TW201728955A - 光學觀測裝置 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種光學觀測裝置包含一第一組合體以及一第二組合體。第一組合體包含一第一本體以及一光源。第二組合體包含一第二本體、一凸透鏡以及一影像擷取模組。第一本體具有一第一結合部與一出光孔，且第一結合部設置於出光孔之至少一側。光源設置於第一本體的內部。第二本體具有一第二結合部，其與第一結合部對應設置。凸透鏡設置於第二本體的內部。影像擷取模組設置於第二本體內部，且由出光孔射出之光線係於穿透凸透鏡後射入影像擷取模組。第一結合部與第二結合部係匹配結合，據以構成一腔室。

Description

光學觀測裝置

本發明係關於一種光學觀測裝置，尤指一種可攜式光學觀測裝置。

人工授精(artificial insemination,AI)技術可有效利用優良遺傳基因、使配種作業簡化、減少疾病傳播以及降低公猪飼養管理的成本，這些優點使得此項技術在養猪產業具有無可取代的重要性。種豬精子的活力通常是藉由相位差顯微鏡(phase-contrast microscope)來觀察，以百分率表示精液樣本內整體精子的泳動能力，新鮮採集的原精必須在80-85%或更高，通過檢測的預混原精即可以稀釋液稀釋至最終倍數。

然而，由於傳統的檢測儀器，例如顯微鏡以及細胞計數盤等的單價較高，對豬農來說負擔頗大，為了檢測而購入一台並不符合經濟效益，且傳統檢測儀器的機台的體積與重量皆不方便隨處攜帶至各豬舍進行檢測，因此亦不適合豬農們合資購入後共用，又，傳統檢測儀器需要經過專業訓練的人員方能操作進行檢測，因此受檢的樣本通常會透過低溫的保存，統一運送至檢驗站集中進行檢測，如此一來，不僅會使得豬農需要等待數日才能知道檢測的結果，為豬農帶來不便，此外運送的時程以及運送過程中溫度的變化更是會受影響樣本的活力與新鮮程度。

由於科技的進步，現在的行動通訊設備，例如手機、平板電腦等，不僅攜帶方便，人手一台，更是都具有一定程度的運算能力，可以用來處理一些過去只能在實驗室的電腦上進行的簡單的運算，因此，相較於傳統的作法，有需要提出一種低單價、方便攜帶並且可以搭配手機或平版電腦使用的檢測儀器，可以讓豬農們都能夠購入而不會造成經濟上的負擔，並且可以方便攜帶至採樣現場，直接由豬農們來操作進行檢測，如此 一來，不僅能簡化檢測的流程，使豬農不用再等待數日才能得到檢測的結果，同時又可以確保觀測到的是最新鮮的樣本。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種便於攜帶的、可搭配手機或平版電腦使用的光學觀測裝置，其操作係藉由簡易地組合兩件式機構來使樣本容置於其中，來進行觀測，並將所觀測到的顯微影像傳送手機或平版電腦來進行運算，如此一來，可以大幅降低進行生物樣本檢測的門檻，使得非受過專業訓練的使用者也能隨處快速地進行簡易的生物樣本檢測。

為達上述目的，本發明提供一種光學觀測裝置，其可與一外部顯像裝置搭配使用。光學觀測裝置包含一第一組合體以及一第二組合體。第一組合體包含一第一本體以及一光源。第二組合體包含一第二本體、一凸透鏡、一影像擷取模組以及一通訊模組。影像擷取模組將凸透鏡所成的像擷取成一數位影像，通訊模組再將數位影像訊號傳送至外部的電子裝置或是雲端伺服器來進行後製、分析、儲存或顯像。

本發明提供一種光學觀測裝置，第一本體具有一第一結合部與一出光孔，且第一結合部設置於出光孔之至少一側。光源設置於第一本體的內部。第二本體具有一第二結合部，其與第一結合部對應設置。凸透鏡設置於第二本體的內部。影像擷取模組設置於第二本體內部，且由出光孔射出之光線係於穿透凸透鏡後射入影像擷取模組。第一結合部與第二結合部係匹配結合使得第一本體與第二本體相對固定接合，據以構成一腔室。

