KR101749994B1 - 형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빛에 의해서 발광하는 형광물질을 이용해서 생물입자를 탐지하는 생물입자 탐지장치에 관한 것이다.
자세하게는, 본 발명의 생물입자 탐지장치는 샘플링된 공기를 직진시키고, 자외선을 직진시켜, 공기와 자외선을 서로 교차시킴으로써, 공기 내 포함된 생물입자의 형광물질에서 발광하는 형광 빛을 이용하여 공기 중에 포함된 생물입자를 탐지하는 것으로서, 생물입자 조사되는 광원의 자외선 파장 범위를 넓히기 위하여 서로 다른 파장을 갖는 2개의 광원을 사용하고, 산란신호와 형광신호를 각각 검출하도록 2개의 검출기를 구비하는 생물입자 탐지장치에 관한 것이다.

Description

형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치{BIOLOGICAL PARTICLE DETECTION APPARATUS FOR MEASURING FLUORESCENCE AND SCATTERING}

본 발명은 생물입자 탐지장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 빛에 의해서 발광하는 형광물질을 이용해서 생물입자를 탐지하는 장치에 관한 것이다.

대기 중에는 눈에는 보이지 않지만, 다양한 미세한 생물입자가 유동하며 존재하고 있다. 이러한 생물입자에는 알러지를 발생시키는 유동성 알레르겐, 각종 병원균, 또는 탄저균 같은 생물무기 등도 포함되어, 인체에 매우 큰 위협이 될 수 있다. 따라서 대기 중의 유영하는, 눈으로 식별 불가능한 미세한 생물입자를 탐지할 수 있는 장치 또는 방법이 요구된다.

대기 중을 유영하는 생물입자는 형광물질을 포함한다. 형광(Fluorescence)이란 물질이 빛에 의한 자극에 의해서 발광하는 현상으로, 빛 에너지를 받은 물질이 새로운 빛을 복사하는 것을 말하고, 형광물질이란 빛의 자극에 의해서 발광하는 물질을 말한다. 다시말해, 형광물질에 빛을 조사하게 되면 최외각 전자가 여기(Excitation)되어 높은 에너지 준위로 이동했다가 10^-6초 내에 다시 원래 에너지 준위로 이동하면서, 높은 에너지 준위와 원래 에너지 준위의 차이에 해당하는 만큼의 에너지를 빛의 형태로 방출하게 된다.

이러한 형광물질의 여기를 위한 입사광의 파장과 방출(Emission)되는 빛의 파장대는 다르다. 예를 들어, 280nm 영역대의 자외선 빛을 조사하였을 경우 생물입자에 존재하는 Tryptophan 물질(그 외에 Fluorescent amino acids, Tyrosine, phenylalanine 물질)을 여기(Excitation)시켜 350nm 영역의 형광 빛이 방출(Emission) 되고, 340nm 영역대의 자외선 빛을 조사하였을 경우 생물입자에 존재하는 NADH 물질(그 외에 NADPH)을 여기(Excitation)시켜 450nm영역 대의 형광 빛이 방출(Emission)되며, 450nm영역대의 자외선 빛을 조사하였을 경우 생물입자에 존재하는 Riboflavin 물질(그 외에 Flavin compunds인 Flavin adenie dinucleotide, Flavoproteins)을 여기(Excitation)시켜 520nm 영역대의 형광 빛이 방출(Emission) 하게 된다.

따라서, 타겟이 되는 생물입자에 해당하는 빛을 대기에 조사하고, 조사된 빛에 의하여 방출되는 형광 빛을 검출하여 어떠한 형광물질이 포함되어 있는지, 그리고 이러한 형광물질을 통하여 타겟이 되는 생물입자가 대기에 포함되어 있는지를 파악할 수 있게 된다.

종래 이러한 형광현상을 이용하여 생물입자를 탐지하는 장치가 개발되어 있다. 종래의 생물입자 탐지 장치는 1 개의 광원 소스와 1개의 검출기로 구성되어 있다. 즉, 종래의 장치는 보통 자외선 영역에 해당하는 파장을 갖는 한 개의 광원 소스를 사용하여 생물입자 내에 존재하는 형광물질을 여기시키고, 방출되는 형광 빛을 한 개의 검출기를 사용하여 이를 검출하는 방식에 의한다.

이러한 종래의 생물입자 탐지 장치는 아래와 같은 문제가 있다:

상술한 바와 같이, 생물입자 내에는 형광 빛을 방출할 수 있는 형광물질이 다양하게 존재하는데 이 형광물질을 여기시킬 수 있는 파장대는 형광물질마다 다르다. 따라서 어느 파장을 광원 소스로 선택하는지에 따라 형광을 방출하는 형광물질의 종류도 결정되는데 한 개의 광원 소스만을 사용하였을 경우 형광을 방출하는 형광물질의 수가 크게 제한된다는 문제가 있다. 따라서 실질적으로 얻을 수 있는 형광신호가 적으므로 낮은 농도의 생물입자 검출이 매우 힘든 단점이 있다.

