Digital Video Microscope 대물렌즈 설치

Four-Component System | Seven-Component System

Digital video microscopes는 카메라를 사용해 이미지를 녹화 및 캡처합니다. 기존 현미경은 접안렌즈를 통해 시각적 검사를 수행하지만 digital video microscopes는 사람의 눈으로 볼 수 있는 것보다 훨씬 높은 resolution 및 precision을 확보합니다. 이 현미경의 용도 및 설치 방법은 표준 DIN 및 JIS 대물렌즈 사용부터 고급 infinity corrected 대물 렌즈까지 다양합니다. Infinity corrected digital video microscopes는 조립이 매우 복잡하지만, 사용할 부품이 무엇인지, 그리고 해당 부품들이 어떻게 서로 연계되어 작동하는지 파악하고 나면 생물학, 산업, 기타 모든 검사 용도로 프로세스를 이용할 수 있습니다.

시작하려면 finite-conjugate microscope 대물렌즈와 infinity corrected microscope 대물렌즈 사이의 기본적인 차이점을 고려하십시오. 전통적인 실험실 또는 대학에서 사용하는 현미경에서 발견되는 Finite-conjugate 대물렌즈는 센서 또는 접안렌즈에 빛의 초점을 직접 맞춥니다. 일반적으로 이 대물렌즈는 achromatic 렌즈이며 적색과 청색의 2개 파장에서의 chromatic aberration에 대해서만 보정합니다. 한편, infinity-corrected 대물렌즈에는 센서나 접안렌즈에 빛을 모음과 동시에 평행한 광학 평면에 액세스할 수 있게 해 주는 추가 광학 부품인 튜브 렌즈가 필요합니다. 광학 평면, 빛을 감쇄시키거나 필터링하기 위한 광학 부품, in-line 조명용 beamsplitters 또는 추가 광학 부품을 통합 설치할 수 있습니다. 일반적으로 이 광학 부품들은 apochromatic 렌즈로서 청색, 노랑 및 적색의 3가지 파장에서의 spherical 및 chromatic aberration에 대해 보정하고, 향상된 밝기 및 contrast를 제공할 수 있는 훨씬 높은 개구수를 갖고 있습니다. 다양한 대물렌즈 종류에 대한 자세한 설명은 "현미경 및 대물렌즈 이해"를 읽어 보시기 바랍니다.

4개 부품으로 구성된 DIGITAL VIDEO MICROSCOPE 시스템

현미경 시스템을 infinity corrected 대물렌즈와 결합할 때 라이브 동영상 전달 및 정지 프레임 캡처를 위해 카메라에 가능한 두 가지 설치 방법이 있습니다. 설치가 얼마나 단순한지에 따라 최대 200X의 배율을 가진 Digital Video Microscope 시스템을 쉽고 빠르게 설치할 수 있습니다. 가장 간단한 설치에는 카메라, extension tube, 튜브 렌즈, 그리고 현미경 대물렌즈의 네 가지 부품만 있으면 됩니다(그림 1).

그림 1: 간단한 Infinity Corrected Digital Video Microscope 시스템

4개의 부품으로 구성된 시스템은 고배율 및 high resolution 또는 high frame rate의 direct video microscope를 쉽게 설치할 수 있게 해 줍니다. 예를 들어, 3840 x 2748 (10.5MP)의 픽셀 수를 가진 아주 높은 resolution의 이미지를 3fps의 frame rate로 촬영하거나 100 fps의 초고속 이미지를 752 x 480 (0.36MP)의 픽셀 수로 촬영할 수 있습니다. 용도에 따른 요구 사항에 관계 없이 설치 방식은 동일하다는 점을 기억할 필요가 있습니다. 뛰어난 입문용 시스템으로서 그림 2와 표 1에 표시되어 있는 재고 번호의 제품을 사용해 보시기 바랍니다.

샘플 부품은 서로 나사선으로 결합 및 연결되어 있으며 전체 시스템 길이는 267mm (10.5") 미만에 지나지 않고 10X 배율에 최적화되어 있습니다. 장착된 대물렌즈의 확대 능력에 따라 digital video microscope 시스템의 길이는 약간 바뀔 수 있습니다. 경험적으로 볼 때, 대물렌즈 배율이 작을 수록 시스템 길이는 작아집니다.

그림 2: #59-367 USB Camera + #53-838 Extension Tube + #54-428 Tube Lens + #59-877 Objective

4개 부품으로 구성된 digital video microscope 시스템 장착은 부품 결합만큼이나 간단합니다. 검사 대상 물체에 따라 세로 또는 가로로 시스템을 장착할 수 있습니다. Cellular 및 biological 샘플은 일반적으로 세로 방향으로 장착해야 샘플 또는 용액이 흐르지 않습니다. 또한 어떤 길이의 post 또는 post holder를 사용할 수 있습니다. 뛰어난 입문용 시스템으로서 그림 3와 표 2에 표시되어 있는 재고 번호의 제품을 사용해 보시기 바랍니다.

