TWI714274B - 多源照明單元及其操作方法 - Google Patents

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TWI714274B
TWI714274B TW108134336A TW108134336A TWI714274B TW I714274 B TWI714274 B TW I714274B TW 108134336 A TW108134336 A TW 108134336A TW 108134336 A TW108134336 A TW 108134336A TW I714274 B TWI714274 B TW I714274B
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張劍
義向 王
康志文
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荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
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Abstract

本發明提供一種照明單元，其包含：一第一電磁波源，其包括用於在一第一方向上輸出一第一電磁波以照明一樣本之一第一區的電路系統；一第二電磁波源，其包括用於在與該第一方向實質上相反之一第二方向上輸出一第二電磁波的電路系統；及一反射器，其經組態以實質上在該第一方向上反射該第二電磁波以照明該樣本之一第二區。

Description

多源照明單元及其操作方法
符合本發明之裝置及方法大體上係關於光學件，且更特定言之係關於具有兩個電磁波源之照明單元。
照明單元為用於多種應用之光學系統中的關鍵組件中之一者，例如半導體晶圓檢測系統、微影系統、投影儀系統、生物樣本成像系統等。包含諸如發光二極體(LED)燈或氙燈之照明單元常常提供具有固定視場之單調電磁波。需要對此項技術之進一步改良。
根據本發明之一些實施例，提供一種照明單元。該照明單元包含：一第一電磁波源，其包括用於在一第一方向上輸出一第一電磁波以照明一樣本之一第一區的電路系統；一第二電磁波源，其包括用於在與該第一方向實質上相反之一第二方向上輸出一第二電磁波的電路系統；及一反射器，其經組態以實質上在該第一方向上反射該第二電磁波以照明該樣本之一第二區。
該照明單元可進一步包含：一第一控制器，其包括用於控制該第一電磁波源之電路系統；及一第二控制器，其包括用於控制該第二電磁波源 之電路系統，其中該第一控制器及該第二控制器可協同或獨立地操作。
該照明單元可進一步包含受該第一控制器控制以移動該第一電磁波源的一第一移動機構，及受該第二控制器控制以移動該第二電磁波源的一第二移動機構，其中該第一移動機構及該第二移動機構中之至少一者包括一伺服馬達、一機器人臂、一磁性懸浮系統及一磁力控制系統中的一者。
該照明單元可進一步包含：一第一擴散器，其面向該第一電磁波源之照明表面並經組態以擴散自該第一電磁波源輸出的該第一電磁波；及一聚光器，其面向該第一擴散器並準直經由該第一擴散器擴散的該第一電磁波。該反射器之直徑可大於第一擴散器之直徑且該聚光器可具有與第一擴散器實質上相同的大小。該聚光器與該第一擴散器可接觸。
該照明單元可進一步包含一第二擴散器，其面向該反射器並經組態以擴散自該反射器反射的該第二電磁波。該第二擴散器之大小可大於該第一擴散器之大小。該第一擴散器及該第二擴散器可由相同材料或不同材料製成。
該照明單元可進一步包含經組態以投影該第一擴散器及該第二擴散器中之至少一者至一預定位置的一投影透鏡，其中該投影透鏡之半徑與該第二擴散器之半徑實質上相同。
根據本發明之一些實施例，提供一照明單元，該照明單元包含：一第一擴散器，其經組態以擴散來自一第一電磁波源之一第一電磁波至一樣本之一第一區上；及一第二擴散器，其經組態以擴散來自一第二電磁波源之一第二電磁波至該樣本之一第二區上，其中自第一及第二擴散器擴散的第一及第二電磁波同時照明該樣本之第一及第二區。該第一擴散 器及該第二擴散器可彼此重疊。該第一擴散器之大小可小於該第二擴散器之大小。該第一擴散器可置放於該第二擴散器之凹面部分中，以使得該第一擴散器及該第二擴散器置放於同一平面上。在本發明之一些實施例中，第一及第二電磁波源可經平行配置，使得源自第一及第二電磁波源之第一及第二電磁波具有同一傳播方向。在本發明之一些實施例中，第一及第二電磁波源可呈背對背形式配置且照明單元可進一步包含將第二電磁波反射至與第一電磁波之傳播方向實質上相同的方向的反射器。
根據本發明之一些實施例，提供一照明器件，其包含：一第一電磁波源，其包括用於在一第一方向上輸出一第一電磁波的電路系統；一第二電磁波源，其包括用於在與該第一方向相反之第二方向上輸出一第二電磁波的電路系統；一第一波束擴展器，其面向該第一電磁波源並經組態以擴展該輸出之第一電磁波以提供一視場角度；一光束準直器，其面向該第一光束擴展器並經組態以準直該經擴展第一電磁波；一光束反射器，其面向該第二電磁波源並經組態以反射該輸出之第二電磁波；及一第二光束擴展器，其面向該光束反射器並經組態以擴展該反射之第二電磁波以提供一視場角度。該照明器件可進一步包含經組態以投影該第一光束擴展器及該第二光束擴展器中之至少一者至一預定位置的一投影透鏡。
根據本發明之一些實施例，提供一種用於照明一樣本之方法，該方法包含：在一第一方向上輸出一第一電磁波以照明該樣本之一第一區；在與該第一方向實質上相反之一第二方向上輸出一第二電磁波；及實質上在該第一方向上反射該第二電磁波以照明該樣本之一第二區。
該方法可進一步包含：經由一第一光束擴展器傳遞該第一電磁波；經由一準直器傳遞該經擴展第一電磁波；及經由一第二光束擴展 器傳遞該反射之第二電磁波；及經由一投影透鏡傳遞該準直之第一電磁波及該經擴展第二電磁波。
以下標的物係借助於詳細解釋及在所附圖中說明之各種特定例示性實施例教示。出於說明本發明的目的，在圖式中展示當前較佳之形式，然而，本發明不限於所展示的精確配置及工具。
100:照明單元
102:控制器
104:控制器
106:照明表面
108:波產生器
110:波產生器
112:照明表面
114:反射器
116:電磁波
118:電磁波
120:電磁波
122:樣本
200:表面
202:區
204:區
400:照明單元
402:控制器
404:控制器
406:波產生器
408:照明表面
410:電磁波
412:波產生器
414:照明表面
416:電磁波
418:擴散器
420:擴散器
422:電磁波
424:電磁波
502:電磁波
504:擴散器
700:照明單元
702:控制器
704:控制器
706:反射器
708:電磁波
710:第二電磁波
712:照明表面
