TWI701472B - 檢測裝置 - Google Patents
檢測裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI701472B TWI701472B TW108116767A TW108116767A TWI701472B TW I701472 B TWI701472 B TW I701472B TW 108116767 A TW108116767 A TW 108116767A TW 108116767 A TW108116767 A TW 108116767A TW I701472 B TWI701472 B TW I701472B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- light
- light guide
- waveguide
- detection device
- filter
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 64
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 36
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 52
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 11
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 14
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 8
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 5
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 5
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 5
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 description 2
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N cytosine Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 2
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N guanine Chemical compound O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N thymine Chemical compound CC1=CNC(=O)NC1=O RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 1
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000006829 Ficus sundaica Species 0.000 description 1
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 229940104302 cytosine Drugs 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000004557 single molecule detection Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229940113082 thymine Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
- H01L27/14605—Structural or functional details relating to the position of the pixel elements, e.g. smaller pixel elements in the center of the imager compared to pixel elements at the periphery
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
- H04N25/771—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising storage means other than floating diffusion
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/74—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the scene brightness using illuminating means
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/53—Control of the integration time
- H04N25/532—Control of the integration time by controlling global shutters in CMOS SSIS
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
一種檢測裝置，其包括一線偏振激發光源、一光傳遞元件、一濾波器以及一光感測元件。光傳遞元件位於線偏振激發光源與濾波器之間。濾波器位於光傳遞元件與光感測元件之間。光傳遞元件包括一波導以及位於線偏振激發光源與波導之間的多個導光柱。波導具有一光耦合區以及位於光耦合區旁的一光激發區。多個導光柱位於光耦合區中，且多個導光柱的每一個朝遠離光激發區的方向傾斜地設置在波導上。
Description
本發明是有關於一種光學裝置，且特別是有關於一種檢測裝置。
在單分子螢光檢測中，藉由將帶有螢光標記的樣品固定在波導上，並將激發光束耦合至波導中，使激發光束在波導中發生全內反射（Total Internal Reflection，TIR），而產生用以激發帶有螢光標記的樣品的消逝波（evanescent wave）。基因定序（gene sequencing）即是利用被消逝波激發出的螢光判斷特定DNA（deoxyribonucleic acid）片段的鹼基的排列順序。
在習知的單分子螢光檢測中，光源所發出的激發光束經由耦合器進入波導中。由於經由習知耦合器進入波導中的激發光束會朝各方向傳遞，導致能量分散以及光利用率低。此外，當光源採用非偏振光時，只有特定偏振態的光會被導入波導並在波導中傳遞。也就是說，相對於光源所發出的激發光束，只有小部分的激發光束可被導入波導中並於波導中傳遞，導致光利用率低。此外，習知的光感測元件是架設在波導的上方並與波導保持一定的距離，使得習知的檢測裝置的整體體積無法縮減。綜上，習知的單分子檢測（如基因定序等）存在檢測裝置的體積龐大及效率低等問題。
本發明提供一種檢測裝置，其體積小且效率佳。
本發明的一實施例提供一種檢測裝置，其包括一線偏振激發光源、一光傳遞元件、一濾波器以及一光感測元件。光傳遞元件位於線偏振激發光源與濾波器之間。濾波器位於光傳遞元件與光感測元件之間。光傳遞元件包括一波導以及位於線偏振激發光源與波導之間的多個導光柱。波導具有一光耦合區以及位於光耦合區旁的一光激發區。多個導光柱位於光耦合區中，且多個導光柱的每一個朝遠離光激發區的方向傾斜地設置在波導上。
在本發明的一實施例中，波導為一平板狀波導，且波導包括一第一導光層以及一第二導光層。第一導光層位於多個導光柱與第二導光層之間。多個導光柱設置在第一導光層上，且第一導光層與多個導光柱為一體成形。
在本發明的一實施例中，光傳遞元件還包括一反應井。反應井設置在第一導光層上且位於光激發區中，且反應井、第一導光層與多個導光柱為一體成形。
在本發明的一實施例中，第一導光層的折射率大於第二導光層的折射率。
在本發明的一實施例中，多個導光柱的每一個與波導之間所夾的銳角在30度以上且60度以下。
在本發明的一實施例中，多個導光柱的每一個的寬度在0.15微米以上且0.25微米以下。
在本發明的一實施例中，多個導光柱的節距在0.35微米以上且0.45微米以下。
在本發明的一實施例中，多個導光柱的每一個的高度在0.2微米以上且0.4微米以下。
在本發明的一實施例中，濾波器包括帶通濾波片或彩色濾光片。
在本發明的一實施例中，波導與濾波器之間具有空氣間隙。
在本發明的一實施例中，檢測裝置更包括一黏著層。黏著層位於波導與濾波器之間。
在本發明的一實施例中，檢測裝置更包括一偏光片。偏光片位於濾波器與光感測元件之間。
基於上述，在本發明實施例的檢測裝置中，藉由採用線偏振激發光源，可避免耦合進入光傳遞元件的激發光束的一部分（如橫向磁性偏振光）自光傳遞元件的下方輸出，而有助於提升光的利用率。此外，藉由將光感測元件整合在光傳遞元件的下方，有助於縮減檢測裝置整體的體積。另外，藉由將多個導光柱的每一個朝遠離光激發區的方向傾斜地設置在波導上，有助於使進入光傳遞元件的光束具有方向性（朝對應的光激發區傳遞）。因此，檢測裝置的體積小且效率佳。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
實施方式中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本發明。在附圖中，各圖式繪示的是特定示範實施例中所使用的方法、結構及/或材料的通常性特徵。然而，這些圖式不應被解釋為界定或限制由這些示範實施例所涵蓋的範圍或性質。舉例來說，為了清楚起見，各膜層、區域及/或結構的相對尺寸、厚度及位置可能縮小或放大。
在實施方式中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號，且將省略其贅述。此外，不同示範實施例中的特徵在沒有衝突的情況下可相互組合，且依本說明書或申請專利範圍所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本專利涵蓋之範圍內。另外，本說明書或申請專利範圍中提及的「第一」、「第二」等用語僅用以命名分立（discrete）的元件或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限，也並非用以限定元件的製造順序或設置順序。
圖1至圖4分別是根據本發明的第一實施例至第四實施例的檢測裝置100至100c的剖面示意圖。在本發明的實施例中，檢測裝置100至100c可用以進行單分子螢光檢測，如基因定序，但不以此為限。在進行基因定序時，DNA的四種鹼基（即腺嘌呤（Adenine，A）、胸腺嘧啶（Thymine，T）、胞嘧啶（Cytosine，C）與鳥嘌呤（Guanine，G））分別帶有不同的螢光標記。帶有特定螢光標記的單股DNA片段與樣品S（例如是瓷珠）化合後會被消逝波激發出對應的螢光。依據光感測元件所接收到的螢光的色彩的順序，便可完成基因定序。