또한, 종래의 생물입자 탐지 장치는 1개의 검출기로 구성되어 있어서, 생물입자에 조사되어 방출하는 형광 빛과 비생물입자에 의해 산란되는 산란 빛이 모두 혼합되어 1개의 검출기로 모두 들어가게 되고, 형광 빛과 산란 빛이 혼합된 신호에 의하여 신호처리가 이루어지기 때문에 생물입자에서 방출되는 형광 빛으로 신호가 증가한 것인지, 비생물입자에 의해서 산란되는 산란 빛으로 신호가 증가한 것인지 구분하기 어렵다. 즉, 생물입자가 없음에도 불구하고, 비생물입자에 의한 산란 신호가 형광신호처럼 처리되어 생물입자를 검출한 것으로 경보를 발령할 수 있는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 그런 문제점을 해결하기 위해서 오랫동안 연구하고 시행착오를 거치며 개발한 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은 생물입자 탐지장치의 성능향상을 꾀하는 것으로서 특히 생물 입자와 비생물 입자를 구분하는 능력을 향상시키겠다는 것이다. 이하에서 자세히 설명되는 바와 같이, 2개의 검출기를 사용하여 한 개의 검출기는 형광 빛을 측정하고, 다른 한 개의 검출기는 산란 빛을 측정함으로써, 두 개의 검출기에서 각각 나오는 형광 빛과 산란 빛에 대한 신호를 처리할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 낮은 농동의 생물입자 탐지가 가능한 탐지장치를 제공하고자 한다. 요컨대 파장대가 다른 복수의 광원 소소를 사용함으로써 생물입자 내의 더 많은 형광물질을 여기시켜 더 많은 형광 신호를 얻고자 한다.

또한, 본 발명은 복수의 광원 소스의 전자식 제어를 통하여 복수의 광원을 동시에 조사하거나, 또는 번갈아가며 순차적으로 조사하거나, 또는 원하는 파장만을 선택하여 조사할 수 있는 생물입자 탐지장치를 제공한다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론 할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

이와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치 로서: 공기에 자외선을 조사하여 방출되는 형광 빛을 검출함으로써 상기 공기 중에 포함된 생물입자를 탐지하는 생물입자 탐지장치에 있어서,

생물입자 내 형광물질을 여기시킬 수 있는 자외선을 조사하는 광원부;

직진유도부를 구비하여 상기 광원부에서 조사된 자외선이 유입되어 직진하고, 공기유입부를 구비하여 샘플링된 공기가 유입되어 직진하되, 상기 자외선과 상기 공기가 서로 교차하여 상기 공기 중에 포함된 생물입자 내의 형광물질에 의하여 방출되는 형광 빛과 상기 공기 중에 포함된 비생물입자에 의하여 산란되는 산란 빛이 발생하고, 내부가 빛을 반사시킬 수 있도록 코팅되어 상기 형광 빛과 상기 산란 빛을 한 지점에 집광시켜 배출하는 구형구조의 광학 셀;

상기 한 지점을 통과한 상기 형광 빛과 상기 산란 빛을 평행광으로 전환하는 제1 렌즈;

상기 평행광의 경로 상에 위치하여 상기 산란 빛은 반사시키고, 상기 형광 빛은 투과시키는 빔 스플리터;

상기 빔 스플리터에 의하여 반사되어 입사되는 산란 빛을 검출하는 제1 검출부; 및

상기 빔 스플리터에 의하여 투과되는 형광 빛을검출하는 제2 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는,

형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서는 상기 광원부는, 특정 파장대의 제1 자외선을 조사하는 제1 광원; 상기 제1 자외선과 서로 다른 파장대의 제2 자외선을 조사하는 제2 광원을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 제1 자외선의 제1 경로와 상기 제2 자외선의 제2 경로는 서로 수직이 되도록 상기 제1 광원과 상기 제2 광원이 배치되고, 상기 제1 경로와 상기 제2 경로 상에 설치되어, 상기 제1 자외선은 투과시키고, 상기 제2 자외선은 90도로 반사시켜, 상기 제2 경로를 상기 제1 경로와 일치시키는 다이크로익 미러(dichroic mirror)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 다이크로익 미러와 상기 광학 셀 사이의 상기 제1 경로 및 상기 제2 경로 상에 배치되어, 상기 제1 자외선과 상기 제2 자외선을 평행광으로 변환하는 제2 렌즈; 및 상기 제2 렌즈와 상기 광학 셀 사이에 배치되어, 평행광으로 변환된 제1 자외선과 제2 자외선을 한 지점으로 집광시키는 제3 렌즈를 포함하여, 상기 직진유도부가 한 지점으로 집광된 상기 제1 자외선과 상기 제2 자외선을 상기 광학 셀 내부로 안내할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈는 90도로 배치되고, 상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈 사이에 설치되어, 상기 제2 렌즈를 통과한 평행광을 90도 변경하여 상기 제3 렌즈로 진행시키는 반사거울을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 제1 광원의 제1 자외선 조사여부를 조절하는 제1 전자식 셔터; 및 기 제2 광원의 제2 자외선 조사여부를 조절하는 제2 전자식 셔터(shutter)를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 빔 스플리터와 상기 제2 검출부 사이에 형성되어 일정 영역의 파장대의 형광 빛만 투과시키는 밴드패스필터(band pass filter)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 광학 셀과 결합하고, 상기 직진유도부의 맞은편에 위치하여, 상기 광학 셀로 유입된 자외선 중 상기 형광 빛으로 변환되지 않고, 산란되지도 않아 직진하는 나머지 빛을 흡수하는 빔 덤프를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제1 검출부는, 상기 산란 빛 신호를 증폭시켜 검출하는 산란 광전자증배관(PMT; Photo Multiplier Tubes) 검출기를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제2 검출부는, 상기 형광 빛 신호를 증폭시켜 검출하는 형광 광전자증배관(PMT) 검출기를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제1 렌즈는 복수로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈는, 각각 복수로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 광원과 상기 다이크로익 미러 사이의 상기 제1 경로에 배치되어 상기 제1 자외선을 평행광으로 변환시키는 제4 렌즈; 상기 제2 광원과 상기 다이크로익 미러 사이의 제2 경로 상에 배치되어 상기 제2 자외선을 평행광으로 변환하는 제5 렌즈; 및 상기 다이크로익 미러와 상기 광학 셀 사이에 배치되어, 평행광으로 변환된 제1 자외선과 제2 자외선을 한 지점으로 집광시키는 제3 렌즈를 포함하여, 상기 직진유도부가 한 지점으로 집광된 상기 제1 자외선과 상기 제2 자외선을 상기 광학 셀 내부로 안내할 수 있다.