714:波產生器
716:波產生器
718:照明表面
720:電磁波
722:擴散器
724:擴散器
726:電磁波
728:電磁波
900:照明單元
902:控制器
904:控制器
906:反射器
908:電磁波
910:第二電磁波
912:照明表面
914:波產生器
916:波產生器
918:照明表面
920:電磁波
922:擴散器
924:擴散器
926:電磁波
928:聚光器
930:電磁波
932:投影透鏡
1100:照明單元
1102:控制器
1104:控制器
1106:反射器
1108:電磁波
1110:電磁波
1112:照明表面
1114:驅動器
1116:驅動器
1118:照明表面
1120:電磁波
1122:擴散器
1124:擴散器
1126:聚光器
1128:電磁波
1130:電磁波
1132:第二電磁波源
1134:第一電磁波源
1200:成像系統
1202:照明單元
1204:管透鏡
1206:管透鏡
1208:物鏡
1210:光束分光器
1212:光束分光器
1214:透鏡
1216:樣本
1218:透鏡
1220:樣本
1228:樣本
1230:電磁波
1232:電磁波
1234:電磁波
1236:電磁波
1238:電磁波
1300:成像系統
1302:照明單元
1304:物鏡
1310:物鏡
1314:透鏡
1318:物鏡
1320:物鏡
1328:透鏡
1336:樣本
1340:樣本
1342:樣本
1350:光束分光器
1360:光束分光器
K:物鏡陣列
M:物鏡陣列
N:物鏡陣列
S302:步驟
S304:步驟
S306:步驟
S308:步驟
S310:步驟
S602:步驟
S604:步驟
S606:步驟
S608:步驟
S610:步驟
S802:步驟
S804:步驟
S806:步驟
S808:步驟
S810:步驟
S812:步驟
S1001:步驟
S1002:步驟
S1003:步驟
S1004:步驟
S1005:步驟
S1006:步驟
S1007:步驟
S1008:步驟
S1009:步驟
圖1為說明符合本發明之一些實施例的具有呈背對背形式配置的兩個電磁波源的例示性照明單元之示意圖。
圖2為說明符合本發明之一些實施例的由圖1之照明單元照明的樣本之表面的示意圖。
圖3為指示符合本發明之一些實施例的操作圖1之照明單元的例示性方法之流程圖。
圖4為說明符合本發明之一些實施例的具有經配置有面向同一方向之照明表面的兩個電磁波源的另一例示性照明單元之示意圖。
圖5為說明符合本發明之一些實施例的經由擴散器傳輸的波之示意圖，展示擴散器之工作機制。
圖6為指示符合本發明之一些實施例的操作圖4之照明單元的例示性方法之流程圖。
圖7為說明符合本發明之一些實施例的具有呈背對背形式配置的兩個電磁波源之另一例示性照明單元的示意圖。
圖8為指示符合本發明之一些實施例的操作圖7之照明單元的例示性方法之流程圖。
圖9為說明符合本發明之一些實施例的具有呈背對背形式 配置的兩個電磁波源之另一例示性照明單元的示意圖。
圖10為指示符合本發明之一些實施例的操作圖9之照明單元的例示性方法之流程圖。
圖11為說明符合本發明之一些實施例的具有可自彼此移動之兩個電磁波源的另一例示性照明單元之示意圖。
圖12說明符合本發明之一些實施例的利用具有兩個電磁波源之照明單元的成像系統之例示性配置。
圖13說明符合本發明之一些實施例的利用具有兩個電磁波源之照明單元的成像系統之另一例示性配置。
現將詳細參考例示性實施例，其實例說明於附圖中。以下描述參考隨附圖式，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同編號表示相同或相似元件。闡述於例示性實施例之以下描述中之實施並不表示符合本發明的所有實施。實情為，其僅為符合關於所附申請專利範圍中所列舉的本發明之態樣的裝置及方法之實例。舉例而言，儘管在利用可見光之情形中描述一些實施例，但本發明並不如此受限。其他類型之電磁波(例如，紅外線、紫外線、x射線及螢光燈)以類似方式應用。
電子器件之增強計算能力，同時減小器件之實體大小可藉由顯著增加積體電路(IC)晶片上之電路組件(諸如，電晶體、電容器、二極體等)之填集密度而實現。舉例而言，在智慧型電話中，IC晶片(其可為拇指甲大小)可包括超過20億個電晶體，每一電晶體之大小小於人類毛髮之1/1000。並不出人意料，半導體IC製造為具有數百個個別步驟之複雜程序。甚至一個步驟中之錯誤有可能顯著影響最終產品之功能。甚至一個 「致命缺陷」會造成器件故障。製造程序之目標為改良程序之總良率。舉例而言，對於得到75%良率之50步驟程序，每一個別步驟必須具有大於99.4%之良率，且若個別步驟良率為95%，則總程序良率下降至7%。
致命缺陷可為發生在半導體製程之各個步驟中的任一嚴重損壞或缺陷，包括晶粒上之巨型/微型裂紋或孔隙、倒裝晶片底填充料孔隙、丟失密封、脫層、金屬互連中之孔隙，及奈米級圖案缺陷以及其他。隨著半導體器件大小不斷變得愈來愈小(以及任何缺陷)，識別缺陷變得更具有挑戰性且更昂貴。當前，半導體生產線上的工程師有時花費數小時(及甚至數天)來識別小缺陷之位置以最小化其對最終產品的影響。
光學成像供應一種識別許多類型缺陷之大規模、快速及非破壞性檢測方法。為輔助識別缺陷，習知系統使用跨越晶圓的一部分發射在特定波長下之光的光源(例如，照明單元)，並俘獲晶圓影像以供進一步分析。待成像之晶圓通常包括具有不同光反射率之不同區域。舉例而言，在半導體晶圓中，金屬沈積區域可具有比環繞其之區域高的反射率。在此情況下，運用均勻光照明半導體晶圓常常導致所俘獲影像具有過高對比度；亦即，該金屬沈積區域將被過度曝光而該區域周圍將曝光不足。作為另一實例，在包括不均勻結構之半導體晶圓中，不均勻結構之峰及穀可投下硬陰影而環繞該不均勻結構之區域最佳反射入射照明光。所得不良品質影像隨後促使缺陷識別時的困難或甚至故障，此可降低所製造半導體器件之效能及可靠性，或甚至可促使器件之故障。此等不良品質影像亦延長後成像分析程序，由此降低缺陷檢測之效率並降低產出率。
本發明之一些實施例提供促成獲得高品質晶圓影像之多個照明配置，由此改良缺陷識別之準確度及效率，此隨後改良所製造半導體 器件之效能及可靠性以及產出率。舉例而言，所揭示實施例提供同時運用不同電磁波或運用相同電磁波之不同強度照明樣本之不同區域的能力。藉由使用此等不同照明配置，所揭示實施例可最小化對比度之效應並降低在常規系統下將發生的硬陰影。此外，所描述實施例提供調整照明區域或視場角度的能力。藉由提供使用多個強度光或多個波長光同時照明樣本之不同區域的能力，影像之品質得以改良，其隨後致使缺陷偵測之準確度及效率得以改良，由此引起增加之產出率。
