CN103792190A - 光学测量装置及光学测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学测量装置，包括至少一发光单元、一载台、至少一透镜以及至少一光检测器。发光单元适于发出一光束。载台配置于光束的传递路径上，且包括多个容置空间，这些容置空间轮流切入光束的传递路径。透镜配置于光束的传递路径上，且位于发光单元与载台之间。透镜在载台上的正投影呈一多边形，其中当这些容置空间之一切入光束的传递路径时，多边形的每一个边的中垂射线与这些容置空间中的另一相邻的容置空间不重叠。光检测器配置于来自载台的光束的传递路径上，以检测光束。一种光学测量方法也被提出。

Description

光学测量装置及光学测量方法

技术领域

本发明涉及一种光学测量装置及一种光学测量方法。

背景技术

在生医应用上常依赖光学检测技术来测量微小样本，例如为红血球等细胞，对特定光的吸收状态，据此反应细胞中特定物质的含量或成份比例。一般而言，传统的光学检测技术常使用激光作为光源。但由于激光光源体积较大、消耗功率较高并且价格所费不赀，因此使得光学测量装置的成本高昂。近年来在半导体科技的进步下，发光二极管(light emitting diode，LED)具有低功率消耗、低成本、低发热以及体积小的特色，已逐渐地取代激光光源作为检测装置的光源。

然而，一般的发光二极管本身的出光光形及强度分布并不均匀，难以对准体积极为微小的样本中的特定范围加以测量。这大大地影响样本在光学检测上的准确度及辨识度，进而使得发光二极管在光学检测上的应用受限。同时，在快速大量测量样本特性的应用上，在利用多个发光二极管检测样本时，多个发光二极管所发出的多个光束彼此之间常会产生光信号干扰，往往因此增加从样本得到的光信号的噪声而易造成误判。因此，如何快速准确地利用测量样本的光学信号是目前亟需解决的课题。

发明内容

本发明提供一种光学测量装置，适于测量多个样本的多个不同特性。

本发明提供一种光学测量方法，适于测量多个样本。

本发明的一实施例提出一种光学测量装置，适于测量至少一样本，光学测量装置包括至少一发光单元、一载台、至少一透镜以及至少一光检测器。发光单元适于发出一光束。载台配置于光束的传递路径上，且包括多个容置空间，这些容置空间分别容置样本，这些容置空间轮流切入光束的传递路径。透镜配置于光束的传递路径上，且位于发光单元与载台之间，透镜在载台上的正投影呈一多边形，其中当这些容置空间之一切入光束的传递路径时，多边形的每一个边的中垂射线与这些容置空间中的另一相邻的容置空间不重叠，其中所述中垂射线是以多边形的边的中点为起始点且沿着边的中垂线往远离多边形的方向延伸的射线。光检测器配置于来自载台的光束的传递路径上，以检测光束。

在本发明的一实施例中，上述透镜为多个透镜，至少一发光单元为多个发光单元，至少一光检测器为多个光检测器，这些发光单元所发出的这些光束分别经由这些透镜传递至载台，且分别传递至这些光检测器，载台通过旋转而使这些容置空间轮流切入这些光束的传递路径，且这些发光单元所发出的这些光束分别为多个性质不同的光束。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量装置还包括一控制单元，电性连接至上述发光单元与上述光检测器，控制单元驱动上述发光单元轮流发出光束，其中当任一发光单元发出光束时，上述容置空间轮流切入光束的传递路径，上述光检测器将测量到的光束转换成多个传递至控制单元的电信号，且控制单元分析这些电信号。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量装置还包括一致动器，连接至载台，以驱使载台旋转，且控制单元电性连接至致动器，并使这些发光单元的发光时间与载台的旋转时间相配合。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量装置，还包括一控制单元，电性连接至上述发光单元与上述光检测器，控制单元驱动上述发光单元同时发出光束，且上述容置空间轮流切入光束的传递路径，上述光检测器将测量到的光束转换成多个传递至控制单元的电信号，且控制单元分析这些电信号。

在本发明的一实施例中，上述的光检测器检测光束时，载台连续旋转。

在本发明的一实施例中，上述的这些光束的波长范围彼此不同。

在本发明的一实施例中，上述的透镜具有一入光面、一相对于入光面的出光面及连接入光面与出光面的多个侧面，发光单元所发出的光束依序穿透入光面与出光面，且这些侧面在载台上的正投影分别形成多边形的多个边。