請參照圖1，本實施例的檢測裝置100包括一線偏振激發光源110、一光傳遞元件120、一濾波器130以及一光感測元件140，其中光傳遞元件120位於線偏振激發光源110與濾波器130之間，且濾波器130位於光傳遞元件120與光感測元件140之間。光傳遞元件120包括一波導122以及位於線偏振激發光源110與波導122之間的多個導光柱124。波導122具有光耦合區126以及位於光耦合區126旁的一光激發區128。多個導光柱124位於光耦合區126中，且多個導光柱124的每一個朝遠離光激發區128的方向傾斜地設置在波導122上。
詳細而言，線偏振激發光源110可包括光源（未繪示）以及線偏振片（未繪示）。所述光源可以包括發光二極體或雷射，但不以此為限。所述光源發出未偏振的激發光束。線偏振片配置在所述光源輸出的所述激發光束的傳遞路徑上，以將所述激發光束線偏振化。舉例來說，所述線偏振片適於將未偏振的激發光束形成為橫向電性（Transverse Electric，TE）偏振光。
多個導光柱124位於激發光束（橫向電性偏振光）的傳遞路徑上，以將激發光束耦合進波導122中。在本實施例中，波導122為一平板狀波導，且波導122包括一第一導光層122a以及一第二導光層122b，其中第一導光層122a位於多個導光柱124與第二導光層122b之間，且多個導光柱124設置在第一導光層122a上。在本實施例中，第一導光層122a與多個導光柱124可為一體成形。具體地，第二導光層122b例如是一透光基板，且第一導光層122a例如是形成於其上的光學膠層。第一導光層122a與多個導光柱124例如是藉由對所述光學膠層進行壓印及固化製程而形成。然而，波導122的膜層數量及其製造方法不以此為限。在另一實施例中，波導122也可以是單層。
在波導122為多層導光層（如第一導光層122a與第二導光層122b）堆疊的架構下，多層導光層之間的折射率較佳是相同或相近，以降低介面反射。在本實施例中，波導122包括第一導光層122a與第二導光層122b，且第一導光層122a的折射率大於第二導光層122b的折射率。除此之外，多層導光層的折射率較佳是大於鄰近介質的折射率。在本實施例中，第二導光層122b的折射率大於1，以降低激發光束L自波導122的底面S122B穿出的比例。
導光柱124的寬度W、多個導光柱124的節距P、導光柱124的高度H以及導光柱124與波導122之間所夾的銳角（如角度θ）可依需求而定。進一步而言，導光柱124與波導122之間所夾的銳角（如角度θ）與光波長以及波導122的折射率相關。在本實施例中，基於遵守思乃爾定律（Snell's law）、增加光利用率（避免激發光束L進入波導122後直接自波導122的底面S122B穿出）以及好製作等考量，導光柱124的每一個與波導122之間所夾的銳角（也就是角度θ）在30度以上且60度以下，即30°≦θ≦60°。此外，基於光利用率的考量，多個導光柱124的每一個的寬度W在0.15微米以上且0.25微米以下，即0.15 μm≦W≦0.25 μm。導光柱124的節距P在0.35微米以上且0.45微米以下，即0.35 μm≦P≦0.45 μm。此外，多個導光柱124的每一個的高度H在0.2微米以上且0.4微米以下，即0.2 μm≦H≦0.4 μm。
在本實施例中，光傳遞元件120還包括一反應井122c。反應井122c設置在第一導光層122a上且位於光激發區128中，且反應井122c、第一導光層122a與多個導光柱124可為一體成形。也就是說，反應井122c、第一導光層122a與多個導光柱124可利用前述的光學膠層經由壓印及固化等製程而同時形成。
反應井122c用以固定樣品S的位置。圖1示意性繪示出反應井122c為具有方形凹槽的柱狀凸起，但反應井122c的形狀可以是任何適於固定樣品S的位置的形狀，而不以圖1所顯示的為限。
線偏振激發光源110所發出的激發光束L可經由導光柱124耦合進入波導122中並在波導122中發生全內反射，並在波導122的頂面S122T（即設置多個導光柱124的表面）附近產生消逝波（未繪示）。所述消逝波激發與樣品S化合的單股DNA片段上的螢光標記，而產生螢光F。
濾波器130設置在螢光F的傳遞路徑上且位於光傳遞元件120與光感測元件140之間，以過濾激發光束L，降低光感測元件140接收到激發光束L所產生的干擾。舉例來說，濾波器130可包括帶通濾波片或彩色濾光片，但不以此為限。
在本實施例中，波導122與濾波器130之間具有空氣間隙150。具體地，光傳遞元件120可以是暫時性固定在濾波器130上，以方便替換光傳遞元件120。如此，可以節省檢測的成本及時間。
光感測元件140設置在通過濾波器130的螢光F的傳遞路徑上，以接收螢光F。舉例來說，光感測元件140可包括電荷耦合元件（Charge Coupled Device，CCD）、互補金屬氧化物半導體（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）感測器或其他適當的感測元件。
在本實施例中，光感測元件140對應反應井122c設置。具體地，光感測元件140設置在反應井122c的正下方，但不以此為限。光感測元件140可設置成螢光F落在光感測元件140的接收範圍內即可。
依據不同的需求，檢測裝置100可進一步包括其他元件。舉例來說，檢測裝置100可進一步包括一偏光片160。偏光片160位於濾波器130與光感測元件140之間，以降低雜訊。舉例來說，偏光片160可用以過濾帶有特定偏振態的激發光束L（如橫向電性偏振光），並讓螢光F中的橫向磁性偏振光通過。如此，可提升檢測裝置100的訊號雜訊比。
請參照圖2，檢測裝置100a與圖1的檢測裝置100的主要差異如下所述。檢測裝置100a更包括一黏著層170。黏著層170位於波導122與濾波器130之間，以將波導122牢固地（或永久地）固定在濾波器130上。在此架構下，黏著層170的折射率較佳小於第二導光層122b的折射率，以降低激發光束L自波導122的底面S122B穿出的比例。