如本文中所使用，除非另外具體陳述，否則術語「或」涵蓋所有可能組合，除非不可行。舉例而言，若陳述資料庫可包括A或B，則除非另有具體陳述或不可行，否則資料庫可包括A，或B，或A及B。作為第二實例，若陳述資料庫可包括A、B或C，則除非另外具體陳述或不可行，否則資料庫可包括A，或B，或C，或A及B，或A及C，或B及C，或A及B及C。
現參看圖1，其為說明符合本發明之一些實施例的具有經配置成背對背形式的兩個電磁波源之例示性照明單元的示意圖。如圖1中所展示，照明單元100包含包括照明表面112、波產生器110及控制器104之第一電磁波源。波產生器110包括經組態以藉由各種方法(例如，藉由將化學能變換成電磁波)產生第一電磁波的電路系統。自波產生器110產生的電磁波116係經由照明表面112發射並在順向方向上傳播。控制器104可藉由控制波產生器110(例如，藉由調整供應至波產生器之電流)來控制電磁波116之強度。控制器104可為包括於波產生器110中之組件，或藉由電線連接至波產生器110之分離組件，或藉由無線遠端信號(諸如，紅外線信號、射頻信號、WIFI信號或任一電信信號)控制波產生器110的無線遠端 組件(未圖示)。
照明單元100可進一步包含包括照明表面106、波產生器108及控制器102之第二電磁波源。波產生器108包括經組態以藉由各種方法(例如，藉由將電能變換成第二電磁波)產生第二電磁波的電路系統。自波產生器108產生的電磁波118係經由照明表面106發射並在逆向方向上傳播。控制器102可藉由控制波產生器108(例如，藉由調整供應至波產生器108之電流)來控制電磁波118之強度。波產生器110及波產生器108可經配置成背對背形式，亦即，波產生器110及波產生器108彼此鄰近，而照明表面106及112藉由波產生器110及108彼此間隔開，且照明表面106及112分別面向不同方向，例如逆向方向及順向方向。
在本發明之一些實施例中，第一電磁波源及第二電磁波源可為同一類型或不同類型的電磁波源。舉例而言，在不限制本發明之實施例的情況下，第一電磁波源可為有機發光二極體類型而第二電磁波源可為無機發光二極體類型。第一電磁波之頻寬可與第二電磁波之頻寬相同或不同。第一及第二電磁波之頻寬可為窄或寬。在本發明之一些實施例中，第一或第二電磁波源之類型可為無機發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、冷陰極螢光燈、電漿燈、鎢燈、氙燈、汞弧燈或汞氙放電燈，以及其他。第一及第二電磁波源可具有相同大小或不同大小。視控制器102及104之方式(協同或獨立以及其他)而定，第一電磁波之強度可與第二電磁波之強度相同或不同。
照明單元100進一步包含經組態以準直自第二電磁波源傳輸之電磁波118的反射器114。反射器114之反射表面可為彎曲鏡面，使得具有各種入射角的入射之電磁波可在彎曲鏡面之表面上反射以形成實質上 在順向方向上傳播之實質上平行電磁波。在一些實施例中，「實質上平行電磁波」意謂反射之電磁波與平行的偏差小於±15°，且「實質上在順向方向上」意謂反射之電磁波與順向方向的偏差小於±15°。在本發明之一些實施例中，反射器114之半徑可為反射器114與第二電磁波源之間的距離的兩倍。反射器114不限於彎曲鏡面且可為可改變電磁波之傳播方向的任何準直器或器件。此外，反射器114可濾波某些電磁波以使得僅僅平行或實質上平行於某一方向(在此情況下，順向方向)行進之彼等電磁波允許通過。藉由準直第二電磁波至順向方向中，照明單元100可運用第一電磁波及第二電磁波實質上同時照明樣本122。熟習此項技術者將理解實質上同時照明樣本之兩個電磁波可包括電磁波之傳播及偵測的任何延遲以及控制照明單元時的任何延遲。在本發明之一些實施例中，控制器102及104可藉由控制波產生器108及110分別控制電磁波118及116之輸出的開始時間，以使得在電磁波118之輸出與電磁波116之輸出之間存在經控制持續時間。
現參看圖2，其為說明符合本發明之一些實施例的由圖1之照明單元照明的樣本之表面的示意圖。如圖2中所展示，樣本之表面200包括由第一電磁波照明的區202，及由第二電磁波照明的區204。區202及區204可由兩個不同電磁波照明，例如，區202可由螢光燈照明而區204由白光照明，或可由相同電磁波(例如，白光)照明。區202及區204可由具有不同強度之相同電磁波照明，例如，區202可由高強度光照明而區204由低強度光照明。使用圖1之照明單元，可在運用兩個不同電磁波照明的情況下以不同方式觀測或成像樣本之兩個不同區。
現參看圖3，指示符合本發明之一些實施例的操作如圖1中 所展示之照明單元的例示性方法之流程圖。在圖3中，步驟S302及S304描述操作第一電磁波源之步驟。在步驟S302中，第一電磁波(如為電磁波116)係自第一電磁波源(諸如，圖1之波產生器110)發射，並在順向方向上傳輸。第一電磁波可為窄頻寬或寬頻寬電磁波，以及其他。在步驟S304中，第一電磁波輸出至樣本之第一區(諸如，圖2之區202)中。在圖3中，步驟S306及S308描述操作第二電磁波源之步驟。在步驟S306中，第二電磁波(諸如，圖1之波118)係自第二電磁波源(諸如，波產生器108)發射，並在逆向方向上傳輸以照射至反射器(諸如，圖1之反射器114)上。在步驟S308中，藉由反射器反射及準直的第二電磁波在順向方向上傳播，並輸出至樣本之第二區(諸如，圖2之區204)中。結果，在步驟S310中，樣本之第一區係由第一電磁波照明，而樣本之第二區係由第二電磁波照明。在本發明之一些實施例中，第一及第二電磁波可實質上同時照明樣本之第一區及第二區。熟習此項技術者將理解實質上同時照明樣本之第一及第二區的兩個電磁波可包括電磁波之傳播及偵測的任何延遲以及控制照明單元時的任何延遲。在本發明之一些實施例中，第一及第二電磁波之輸出的開始時間經控制以使得在第一電磁波之輸出與第二電磁波之輸出之間存在經控制持續時間。
現參看圖4，其為說明符合本發明之一些實施例的具有經配置有面向同一方向之照明表面的兩個電磁波源之另一例示性照明單元的示意圖。如圖4中所展示，照明單元400包含包括照明表面414、波產生器412及控制器404之第一電磁波源。波產生器412包括經組態以藉由各種方法(例如，藉由將化學能變換成電磁波)產生第一電磁波的電路系統。自波產生器412產生的電磁波416係經由照明表面414發射並在順向方向上傳 播。控制器404可藉由控制波產生器412(例如，藉由調整供應至波產生器412之電流)來控制電磁波416之強度。控制器404可為包括於波產生器412中之組件，或藉由電線連接至波產生器412之分離組件，或藉由遠端信號(諸如，紅外線信號、射頻信號、WIFI信號或任一電信信號)控制波產生器412的無線遠端組件(未圖示)。