위와 같은 본 발명의 과제해결수단에 의해서, 두 개의 검출기를 이용하여 산란 신호와 형광 신호를 각각 검출함으로써, 생물입자와 비생물입자를 구분하는 능력이 향상되기 때문에 비생물입자를 생물입자로 잘못 인식하여 잘못된 경보를 발령하는 오경보율을 낮출 수 있다.

또한, 2개의 자외선 광원소스를 사용하여 생물입자로부터 더 많은 형광신호를 얻을 수 있어 감도가 향상되어 검출한계가 낮아지고 적은 농도의 생물 입자 탐지가 가능하다는 장점이 있다.

나아가 자외선 광원에 위치한 전자식 셔터의 제어를 통해 원하는 파장을 선택하여 타겟 물질에 조사하거나, 또는 복수의 광원을 번갈아 조사하거나, 또는 복수의 광원을 동시에 조사할 수 있어, 타겟 물질에 따라 다양한 방식으로 광원을 선택하여 조사하는 것이 가능한 장점이 있다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치를 분해한 분해도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따라 2개의 검출기를 구비하여 산란 빛과 형광 빛을 구분하여 검출하는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따라 2개의 광원을 구비하고, 각각의 광원으로부터 빛이 조사되어 진행하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 비구면 렌즈를 통하여 평행광이 집광되는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반사거울에 의하여 빛의 경로가 바뀌는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광학 셀 내부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 광학 셀 상부에 반사된 빛의 경로를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 광학 셀 하부에 반사된 빛의 경로를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생물입자 탐지장치를 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

공기 중에는 생물입자와 비생물입자가 포함된다. 이러한 공기에 자외선을 조사하게 되면, 조사된 자외선은 공기 중을 유영하는 생물입자와 만나 형광 빛을 방출하거나 또는 공기 중 비생물입자와 만나 산란 빛을 발생시킬 수 있다.

공기 중을 유영하는 생물입자에 자외선을 조사하였을 때 형광 빛을 방출하는 이유는 생물입자가 형광물질을 포함하기 때문이다. 이때, 형광물질이 형광 빛을 방출하기 위해서는 형광물질의 여기(Excitation)가 요구되는데, 각각의 형광물질마다 여기를 위한 입사광의 파장과 방출되는 자외선의 파장대가 다르다. 따라서 자외선을 조사하여 방출되는 형광 빛을 검출함으로써, 공기 중에 어떠한 생물입자가 포함되어 있는지를 파악할 수 있게 된다.

다시 말해, 특정 파장대의 자외선은 특정 형광물질과 반응하여 특정 파장대의 형광 빛을 발생시키므로, 조사되는 특정 파장대의 자외선을 알고, 이러한 자외선이 공기와 만나 방출되는 특정 파장대의 형광 빛을 검출하여 알게 되면, 형광 빛을 발생시킨 특정 형광물질을 파악할 수 있게 된다. 그리고, 형광물질은 생물입자에 포함된 것이므로, 파악된 특정 형광물질을 이용하여 이를 포함하는 생물입자를 추정할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 원리를 이용하여 공기 중에 포함된 생물입자를 탐지하는 생물입자 탐지장치에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 이러한 생물입자 탐지장치를 분해한 분해도이다.

도 1 및 도 2를 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광원부(101,102), 광학 셀(200), 제1 렌즈(400), 빔 스플리터(500), 제1 검출부(600), 및 제2 검출부(700)를 포함한다.

광원부는 생물입자 내 형광물질을 여기시킬 수 있는 자외선을 조사하는 것이다. 이러한 광원부는 타겟이 되는 형광물질에 해당하는 파장의 영역대의 자외선을 조사하게 된다.

광학 셀은, 광원부에서 조사된 자외선이 유입되어 직진할 수 있도록 자외선을 안내하는 직진유도부를 포함하고, 공기를 외부에서 유입시켜 직진시킬 수 있도록 공기를 안내하는 공기유입부를 포함한다. 즉, 광학 셀 내부에서는 외부에서 자외선과 공기가 유입되어 교차되는 곳이다. 공기와 자외선을 교차됨으로써 공기 내의 생물입자에 의하여 형광 빛을 발생하고, 공기 내의 비생물 입자에 의하여 산란 빛을 발생하게 된다. 광학 셀 내부에서 발생된 산란 빛과 형광 빛은 한 지점으로 집광되어 광학 셀 외부로 배출된다.

즉, 광학 셀은 직진유도부를 구비하여 상기 광원부에서 조사된 자외선이 유입되어 직진할 수 있도록 유도하고, 공기유입부를 구비하여 샘플링된 공기가 유입되어 직진할 수 있도록 유도한다. 자외선과 공기가 서로 교차하여 공기 중에 포함된 생물입자 내의 형광물질에 의하여 방출되는 형광 빛과 공기 중에 포함된 비생물입자에 의하여 산란되는 산란 빛이 발생한다. 이때 광학 셀 내부는 구형구조로 이루어지고, 빛을 반사시킬 수 있도록 코팅되어 형광 빛과 산란 빛을 한 지점에 집광시켜 배출할 수 있다.