그림 3: 4개 부품으로 구성된 Digital Video Microscope 시스템을 위한 간단한 마운팅 구성

High precision 및 high resolution 시스템용으로 적합한 piezo 구동, flexure guided focusing element system인 #85-008 Microscope Objective Nanopositioning System과 같은 다른 마운팅 하드웨어를 카메라-대물렌즈 시스템 고정을 위해 사용할 수 있습니다. #03-668 Three-Screw Adjustable Ring Mount 또는 #03-669 Bar-Type Lens/ Filter Holder 또한 간단한 마운팅 수단으로 사용할 수 있습니다. Digital video microscope 시스템의 안정성과 고정 능력을 극대화하기 위해서는 두 개의 마운트가 필요합니다.

주요 부품 4개만으로 100 – 200X의 높은 배율과 300nm의 resolution을 가진 digital video microscope 시스템을 만들 수 있습니다. infinity corrected 구성을 사용해 저배율 및 고배율 이미지를 촬영하는 방법에 대한 설명을 보려면 "Infinity Corrected 대물렌즈 분해능력 및 배율 이해"를 읽어 보시기 바랍니다.

7개 부품으로 구성된 DIGITAL VIDEO MICROSCOPE 시스템

4개 부품으로 구성된 infinity corrected digital video microscope 시스템은 간단하긴 하지만 융통성은 거의 없습니다. 용도에 맞춰 광학 평면에 별도의 광학 부품을 추가해야 한다면 7개 부품으로 구성된 시스템이 적합합니다. 추가 광학 부품에는 digital microscope에 optical filters, beamsplitters, attenuation 또는 in-line illumination을 추가할 수 있게 해 주는 57mm의 여유 공간을 제공하는 추가 마운팅 하드웨어가 포함됩니다. 7개 부품으로 구성된 시스템은 대개 fluorescence microscopy 또는 illumination 및 contrast를 극대화해야 하는 용도에 사용됩니다. in-line 조명은 시스템 노이즈를 줄이고 눈부심과 다중상을 최소화합니다.

그림 4: 7개 부품으로 구성된 Infinity Corrected Digital Video Microscope 시스템

7개 부품으로 구성된 설정은 다소 까다로울 수도 있지만 다음 설명을 참고하면 프로세스가 최대한 간단해질 것입니다. 먼저 #58-329 MT-1/ MT-2 C-mount Adapter를 열어 MT-1 또는 MT-2 Tube Lenses를 안쪽에 장착할 수 있습니다. 튜브 렌즈 자체에는 나사선이 없기 때문에 이 어댑터가 양쪽에 필요한 C-threads를 제공합니다. 이 어댑터와 C-mount 카메라 사이에 190mm의 확장 튜브가 필요합니다. 튜브 렌즈는 대물렌즈에 바로 부착되지 않기 때문에 대물렌즈를 부착하기 위해 C-Mount 10mm Adapter에 #55-743 Mitutoyo를 사용합니다(이 어댑터는 길이를 10mm 늘려 주고 C-thread에 M26 thread를 끼울 수 있게 합니다). 튜브 렌즈와 대물렌즈 사이의 추가 여유 공간은 76.5mm가 최적이지만, 이 어댑터 인해 추가되는 공간이 10mm이기 때문에 #55-743 및 #58-329 사이에 56.5mm 정도만 사용하는 것이 일반적입니다. 이 56.5mm의 공간에 확장 튜브를 사용하거나 beamsplitters, optical filters, polarizers와 같은 다른 광학 부품을 추가하십시오.

이 대물렌즈는 infinity corrected이기 때문에 권장되는 거리는 76.5mm라는 점을 유념하는 것이 중요합니다. 거리가 너무 짧으면 시스템에 vignetting이 생길 수 있습니다. 거리가 너무 길면 빛이 부족해 결과 이미지가 흐릿해집니다. 요약하자면, 7개 부품으로 구성된 digital video microscope 시스템 도해를 보려면 그림 4를 참조하십시오.

Digital video microscope 시스템은 공업 및 생물학 샘플을 검사하기 위한 강력한 광학용 툴입니다. 이 현미경은 사용자가 원하는 수준에 따라 4개 부품으로 구성된 시스템부터 7개 부품으로 구성된 시스템까지 아주 단순할 수도, 아주 복잡할 수도 있습니다. 카메라-대물렌즈 시스템의 광학 경로 내에 광학 부품을 포함시켜야 할 때는 7개 부품으로 구성된 infinity corrected 시스템이 아주 적합합니다.