在一些實施例中，照明單元400進一步包含面向第一電磁波源之照明表面414的擴散器418。擴散器418經組態以擴散自第一電磁波源傳輸的入射電磁波416。在本發明之一些實施例中，擴散器418可為面向第一電磁波源之照明表面414且經組態以擴展電磁波418以提供所要視場的任何光束擴展器。在圖5中示意性地展示擴散器之工作機制。如圖5中所展示，當電磁波502進入擴散器504時，電磁波由於電磁波在擴散器中之散射而重新分佈。具有某一散射角度(如展示為θ角度)的散射之電磁波佔據最大強度，且電磁波強度隨散射角度θ之增加而減小。擴散器504之完整視角可由具有一散射角度之電磁波界定，在該散射角度情況下，電磁波之強度減小至電磁波之最大強度的50%。
返回參看圖4，照明單元400進一步包含包括照明表面408、波產生器406及控制器402之第二電磁波源。波產生器406包括經組態以藉由各種方法(例如，藉由將電能變換成第二電磁波)產生第二電磁波的電路系統。自波產生器406產生的電磁波410係經由照明表面408發射並在順向方向上傳播。控制器402可藉由控制波產生器406(例如，藉由調整供應至波產生器之電流)來控制電磁波410之強度。
在一些實施例中，照明單元400進一步包含面向第二電磁波源之照明表面408的擴散器420。擴散器420經組態以擴散自第二電磁波 源傳輸的入射電磁波410。擴散器420之大小可大於擴散器418之大小。擴散器418及擴散器420可彼此重疊。擴散器418可置放於擴散器420之凹面部分中，以使得擴散器418及擴散器420置放於同一平面上。擴散器418及擴散器420可由相同材料或不同材料製成。
經由擴散器418擴散的電磁波416與經由擴散器420擴散之電磁波410合併以形成較大照明區域。且擴散器420可經選擇以具有小於擴散器418之視角的視角，如藉由所擴散電磁波422及424之散射角度示意性展示。以此方式，照明單元400可提供具有較小視場角度之較大照明區域。此外，擴散器420及擴散器418可係選自具有不同光散射度的不同材料，使得所擴散電磁波422及424具有不同品質(例如，柔軟度/硬度)。舉例而言，擴散器418可經選擇以具有高於擴散器420之光散射度的光散射度，使得經由擴散器418擴散之光為軟光而經由擴散器420擴散之光為硬光。以此方式，照明單元400可提供具有不同位準柔軟度/硬度之兩個不同電磁波。
現參看圖6，指示符合本發明之一些實施例的操作如圖4中所展示之照明單元的例示性方法之流程圖。在圖6中，步驟S602及S604描述操作第一電磁波源之步驟。在步驟S602中，第一電磁波(諸如，圖4之電磁波416)係自第一電磁波源(諸如，圖4之波產生器412)發射，並在順向方向上傳輸。第一電磁波可為窄頻寬或寬頻寬電磁波，以及其他。在步驟S604中，第一電磁波進入第一擴散器(諸如，圖4之擴散器418)，且擴散之第一電磁波照明樣本之第一區。
在圖6中，步驟S606及S608描述操作第二電磁波源之步驟。在步驟S606中，第二電磁波(諸如，電磁波410)係自第二電磁波源(諸 如，波產生器406)發射，並在順向方向上傳輸。第二電磁波可為窄頻寬或寬頻寬電磁波，以及其他。在步驟S608中，第二電磁波進入第二擴散器(諸如，擴散器420)，且擴散之第二電磁波照明樣本之第二區。在一些實施例中，第一區及第二區重疊，而在其他實施例中，其不重疊。結果，在步驟S610中，樣本之第一區係由擴散之第一電磁波照明，而樣本之第二區係由擴散之第二電磁波照明。第二擴散器可經選擇以具有小於第一擴散器之視角的視角，以此方式，樣本可具有具有較小視場角度之較大照明區域。第二擴散器可經選擇以具有小於第一擴散器之散射度的散射度。以此方式，樣本可由具有兩個不同位準之柔軟度的兩個電磁波照明，在此情況下，較軟第一電磁波係藉由較硬第二電磁波環繞，該第二電磁波可部分或完全重疊第一電磁波。
現參看圖7，其為說明符合本發明之一些實施例的具有經配置成背對背形式的兩個電磁波源之例示性照明單元的示意圖。如圖7中所展示，照明單元700包含包括照明表面718、波產生器716及控制器704之第一電磁波源。波產生器716包括經組態以藉由各種方法(例如，藉由將化學能變換成電磁波)產生第一電磁波的電路系統。藉由波產生器716產生的電磁波720係經由照明表面718發射並在順向方向上傳播。控制器704可藉由控制波產生器716(例如，藉由調整供應至波產生器716之電流)來控制電磁波720之強度。控制器704可為包括於波產生器716中之組件，或藉由電線連接至波產生器716之分離組件，或藉由遠端信號(諸如，紅外線信號、射頻信號、WIFI信號或任一電信信號)控制波產生器716的無線遠端組件(未圖示)。
在一些實施例中，照明單元700進一步包含面向第一電磁 波源之照明表面718的擴散器722。擴散器722經組態以擴散自第一電磁波源傳輸的入射電磁波720。
照明單元700可進一步包含包括照明表面712、波產生器714及控制器702之第二電磁波源。波產生器714包括經組態以藉由各種方法(例如，藉由將電能變換成第二電磁波)產生第二電磁波的電路系統。藉由波產生器714產生的電磁波708係經由照明表面712發射並在逆向方向上傳播。控制器702可藉由控制波產生器714(例如，藉由調整供應至波產生器之電流)來控制電磁波708之強度。波產生器714及波產生器716可經配置成先前界定之背對背組態形式。
在本發明之一些實施例中，第一電磁波源及第二電磁波源可為同一類型或不同類型的電磁波源。第一電磁波之頻寬可與第二電磁波之頻寬相同或不同。第一及第二電磁波之頻寬可為窄或寬。在本發明之一些實施例中，第一及第二電磁波源之類型可為無機發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、冷陰極螢光燈、電漿燈、鎢燈、氙燈、汞弧燈或汞氙放電燈，以及其他。第一及第二電磁波源可具有相同大小或不同大小。視控制器102及104之方式(協同或獨立以及其他)而定，第一電磁波之強度可與第二電磁波之強度相同或不同。
照明單元700進一步包含經組態以反射及準直自第二電磁波源傳輸之電磁波708的反射器706。反射器706之反射表面可為彎曲鏡面，使得具有各種入射角的入射之電磁波可在彎曲鏡面之表面上反射以形成在順向方向上傳播之平行電磁波。反射器706不限於彎曲鏡面，其可為可改變電磁波之傳播方向或可濾波某些電磁波以使得僅僅平行或實質上平行於某一方向(在此情況下，順向方向)行進之彼等電磁波允許通過的任何 準直器或器件。