제1 렌즈는, 광학 셀 내부에서 배출되어 집광된 형광 빛과 산란 빛을 평행광으로 변환시킨다. 본 발명에서의 상술한 제1 렌즈 그리고, 이하 언급되는 제2 렌즈 및 제3 렌즈는 빛을 평행광으로 변환하거나 또는 평행광을 집광할 수 있는 렌즈를 말하는 것으로서, 평면볼록렌즈(PLANOCONVEX LENS) 또는 볼렌즈(BALL LENS)를 포함한다.

광학 셀에서 배출된 형광 빛과 산란 빛은 한 지점에 집광 된 후 넓은 각도로 퍼져 나갈 수 있다. 이러한 빛을 제1 렌즈가 다시 평행광으로 변환시켜 각 검출부에 입사될 수 있다. 이때, 제1 렌즈는 복수로 구성될 수 있다. 1개의 비구면 렌즈로는 광축에 매우 가까운 광선밖에 평행광으로 변환되지 않는다. 따라서 복수의 렌즈를 사용함으로써, 넓은 각도로 퍼져나가는 다양한 경로의 자외선을 평행광으로 전환할 수 있다.

빔 스플리터는 특정 파장에 해당하는 빛은 반사시키고, 다른 파장에 해당하는 빛은 투과시키는 역할을 한다. 따라서, 광학 셀에서 발생된 형광 빛과 산란 빛이 제1 렌즈에 의하여 평행광으로 변환되고, 평행광으로 변환된 형광 빛과 산란 빛은 빔 스플리터에 의하여 경로가 나뉘어 질 수 있다. 이렇게 산란 빛과 형광 빛의 경로를 구분하여 각각의 검출부로 안내함으로써, 산란 빛과 형광 빛을 명확하게 구분할 수 있고, 이에 따른 신호체계도 달라 질 수 있다. 즉, 빔 스플리터에 의하여 산란 빛은 반사되어 제1 검출부로 입사될 수 있고, 빔 스플리터에 의하여 형광 빛은 투과되어 제2 검출부로 입사될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 제1 검출부와 제2 검출부 즉, 2개의 검출부를 포함함을 특징으로 한다.

종래의 생물입자 검출장비는 1개의 검출기로 구성되어 있기 때문에 생물입자에서 발생하는 산란 빛과 형광 빛이 모두 혼합되어 1개의 검출기로 모두 들어가게 되고, 산란 빛과 형광 빛이 혼합된 신호에 의하여 신호처리가 이루어졌다. 그로 말미암아 생물입자에서 방출되는 형광 빛에 의하여 신호가 증가된 것인지, 비생물입자에서 산란되는 산란 빛에 의하여 신호가 증가된 것인 것 구분이 어려웠다.

본 발명은 이러한 문제를 효과적으로 해결하는 기술사상을 제안한다. 요컨대 본 발명은 산란 빛과 형광 빛을 각각 검출하도록 2개의 검출기를 구비함으로써 상술한 문제를 해결할 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따라 2개의 검출기를 구비하여 산란 빛(K)과 형광 빛(F)을 구분하여 검출하는 것을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 광학 셀 내부에서 공기와 자외선이 교차하면서 산란 빛(K)과 형광 빛(F)을 발생시키고, 발생된 산란 빛(K)과 형광 빛(F)은 각각 산란 빛(K) 검출기와 형광 빛(F) 검출기에 의하여 검출된다.

이때, 광학 셀로부터 외부로 유출된 산란 빛(K)과 형광 빛(F)은 빔 스플리터에 의하여 그 경로가 나뉘어진다. 빔 스플리터는 산란 빛(K)과 형광 빛(F)의 평행광의 경로 상에 위치하여 산란 빛(K)은 반사시키고, 형광 빛(F)은 투과시킴으로써, 2개의 빛을 각각 서로 다른 검출기로 안내하게 된다.

이렇게 산란 빛(K)과 형광 빛(F)을 검출하는 검출기를 각각 구비함으로써, 비생물입자에 의한 산란 빛(K)과 생물입자에 의한 형광 빛(F)을 구분할 수 있게 되고, 따라서, 비생물입자와 생물입자의 구분능력이 향상되어, 형광 빛(F) 검출기로부터의 신호를 더욱 신뢰할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 제1 검출부는 산란 광전자증배관 검출기를 포함할 수 있다. 산란 광전자증배관 검출기는 빔 스플리터에 의해 반사되어 들어 오는 산란 빛(K)의 신호를 크게 증폭하여 검출하는 역할을 할 수 있다. 그리고 제2 검출부는 형광 광전자증배관 검출기를 포함할 수 있고, 이러한 형광 광전자증배관 검출기는 빔 스플리터를 투과한 형광 빛(F) 신호를 크게 증폭하여 검출할 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따라 2개의 광원을 구비하고, 각각의 광원으로부터 빛이 조사되어 진행하는 것을 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 생물입자 탐지장치는 서로 다른 파장대의 자외선을 조사하는 2개의 광원을 포함한다.

이렇게 공기 중에 조사하는 광원의 개수를 2개로 설정함으로써, 공기 중에 포함된 생물입자로부터 더 많은 형광신호를 방출시킬 수 있게 된다. 앞서 설명한 바와 같이, 파장대가 다른 두 개의 자외선 광원을 사용하여 생물입자에 조사되는 광원의 자외선 파장의 범위가 넓어지고, 따라서 생물입자 내의 형광물질에 의해서 방출되는 형광 빛의 종류가 다양해진다. 따라서, 생물입자를 탐지하는 감도가 향상될 수 있어서, 적은 농도의 생물입자의 탐지도 가능하게 된다.