在本发明的一实施例中，上述的入光面为一平面，且出光面为朝向远离入光面的方向凸起的一曲面。

在本发明的一实施例中，上述的入光面为朝向发光单元凸起的一曲面，且出光面为朝向远离入光面的方向凸起的一曲面。

在本发明的一实施例中，上述的入光面具有多个光学微结构。

在本发明的一实施例中，上述的至少部分这些透镜的这些入光面各具有多个光学微结构，且属于不同的这些透镜的这些光学微结构为彼此相同或至少部分不同。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量装置还包括一滤光单元，配置于光束的传递路径上，且位于发光单元与光检测器之间。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量装置，还包括一温控单元，使样本的温度维持在一预设温度范围内。

本发明的一实施例提出一种光学测量装置，适于测量至少一样本，光学测量装置包括多个发光单元、一载台以及多个光检测器。发光单元轮流发出多个性质不同的光束。载台配置于这些光束的传递路径上，且包括多个容置空间，这些容置空间分别容置样本，其中当任一发光单元发出这些光束之一时，这些容置空间轮流切入光束的传递路径。光检测器分别配置于穿过载台的这些光束的传递路径上，以分别检测这些光束。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量装置，还包括多个透镜，配置于这些发光单元与载台之间，其中每一透镜具有一入光面、一相对于入光面的出光面及连接入光面与出光面的多个侧面，每一发光单元所发出的光束依序穿透入光面与出光面，且每一透镜在载台上的正投影呈一多边形。

本发明提出一种光学测量方法，适于测量多个样本，光学测量方法包括：轮流提供多个性质不同的光束；

当提供任一光束时，使这些样本轮流切入光束的传递路径；以及当提供任一光束时，将来自这些样本的切入位置的光束转换成一电信号。

在本发明的一实施例中，上述的轮流提供这些性质不同的光束为重复多次地轮流提供这些性质不同光束。

在本发明的一实施例中，上述的使这些样本轮流切入光束的传递路径的方法包括使这些样本绕着一旋转中心旋转，以使这些样本轮流切入光束的传递路径。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量方法还包括：将这些光束所分别转换成的这些电信号放大；以及分析被放大的这些电信号，以分别判断这些样本的特性。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量方法，还包括：轮流分析这些光束所转换成的这些电信号，其中当提供任一光束时，分析光束所转换成的一电信号。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量方法，还包括利用多个透镜以分别限制这些光束的照射范围，其中当这些样本之一切入任一光束的传递路径时，这些样本的另一相邻的样本位于光束的照射范围之外。

在本发明的一实施例中，上述的这些样本可包括生物样本与非生物样本。

在本发明的一实施例中，上述的这些样本可为多个相同的样本。

基于上述，本发明的实施例中的光学测量装置可借助配置于这些发光单元上的这些透镜，以减少这些发光单元的光彼此干扰位于载台上这些容置空间的样本。本发明的实施例中的光学测量装置可通过将这些容置空间轮流切入多个性质不同的发光单元所发出的性质不同的光束的传递路径上，可轮流检测多个样本的不同特性。此外，本发明的实施例中的光学测量方法可通过轮流提供多个性质不同的光束，并在提供任一光束时使这些样本轮流切入此光束的传递路径，可测量这些样本的特性并减少多个性质不同的光束间彼此干扰的情形。