照明單元700進一步包含面向擴散器706之擴散器724。擴散器724經組態以擴散入射反射之第二電磁波710。擴散器724之大小可大於擴散器722之大小。擴散器之大小可類似於反射器706之大小。擴散器722及擴散器724可彼此重疊。擴散器722可置放於擴散器724之凹面部分中，以使得擴散器722及擴散器724置放於同一平面上。擴散器722及擴散器724可由相同材料或不同材料製成。經由擴散器722擴散之電磁波720與經由擴散器724擴散之電磁波710合併以形成較大照明區域。且擴散器724可經選擇以具有小於擴散器722之視角的視角，如藉由所擴散電磁波726及728之散射角度示意性展示。以此方式，照明單元700可提供具有較小視場角度之較大照明區域。此外，擴散器722及擴散器724可係選自具有不同光散射度的不同材料，使得所擴散電磁波726及728具有不同品質(例如，柔軟度/硬度)。舉例而言，擴散器724可經選擇以具有高於擴散器722之光散射度的光散射度，使得經由擴散器724擴散之光為軟光而經由擴散器722擴散之光為硬光。以此方式，照明單元700可提供具有不同位準柔軟度/硬度之兩個不同電磁波。
現參看圖8，指示符合本發明之一些實施例的操作如圖7中所展示之照明單元的例示性方法之流程圖。在圖8中，步驟S802及S804描述操作第一電磁波源之步驟。在步驟S802中，第一電磁波(諸如，圖7之電磁波720)係自第一電磁波源(諸如，圖7之波產生器716)發射，並在順向方向上傳輸。第一電磁波可為窄頻寬或寬頻寬電磁波，以及其他。在步驟S804中，第一電磁波進入第一擴散器(諸如，圖7之擴散器722)，且擴散之第一電磁波照明樣本之第一區。
在圖8中，步驟S806至S810描述操作第二電磁波源之步驟。在步驟S806中，第二電磁波(諸如，圖7之電磁波708)係自第二電磁波源發射並在逆向方向上傳輸。第二電磁波可為窄頻寬或寬頻寬電磁波，以及其他。在步驟S808中，第二電磁波係藉由反射器反射及準直並在順向方向上傳播。在步驟S810中，反射之第二電磁波進入第二擴散器(諸如，圖7之擴散器724)，且擴散之第二電磁波照明樣本之第二區。結果，在步驟S812中，樣本之第一區係由擴散之第一電磁波照明，而樣本之第二區係由擴散之第二電磁波照明(例如，諸如圖2中所展示)。第二擴散器可經選擇以具有小於第一擴散器之視角的視角。以此方式，樣本可具有具有較小視場角度之較大照明區域。第二擴散器可經選擇以具有小於第一擴散器之散射度的散射度。以此方式，樣本可由具有兩個不同位準柔軟度之兩個電磁波照明，在此情況下較軟第一電磁波係藉由較硬第二電磁波環繞。
現參看圖9，其為說明符合本發明之一些實施例的具有經配置成先前界定之背對背組態形式的兩個電磁波源之例示性照明單元的示意圖。如圖9中所展示，照明單元900包含包括照明表面918、波產生器916及控制器904之第一電磁波源。波產生器916包括經組態以藉由各種方法(例如，藉由將化學能變換成電磁波)產生第一電磁波的電路系統。藉由波產生器916產生的電磁波920係經由照明表面918發射並在順向方向上傳播。控制器904可藉由控制波產生器916(例如，藉由調整供應至波產生器之電流)來控制電磁波920之強度。控制器904可為包括於波產生器916中的組件，或藉由電線連接至波產生器916之分離組件，或藉由遠端信號控制波產生器916的無線遠端組件(未圖示)。
在一些實施例中，照明單元900進一步包含面向第一電磁 波源之照明表面918的擴散器922。擴散器922經組態以擴散自第一電磁波源傳輸的入射電磁波920。在本發明之一些實施例中，擴散器922及照明表面918可具有具有實質上相同半徑之圓形形狀。在本文中「實質上相同半徑」意謂擴散器922之半徑及照明表面918之半徑可存在至多±10%差異。
照明單元900進一步包含面向擴散器922之聚光器928。聚光器928經組態以準直經由擴散器922傳輸的入射之電磁波。聚光器928可為光學準直器，諸如透鏡但不限於透鏡。聚光器928可為可改變電磁波之傳播方向或可濾波某一電磁波以使得僅僅平行或實質上平行於某一方向(在此情況下，順向方向)行進之彼等電磁波允許通過的任一準直器或器件。聚光器928不限於光學準直器；其可為經組態以會聚經由擴散器922傳輸的入射之電磁波的任何元件或器件。聚光器928可同時提供準直及會聚功能兩者。聚光器928及擴散器922可接觸或彼此間隔開。聚光器928可具有與擴散器922之大小實質上相同或不同的大小。在本文中，「實質上相同」意謂聚光器928之大小及擴散器922之大小可存在至多±10%差異。
照明單元900進一步包含包括照明表面912、波產生器914及控制器902之第二電磁波源。波產生器914包括經組態以藉由各種方法(例如，藉由將電能變換成第二電磁波)產生第二電磁波的電路系統。藉由波產生器914產生的電磁波908係經由照明表面912發射並在逆向方向上傳播。控制器902可藉由控制波產生器914(例如，藉由調整供應至波產生器之電流)來控制電磁波908之強度。波產生器914及波產生器916可經配置成背對背形式，其中波產生器完全重疊或部分重疊。
在本發明之一些實施例中，第一電磁波源及第二電磁波源 可為同一類型或不同類型的電磁波源。第一電磁波之頻寬可與第二電磁波之頻寬相同或不同。第一及第二電磁波之頻寬可為窄或寬，以及其他。在本發明之一些實施例中，第一及第二電磁波源之類型可為無機發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、冷陰極螢光燈、電漿燈、鎢燈、氙燈、汞弧燈或汞氙放電燈，以及其他。第一及第二電磁波源可具有相同大小或不同大小。視控制器102及104之方式(協同或獨立)而定，第一電磁波之強度可與第二電磁波之強度相同或不同。
照明單元900進一步包含經組態以準直自第二電磁波源傳輸之電磁波908的反射器906。反射器906之反射表面可為彎曲鏡面，使得具有各種入射角的入射之電磁波可在彎曲鏡面之表面上反射以形成在順向方向上傳播之平行電磁波。反射器906不限於彎曲鏡面；其可為可改變電磁波之傳播方向或可濾波某些電磁波以使得僅僅平行或實質上平行於某一方向(在此情況下，順向方向)行進之彼等電磁波允許通過的任何準直器或器件。
照明單元900進一步包含面向擴散器906之擴散器924。擴散器924經組態以擴散入射反射之第二電磁波910。擴散器924之大小可大於擴散器922之大小。擴散器924之大小可類似於反射器906之大小。擴散器922及擴散器924可彼此重疊。擴散器922可置放於擴散器924之凹面部分中，以使得擴散器922及擴散器924置放於同一平面上。擴散器922及擴散器924可由相同材料或不同材料製成。
自第一電磁波源發射之第一電磁波係藉由聚光器928準直或會聚。此外，在聚光器928之前，第一電磁波經由擴散器922傳輸並藉由擴散器重新分佈。以此方式，可獲得具有較大視場角度之相對較小區 域。經由擴散器922及聚光器928傳輸的電磁波920與經由擴散器924擴散之電磁波910合併以形成較大照明區域。且擴散器924可經選擇以具有小於擴散器922之視角的視角，如藉由所擴散電磁波926及930之散射角度示意性展示。以此方式，照明單元900可提供具有較小視場角度之較大照明區域。電磁波930照明樣本之第一區域且電磁波926照明樣本之第二區域。第一區域及第二區域可重疊，或可不重疊。