자세하게는, 본 발명에 따른 광원부는 2개의 광원 즉, 제1 광원(101)과 제2 광원(102)을 포함한다. 제1 광원(101)은 특정 파장대의 제1 자외선을 조사하게 된다. 그리고 제2 광원(102)은 제1 광원(101)에서 조사하는 제1 자외선과 서로 다른 파장대의 제2 자외선을 조사한다. 제1 자외선과 제2 자외선의 파장대는 타겟이 되는 형광물질에 맞추어 결정될 수 있다. 예를들어, 타겟이 되는 형광물질이 NADH 인 경우 340nm 영역대의 자외선을 조사하고, 타겟이 되는 형광물질이 Riboflavin 물질인 경우 450nm영역대의 자외선을 조사하게 된다. 즉, 제1 자외선을 340nm 영역대의 자외선으로 하고, 제2 자외선을 450nm영역대의 자외선으로 설정할 수 있다. 이렇게 다양한 파장대의 자외선을 조사할 수 있게 됨으로써, 타겟이 되는 형광물질의 종류도 다양해 질 수 있다.

도 4에서 보는 바와 같이, 제1 광원(101)과 제2 광원(102)은 서로 수직이 되게 배치될 수 있다. 이렇게 제1 광원(101)과 제2 광원(102)을 수직 배치하되, 각각의 광원으로부터 조사되는 자외선은 한 지점으로 집광되어야 한다. 따라서, 제1 광원(101)이 직진하는 경로를 갖게되면, 제2 광원(102)은 반사에 의하여 90도 경로가 변경되어야 한다.

이를 위하여 제1 자외선이 진행하는 제1 경로(A)와 제2 자외선이 진행하는 제2 경로(B) 상에 다이크로익 미러(10)(dichroic mirror)가 설치될 수 있다.

다이크로익 미러(10)는 특정 파장대의 빛을 반사시키고 다른 파장대의 빛은 모두 투과시킬 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 다이크로익 미러(10)는 제1 경로(A) 상에 45도 각도로 경사지게 배치됨으로써, 제1 광원(101)에 의한 제1 자외선은 투과시키고, 제2 광원(102)에 의한 제2 자외선은 90도로 반사시켜 제2 경로(B)를 제1 경로(A)와 일치시킬 수 있게 된다.

도 4를 참조하면, 다이크로익 미러(10)와 광학 셀 사이의 제1 경로(A)와 제2 경로(B) 상에는 제2 렌즈(20)와 제3 렌즈가 배치된다.

제1 광원(101) 및 제2 광원(102)으로부터 조사된 자외선은 넓은 각도로 퍼져나가게 된다. 이러한 퍼져나가는 자외선을 평행광으로 만들어주기 위해서 제2 렌즈(20)가 이용된다. 제1 광원(101) 및 제2 광원(102)으로부터 제2 렌즈(20) 사이의 거리는 제2 렌즈(20)의 focal length에 해당하는 거리만큼 유지되어야 한다. 따라서, 2개의 자외선 광원은 각각 제2 렌즈(20)의 focal length에 해당하는 거리만큼 떨어져서 위치하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 제2 렌즈(20)는 복수로 구성될 수 있다. 1개의 비구면 렌즈로는 광축에 매우 가까운 광선밖에 평행광으로 변환되지 않는다. 따라서 복수의 렌즈를 사용함으로써, 넓은 각도로 퍼져나가는 다양한 경로의 자외선을 평행광으로 전환할 수 있다.

도 5는 비구면 렌즈를 통하여 평행광이 집광되는 것을 나타낸 도면이다.

즉, 비구면 렌즈(S)에 의하여 평행광으로 변환된 자외선(L)을 광학 셀 내부로 유입시키기 위하여 집광시킬 필요가 있다. 평행광을 한 점으로 집광시키기 위하여 제3 렌즈가 필요하다. 제3 렌즈도 제2 렌즈와 마찬가지로 복수로 구성된다. 1개의 비구면 렌즈는 광축에 가까운 광선만 정확히 한점으로 수렴시키기 때문에 수차가 발생하게 된다. 이런 수차가 존재하지 않는 렌즈를 위해서 복수의 비구면 렌즈를 사용하게 된다. 도 5에서와 같이, 다양한 경로의 평행광은 제3 렌즈에 의하여 한 점으로 집광되어 광학 셀 내부로 유입될 수 있다.

이때, 제2 렌즈와 제3 렌즈는 90도로 배치될 수 있다. 그리고 90도로 배치된 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에는 제2 렌즈를 거쳐 직진하는 평행광을 90도로 변경하는 반사거울을 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반사거울(M)에 의하여 빛의 경로가 바뀌는 것을 나타낸 도면이다.

즉, 반사거울(M)은 제1 경로와 제2 경로를 90도로 변경하여 진행시킬 수 있다. 이러한 반사거울(M)의 구조를 통하여, 일직선의 광로로 이루어지는 구조보다 장치의 소형화를 꾀할 수 있게 된다. 즉, 광원(S)으로부터 조사된 자외선(L)이 제2 렌즈(S1)와 제3 렌즈(S3)를 거쳐 진행하게 되는데, 일직선의 광로인 경우에는 제2 렌즈(S1)와 제3 렌즈(S3) 사이의 기본적으로 요구되는 focal length 때문에 장치의 길이가 길어져야 하나, 본 발명에서와 같이 반사거울(M)을 이용하여 일직선의 광로를 반사거울(M)을 전후하여 90도로 변경하여 경로가 변경되어 진행됨으로써, focal length 조건을 만족함과 동시에 장치의 소형화를 이룰 수 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 생물입자 탐지장치는 제1 광원(101)의 제1 자외선 조사여부 또는 조사량을 조절하는 제1 전자식 셔터(71) 및 제2 광원(102)의 제2 자외선 조사여부를 조절하는 제2 전자식 셔터(81)를 더 포함할 수 있다.