附图说明

图1A是本发明的一实施例中的光学测量装置的示意图；

图1B是依照图1A实施例中的光学测量装置的载台上视图；

图2A是根据图1A实施例中的透镜排列方式的示意图；

图2B是由另一角度观看图2A中的透镜排列的示意图；

图3A示出图1A的透镜的入光面的一种变化；

图3B示出图1A的透镜的入光面的另一种变化；

图4是本发明的另一实施例中的光学测量方法的流程图。

【主要元件符号说明】

10：光学测量装置

100、1001、1002、1003、1004、1005、1006、1007：发光单元

110：透镜

120：光检测器

130：控制单元

140：滤光单元

150：温控单元

AX：旋转轴

BD：封装结构

BS：样本

CH：光二极管芯片

CP：连接部

D：凹陷

DR：致动器

ES：电信号

F：法线

GC1：旋转中心

GC2：几何中心

IS：入光面

K：联机

L：光束

MF：容置空间

MS：光学微结构

N：边数

OS：出光面

P：载台

PL：平面

PJ：正投影

SL：中垂射线

R：凸起

SS：侧面

S100、S200、S300：步骤

ZS：光线条纹

θ1、θ2：夹角

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

图1A是本发明的一实施例中的光学测量装置的示意图。请参照图1A，在本实施例中，光学测量装置10适于测量至少一个样本BS，其中样本BS可包括生物样本或非生物样本，在本实施例中，样本BS的数量例如为多个，但本发明不以此为限。并且，这些样本BS也可为多个相同的样本BS或是各别的不同样本BS，本发明也不以此为限。光学测量装置10包括至少一发光单元100、一载台P、至少一透镜110以及至少一光检测器120。发光单元100适于发出一光束L，在本实施例中，发光单元100的数量举例为7个，然本发明并不以此为限。载台P配置于光束L的传递路径上，且包括多个容置空间MF，这些容置空间MF分别容置样本BS，这些容置空间MF轮流切入光束L的传递路径。透镜110配置于光束L的传递路径上，且位于发光单元100与载台P之间。透镜110在载台P上的正投影呈一多边形正投影PJ，如图1B中举例显示的四边形。此外，光检测器120配置于穿透载台P的光束L的传递路径上，以检测光束L。其中，这些样本BS例如是血液、细胞或是组织切片等生物样本。在其它实施例中，样本BS也可以是化学样本，其可包括有机含苯环化合物(organicaromatic hydrocarbons)，而有机含苯化合物可包括苯(benzene)、萘(naphthalene)、蒽(anthracence)及其它化合物的至少其中之一，然本发明不以此为限。光束L在照射过样本BS后可带有样本BS的光学信号，光检测器120可接收此光学信号以待后续的分析处理。在本实施例中，光检测器120例如为光二极管(photodiode，PD)。然而，本发明不限于此，在其它实施例中，收光单元也可为光电倍增管(photo-multiplier tube，PMT)、电荷耦合元件(charge-coupled device，CCD)或其它适当的光电元件。并且，本实施例的容置空间MF的材质以具高透光性及低生物反应(biologically)性为佳，例如聚甲基丙烯酸甲脂(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚二甲基硅胶(polydimethyl siloxane，PDMS)或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)。但本发明不以上述为限。

图1B是依照图1A实施例中的光学测量装置的上视图，请参照图1A及图1B，在本实施例中，透镜110可改变这些发光单元100出光的光形，进而可降低这些发光单元100测量时彼此干扰的现象。详细而言，当这些容置空间MF之一切入光束L的传递路径时，透镜110在载台P上的正投影(也即多边形正投影PJ)的每一个边的中垂射线SL与这些容置空间MF中的另一相邻的容置空间MF不重叠。其中，中垂射线MF为以多边形正投影PJ的边的中点为起始点且沿着边的中垂线往远离多边形正投影PJ的方向延伸的射线。举例而言，图1A中透镜110为四角柱形的透镜，并且透镜110在载台P上的正投影PJ为四边形，例如为正方形。在图1A实施例中，发光单元100所发出的光束L的光形在通过透镜110后会改变而其光强度分布集中于正投影PJ内，然而在沿着正投影PJ四边的中垂射线SL的方向上可能会有光线条纹ZS分布(如图1B中所显示)，当这些光线条纹ZS与邻近的容置空间MF重叠而照射到位于邻近的容置空间MF中的样本BS时，可能会产生干扰而影响测量结果。并且，在其它的例子中，若透镜110为圆柱透镜，其光斑可能会由圆柱透镜在载台P上的正投影中心往外散开，而较易照射干扰到相邻的容置空间MF。在图1A的实施例中，通过调整透镜110的配置位置及角度，可使得沿着正投影PJ四边的中垂射线SL的方向上的这些光线条纹ZS与邻近的容置空间MF不重叠，据此可避免产生干扰，进而增加测量的信赖度(reliability)。

图2A是根据图1A实施例中的透镜排列方式的示意图，图2B是由另一角度观看图2A中的透镜排列的示意图。请参照图1A到图2B，详细而言，这些透镜110可为一体射出成型，或可以是多个各别的透镜110。载台P可绕着一旋转中心GC1旋转。在本实施例中，这些透镜110满足下式：