擴散器922及擴散器924可係選自具有不同光散射度的不同材料，使得所擴散電磁波926及928具有不同品質(例如，柔軟度/硬度)。舉例而言，擴散器924可經選擇以具有高於擴散器922之光散射度的光散射度，使得經由擴散器924擴散之光為軟光而經由擴散器922擴散之光為硬光。以此方式，照明單元900可提供具有不同位準柔軟度/硬度之兩個不同電磁波。
控制器902及控制器904可協同或獨立地操作。控制器902及控制器904可分別控制兩個電磁波源之光通量。藉由調整其各別控制電路，至用於照明之影像系統中的可用光通量可對於不同視場而平衡。
兩個電磁波源可同時操作。當第一電磁波源斷開同時保持第二電磁波源接通時，照明單元給出環形狀照明。以此方式，照明單元表現為暗場模式，其指示高頻特徵被啟動而低頻特徵未啟動。影像之對比度可在此照明模式中增強。
藉助於實例，在本發明之一些實施例中，具有在515至575nm之間的波長範圍之綠色LED用於第一及第二電磁波源。在50%相對光強度下的LED之視角為大約120°，而在85%相對光強度下的視角為大約60°。為了使全視場中之照明相對均勻，可使用60°視角。運用散熱片的情 況下，LED大小可為Φ=10mm。對於在順向方向上之照明，具有Φ=10mm之大小的擴散器922置放在照明表面918的前方。照明表面918與擴散器922之間的分隔距離為大約8.66mm。在擴散器922之後，使用具有大約8.66mm之有效焦距的收集器透鏡928，使得來自照明表面918之光經由擴散器922擴散並藉由收集器透鏡928準直。擴散器922具有±30°之均勻散射光角度。以此方式，對於在順向方向上的照明，可達成具有30°之視場角度的Φ=10mm之照明區域。
另一方面，對於在逆向方向上之照明，亦使用照明表面912之60°視角。反射器906置放於照明表面912的前方。反射器906與照明表面912之間的分隔距離為大約30mm。反射器906之曲率半徑為約60mm。來自LED源2之光係藉由反射器906準直並在順向方向上傳播。面向反射器906之擴散器924經置放，以使得藉由反射器906準直之光經由擴散器924擴散。擴散器924與擴散器922接觸及同心。擴散器924具有Φ=30mm之大小，且其均勻散射光角度為大約±10°。以此方式，對於在逆向方向上之照明，可達成具有10°之視場角度的Φ=30mm之照明區域。
照明單元900可進一步包含符合本發明之一些實施例的投影源自兩個電磁波源之電磁波的投影透鏡932。視透鏡之放大率而定，投影透鏡932可引導入射之電磁波至特定位置。當聚光器928之背焦平面不與擴散器重疊時，具有適當放大因數之投影透鏡可用以將擴散器共軛至聚光器之背焦平面上。放大因數可藉由改變投影透鏡與擴散器之間的距離來調整。
現參看圖10，流程圖指示符合本發明之一些實施例的操作如圖9中所展示之具有兩個電磁波源之照明單元的例示性方法。在圖10 中，步驟S1001至S1004描述操作第一電磁波源之步驟。在步驟S1001中，第一電磁波(諸如，圖9之電磁波920)係自第一電磁波源發射並在順向方向上傳輸至第一擴散器(諸如，圖9之擴散器922)。第一電磁波源可為窄頻寬或寬頻寬電磁波，以及其他。第一擴散器藉由散射機制重新分佈入射之第一電磁波。具有某一散射角度的散射之第一電磁波佔據最大強度，且電磁波強度隨散射角度之增加而減小。在步驟S1002中，擴散之第一電磁波通過面向第一擴散器之聚光器，諸如圖9之聚光器928。聚光器可藉由在順向方向上準直或會聚擴散之第一電磁波收集第一電磁波。在步驟S1003中，作為選項，所收集第一電磁波通過投影透鏡，諸如圖9中之投影透鏡932。在步驟S1004中，經由投影透鏡傳輸之第一電磁波輸出至樣本之第一區上。
在圖10中，步驟S1005至S1008描述操作第二電磁波源之步驟。在步驟S1005中，第二電磁波(諸如，圖9之電磁波908)係自第二電磁波源在逆向方向上發射並達至反射器(諸如，圖9之反射器906)。逆向方向與順向方向相反。反射器將第二電磁波之傳播方向改變至順向方向並準直第二電磁波。第二電磁波之類型可與第一電磁波之類型相同或不同。在步驟S1006中，反射之第二電磁波通過面向反射器之第二擴散器，諸如圖9之擴散器924。第二擴散器藉由散射機制重新分佈反射之第二電磁波。在步驟S1007中，作為選項，擴散之第二電磁波通過投影透鏡。在步驟S1008中，第二電磁波輸出至樣本之第二區上。在步驟S1009中，由於步驟S1001至1008之操作，第一電磁波及第二電磁波可同時照明樣本之兩個不同區。舉例而言，第一區可由電磁波譜中之紅光照明而第二區可由電磁波譜中之藍光照明。第一區及第二區可由具有不同強度之相同電磁波照 明。舉例而言，第一區可運用高強度光來照明而第二區運用低強度光來照明。第一區及第二區可重疊或可不重疊。此外，藉由選擇第一擴散器及第二擴散器之不同組合，照明方法可提供具有各種視場角度或各種電磁波品質之各種照明區域。
現參看圖11，其為說明符合本發明之一些例示性實施例的具有可自彼此移動之兩個電磁波源的例示性照明單元之示意圖。如圖11中所展示，照明單元1100包含包括照明表面1118、驅動器1116及控制器1104的第一電磁波源1134。驅動器1116包括經組態以例如藉由將一種類型之能量變換成經由照明表面1118發射的電磁波1120而產生第一電磁波的電路系統。控制器1104可藉由控制驅動器1116來控制電磁波1120之強度。驅動器1116進一步包括經組態以在順向-逆向方向上移動第一電磁波源的第一移動機構。第一移動機構可包含伺服馬達或機器人臂或磁性懸浮系統或磁力控制系統，以及其他。控制器1104可藉由控制第一移動機構之電路系統來控制移動之方向及速度。
照明單元1100進一步包含包括照明表面1112、驅動器1114及控制器1102之第二電磁波源1132。驅動器1114包括經組態以產生第二電磁波1108之電路系統。產生之第二電磁波1108經由照明表面1112發射。控制器1102可藉由控制驅動器1114來控制電磁波1108之強度。驅動器1114進一步包括經組態以在順向-逆向方向上移動第二電磁波源1132的第二移動機構。第二移動機構可包含伺服馬達或機器人臂或磁性懸浮系統或磁力控制系統，以及其他。第一及第二移動機構可相同或不同。控制器1102可藉由控制第二移動機構之電路系統來控制移動之方向及速度。第一及第二電磁波源經配置成背對背形式，其中第一及第二電磁波源完全重疊 或彼此部分地重疊。控制器1102及控制器1104可分別包括於驅動器1114及1116中，或可與驅動器1114及1116分開。
