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현미경 대물렌즈의 미래

현미경 기술의 진보가 미래에 대한 도전 과제를 해결합니다

 

제품의 소형화로 이동성이 증가함

 

UV 파장의 이용으로 해상력과 콘트라스트가 향상됨

 

자동화 시스템으로 처리량이 증가함

 

Liquid lens와의 결합으로 포커싱의 신속한 조절이 가능해짐

광학 현미경은 17세기 부터 과학, 의료 및 산업 응용 분야의 발전을 불러왔습니다. 이러한 광학 현미경은 미래에 대한 도전 과제를 해결하기 위해 현재도 끊임없이 진화해가고 있습니다. 현미경 렌즈는 더욱 작아지고 소형화돼 가면서 현미경 시스템의 휴대가 가능해지고, 작업 현장에서도 신속하게 대응할 수 있게 되었습니다. Electrically-tunable liquid lens의 통합과 시스템의 자동화로 산업 어플리케이션의 처리량이 대폭 증가하고 해상도와 콘트라스트의 향상을 위해 다수의 현미경 어플리케이션이 자외선(UV) 파장대까지 확장해가고 있습니다. 이와 같은 광학적 발전은 현미경 시스템으로 하여금 까다로운 요건의 신흥 어플리케이션 요건도 충족할 수 있게 합니다.

제품의 소형화 - 크기가 대폭 축소된 현미경!

Miniaturized microscope objective는 신속하게 대응해야 하는 질병 검사, 수질 모니터링 및 공장 작업장에서의 현미경 검사와 같이 중량과 크기에 민감한 어플리케이션에 이상적입니다. 표준 현미경 시스템은 크기가 크고 무게가 많이 나가며 복잡한 구성으로 인해 현실적으로 작업 현장에서 신속하게 대응하는 데 어려움이 따릅니다. 기계적 구성이 단순해지고 광학적 디자인이 소형화되면서 현대식 현미경 대물렌즈의 크기를 1/4로 축소할 수 있게 되었습니다. Ultra-compact objective는 대개 고정식 초점, 소형 광차폐 장치 및 고정식 조리개를 갖습니다.

Size Comparison of an Ultra-Compact Microscope Objective with a Standard Microscope Objective
그림 1: Ultra-Compact Microscope Objective와 Standard Microscope Objective의 크기 비교

Automated System - 현미경의 검사의 자동화 실현

현대식 현미경 시스템에 사용되는 광범위한 부품들은 포커싱과 스테이지의 조절부터 전자 기기식 셔터, 조명 광원의 스위칭 그리고 이미지 캡처까지 자동화 기술을 사용할 수 있습니다. 이러한 기능들을 자동화하면 작업 처리량이 현저히 증가하고 프로세스를 놀라울 정도로 반복 제어할 수 있습니다. 자동화된 현미경 검사 시스템은 여러 번 반복 관찰이 요구될 때 매우 높은 유용성을 발휘합니다.

그림 2: Photonics West 2018 전시회에서 에드몬드 옵틱스가 전시한 Automated Microscopy System 관련 영상

UV 현미경 검사 - 단파장을 이용한 해상도의 향상

대다수의 현미경 응용 분야에는 더욱 고도화된 해상도와 콘트라스트의 개선을 위해 UV 파장을 적극 활용합니다. 광원의 파장에 따라 광학 현미경의 해상도가 결정되며, UV 빛의 단파장으로 가시광이 갖는 회절 제한의 한계를 뛰어넘는 이미지 해상도를 성취할 수 있습니다. 또한, 샘플의 분자와 UV 빛 사이의 상호작용 때문에 UV 현미경 사용 시 콘트라스트 역시 개선되어, 검사 대상 샘플의 특성들을 더욱 쉽게 식별할 수 있게 해줍니다. UV 현미경 검사는 현대식 반도체와 같이 미세한 특성을 보여주는 장치를 검수하는 데 적합합니다. 게다가, UV 대물렌즈를 UV 레이저와 함께 사용하면 반도체 가공, 재료의 식각을 비롯해 주름, 타투, 제모용 에스테틱 레이저와 같이 레이저 포커싱과 가공에 이상적으로 활용할 수 있습니다.