且

其中，θ₁为任二相邻的透镜110所对应的二多边形正投影PJ(在图1A及图2A实施例中举例为四边形的正投影PJ)的二几何中心GC2与旋转中心GC1的二联机K的夹角，θ₂为任一透镜110所对应的多边形正投影PJ(在图1A及图2A实施例中举例为四边形的正投影PJ)的多个边的法线F与多边形正投影PJ的几何中心GC2至旋转中心GC1的联机K的最小夹角，N为多边形正投影PJ的边数，在本实施例中N＝4，也即多边形正投影PJ为四边形，然而本发明不以此为限。此外，在本实施例中，不同的透镜110的θ₂可以彼此相等或至少部分不相等，且这些透镜110的这些θ₁可以彼此相等或至少部分不相等。因此，多个透镜110可借着上述的排列方式避免光线条纹ZS干扰邻近的容置空间MF内的样本BS而影响测量。

更详细而言，请参照图1A到图2B，载台P可通过旋转而使这些容置空间MF轮流切入这些光束L的传递路径，且这些发光单元100所发出的这些光束L分别为多个性质不同的光束。举例而言，本实施例的发光单元100所发出光束L可为可见光或不可见光。详言之，使用者可根据欲测定的样本与欲测定的特性而选用可发出适当波长的发光单元100。举例而言，当待测定数值为人体血液的饱和血氧浓度时，发光单元100可以是发出近红外光与红光的发光二极管。或是，当待测定数值为生物组织的荧光强度时，发光单元100也可以是发出蓝光的发光二极管，但本发明不以此为限。

请继续参照图1A到图2B，进一步而言，光学测量装置10可还包括一控制单元130，电性连接至这些发光单元100与这些光检测器120。光学测量装置10可还包括一致动器DR，连接至载台P，以驱使载台P沿着旋转轴AX旋转。其中，当光检测器120检测光束L时，载台P可连续旋转。并且，控制单元130电性连接至致动器DR，并使这些发光单元100的发光时间与载台的旋转时间相配合。其中，控制单元130可驱动这些发光单元100轮流发出不同的光束L，其中当任一发光单元100发出光束L时，这些容置空间MF轮流切入光束L的传递路径，这些光检测器120将测量到的这些光束L转换成多个传递至控制单元130的电信号ES，且控制单元130分析这些电信号ES，据此可测量多个样本BS的特性。举例而言，控制单元130可驱动单一发光单元1002发光，此时载台P可连续旋转而使得载台P上所有的容置空间MF都被发光单元1002照射并由光检测器120接收带有这些容置空间MF中样本BS的光学信号。在接收完毕后，控制单元130可关闭发光单元1002而驱动另一发光单元1003发光以相同的方式取得样本BS的信号。依此类推，控制单元130可轮流驱动所有的发光单元100轮流照射这些光学样本BS，由于在本实施例中，这些发光单元100的波长范围可彼此不同(其波长范围可从340nm到940nm)，因此可用以快速地检测每一种样本BS中不同的特性。值得注意的是，由于控制单元130是轮流地驱动每一个发光单元100，因此可避免测量时多种不同光源彼此干扰而影响测量结果，同时也可快速地检测多种样本BS当中的多种特性，可提升测量的信赖度及效率。

也或是，在图1A的实施例中的控制单元130也可驱动这些发光单元100同时发出这些光束，且这些容置空间MF轮流切入这些光束L的传递路径。由于与这些发光单元100相应的透镜110可通过图2A中的排列方式以避免这些光束L经过透镜110所产生的光线条纹ZS照射到邻近容置空间MF内的样本BS而产生干扰并影响测量结果。因此也能够快速地检测多种样本BS当中的多种特性，并且也可提升测量的信赖度及效率。

图3A显示出图1A的透镜的入光面的一种变化。图3B显示出图1A的透镜的入光面的另一种变化。请参照图1A至图3B，在本实施例中，透镜110可具有一入光面IS、一相对于入光面IS的出光面OS及连接入光面IS与出光面OS的多个侧面SS，发光单元100所发出的光束L依序穿透入光面IS与出光面OS，且这些侧面SS在载台P上的正投影PJ分别形成多边形正投影PJ的多个边(如图1A的四边形正投影PJ的四个边)，在本实施例中，入光面IS可为平面，而出光面OS为朝向远离入光面IS的方向凸起的曲面。一般而言，样本BS受到光照射而产生的光学信号非常微弱，在本实施例中，在发光单元100、透镜110及样本BS维持适当距离的情况下，光束L通过透镜110时可被呈凸起曲面的出光面OS的汇集于样本BS上，进而可改善测量样本BS特性的质量。另一方面，由于透镜110可以将光束L汇聚于样本BS上而可提高样本BS上所接受到的光照度，因此本实施例的光学测量装置10可在发光单元100发出的光束L总能量降低的情况下仍可得到良好的光学信号。换言之，通过透镜110的光学作用，发光单元100的消耗功率可降低，而其工作温度也可降低。如此一来，发光单元100的寿命便可被延长，进而增加光学测量装置10的耐用性。