請參照圖3，檢測裝置100b與圖1的檢測裝置100的主要差異如下所述。在檢測裝置100b中，光傳遞元件120b不具有圖1的反應井122c。在此架構下，樣品S可散布在波導122的頂面S122T上。
請參照圖4，檢測裝置100c與圖1的檢測裝置100的主要差異如下所述。在檢測裝置100c中，波導122具有多個光激發區（如光激發區128c1及光激發區128c2）。此外，光傳遞元件120c具有多個反應井（如反應井122c1及反應井122c2）。另外，檢測裝置100c具有多個光感測元件（如光感測元件140c1及光感測元件140c2）。並且，多個光感測元件與多個反應井之間為一對一設置。在此架構下，檢測裝置100c可同時檢測多個樣品（如樣品S1及樣品S2）。應說明的是，圖4雖僅繪示光激發區、反應井以及光感測元件的數量各自為二，但這些元件各自的數量不以此為限。在實際情況中，光感測元件的數量可依據感測器的畫素數量而定，而光激發區以及反應井的數量可對應改變。
綜上所述，在本發明實施例的檢測裝置中，藉由採用線偏振激發光源，可避免耦合進入光傳遞元件的激發光束的一部分（如橫向磁性偏振光）自光傳遞元件的下方輸出，而有助於提升光的利用率。此外，藉由將光感測元件整合在光傳遞元件的下方，有助於縮減檢測裝置整體的體積。另外，藉由將多個導光柱的每一個朝遠離光激發區的方向傾斜地設置在波導上，有助於使進入光傳遞元件的光束具有方向性（朝對應的光激發區傳遞）。因此，檢測裝置的體積小且效率佳。在一實施例中，波導可由多層導光層堆疊形成，且多層導光層的折射率可相同或相近，以避免介面反射造成的光損。此外，可對導光柱的寬度、節距、高度以及導光柱與波導之間所夾的銳角進行設計，以進一步提升檢測裝置的效率（光利用率、耦合效率）。在另一實施例中，光傳遞元件可以是暫時性固定在濾波器上（波導與濾波器之間具有空氣間隙），以方便替換光傳遞元件，藉此節省檢測的成本及時間。或者，光傳遞元件可以是永久性固定在濾波器上（波導與濾波器之間具有黏著層），且檢測裝置可以是一次性的檢測裝置（拋棄式檢測裝置）。在又一實施例中，檢測裝置可進一步包括設置在濾波器與光感測元件之間的偏光片，以提高訊號雜訊比。在再一實施例中，光傳遞元件可不具有反應井。或者，檢測裝置中可設計有多個光激發區、多個反應井以及多個光感測元件。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100、100a、100b、100c‧‧‧檢測裝置
110‧‧‧線偏振激發光源
120、120b、120c‧‧‧光傳遞元件
122‧‧‧波導
122a‧‧‧第一導光層
122b‧‧‧第二導光層
122c、122c1、122c2‧‧‧反應井
124‧‧‧導光柱
126‧‧‧光耦合區
128、128c1、128c2‧‧‧光激發區
130‧‧‧濾波器
140、140c1、140c2‧‧‧光感測元件
150‧‧‧空氣間隙
160‧‧‧偏光片
170‧‧‧黏著層
F‧‧‧螢光
H‧‧‧高度
L‧‧‧激發光束
P‧‧‧節距
S、S1、S2‧‧‧樣品
S122B‧‧‧底面
S122T‧‧‧頂面
W‧‧‧寬度
θ‧‧‧角度
圖1至圖4分別是根據本發明的第一實施例至第四實施例的檢測裝置的剖面示意圖。
100‧‧‧檢測裝置
110‧‧‧線偏振激發光源
120‧‧‧光傳遞元件
122‧‧‧波導
122a‧‧‧第一導光層
122b‧‧‧第二導光層
122c‧‧‧反應井
124‧‧‧導光柱
126‧‧‧光耦合區
128‧‧‧光激發區
130‧‧‧濾波器
140‧‧‧光感測元件
150‧‧‧空氣間隙
160‧‧‧偏光片
F‧‧‧螢光
H‧‧‧高度
L‧‧‧激發光束
P‧‧‧節距
S‧‧‧樣品
S122B‧‧‧底面
S122T‧‧‧頂面
W‧‧‧寬度
θ‧‧‧角度
Claims (11)
- 一種檢測裝置，包括一線偏振激發光源、一光傳遞元件、一濾波器、一偏光片以及一光感測元件，其中該光傳遞元件位於該線偏振激發光源與該濾波器之間，該濾波器位於該光傳遞元件與該光感測元件之間，該偏光片位於該濾波器與該光感測元件之間，該光傳遞元件包括一波導以及位於該線偏振激發光源與該波導之間的多個導光柱，該波導具有一光耦合區以及位於該光耦合區旁的一光激發區，該些導光柱位於該光耦合區中，且該些導光柱的每一個朝遠離該光激發區的方向傾斜地設置在該波導上。
- 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該波導為一平板狀波導，且該波導包括一第一導光層以及一第二導光層，該第一導光層位於該些導光柱與該第二導光層之間，該些導光柱設置在該第一導光層上，且該第一導光層與該些導光柱為一體成形。
- 如申請專利範圍第2項所述的檢測裝置，其中該光傳遞元件還包括一反應井，該反應井設置在該第一導光層上且位於該光激發區中，且該反應井、該第一導光層與該些導光柱為一體成形。
- 如申請專利範圍第2項所述的檢測裝置，其中該第一導光層的折射率大於該第二導光層的折射率。
- 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該些導光柱的每一個與該波導之間所夾的銳角在30度以上且60度以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該些導光柱的每一個的寬度在0.15微米以上且0.25微米以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該些導光柱的節距在0.35微米以上且0.45微米以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該些導光柱的每一個的高度在0.2微米以上且0.4微米以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該濾波器包括帶通濾波片或彩色濾光片。