本發明提供另一種光學觀測裝置，第一本體具有一第一結合件與一出光孔，且第一結合件設置於出光孔之至少一側。光源設置於第一本體的內部。第二本體具有一第二結合件，其與第一結合件對應設置。凸透鏡設置於第二本體的內部。影像擷取模組設置於第二本體內部，且由出光孔射出之光線係於穿透凸透鏡後射入影像擷取模組。第一結合件與第二結合件係匹配結合使得第一本體與第二本體相對固定接合，據以構成一腔室。

在一實施例中，第一結合部/件係沿設於出光孔周圍。

在一實施例中，第二本體具有一入光孔，第二結合部/件係沿設於入光孔周圍，且光源射出光線係依序穿過出光孔、腔室與入光孔。

在一實施例中，第一結合部與第二結合部係螺接或榫接，互相接合。

在一實施例中，第一結合件與第二結合件係卡扣磁吸，互相接合。

在一實施例中，腔室具有一開口，且開口係與一載件匹配。

在一實施例中，腔室具有一開口，位於第一本體或第二本體上，且開口係與一載件匹配。

在一實施例中，第一本體具有一第一缺口，第二本體具有一第二缺口，第一缺口係與第二缺口係匹配結合，據以構成腔室之一開口，且開口係與一載件匹配。

在一實施例中，第一組合體更包含一導光元件，設置於出光孔處，光源發出之光線係依序穿過出光孔、導光元件、腔室與入光孔。

在一實施例中，第一組合體更包含一導光元件與一取樣組件，取樣組件套設於導光元件上。導光元件設置於出光孔處，光源發出之光線係依序穿過出光孔、導光元件、腔室與入光孔。

在一實施例中，第一組合體更包含一導光元件與一取樣組件，取樣組件套設於導光元件上。導光元件設置於出光孔處，光源發出之光線係依序穿過出光孔、導光元件、腔室與入光孔。取樣元件包含一第一杯件與一第二杯件。第一杯件套疊於導光元件上，且第二杯件套疊於第一杯件外側。其中第一杯件與第二杯件係凹凸配合結合，據以構成一樣本容置空間。

在一實施例中，第一組合體更包含一導光元件與一取樣組件，取樣組件套設於導光元件上。導光元件設置於出光孔處，光源發出之光線係依序穿過出光孔、導光元件、腔室與入光孔。取樣元件包含一第一杯件、一第二杯件與至少一定位部。第一杯件套疊於導光元件上，且第二杯件套疊於第一杯件外側。第一杯件與第二杯件係共同構成一樣本容置空 間。至少一定位部設置於樣本容置空間中。

在一實施例中，第一組合體更包含一導光元件與一取樣組件，取樣組件套設於導光元件上。導光元件設置於出光孔處，光源發出之光線係依序穿過出光孔、導光元件、腔室與入光孔。取樣元件包含一第一杯件、一第二杯件與至少一定位部。第一杯件套疊於導光元件上，且第二杯件套疊於第一杯件外側。第一杯件與第二杯件係共同構成一樣本容置空間。至少一定位部設置於樣本容置空間中，且接合於第一杯件與第二杯件中之其一。

承上所述，依據本發明之光學觀測裝置，其可搭配手機或平版電腦使用，藉由簡易地組合兩件式的機構來使樣本容置於其中，來進行觀測，並將所觀測到的顯微影像傳送手機或平版電腦來進行運算，如此一來，可以大幅降低進行生物樣本檢測的門檻，使得非受過專業訓練的使用者也能隨處快速地進行簡易的生物樣本檢測。