제1 전자식 셔터(71) 및 제2 전자식 셔터(81)의 전자식 제어를 통하여 각 셔터를 개폐할 수 있다. 이러한 각 셔터의 개폐를 조절함으로써, 제1 자외선과 제2 자외선을 동시에 조사하거나, 또는 둘 중 하나의 광원만을 조사하거나 또는 순차적으로 번갈아가면서 조사할 수 있게 된다. 따라서 타겟 물질에 따라 다양한 방식으로 광원을 선택하여 조사하는 것이 가능하다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광학 셀 내부를 나타낸 도면이다. 광학 셀(200) 내부에서는 공기와 자외선(L)이 교차하여 형광 빛과 산란 빛을 발생시킨다. 즉, 광학 셀은 광원부에서 조사된 자외선(L)이 유입되어 이를 광학 셀 내부에서 직진시키는 직진유도부를 구비하고, 샘플링된 공기를 외부에서 유입시키는 공기유입부를 구비한다. 직진유도부는 광학 셀은 원주형의 관통홀처럼 형성되어 모아진 자외선의 직진을 유도하게 된다.

광학 셀 내부에 유입된 자외선과 공기는 서로 교차하게 된다. 바람직하게는 직진유도부(40)와 공기유입부(300)가 서로 수직이 되도록 배치되어 직진유도부로부터의 자외선(L)과 공기유입부(300)로부터의 공기가 서로 직각이 되도록 교차될 수 있다. 공기 유입부와 함께 공기배출부(301)가 구비되어 공기유입부(300)로 유입된 공기가 공기배출부(301)로 바로 배출이 될 수 있다. 공기유입부(300) 및 공기배출부(301)는 지름이 작은 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 공기유입부(300)와 공기배출부(301)가 서로 일직선상에 형성되어 공기유입부(300)에서 유입된 공기는 공기배출부(301)로 이동하게 된다. 이때의 공기유입부(300)와 공기배출부(301)는 에어로졸도입구 및 에어로졸배출구 일 수 있다.

공기 배출부에서는 흡입력을 가하여 공기유입부(300)로부터 광학 셀(200) 내부로 유입된 공기를 공기배출부(301)로 바로 이동시킬 수 있다. 이렇게 공기 유입과 유출을 바로 이루어지게 함으로써, 공기가 직진이동하게되고, 직진이동하는 공기는 수직으로 진행하는 자외선(L)과 교차할 수 있게 된다.

자외선(L)과 공기가 교차됨으로써, 공기 내 포함된 생물입자 내의 형광물질에 의하여 형광 빛이 방출되고, 공기 중에 포함된 비생물입자에 의하여 빛치 산란되어 산란 빛이 발생된다. 이때, 광학 셀(200) 내부는 구형구조로 형성되고, 내부가 빛을 반사시킬 수 있도록 코팅이 되어 있다. 그리고 광학 셀(200)은 상부 광학 셀(200)과 하부 광학 셀(200)로 구성되어, 광학 셀(200) 내부에서 발생된 산란 빛과 형광 빛을 한 지점에 집광시켜 배출시킬 수 있도록 형성된다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 광학 셀 상부에 반사된 빛의 경로를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 광학 셀 하부에 반사된 빛의 경로를 나타낸 도면이다.

산란된 산란 빛과 형광물질에 의한 형광 빛은 광학 셀내부의 모든 방향으로 향하는 데 광학 셀 내부 구조에 의하여 한 지점으로 집광될 수 있다.

도 8을 참조하면, 상부 광학셀 내부(201)의 M 지점(자외선과 공기가 교차하는 지점)에서 반사된 빛은 구형 구조의 내부면에 반사되어 N 지점에 모이게 된다. 또한, 도 9를 참조하면, M지점에서 발생된 빛 중 하부 광학셀(202) 내부로 진행되는 빛은 구형구조에 의하여반사되어 다시 M지점으로 돌아오고, 이 빛은 다시 상부 광학 셀 내부에 반사되어 N지점에 모이게 된다.

즉, 이러한 구형구조 및 내부의 코팅 구조를 통하여 M지점에서 발생된 빛을 N 지점으로 집광시킬 수 있게 된다.

다시 도 1 및 도 2를 참조해 보자. 본 발명에 따른 형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치는, 밴드패스필터(900)를 더 포함할 수 있다. 밴드패스필터(900)는 특정 파장영역대의 빛만 투과시키고, 나머지 파장대의 빛은 반사시킨다. 따라서, 밴드패스필터(900)는 빔 스플리터와 제2 검출부 사이에 형성되어 일정 영역의 파장대의 형광 빛만 투과시키는 역할을 하게 된다. 빔 스플리터에 의하여 일부 산란된 자외선이 걸러지지 않을 수 있다. 즉, 일부 산란 빛은 노이즈 신호로 발생할 수 있기 때문에 밴드패스필터(900)는 이러한 노이즈 신호를 제거하고 특정 파장대의 형광 빛만 투과시켜 원하는 빛만 검출할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 빔 덤프(800)를 더 포함할 수 있다. 빔 덤프(800)는 광학 셀에 결합하고, 광학 셀 내부의 직진유도부의 맞은편에 위치하여 광학 셀로 유입된 자외선 중 형광 빛으로 변환되거나 산란 빛으로 산란되지 않고 직진하는 나머지 빛을 흡수하게 된다. 빔 덤프(800) 내부로 들어온 빛은 열 에너지로 전환되어 소멸되도록 구성되어 있으며, 따라서 빔 덤프(800) 내부로 들어온 빛이 다시 빠져나가지 못하고 소멸되기 때문에 노이즈 신호로 작용될 수 있는 자외선을 제거할 수 있다.

이제, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자외선이 조사되어 검출부에 의하여 검출되기까지의 프로세스를 간략히 설명한다.