详细而言，透镜110可更具有配置于入光面IS上的多个光学微结构MS。如图3A所示，这些光学微结构MS可为朝向出光面OS凹陷的多个凹陷D。凹陷D可为部份球面。然而，光学微结构MS的型式不限于图3A。举例而言，如图3B所示，光学微结构MS可为朝向远离出光面OS的方向凸起的多个凸起R。凸起R可为部份球面。光束L而进入透镜110时会通过入光面IS上的这些光学微结构MS而被其折射及散射，进而使得光束L更均匀地投射在样本BS上，可避免光过度聚焦于样本BS的某一小区域上而造成样本BS被破坏或分解等情形。此外，这些光学微结构MS的大小与密度在图3A及图3B中仅为举例说明本实施例，光学微结构MS的大小及密度皆可依照实际的设计需求而做适当的变化。值得注意的是，每一透镜110可具有相同或不同的光学微结构MS，或是也可有部份的透镜110具有相同的光学微结构MS，又或是如图2A中所显示，有部份的透镜110具有光学微结构MS而另一部份的透镜110不具有光学微结构MS。其中，不具光学微结构MS的透镜110的入光面IS例如为一平面PL，然而在其它实施例中不具光学微结构MS的透镜110的入光面IS也可为凹面或凸面，以因应不同测量的需求，本发明不以此为限。并且，在本实施例中，透镜110的形状相同，然而在其它实施例中，也可根据实际需求而配置有不同形状的透镜110，本实施例中的透镜110的形状、数量以及排列方式仅用于说明本实施例，本发明也不以此为限。

并且，每一透镜110可更具有相对的二连接部CP。二连接部CP与相对二侧面SS连接。如图1A及图2所示，透镜110通过二连接部CP可固接于发光单元100上。本实施例的连接部CP的数量、形状与配置的位置仅用于举例说明本实施例，然而本发明并不限定连接部CP的数量、形状与配置位置，其皆可依照实际设计的需求而做不同的设计。

此外，在本实施例中，发光元件100可包括发光二极管芯片CH及包覆发光二极管芯片CH的封装结构BD。封装结构BD可初步地调整发光二极管芯片CH所发出光束L的光分布，而透镜110可再次地调整，进而使传递到样本BS的光分布更均匀，同时也可降低干扰的情形而避免影响测量结果。

进一步而言，本实施例的光学测量装置10可选择性地包括滤光单元140。滤光单元140配置于光束L的传递路径上，且位于发光单元100与光检测器120之间。其中，滤光单元140可以是短波滤光片(short-passfilter)、带通滤光片(band pass filter)或是长波滤光片(long-pass filter)等滤光片或其组合。在本实施例中，滤光单元140可配置于光检测器120上。滤光单元140可有效地防止外界环境光进入光检测器120中，进而提高光学测量装置10测量样本BS特性的准确性。

本实施例的光学测量装置10可进一步包括温控单元150。温控单元150适于使样本BS维持在特定温度范围，而使光学测量装置10所测量样本BS特性的更为准确。如图1A所示，在本实施例中，温控单元150可配置于载台P上的每一个容置空间MF旁。然而，在其它实施例中，温控单元150也可以是空调系统或配置于光学测量装置10的其它位置以控制。

图4是本发明的另一实施例中的光学测量方法的流程图。其中，执行光学测量方法的装置可参考图1A实施例的光学测量装置，然本实施例不在此限。请参照图1A及图4，在本实施例中，光学测量方法适于测量多个样本BS，并且光学测量方法包括：轮流提供多个性质不同的光束L(步骤S100)；当提供任一光束L时，使这些样本BS轮流切入光束L的传递路径(步骤S200)；以及当提供任一光束L时，将来自这些样本BS的切入位置的光束L转换成一电信号ES(步骤S300)。由于这些性质不同的光束L是轮流地被提供，因此如图1A实施例中所述，可避免样本BS同时被多个不同性质的光束L照射到而产生干扰影响测量结果。因此，任一光束L可轮流地照射这些样本BS，并将所产生的电信号ES由光传感器120转换为电信号ES，接着可再判断开启另一个发光单元100以提供另一种性质的光束L。在本实施例中，可反复执行步骤S200到S300直到所有的发光单元100都发射过光束L以测量样本BS特性。如此一来，可在干扰较低的情形之下准确地测量多种样本BS及每一种样本BS的多种光学信号，可提升测量的信赖度及效率。关于光学测量方法所涉及的装置的详细作动可参照图1A到图3B的实施例，在此不再赘述。值得注意的是，在本实施例中，由于每一个光源L可被轮流地提供，因此透镜110除了可利用如图1实施例中的形状之外，也可利用其它如圆柱等形状的透镜，也可达到良好的测量效果。