UV Microscopy is Ideal for Semiconductor Inspection
그림 3: 현미경 검수에 적합한 UV 현미경

Liquid Lens의 통합 - 신속한 포커싱 조절

Liquid lens는 작동 거리가 다른 곳에 피사체를 위치시킬 때 전류나 전압이 가해지면, 전기적 조절이 가능한 유체셀(cell of fluid)의 형태를 빠르게 바꾸면서 초점을 맞춥니다. 현미경으로 관찰해야 하는 이미징 어플리케션을 위해 현미경 시스템과 결합 시, liquid lens는 focus stacking 또는 z-stacking을 단순화합니다. Focus stacking은 심도(DOF)에 제한이 따르면서 고배율의 대물렌즈를 사용해야 할 때 종종 필요하곤 합니다. Liquid lens를 결합하게 되면 다양한 이미지 면에서 대물렌즈의 초점을 빠르고 정밀하게 맞출 수 있어 focus stacking 프로세스를 빠르게 처리할 수 있을 뿐만 아니라 이미지 사이에서 낭비되는 시간을 최소화함으로써 두께감 있는 샘플의 이미징을 신속하게 진행할 수 있습니다.

Electrically-Focused Liquid Lens Technology
그림 4: Electrically-Focused Liquid Lens에 적용된 과학 기술

에드몬드 옵틱스에서 취급하는 현미경 대물렌즈의 미래

TECHSPEC Ultra Compact Objective Assemblies

Ultra Compact Objective Assemblies

TECHSPEC® Ultra Compact Objective Assemblies는 에드몬드 옵틱스에서 취급하는 최소형 대물렌즈로서 광학 마켓에서 거래되는 유사한 수준의 작동 거리, 해상도 및 배율을 갖는 타제품과 비교 시에도 크기가 대체로 가장 작다고 할 수 있습니다. 2X의 배율로 디자인된 TECHSPEC® Ultra Compact Objective Assemblies는 extension tube를 추가할 경우 4X, 5X, 10X, 15X 및 20X까지 손쉽게 배율을 구성할 수 있습니다.®

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Mitutoyo NUV and UV Infinity Corrected Objectives Mitutoyo NUV and UV Infinity Corrected Objectives

Mitutoyo사의 NUV and UV infinity corrected long working distance objectives는 UV 파장을 이용하여 향상된 해상도에 표준 M Plan Apo & M Plan Apo SL series objective의 이점을 결합한 제품입니다. 이러한 대물렌즈는 이중, 삼중, 사중화된 Nd:YAG 고조파에서 뛰어난 성능을 보입니다. 또한, 미세한 특성, 레이저 소재 가공 및 의료용 레이저 어플리케이션을 위한 현미경 검사에 이상적입니다.

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TECHSPEC® Compact Objective Liquid Lens Assemblies

Compact Objective Liquid Lens Assemblies

TECHSPEC® Tunable Compact Objective Liquid Lens Assemblies는 EO의 finite conjugate TECHSPEC® Compact Objective Assemblies에 liquid lens를 결합한 제품으로서 작동 거리를 신속하게 조절할 수 있으며, 2X5X 두 가지 버전으로 제공됩니다. 이 제품은 현미경 검사, 제약 검수, 유세포 분석 및 현미경을 이용한 산업 검수와 같이 다양한 생체 의학 및 머신 비전 어플리케이션에 적합합니다.

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자주 묻는 질문(FAQ's)

FAQ  Miniaturized TECHSPEC® Ultra Compact Objective Assemblies는 크기가 얼마나 작습니까?
가장 작은 사이즈의 TECHSPEC® Ultra Compact Objective Assemblies는 8mm focal length 버전으로서 총 길이가 10.8mm입니다. 10mm focal length 버전은 총 길이가 21.2mm입니다.
FAQ  TECHSPEC® Ultra Compact Objective Assemblies로 이용할 수 있는 배율을 무엇입니까?

TECHSPEC® Ultra Compact Objective Assemblies는 2X 배율로 설계되지만, extension tube를 추가함으로써 4X, 5X, 10X, 15X, 20X 배율을 손쉽게 구성할 수 있습니다.

FAQ   Mitutoyo NUV and UV Infinity Corrected Objectives의 파장 범위는 무엇입니까?

NUV Mitutoyo Infinity Corrected Objectives의 파장 범위는 355-620nm이며, UV 버전은 266nm와 355nm로 설계됩니다.

FAQ  TECHSPEC® Tunable Compact Objective Liquid Lens Assemblies에 liquid lens가 포함됩니까?

네, 그렇습니다. 2X5X TECHSPEC® Tunable Compact Objective Liquid Lens Assemblies에는 liquid lens가 포함됩니다.

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계산기

옵틱, 이미징 및 포토닉스 산업 분야에서 널리 참고되고 사용되는 광학 공식을 기반으로 한 기술 계산기.

Infinite Conjugate Tube Length
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진단 기술의 첨단화
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기술 보도자료

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Get the Picture! Easily incorporate microscopic imaging into small-scale applications (영문)
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