在一些實施例中，照明單元1100進一步包含擴散器1122、聚光器1126、反射器1106、擴散器1124及視情況投影透鏡(未圖示，類似於圖9中的投影透鏡932)。擴散器1122、聚光器1126、反射器1106、擴散器1124及投影透鏡的功能類似於如圖9中所展示之擴散器922、聚光器928、反射器906、擴散器924及投影透鏡932的功能，且為簡潔起見，在本文中省略詳述描述。經由擴散器1124擴散之電磁波1110與經由聚光器1126傳輸之電磁波合併以形成大照明區域。擴散器1124可經選擇以具有小於擴散器1122之視場角度的視場角度。電磁波1128照明樣本之第一區域且電磁波1130照明樣本之第二區域。在此情況下，第二區域環繞第一區域。第一及第二照明區域可藉由移動電磁波源而調整，例如，朝向反射器1106移動電磁波源1132可增加第二照明區域且朝向擴散器1122移動電磁波源1132可減小第二照明區域。以此方式，照明區域或視場角度可根據系統之要求即時調整。第一照明區域及第二照明區域可重疊或可不重疊。
現參看圖12，展示符合本發明之一些實施例的利用具有兩個電磁波源之照明單元的成像系統之例示性配置。如圖12中所示，成像系統1200包含符合上述實施例中的任一者之具有兩個電磁波源之照明單元1202。照明單元1202用作成像系統之照明單元。成像系統1200進一步包含物鏡1208、管透鏡1204及管透鏡1206，以及兩個光束分光器1210及1212。光束分光器1210及1212可由兩個三角形玻璃稜鏡或塗有金屬之鏡面或二向色鏡稜鏡以及其他製成。光束分光器1210經組態以將自照明單元1202發射的電磁波1230分裂成電磁波1232及電磁波1234。電磁波1232 進入管透鏡1206且電磁波1234進入光束分光器1212。光束分光器1212經組態以將電磁波1234進一步分裂成電磁波1236及電磁波1238，其分別進入管透鏡1204及物鏡1208。物鏡1208可為通用物鏡。管透鏡1204可包括用於高放大率成像系統的具有大焦距之透鏡1214。管透鏡1206可包括用於低放大率成像系統的具有小焦距之透鏡1218。透射穿過管透鏡1204、管透鏡1206及物鏡1208之電磁波分別照明樣本1216、1220及1228。揭示於本發明之一些實施例中的照明單元可用於包括高、正常及低放大率之此成像系統中，此係因為其考慮了小視場及大視場以及照明區域及視場之適應性調整兩者。
舉例而言，如圖12中所展示之成像系統1200的實例中所說明，通用物鏡1208可為具有大約85mm之有效焦距並經無窮校正的物鏡。用於高放大率成像系統之管透鏡1204可為具有大約215mm之有效焦距的透鏡。可達成大約0.12之物空間數值孔徑(NA)及Φ=2.4mm之視場。用於低放大率影像系統之管透鏡1206可為具有大約42.5mm之有效焦距的透鏡。可達成大約0.026之物空間NA及Φ=12mm之視場。以此方式且藉由使用揭示於本發明中之照明單元，可藉助於光束分光器1210及1212達成涵蓋高、正常及低放大率之成像系統。
現參看圖13，展示符合本發明之一些實施例的利用具有兩個電磁波源之照明單元的成像系統之例示性配置。如圖13中所示，成像系統1300包含符合上述實施例中的任一者之具有兩個電磁波源之照明單元1302。照明單元1302用作系統之照明單元。成像系統1300進一步包含透鏡之陣列M、N及K。每一透鏡陣列可包含複數個透鏡。在圖13中，陣列M包含複數個共同目標物鏡，展示為物鏡1304…物鏡1310；陣列N包含複 數個高放大率透鏡，展示為透鏡1314...物鏡1318；且陣列K包含複數個低放大率透鏡，展示為透鏡1320…透鏡1328。成像系統1300進一步包含兩個光束分光器1350及1360。光束分光器1350將自照明單元1302發射的電磁波分裂成分別進入陣列M之物鏡1304及光束分光器1360的兩個電磁波。光束分光器1360將自光束分光器1350傳輸之電磁波進一步分裂成分別進入陣列K之物鏡1320及陣列N之物鏡1318的兩個電磁波。經由物鏡陣列M、N及K傳輸之電磁波分別照明樣本1342、1340及1336。揭示於本申請案之一些實施例中的照明單元可用於此類影像系統，此係因為其考慮了小及大視場以及照明區域及視場之適應性調整兩者。
可以使用以下條項進一步描述實施例：
1.一種照明單元，其包含：一第一電磁波源，其包括用於在一第一方向上輸出一第一電磁波以照明一樣本之一第一區的電路系統；一第二電磁波源，其包括用於在與該第一方向實質上相反之一第二方向上輸出一第二電磁波的電路系統；及一反射器，其經組態以實質上在該第一方向上反射該第二電磁波以照明該樣本之一第二區。
2.如條項1之照明單元，其進一步包含：一第一控制器，其包括用於控制該第一電磁波源之電路系統；及一第二控制器，其包括用於控制該第二電磁波源之電路系統，其中該第一控制器及該第二控制器獨立地操作。
3.如條項2之照明單元，其進一步包含：一第一移動機構，其受該第一控制器控制以在該第一方向上移動該 第一電磁波源。
4.如條項2至3中任一項之照明單元，其進一步包含：一第二移動機構，其受該第二控制器控制以在該第二方向上移動該第二電磁波源。
5.如條項3至4中任一項之照明單元，其中該第一移動機構或該第二移動機構包括一伺服馬達、一機器人臂、一磁性懸浮系統或一磁力控制系統。
6.如條項5之照明單元，其中該第一移動機構或該第二移動機構包括一伺服馬達、一機器人臂、一磁性懸浮系統或一磁力控制系統包括該第一移動機構及該第二移動機構包括一伺服馬達、一機器人臂、一磁性懸浮系統或一磁力控制系統中之一或多者。
7.如條項1至6中任一項之照明單元，其進一步包含：一第一擴散器，其面向該第一電磁波源之一照明表面並經組態以擴散自該第一電磁波源輸出之該第一電磁波。
8.如條項7之照明單元，其中該反射器之一直徑大於該第一擴散器之一直徑。
9.如條項7至8中任一項之照明單元，其進一步包含：一聚光器，其面向該第一擴散器並準直經由該第一擴散器擴散的該第一電磁波。
10.如條項9之照明單元，其中該聚光器與該第一擴散器接觸。
11.如條項9至10中任一項之照明單元，其中該聚光器具有與該第一擴散器實質上相同的大小。
12.如條項7至11中任一項之照明單元，其進一步包含： 一第二擴散器，其面向該反射器並經組態以擴散自該反射器反射的該第二電磁波。
13.如條項12之照明單元，其中該第二擴散器之一大小大於該第一擴散器之一大小。
14.如條項12至13中任一項之照明單元，其中該第一擴散器及該第二擴散器係由同一材料製成。
15.如條項12至13中任一項之照明單元，其中該第一擴散器及該第二擴散器係由不同材料製成。
16.如條項7至15中任一項之照明單元，其進一步包含：一投影透鏡，其經組態以投影該第一擴散器及該第二擴散器中之至少一者至一預定位置。
17.如條項16之照明單元，其中該投影透鏡之一半徑與該第二擴散器之一半徑實質上相同。
18.如條項1至17中任一項之照明單元，其中該第一電磁波源及該第二電磁波源經背靠背配置。
19.如條項1至18中任一項之照明單元，其中該第一電磁波及該第二電磁波為一相同類型之電磁波。