其中，轮流提供多个性质不同的光束L的方式例如可以是先提供其中一个光束L作为测量光源，当载台P上所有的样本BS皆被照射并检测其光学信号后(如载台P旋转1圈、2圈等等)，再接着提供另一光束L作为测量光源，依此类推，直到所有的样本BS分别被多个性质不同的光束L照射并检测其光学信号为止。然而，轮流提供多个性质不同的光束L的方式也可以重复多次地轮流提供多个性质不同的光束。也就是说，上述轮流提供多个性质不同的光束L可以是一次地轮流提供这些性质不同的光束L或多次地轮流提供这些性质不同的光束L。此外，轮流提供多个性质不同的光束L可以是指依某种顺序依序提供多个性质不同的光束，例如是依序使发光单元1001、1002、1003、1004、1005、1006及1007发出光束L，或依序使发光单元1007～1001发出光束，或依序使发光单元1001、1004、1003、1002、1007、1005及1006发出光束。

详细而言，在本实施例中，使这些样本BS轮流切入光束L的传递路径的方法可包括使这些样本BS绕着一旋转中心GC1旋转，以使这些样本BS轮流切入光束L的传递路径。例如图1A中的载台P可连续旋转带动样本BS连续地轮流切入光束L的传递路径。据此可进一步提升测量多种样本BS的多种特性的效率。其中，这些样本BS可包括生物样本与非生物样本。并且，这些样本BS也可为多个相同的样本BS或是各别的不同样本BS，本发明不以此为限。

此外，上述使这些样本BS轮流切入光束L的传递路径可以是指使样本BS一次地轮流切入光束L的传递路径，例如是在发光单元100维持发出光束L时使样本BS旋转一圈。或者，上述使这些样本BS轮流切入光束L的传递路径可以是指使样本BS多次地轮流切入光束L的传递路径，例如是在发光单元100维持发出光束L时使样本BS旋转多圈。上述使这些样本BS轮流切入光束L的传递路径可以是使这些样本BS按照某种次序依序切入光束L的传递路径，例如是在发光单元100维持发出光束L时，使这些样本BS以顺时针方向依序旋转切入光束L的传递路径，或使这些样本BS以逆时针方向依序旋转切入光束L的传递路径。或者，也可以是在发光单元100维持发出光束L时，先使这些样本BS以某一方向(例如顺时针方向或逆时针方向)依序旋转切入光束L的传递路径，然后再以另一方向(例如逆时针方向或顺时针方向，且不同于上述某一方向)依序旋转切入光束L的传递路径。换言之，可在发光单元100维持发出光束L时，使这些样本BS正转(或反转)一圈或多圈，然后再反转(或正转)一圈或多圈，或者也可以在发光单元100维持发出光束L时，使这些样本BS交替正反转。

此外，光学测量方法可还包括利用多个透镜110以分别限制这些光束L的照射范围，其中当这些样本BS之一切入任一光束L的传递路径时，这些样本BS的另一相邻的样本BS位于光束的照射范围之外。举例而言，如图1A中通过设计透镜110的配置位置及角度，可使得沿着正投影PJ四边的中垂射线SL的方向上的这些光线条纹ZS与邻近的容置空间MF不重叠，据此可避免产生干扰，而可进一步地增加测量的信赖度。