- 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該波導與該濾波器之間具有空氣間隙。
- 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，更包括：一黏著層，位於該波導與該濾波器之間。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201862677626P | 2018-05-29 | 2018-05-29 | |
| US62/677,626 | 2018-05-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202004232A TW202004232A (zh) | 2020-01-16 |
| TWI701472B true TWI701472B (zh) | 2020-08-11 |
Family
ID=68694303
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW108104626A TWI734079B (zh) | 2018-05-29 | 2019-02-12 | 影像感測系統及其多功能影像感測器 |
| TW108116767A TWI701472B (zh) | 2018-05-29 | 2019-05-15 | 檢測裝置 |
| TW108116965A TW202004164A (zh) | 2018-05-29 | 2019-05-16 | 檢測裝置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW108104626A TWI734079B (zh) | 2018-05-29 | 2019-02-12 | 影像感測系統及其多功能影像感測器 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW108116965A TW202004164A (zh) | 2018-05-29 | 2019-05-16 | 檢測裝置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10930686B2 (zh) |
| CN (1) | CN110611755B (zh) |
| TW (3) | TWI734079B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWM281174U (en) * | 2005-05-27 | 2005-11-21 | China Inst Technology | Polarized light absorptive biochemical optoelectronic inspecting system |
| TWI451075B (zh) * | 2010-06-11 | 2014-09-01 | Ind Tech Res Inst | 單分子偵測裝置 |
| TWI606596B (zh) * | 2014-04-25 | 2017-11-21 | Pgi股份有限公司 | 光學感測器及其製造方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9175957B2 (en) * | 2012-09-24 | 2015-11-03 | Alces Technology, Inc. | Grayscale patterns from binary spatial light modulators |
| JP6145826B2 (ja) * | 2013-02-07 | 2017-06-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 撮像装置及びその駆動方法 |
| KR102112298B1 (ko) * | 2013-09-30 | 2020-05-18 | 삼성전자주식회사 | 컬러 영상 및 깊이 영상을 생성하는 방법 및 장치 |
| KR102251483B1 (ko) * | 2014-10-23 | 2021-05-14 | 삼성전자주식회사 | 영상을 처리하는 전자 장치 및 방법 |
| US20170230638A1 (en) * | 2015-02-26 | 2017-08-10 | Dual Aperture International Co. Ltd. | Depth Measurement Techniques for a Multi-Aperture Imaging System |
| US9936151B2 (en) * | 2015-10-16 | 2018-04-03 | Capsovision Inc | Single image sensor for capturing mixed structured-light images and regular images |
| JP6693757B2 (ja) * | 2016-01-27 | 2020-05-13 | 倉敷紡績株式会社 | 距離画像生成装置および方法 |
| CN107783353B (zh) * | 2016-08-26 | 2020-07-10 | 光宝电子(广州)有限公司 | 用于捕捉立体影像的装置及系统 |
| CN107968910B (zh) * | 2017-12-26 | 2020-03-06 | Oppo广东移动通信有限公司 | 电子装置 |
-
2019