우선, 제1 광원 및 제2 광원으로부터 서로 다른 파장의 자외선이 조사된다. 제1 광원에서 조사된 제1 자외선은 다이크로익 미러를 통과하여 직진하고, 제2 광원에서 조사된 제2 자외선은 다이크로익 미러에 반사되어 90도로 경로가 변경된다. 제1 다이크로익 미러를 통과한 제1 자외선과 제2 자외선은 제2 렌즈를 거치면서 평행광으로 변환된다. 평행광으로 변환된 제1, 2 자외선은 반사거울에 의하여 그 경로가 다시 90도로 바뀌게 된다.

경로가 바뀐 제1, 2 자외선은 제3 렌즈를 만나 한 지점으로 집광이 된다. 집광된 자외선은 광학 셀의 직진유도부에 의하여 광학 셀 내부에서 직진하게 되고, 한편, 광학 셀에 형성된 공기유입부에 의하여 공기가 유입되어 직진함으로써, 자외선과 공기가 교차할 수 있게 된다.

자외선과 공기가 교차함으로써 공기내 비생물입자에 의하여 자외선이 산란되어 산란 빛이 발생하고, 공기 내 생물입자에 의하여 형광 빛이 방출된다. 이러한 산란 빛과 형광 빛은 광학 셀 내부 구조에 의하여 한 지점으로 집광되어 외부로 방출된다.

한 지점에 집광된 산란 빛과 형광 빛은 비구면 렌즈에 의하여 평행광으로 전환된다. 평행광으로 전환된 빛 중 산란 빛은 빔 스플리터에 의하여 반사되어 제1 검출부로 이동하고, 형광 빛은 빔 스플리터를 통과하고 밴드패스필터에 의하여 특정 파장대의 빛만 투과되어 제2 검출부로 이동하게 됩니다.

각 검출부로 유입된 빛은 신호가 크게 증폭되어 신호처리를 통하여 생물입자와 비생물입자를 탐지할 수 있게 된다. 이를 기초로 시각 또는 청각 경보를 발령할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생물입자 탐지장치를 나타낸 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 생물입자 탐지장치는 반사거울 및 제2 렌즈를 사용하지 않고, 광원을 광학셀 측면에 바로 위치시켜 직접 광학셀 내부로 광원을 조사하는 것이다. 광원을 광학셀 측면에 바로 장착하여 직접 집광하기 때문에, 광원의 경로를 변경시키는 반사거울이 불요하며, 광원의 경로가 줄어들어 광손실 최소화를 위하여 사용하는 제2 렌즈의 구성이 불요하다.

다만, 본 발명의 다른 실시예에서도, 서로 다른 파장 영역을 갖는 2개의 자외선 광원을 이용한다. 즉, 제1 광원(101)과 제2 광원(102)을 포함한다. 제1 광원(101)은 특정 파장대의 제1 자외선을 조사하게 된다. 그리고 제2 광원(102)은 제1 광원(101)에서 조사하는 제1 자외선과 서로 다른 파장대의 제2 자외선을 조사한다. 제1 자외선과 제2 자외선의 파장대는 타겟이 되는 형광물질에 맞추어 결정될 수 있다.

제1 광원의 전방 및 제2 광원의 전방에는 퍼지는 광을 평행광으로 변환시키는 제4 렌즈 및 제5 렌즈가 각각 위치할 수 있다. 이러한 렌즈는 상술한 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈와 같이 빛을 평행광으로 변환하거나 또는 평행광을 집광할 수 있는 렌즈를 말하는 것으로서, 평면볼록렌즈(PLANOCONVEX LENS) 또는 볼렌즈(BALL LENS)를 포함한다. 즉, 이러한 렌즈는 제1 광원 및 제2 광원을 평행광으로 변환시켜 진행시킨다.

도 10에서 알 수 있듯이, 제1 광원(101)과 제2 광원(102)은 서로 수직이 되게 배치될 수 있다. 이렇게 제1 광원(101)과 제2 광원(102)을 수직 배치하되, 각각의 광원으로부터 조사되는 자외선은 한 지점으로 집광되어야 한다. 따라서, 제1 광원(101)이 직진하는 경로를 갖게되면, 제2 광원(102)은 반사에 의하여 90도 경로가 변경되어야 한다.

이를 위하여 제1 자외선이 진행하는 제1 경로(A)와 제2 자외선이 진행하는 제2 경로(B) 상에 다이크로익 미러(10)(dichroic mirror)가 설치될 수 있다. 다이크로인 미러(10)와 광학셀(200) 사이에는 평행광을 집광시키기 위한 제6 렌즈가 배치될 수 있다. 이러한 제 6렌즈는 상술한 렌즈와 마찬가지로 빛을 평행광으로 변환하거나 또는 평행광을 집광할 수 있는 렌즈를 말하는 것으로서, 평면볼록렌즈(PLANOCONVEX LENS) 또는 볼렌즈(BALL LENS)를 포함한다.