1、2、3‧‧‧光學觀測裝置

11‧‧‧第一組合體

111‧‧‧第一本體

111a‧‧‧第一結合部

121a‧‧‧第二結合部

111b‧‧‧第一結合件

121b‧‧‧第二結合件

112‧‧‧光源

113‧‧‧導光元件

114‧‧‧取樣組件

114a‧‧‧第一杯件

114b‧‧‧第二杯件

P‧‧‧定位部

115‧‧‧擴散片

116‧‧‧電池

117‧‧‧開關

12‧‧‧第二組合體

121‧‧‧第二本體

122‧‧‧凸透鏡

123‧‧‧影像擷取模組

124‧‧‧通訊模組

H1‧‧‧出光孔

H2‧‧‧入光孔

C‧‧‧腔室

S、SA‧‧‧樣本

L‧‧‧焦準面

A‧‧‧樣本容置空間

O‧‧‧開口

M‧‧‧載件

R1‧‧‧第一固定結構

R2‧‧‧第二固定結構

D1‧‧‧第一缺口

D2‧‧‧第二缺口

圖1A為本發明光學觀測裝置之一實施例結合時的外觀圖。

圖1B為圖1A所示之光學觀測裝置的分解透視圖。

圖2A為圖1A所示之光學觀測裝置沿A-A切線的剖面圖。

圖2B~2E為圖2A所示之光學觀測裝置之不同實施例的態樣。

圖3為本發明光學觀測裝置的第一組合體之另一實施例的外觀圖。

圖4為本發明光學觀測裝置的第一組合體之又一實施例的外觀圖。

圖5為本發明光學觀測裝置之另一實施例結合時的外觀圖。

圖6為圖5所示之光學觀測裝置的分解圖。

圖7A~7B為圖5所示之光學觀測裝置沿A-A切線的剖面圖。

圖8為本發明光學觀測裝置又一實施例的外觀圖。

圖9為圖8之光學觀測裝置之分解圖。

圖10為圖8之光學觀測裝置另一實施例的分解圖。

圖11為圖8之光學觀測裝置另一實施例的分解圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種光學觀測裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

請參考圖1A~2E，圖1A為本發明光學觀測裝置之一實施例結合時的外觀圖，圖1B為圖1A所示之光學觀測裝置的透視分解圖，圖2A為圖1A所示之光學觀測裝置沿A-A切線的剖面圖，圖2B為圖2A所示之光學觀測裝置之另一實施例的剖面圖，圖2C為圖2A所示之光學觀測裝置之另一實施例的剖面圖，圖2D為圖2A所示之光學觀測裝置之另一實施例的剖面圖，圖2E為圖2A所示之光學觀測裝置之另一實施例的剖面圖。光學觀測裝置1可與一外部電子裝置或一雲端伺服器搭配使用，外部電子裝置可以是手機、筆電、平板電腦、電視、桌上型電腦；雲端伺服器係指可以提供雲端運算或儲存服務的伺服器。請同時參考圖1~圖3，光學觀測裝置1包括一第一組合體11與一第二組合體12。組合體係指由複數個單元、模組或元件所共同形成具有部分功能之一單位體，合先述明。

第一組合體11包含一第一本體111、一光源112、一電池116以及一開關117。光源112設置於第一本體111的內部，包括至少一可見光光源或至少一非可見光光源。開關117設置於第一本體111之一側，電性連接於光源112與電池116之間，用來切換光源112於一開啟狀態與一關閉狀態之間。電池116設置於本體111的內部。第一本體111具有一第一結合部111a與一出光孔H1，且第一結合部111a設置於出光孔H1之至少一側，如圖2A至圖2C所示，在本實施例中，第一結合部111a係沿設於出光孔H1周圍。