在本实施例中，光学测量方法可还包括：轮流分析这些光束L所转换成的这些电信号ES，其中当提供任一光束L时，分析光束所转换成的一电信号ES。举例而言，如图1A实施例中所述，在单一发光单元1002被驱动而发光时，光传感器120接受到发光单元1002照射这些样本BS所产生的光学信号并将其转换为电信号ES，此时控制单元可分析这些电信号ES，并据此判断这些样本BS对应发光单元1002所欲测量的特性。当发光单元1002被关闭而另一发光单元1003被驱动发光并重复与发光单元1002相似的测量过程，控制单元130也分析这些对应发光单元1003照射这些样本BS所产生的电信号ES，以据此判断这些样本BS对应发光单元1003所欲测量的特性。据此，在本实施例中控制单元130可依序取得并分析这些样本BS对应不同波长光源的特性，可进一步地提升样本BS测量分析的效率。此外，由于样本BS的光学信号通常较为微弱。在本实例中，光学测量方法也可包括：将这些光束L所分别转换成的这些电信号ES放大；以及分析被放大的这些电信号ES，以分别判断这些样本BS的特性。据此也可增加判别样本BS的光学信号的信赖度。

综上所述，本发明的一实施例中的光学测量装置可借助配置于这些发光单元上的这些透镜改变发光单元的出光范围及出光光形，以减少这些发光单元的光彼此干扰位于载台上这些容置空间的样本。本发明的另一实施例中的光学测量装置可通过将这些容置空间轮流切入多个性质不同的发光单元所发出的性质不同的光束的传递路径上，可依序开启多个不同性质(如不同波长范围)的发光单元并轮流检测多个样本的不同特性，并且也可通过搭配配置透镜以减少光源干扰并将多个不同性质的发光单元同时地开启而可检测多个样本的不同特性。此外，本发明的另一实施例中的光学测量方法可通过轮流提供多个性质不同的光束，并在提供任一光束时使这些样本轮流切入此光束的传递路径，可测量这些样本的特性并减少多个性质不同的光束间彼此干扰的情形，并可进一步地分析这些样本的特性，据此可增加光学测量的效率及可靠度。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (32)

1.一种光学测量装置，适于测量至少一样本，该光学测量装置包括：

至少一发光单元，适于发出一光束；

一载台，配置于该光束的传递路径上，且包括多个容置空间，这些容置空间分别容置该样本，所述容置空间轮流切入该光束的传递路径；

至少一透镜，配置于该光束的传递路径上，且位于该发光单元与该载台之间，该透镜在该载台上的正投影呈一多边形，其中当所述容置空间之一切入该光束的传递路径时，该多边形的每一个边的中垂射线与所述容置空间中的另一相邻的容置空间不重叠，其中该中垂射线为以该多边形的该边的中点为起始点且沿着该边的中垂线往远离该多边形的方向延伸的射线；以及

至少一光检测器，配置于来自该载台的该光束的传递路径上，以检测该光束。

2.如权利要求1所述的光学测量装置，其中该样本包括生物样本或非生物样本。

3.如权利要求1所述的光学测量装置，其中该至少一透镜为多个透镜，该至少一发光单元为多个发光单元，该至少一光检测器为多个光检测器，所述发光单元所发出的所述光束分别经由所述透镜传递至该载台，且分别传递至所述光检测器，该载台通过旋转而使所述容置空间轮流切入所述光束的传递路径，且所述发光单元所发出的所述光束分别为多个性质不同的光束。

4.如权利要求3所述的光学测量装置，还包括一控制单元，电性连接至所述发光单元与所述光检测器，该控制单元驱动所述发光单元轮流发出所述光束，其中当任一发光单元发出所述光束之一时，所述容置空间轮流切入该光束的传递路径，所述光检测器将测量到的所述光束转换成多个传递至该控制单元的电信号，且该控制单元分析所述电信号。

5.如权利要求4所述的光学测量装置，还包括一致动器，连接至该载台，以驱使该载台旋转，且该控制单元电性连接至该致动器，并使所述发光单元的发光时间与该载台的旋转时间相配合。

6.如权利要求3所述的光学测量装置，还包括一控制单元，电性连接至所述发光单元与所述光检测器，该控制单元驱动所述发光单元同时发出所述光束，且所述容置空间轮流切入所述光束的传递路径，所述光检测器将测量到的所述光束转换成多个传递至该控制单元的电信号，且该控制单元分析所述电信号。

7.如权利要求3所述的光学测量装置，其中当该光检测器检测该光束时，该载台连续旋转。

8.如权利要求3所述的光学测量装置，其中所述光束的波长范围彼此不同。

9.如权利要求1所述的光学测量装置，其中该透镜具有一入光面、一相对于该入光面的出光面及连接该入光面与该出光面的多个侧面，该发光单元所发出的该光束依序穿透该入光面与该出光面，且所述侧面在该载台上的正投影分别形成该多边形的多个边。