또한, 제1 광원(101)과 제2 광원(102) 각각에는 자외선의 조사여부 또는 조사량을 제1 전자식 셔터(71) 및 제2 전자식 셔터(81)가 구비될 수 있다. 제1 전자식 셔터(71) 및 제2 전자식 셔터(81)의 전자식 제어를 통하여 각 셔터를 개폐할 수 있다. 이러한 각 셔터의 개폐를 조절함으로써, 제1 자외선과 제2 자외선을 동시에 조사하거나, 또는 둘 중 하나의 광원만을 조사하거나 또는 순차적으로 번갈아가면서 조사할 수 있게 된다. 따라서 타겟 물질에 따라 다양한 방식으로 광원을 선택하여 조사하는 것이 가능하다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

A: 제1 경로
B: 제2 경로
F: 형광 빛
K: 산란 빛
L: 자외선
S: 비구면 렌즈
M: 반사거울
S: 광원부
S1: 제2 렌즈
S2: 제3 렌즈
200: 광학 셀
201: 상부 광학 셀
202: 하부 광학 셀
300: 공기유입부
301: 공기배출부
400: 제1 렌즈
500: 빔 스플리터
600: 제1 검출부
700: 제2 검출부
800: 빔 덤프
900: 밴드패스필터
10: 다이크로익 미러
20: 제2 렌즈
30: 제3 렌즈
60: 반사거울
71: 제1 전자식 셔터
81: 제2 전자식 셔터
101: 제1 광원
102: 제2 광원
40: 직진유도부

Claims (13)

1. 공기에 자외선을 조사하여 방출되는 형광 빛을 검출함으로써 상기 공기 중에 포함된 생물입자를 탐지하는 생물입자 탐지장치에 있어서,
   생물입자 내 형광물질을 여기시킬 수 있는 자외선을 조사하는 광원부;
   직진유도부를 구비하여 상기 광원부에서 조사된 자외선이 유입되어 직진하고, 공기유입부를 구비하여 샘플링된 공기가 유입되어 직진하되, 상기 자외선과 상기 공기가 서로 교차하여 상기 공기 중에 포함된 생물입자 내의 형광물질에 의하여 방출되는 형광 빛과 상기 공기 중에 포함된 비생물입자에 의하여 산란되는 산란 빛이 발생하고, 내부가 빛을 반사시킬 수 있도록 코팅되어 상기 형광 빛과 상기 산란 빛을 한 지점에 집광시켜 배출하는 구형구조의 광학 셀;
   상기 한 지점을 통과한 상기 형광 빛과 상기 산란 빛을 평행광으로 전환하는 제1 렌즈;
   상기 평행광의 경로 상에 위치하여 상기 산란 빛은 반사시키고, 상기 형광 빛은 투과시키는 빔 스플리터;
   상기 빔 스플리터에 의하여 반사되어 입사되는 산란 빛을 검출하는 제1 검출부; 및
   상기 빔 스플리터에 의하여 투과되는 형광 빛을 검출하는 제2 검출부를 포함하고,
   상기 광원부는,
   특정 파장대의 제1 자외선을 조사하는 제1 광원;
   상기 제1 자외선과 서로 다른 파장대의 제2 자외선을 조사하는 제2 광원을 포함하며,
   상기 제1 자외선의 제1 경로와 상기 제2 자외선의 제2 경로는 서로 수직이 되도록 상기 제1 광원과 상기 제2 광원이 배치되고,
   상기 제1 경로와 상기 제2 경로 상에 설치되어, 상기 제1 자외선은 투과시키고, 상기 제2 자외선은 90도로 반사시켜, 상기 제2 경로를 상기 제1 경로와 일치시키는 다이크로익 미러(dichroic mirror)를 더 포함하고,
   상기 다이크로익 미러와 상기 광학 셀 사이의 상기 제1 경로 및 상기 제2 경로 상에 배치되어, 상기 제1 자외선과 상기 제2 자외선을 평행광으로 변환하는 제2 렌즈; 및
   상기 제2 렌즈와 상기 광학 셀 사이에 배치되어, 평행광으로 변환된 제1 자외선과 제2 자외선을 한 지점으로 집광시키는 제3 렌즈를 포함하여,
   상기 직진유도부가 한 지점으로 집광된 상기 제1 자외선과 상기 제2 자외선을 상기 광학 셀 내부로 안내하고,
   상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈는 90도로 배치되고,
   상기 제2 렌즈의 초점거리(focal length)를 확보하기 위하여 상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈 사이에 설치되어, 상기 제2 렌즈를 통과한 평행광을 90도 변경하여 상기 제3 렌즈로 진행시키는 반사거울을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 광원의 제1 자외선 조사여부를 조절하는 제1 전자식 셔터; 및
   상기 제2 광원의 제2 자외선 조사여부를 조절하는 제2 전자식 셔터(shutter)를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는,
   형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 빔 스플리터와 상기 제2 검출부 사이에 형성되어 일정 영역의 파장대의 형광 빛만 투과시키는 밴드패스필터(band pass filter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 광학 셀과 결합하고, 상기 직진유도부의 맞은편에 위치하여, 상기 광학 셀로 유입된 자외선 중 상기 형광 빛으로 변환되지 않고, 산란되지도 않아 직진하는 나머지 빛을 흡수하는 빔 덤프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1 검출부는,
   상기 산란 빛 신호를 증폭시켜 검출하는 산란 광전자증배관(PMT; Photo Multiplier Tubes) 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 검출부는,
    상기 형광 빛 신호를 증폭시켜 검출하는 형광 광전자증배관(PMT) 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈는, 각각 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광원과 상기 다이크로익 미러 사이의 상기 제1 경로에 배치되어 상기 제1 자외선을 평행광으로 변환시키는 제4 렌즈; 및
    상기 제2 광원과 상기 다이크로익 미러 사이의 제2 경로 상에 배치되어 상기 제2 자외선을 평행광으로 변환하는 제5 렌즈; 및
    상기 다이크로익 미러와 상기 광학 셀 사이에 배치되어, 평행광으로 변환된 제1 자외선과 제2 자외선을 한 지점으로 집광시키는 제6 렌즈를 포함하여,
    상기 직진유도부가 한 지점으로 집광된 상기 제1 자외선과 상기 제2 자외선을 상기 광학 셀 내부로 안내하는 것을 특징으로 하는,
    형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.
    
    

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