈에 의해 촬영된 검사 지점의 초점이 자동으로 조절되도록 시료홀더(10)를 위치를 조정하는 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호로 다축 스테이지(50)의 동작을 제어한다. 여기서, 제어신호는 시료홀더(10)를 초기 위치에서 제1 방향(X)으로 이동시키는 X축 조정정보와, 시료홀더(10)를 초기 위치에서 제2 방향(Y)으로 이동시키는 Y축 조정정보, 및 시료홀더(10)를 초기 위치에서 제3 방향(Z)으로 이동시키는 Z축 조정정보를 포함한다. 이때, 제3 방향(Z)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에 수직한 상하 방향이다.In addition, the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that you can.
10 : 시료홀더
20 : 카메라부
30 : 영상출력부
40 : 입력부
50 : 다축 스테이지
52 : 거치대
60 : 컨트롤부
70 : 프레임부
72 : 제1 수직프레임
74 : 제2 수직프레임
76 : 수평프레임
80 : 높이측정부
100 : 현미경10: sample holder 20: camera unit
30: video output unit 40: input unit
50: multi-axis stage 52: cradle
60: control unit 70: frame unit
72: first vertical frame 74: second vertical frame
76: horizontal frame 80: height measurement unit
100: microscope
Claims (7)
상기 시료홀더에 안착된 시료를 촬영하여 시료 이미지를 생성하는 카메라부;
상기 카메라부로부터 시료 이미지를 제공받아 영상으로 출력하는 영상출력부;
상기 영상출력부를 통해 출력된 시료 이미지에서 검사 지점에 대한 선택신호를 입력받는 입력부;
상기 시료홀더를 초기 위치에서 검사 위치로 이동시킬 수 있도록 상기 카메라부와 현미경 대물렌즈의 하부에 설치되고, 상기 시료홀더를 안착시키는 거치대가 구비되며, 상기 거치대를 통해 시료홀더를 2방향 이상으로 이동시켜 시료홀더의 위치를 조정하는 다축 스테이지; 및
상기 검사 지점의 확대영상이 상기 대물렌즈에 의해 촬영되도록 상기 선택신호에 따라 상기 다축 스테이지를 제어하는 컨트롤부를 포함하는 현미경용 얼라인 장치.A sample holder providing a seating space for the sample;
a camera unit generating a sample image by photographing the sample seated in the sample holder;
an image output unit that receives the sample image from the camera unit and outputs it as an image;
an input unit that receives a selection signal for a test point in the sample image output through the video output unit;
To move the sample holder from an initial position to an inspection position, a cradle is installed below the camera unit and the microscope objective lens, and a cradle for seating the sample holder is provided, and the cradle moves the sample holder in two or more directions through the cradle. a multi-axis stage for adjusting the position of the sample holder; and
A control unit for controlling the multi-axis stage according to the selection signal so that an enlarged image of the inspection point is captured by the objective lens.
상기 시료홀더에 안착된 시료의 높이를 측정하여 높이정보를 생성하며, 상기 높이정보를 상기 컨트롤부로 제공하는 높이측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경용 얼라인 장치.According to claim 1,
Aligning device for a microscope, characterized in that it further comprises a height measuring unit for generating height information by measuring the height of the sample seated in the sample holder, and providing the height information to the control unit.
상기 시료홀더를 안착시킨 거치대를 현미경의 대물렌즈로 이동시킬 때 상기 시료가 현미경의 대물렌즈와 충돌하지 않도록 상기 높이측정부로부터 제공된 높이정보에 따라 다축 스테이지를 제어하는 것을 특징으로 하는 현미경용 얼라인 장치.The method of claim 2, wherein the control unit
Alignment for a microscope characterized in that for controlling the multi-axis stage according to the height information provided from the height measuring unit so that the sample does not collide with the objective lens of the microscope when the cradle on which the sample holder is seated is moved to the objective lens of the microscope Device.
상기 높이측정부로부터 높이정보가 수집되면, 상기 시료홀더를 안착시킨 거치대를 상기 카메라부의 아래로 이동시키며, 카메라부의 초점에 시료를 맞추도록 다축 스테이지를 통해 거치대의 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는 현미경용 얼라인 장치.The method of claim 2, wherein the control unit
When height information is collected from the height measuring unit, the cradle on which the sample holder is seated is moved below the camera unit, and the height of the cradle is adjusted through a multi-axis stage to adjust the sample to the focus of the camera unit. alignment device.
상기 높이측정부를 통해 상기 시료홀더의 중앙에 안착된 시료의 높이를 측정할 수 있는 세팅존 좌표정보와, 상기 카메라부를 통해 시료홀더에 안착된 시료의 중앙을 촬영할 수 있는 광학계존 좌표정보, 및 상기 대물렌즈를 통해 시료홀더에 안착된 시료의 중앙을 촬영할 수 있는 현미경존 좌표정보가 미리 저장되며, 상기 세팅존 좌표정보와 광학계존 좌표정보 및 현미경존 좌표정보를 기반으로 상기 거치대의 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 현미경용 얼라인 장치.The method of claim 2, wherein the control unit
Setting zone coordinate information capable of measuring the height of the sample seated at the center of the sample holder through the height measurement unit, optical system zone coordinate information capable of photographing the center of the sample seated in the sample holder through the camera unit, and the Microscope zone coordinate information capable of photographing the center of the sample seated in the sample holder through the objective lens is stored in advance, and the movement of the cradle is controlled based on the setting zone coordinate information, optical system zone coordinate information, and microscope zone coordinate information Alignment device for a microscope, characterized in that.
상기 입력부는 시료를 관찰할 대물렌즈의 렌즈정보를 입력받아 상기 컨트롤부로 제공하며,
상기 컨트롤부는 상기 렌즈정보에 따라 대물렌즈의 초점에 시료를 맞추도록 다축 스테이지를 통해 거치대의 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는 현미경용 얼라인 장치.According to claim 1,
The input unit receives lens information of an objective lens to observe a sample and provides it to the control unit,
The control unit adjusts the height of the cradle through a multi-axis stage to align the sample to the focus of the objective lens according to the lens information.
상기 다축 스테이지의 움직임을 제어하는 다축 스테이지 컨트롤러, 및
상기 카메라부와 현미경 광원부의 조명밝기를 제어하는 조명 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 현미경용 얼라인 장치.The method of claim 1, wherein the control unit
A multi-axis stage controller for controlling the movement of the multi-axis stage, and
Alignment device for a microscope, characterized in that it comprises a lighting controller for controlling the illumination brightness of the camera unit and the light source unit of the microscope.
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