第二組合體12包含一第二本體121、一凸透鏡122、一影像擷取模組123以及一通訊模組124。第二本體121具有一第二結合部121a，第二結合部121a與第一結合部111a對應設置，在本實施例中，第一結合部111a與第二結合部121a為一組彼此匹配的螺紋結構，彼此螺接，互相接合，使得第一本體111與第二本體121相對固定接合，據以形成腔室C。樣本S可以是組織切片、血液、精液、細胞培養液或組織液等等，係設置於腔室C 中。凸透鏡122設置於第二本體121的內部。影像擷取模組123設置於第二本體121內部。第二本體具有一入光孔H2，第二結合部121a沿設於入光孔H2周圍。光源112係用來對樣本S提供背光源，其所發出的光線依序穿過出光孔H1、腔室C後射到樣品上產生漫射、透射後，繼續依序射入入光孔H2、凸透鏡122進行成像，最後再由影像擷取模組123將凸透鏡122所成的像擷取成一數位圖片。通訊模組124可以是一無線通訊模組(例如，WiFi或藍芽)或是有線通訊模組(例如，一傳輸線)，係耦接於影像擷取模組123，用來將來自影像擷取模組123的影像訊號傳送至外部的電子裝置或是雲端伺服器來進行後製、分析、儲存或顯像。

然而，此上述範例僅作為說明之用，並非作為本發明之限制條件，只要第一結合部111a與第二結合部121a可以使得第一本體111與第二本體121相對固定接合，據以形成腔室C來容置樣本S，第一結合部111a與第二結合部121a亦可以其他技術手段來進行接合。舉例來說，請參考圖2B~2C。如圖2B所示，第一結合部111a與第二結合部121a是一組彼此匹配的卡榫結構，彼此榫接，互相接合；於又一實施例中，如圖2C所示，第一結合部111a與第二結合部121a是一組彼此匹配凹凸結構，可以彼此榫接，互相接合。

在又一實施例中，第一本體111具有一第一結合件111b，第二本體121具有一第二結合件121b，第一結合件111b與第二結合件121b為一組互相匹配的結合件，舉例來說，請參考繼續圖2D~圖2E，如圖2D所示，第一結合件111b與第二結合件121b是一組匹配的卡扣件，彼此卡扣，互相接合；在圖2E中，第一結合件111b與第二結合件121b是一組磁鐵，彼此磁吸，互相接合。

請注意，在上述的各實施例中，出光孔H1為第一本體111上之一孔洞，光源112係半開放埋設置於第一本體111的內部，然而本發明不以此為限。舉例來說，光源112亦可開放設置於第一本體111的內部，出光孔H1即為第一本體111上之一開口(如圖3所示)。在又一實施例中，為了使光源112所發出的光線，均勻地由出光孔H1射出，第一本體111更可包含有一擴散片115(如圖4所示)，設置於出光孔H1上。然而上述僅 作為範例說明之用，並非作為本發明之限制條件，只要能使光源所發出的光線由出光孔H1射出，穿透腔室C後射入入光孔H2，在不違背本發明之精神下，本領域具有通常知識者對於出光孔的大小、形狀均應屬於本發明之範疇。

以固體樣本S為例，簡述光學觀測裝置1的操作如下：首先，使用者將樣本S置入第二組合體12中；將第一組合體11與第二組合體12接合；以第二組合體12在下的方式垂直放置光學觀測裝置1，使得樣本S落於腔室C的底部，亦即，凸透鏡122的焦準面L上。請注意，由於外部電子裝置的數位/光學變焦功能，焦準面L可以是一區域，而非固定之一平面，如此一來，便能確保樣本S準確地成像。