- 2019-02-12 TW TW108104626A patent/TWI734079B/zh active
- 2019-02-27 CN CN201910145103.XA patent/CN110611755B/zh active Active
- 2019-05-15 TW TW108116767A patent/TWI701472B/zh active
- 2019-05-16 TW TW108116965A patent/TW202004164A/zh unknown
- 2019-05-29 US US16/424,491 patent/US10930686B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWM281174U (en) * | 2005-05-27 | 2005-11-21 | China Inst Technology | Polarized light absorptive biochemical optoelectronic inspecting system |
| TWI451075B (zh) * | 2010-06-11 | 2014-09-01 | Ind Tech Res Inst | 單分子偵測裝置 |
| TWI606596B (zh) * | 2014-04-25 | 2017-11-21 | Pgi股份有限公司 | 光學感測器及其製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI734079B (zh) | 2021-07-21 |
| TW202004164A (zh) | 2020-01-16 |
| CN110611755B (zh) | 2020-12-01 |
| CN110611755A (zh) | 2019-12-24 |
| TW202004232A (zh) | 2020-01-16 |
| US20190371842A1 (en) | 2019-12-05 |
| TW202005359A (zh) | 2020-01-16 |
| US10930686B2 (en) | 2021-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102627237B1 (ko) | 분자들을 검출 및 분석하기 위한 통합 디바이스 | |
| US6867420B2 (en) | Solid-state detector and optical system for microchip analyzers | |
| JP2020529005A5 (zh) | ||
| US20220120684A1 (en) | Waveguide integration with optical coupling structures on light detection device | |
| US20070008537A1 (en) | Excitation and Emission Filter | |
| US7304734B2 (en) | Fluorescence analysis optical multiplexer/demultiplexer, fluorescence analysis optical module, fluorescence analyzer, fluorescence/photothermal conversion spectroscopic analyzer, and fluorescence analysis chip | |
| US20110031409A1 (en) | Fluorescence detection enhancement using photonic crystal extraction | |
| TW202107727A (zh) | 光學及電學第二路徑排異 | |
| RU2744934C1 (ru) | Возбуждение световой энергии флуоресценции | |
| CN110764186B (zh) | 光波导基板和微流控装置 | |
| US20160327703A1 (en) | Light-emitting device including photoluminescent layer | |
| JP2023511861A (ja) | 導波路励起一様性 | |
| TWI701472B (zh) | 檢測裝置 | |
| TWI788440B (zh) | 生物感測器 | |
| JP2008039655A (ja) | 微小対象物放出光検出装置 | |
| US20040222480A1 (en) | Biochip type device | |
| TW202147591A (zh) | 用於多維信號分析之整合感應器 | |
| CN108960196A (zh) | 指纹识别结构和显示面板 | |
| US10638076B2 (en) | Sensing apparatus | |
| TW202114238A (zh) | 用於整合裝置之光學微碟 | |
| TWI792120B (zh) | 用於單分子核酸檢測的設備與系統 | |
| JPH09257698A (ja) | 表面プラズモン共鳴センサ | |
| KR20060089103A (ko) | 구형 공진기를 이용한 바이오칩 플랫폼 및 이를 구비하는생체시료 검출 소자 | |
| WO2023205729A1 (en) | Polarization based sensing | |
| KR20070028116A (ko) | 광학 단층 측정 장치 |