10.如权利要求9所述的光学测量装置，其中该入光面为一平面，且该出光面为朝向远离该入光面的方向凸起的一曲面。

11.如权利要求9所述的光学测量装置，其中该入光面为朝向该发光单元凸起的一曲面，且该出光面为朝向远离该入光面的方向凸起的一曲面。

12.如权利要求9所述的光学测量装置，其中该至少一透镜为多个透镜，至少部分所述透镜的所述入光面各具有多个光学微结构，且属于不同的所述透镜的所述光学微结构为彼此相同或至少部分不同。

13.如权利要求1所述的光学测量装置，还包括一滤光单元，配置于该光束的传递路径上，且位于该发光单元与该光检测器之间。

14.如权利要求1所述的光学测量装置，还包括一温控单元，使该样本的温度维持在一预设温度范围内。

15.一种光学测量装置，适于测量至少一样本，该光学测量装置包括：

多个发光单元，轮流发出多个性质不同的光束；

一载台，配置于所述光束的传递路径上，且包括多个容置空间，所述容置空间分别容置该样本，其中当任一该发光单元发出所述光束之一时，所述容置空间轮流切入该光束的传递路径；以及

多个光检测器，分别配置于来自该载台的所述光束的传递路径上，以分别检测所述光束。

16.如权利要求15所述的光学测量装置，其中该样本包括生物样本或非生物样本。

17.如权利要求15所述的光学测量装置，还包括多个透镜，分别配置于所述光束的传递路径上，且配置于所述发光单元与该载台之间，其中每一该透镜具有一入光面、一相对于该入光面的出光面及连接该入光面与该出光面的多个侧面，每一该发光单元所发出的该光束依序穿透该入光面与该出光面，每一该透镜在该载台上的正投影呈一多边形，且所述侧面在该载台上的正投影形成该多边形的边。

18.如权利要求17所述的光学测量装置，其中至少部分所述透镜的所述入光面各具有多个光学微结构，且属于不同的所述透镜的所述光学微结构为彼此相同或至少部分不同。

19.如权利要求15所述的光学测量装置，还包括一控制单元，电性连接至所述发光单元与所述光检测器，该控制单元驱动所述发光单元轮流发出所述光束，其中当任一该发光单元发出所述光束之一时，所述容置空间轮流切入该光束的传递路径，所述光检测器将测量到的所述光束转换成多个传递至该控制单元的电信号，且该控制单元分析所述电信号。

20.如权利要求19所述的光学测量装置，还包括一致动器，连接至该载台，以驱使该载台旋转，且该控制单元电性连接至该致动器，并使所述发光单元的发光时间与该载台的旋转时间相配合。

21.如权利要求15所述的光学测量装置，其中当该光检测器检测该光束时，该载台连续旋转。

22.如权利要求15所述的光学测量装置，其中所述光束的波长范围彼此不同。

23.一种光学测量方法，适于测量多个样本，该光学测量方法包括：

轮流提供多个性质不同的光束；

当提供任一该光束时，使所述样本轮流切入该光束的传递路径；以及

当提供任一该光束时，将来自所述样本的切入位置的该光束转换成一电信号。

24.如权利要求23所述的光学测量方法，其中所述样本包括生物样本与非生物样本。

25.如权利要求23所述的光学测量方法，其中所述样本为多个相同的样本。

26.如权利要求23所述的光学测量方法，其中轮流提供所述性质不同的光束为重复多次地轮流提供所述性质不同的光束。

27.如权利要求23所述的光学测量方法，其中使所述样本轮流切入该光束的传递路径的方法为连续移动所述样本，以使所述样本轮流切入该光束的传递路径。

28.如权利要求23所述的光学测量方法，其中使所述样本轮流切入该光束的传递路径的方法包括使所述样本绕着一旋转中心旋转，以使所述样本轮流切入该光束的传递路径。

29.如权利要求23所述的光学测量方法，其中所述光束的波长范围彼此不相同。

30.如权利要求23所述的光学测量方法，还包括：

将所述光束所分别转换成的所述电信号放大；以及

分析被放大的所述电信号，以分别判断所述样本的特性。

31.如权利要求23所述的光学测量方法，还包括：

轮流分析所述光束所转换成的所述电信号，其中当提供任一光束时，分析该光束所转换成的该电信号。

32.如权利要求23所述的光学测量方法，还包括利用多个透镜以分别限制所述光束的照射范围，其中当所述样本之一切入任一该光束的传递路径时，所述样本的另一相邻的样本位于该光束的照射范围之外。

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