請參考圖5~圖7B，圖5為本發明光學觀測裝置之另一實施例結合時的外觀圖，圖6為圖5所示之光學觀測裝置的分解圖，圖7A~7B為圖5所示之光學觀測裝置沿A-A切線的剖面分解圖。光學觀測裝置2的組成與光學觀測裝置1大致相似，不同之處在於光學觀測裝置2的第一組合體21更包含有一導光元件113以及一取樣組件114。導光元件113設置於出光孔H1處，至少部分涵蓋住出光孔H1，以接收由出光孔H1射出的光線，且將光線收斂照射於樣品S上，其中導光元件113可為中空的殼體或是實心的透光材料。取樣組件114包含一第一杯件114a、一第二杯件114b以及至少一定位部P。第一杯件114a具有一第一固定結構R1環設於第一杯件114a杯壁的外側，在本實施例中，第一固定結構R1為一凸環，第一杯件114a係套疊於導光元件113上。第二杯件114b具有一第二固定結構R2與第一固定結構R1對應設置。第二杯件114b係套疊於第一杯件114a的外側，以共同構成一樣本容置空間A。在本實施例中，定位部P係為微方塊結構，設置於樣本容置空間A中，接合於第一杯件114a或第二杯件114b，如此可以確保第二杯件114b套疊於第一杯件114a時，不會杯底緊連以至於無法形成樣本容置空間A，此外，設置定位部P於樣本容置空間A中亦可定量樣本容置空間A，使得樣本容置空間A中的樣本S具有固定的觀測厚度，以確保光線能夠順利穿越樣本，且樣本能準確地位於焦準面L上。第一固定結構R1與第二固定結構R2係互相卡合，使得第一杯件114a 與第二杯件114b不會相對移動。

請注意，上述定位部P的結構形狀以及第一杯件114a與第二杯件114b之間的固定方式僅作為範例說明之用，並非作為本發明之限制條件，本領域具有通常知識者於閱讀上述段落後對定位部P的結構形狀以及第一杯件114a與第二杯件114b之間的固定方式所做出變化，均應屬於本發明之範疇。

以流體樣本SA為例，請參考圖7B。光學觀測裝置2的操作簡述如下：首先，使用者以第一杯件114a套疊於導光元件113上；然後，以第一杯件114a的外表面沾取流體樣本SA；將第二杯件114b套疊於第一杯件114a外，輕壓直到卡合；將第一組合體11與第二組合體12接合。請注意，第一杯件114a與第二杯件114b之間有預留間隙，為了容許流體樣本SA溢出，如此一來，流體樣本SA透過取樣組件114定位而且定量的設置於凸透鏡122的焦準面L上，如此便能確保流體樣本SA準確地成像。

請參考圖8~圖11，圖8為本發明光學觀測裝置又一實施例的外觀圖，圖9為圖8之光學觀測裝置之分解圖，圖10為圖8之光學觀測裝置另一實施例的分解圖，圖11為圖8之光學觀測裝置另一實施例的分解圖。光學觀測裝置3的組成與光學觀測裝置1大致相似，不同之處在於光學觀測裝置3的腔室C具有一開口O(如圖9所示)，載有樣本S的一載件M的形狀大小係與開口O匹配，使得載件M可以透過開口O進入腔室C(未繪示)進行觀察。載件M可以是一滴管、玻片等。請注意，開口O設置的位置應與凸透鏡122的焦準面L(未繪示)對應，使得樣本S透過載件M進入腔室C時仍可為於凸透鏡122的焦準面L上。此外，在本實施例中，開口O可設置於第一結合部111a上(如圖10所示)，然而本發明不以此為限。在另一實施例中，開口O可設置於第二結合部121a上，在又一實施例中，開口O可部分設置於第一結合部111a上且部分設置於第二結合部121a上(如圖11所示)，換言之，第一結合部111a具有一第一缺口D1，第二結合部121a具有一第二缺口D2，第一缺口D1係與第二缺口D2係匹配，且第一缺口D1與第二缺口D2結合後係形成開口O。

綜上所述，本發明光學觀測裝置可以大幅降低樣本檢測時的 技術門檻，使得非經過專業訓練的使用者也能輕易地進行樣本的檢測，如此便能使非專業人員於採樣現場即可執行光學觀測裝置的操作，不但能簡化檢測的流程，降低檢測站的負荷，同時還可確保觀測到最新鮮的樣本。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

2‧‧‧光學觀測裝置

11‧‧‧第一組合體

111‧‧‧第一本體

111a‧‧‧第一結合部

112‧‧‧光源

113‧‧‧導光元件

114‧‧‧取樣組件

114a‧‧‧第一杯件

114b‧‧‧第二杯件

P‧‧‧定位部

116‧‧‧電池

117‧‧‧開關

12‧‧‧第二組合體

121‧‧‧第二本體

122‧‧‧凸透鏡

123‧‧‧影像擷取模組

124‧‧‧通訊模組

121a‧‧‧第二結合部

H1‧‧‧出光孔

L‧‧‧焦準面

A‧‧‧樣本容置空間

R1‧‧‧第一固定結構

R2‧‧‧第二固定結構

SA‧‧‧樣本

Claims (14)

1. 一種光學觀測裝置，包含有：一第一組合體，包含有：一第一本體，具有一第一結合部與一出光孔，該第一結合部係設置於該出光孔之至少一側；以及一光源，設置於該第一本體內部；以及一第二組合體，包含有：一第二本體，具有一第二結合部，其與該第一結合部對應設置；一凸透鏡，設置於該第二本體內部；以及一影像擷取模組，設置於該第二本體內部，且該出光孔射出光線係於穿透該凸透鏡後射入該影像擷取模組；以及其中該第一結合部與該第二結合部係匹配結合，據以構成一腔室。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學觀測裝置，其中該第一結合部係沿設於該出光孔周圍。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學觀測裝置，其中該第二本體具有一入光孔，該第二結合部係沿設該入光孔周圍，且該光源射出光線係依序穿過該出光孔、該腔室與該入光孔。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學觀測裝置，其中該第一結合部與該第二結合部係螺接或榫接，互相接合。
5. 一種光學觀測裝置，包含有：一第一組合體，包含有：一第一本體，具有一第一結合件與一出光孔，該第一結合件係設置於該出光孔之至少一側；以及一光源，設置於該第一本體內部；以及一第二組合體，包含有：一第二本體，具有一第二結合件，與該第一結合件對應設置；一凸透鏡，設置於該第二本體內部；以及一影像擷取模組，設置於該第二本體內部；其中該第一結合件與該第二結合件係匹配結合，據以構成一腔室，且該 出光孔射出光線依序穿過該出光孔、該腔室、該凸透鏡後射入該影像擷取模組。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光學觀測裝置，其中該第一結合件與該第二結合件係卡扣、或磁吸，互相接合。
7. 如申請專利範圍第1項或第5項所述之光學觀測裝置，其中該腔室具有一開口，且該開口係與一載件匹配。
8. 如申請專利範圍第7項所述之光學觀測裝置，其中該開口係位於該第一本體或該第二本體上。
9. 如申請專利範圍第7項所述之光學觀測裝置，其中該第一本體具有一第一缺口，該第二本體具有一第二缺口，該第一缺口係與該第二缺口係匹配結合，據以構成該開口。
10. 如申請專利範圍第1項或第5項所述之光學觀測裝置，其中該第一組合體更包含：一導光元件，設置於該出光孔處，該光源發出之光線係依序穿過該出光孔、該導光元件與該腔室。
11. 如申請專利範圍第10項所述之光學觀測裝置，其中該第一組合體更包含：一取樣組件，套設於該導光元件上。
12. 如申請專利範圍第11項所述之光學觀測裝置，其中該取樣組件包含：一第一杯件，套疊於該導光元件上；以及一第二杯件，套疊於該第一杯件外側；其中該第一杯件與該第二杯件係凹凸配合結合，據以構成一樣本容置空間。
13. 如申請專利範圍第12項所述之光學觀測裝置，其中該取樣元件更包含有：至少一定位部，設置於該樣本容置空間中。
14. 如申請專利範圍第13項所述之光學觀測裝置，其中該至少一定位部係接合於該第一杯件與該第二杯件中之其一。