20.如條項1至18中任一項之照明單元，其中該第一電磁波及該第二電磁波為不同類型的電磁波。
21.如條項1至20中任一項之照明單元，其中該第一電磁波及該第二電磁波為一寬頻帶電磁波。
22.如條項1至21中任一項之照明單元，其中反射器之半徑實質上為反射器與第二電磁波源之間的距離之兩倍。
23.如條項1至21中任一項之照明單元，其中該第一區及該第二區相互不重疊。
24.如條項1至21中任一項之照明單元，其中該第一區及該第二區彼此部分地重疊。
25.一種照明單元，其包含：一第一擴散器，其經組態以自一第一電磁波源擴散一第一電磁波至一樣本的一第一區上；及一第二擴散器，其經組態以自一第二電磁波源擴散一第二電磁波至該樣本之一第二區上，其中自該第一擴散器及該第二擴散器擴散的該第一電磁波及該第二電磁波同時照明該樣本之該第一區及該第二區。
26.如條項25之照明單元，其中該第一擴散器及該第二擴散器彼此重疊。
27.如條項25至26中任一項之照明單元，其中該第一擴散器之一大小小於該第二擴散器之一大小。
28.如條項25之照明單元，其中該第一擴散器置放於該第二擴散器之一凹面部分中，以使得該第一擴散器及該第二擴散器置放於同一平面上。
29.如條項25至28中任一項之照明單元，其進一步包含：一反射器，其反射該第二電磁波至與該第一電磁波之一傳播方向實質上相同的一方向。
30.一種成像系統。其使用如條項1至29中任一項之照明單元作為一照明源。
31.如條項30之成像系統，其進一步包含：至少兩個管透鏡，其具有不同數值孔徑。
32.如條項30至31中任一項之成像系統，其進一步包含：至少兩個管透鏡，其具有不同視場。
33.如條項30之成像系統，其中：該成像系統包含複數個成像系統；該複數個成像系統中之至少一者包含具有不同數值孔徑之至少兩個管透鏡；且該第一電磁波及該第二電磁波藉由通過至少一個光束分光器到達該複數個成像系統。
34.一種照明器件，其包含：一第一電磁波源，其包括用於在一第一方向上輸出一第一電磁波的電路系統；一第二電磁波源，其包括用於在與該第一方向實質上相反之一第二方向上輸出一第二電磁波的電路系統；一第一光束擴展器，其面向該第一電磁波源並經組態以擴展該輸出之第一電磁波以提供一第一視場角度；一光束準直器，其面向該第一光束擴展器並經組態以準直該經擴展之第一電磁波；一光束反射器，其面向該第二電磁波源並經組態以反射該輸出之第二電磁波；及一第一光束擴展器，其面向該光束反射器並經組態以擴展該反射之第二電磁波以提供一第二視場角度。
35.如條項34之照明器件，其進一步包含：一投影透鏡，其經組態以投影該第一光束擴展器及該第二光束擴展器中之至少一者至一預定位置。
36.一種成像系統，其使用如條項34至35中任一項作為一照明源之照明器件。
37.一種用於照明一樣本之方法，其包含：在一第一方向上輸出一第一電磁波以照明該樣本之一第一區；在與該第一方向實質上相反之一第二方向上輸出一第二電磁波；及實質上在該第一方向上反射該第二電磁波以照明該樣本之一第二區。
38.如條項37之方法，其進一步包含：經由一第一光束擴展器傳遞該第一電磁波。
39.如條項38之方法，其進一步包含：經由一準直器傳遞該經擴展第一電磁波；及經由一第二光束擴展器傳遞該反射之第二電磁波。
40.如條項39之方法，其進一步包含：經由一投影透鏡傳遞該準直之第一電磁波及該經擴展第二電磁波。
雖然先前提及之實施例係關於照明一樣本，但所描述實施例可用於其他領域。舉例而言，在生命科學及醫療研究中，生理參數(例如，血流量、耗氧量、組織代謝物(諸如，血紅素)之濃度)可藉由判定組織之光學性質(例如，藉由量測在一或多個波長處之光藉由組織的吸收)來量測。需要能夠使用不同光波長同時收集不同生理資料，例如同時即時監視諸如組織氧合及總血量之組織參數。
上文參考方法、裝置(系統)及電腦程式產品之流程圖說明或方塊圖描述實例實施例。應理解流程圖說明或方塊圖之每一區塊，及流程圖說明或方塊圖中之區塊的組合可使用電腦程式指令(例如，藉由傳遞指令至圖1、圖4、圖7、圖9及圖11中展示之各種控制器)來實施。可將此等電腦程式指令提供至電腦或其他可程式化資料處理裝置之處理器以產生一機器，以使得經由該電腦或其他可程式化資料處理裝置之處理器執行之指令建立用於實施該或該等流程圖或方塊圖區塊中所指定之功能/動作之手段。
此等電腦程式指令亦可儲存於電腦可讀媒體中，該等電腦程式指令可指導電腦、其他可程式資料處理裝置或其他器件之硬體處理器核心以特殊方式起作用，使得儲存於電腦可讀媒體中之指令形成包括指令的製品，該等指令實施該或該等流程圖或方塊圖區塊中指定之功能/動作。
電腦程式指令亦可載入至電腦、其他可程式化資料處理裝置或其他器件上，以使在該電腦、其他可程式化裝置或其他器件上執行一系列操作步驟以產生電腦實施之程序，使得在該電腦或其他可程式化裝置上執行之指令提供用於實施一或多個流程圖或方塊圖區塊中所指定之功能/動作之程序。
可利用一或多個電腦可讀媒體之任何組合。電腦可讀媒體可為一非暫時性電腦可讀儲存媒體。電腦可讀儲存媒體可為例如但不限於：電子、磁性、光學、電磁、紅外線或半導體系統，裝置、或器件，或前述各者之任何合適組合。電腦可讀儲存媒體之更特定實例(非詳盡清單)將包括以下各者：具有一或多個電線之電連接、攜帶型電腦磁片、硬碟、 隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、可抹除可程式化唯讀記憶體(EPROM、EEPROM或快閃記憶體)、光纖、攜帶型緊密光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、光學儲存器件、磁性儲存器件或前述各者之任何合適組合。在此文件之內容背景中，電腦可讀儲存媒體可為可含有或儲存用於由指令執行系統、裝置或器件使用或結合指令執行系統、裝置或器件使用的程式之任何有形媒體。
體現於電腦可讀媒體上的程式碼可使用任何適當媒體(包括但不限於無線、有線、光纖纜線、RF、IR等或前述之任何合適的組合)來傳輸。
可將用於進行實例實施例之操作的電腦程式碼寫入一或多個程式設計語言之任何組合中，包括物件導向程式設計語言(諸如，Java、Smalltalk、C++或其類似者)，及習知程序程式設計語言(諸如「C」程式設計語言或類似程式設計語言)。
諸圖中之流程圖及方塊圖說明根據各種實施例之系統、方法及電腦程式產品的可能實施之架構、功能性及操作的實例。亦應注意，在一些替代實施中，區塊中所提及之功能可按不同於圖中所提及之次序出現。舉例而言，視所涉及的功能性而定，以連續方式展示的兩個區塊實際上可實質上同時執行，或該等區塊有時可以相反次序執行。
應理解所描述實施例並不相互排斥，且結合一個實例實施例描述之元件、組件、材料或步驟可以合適之方式與其他實施例組合或自其他實施例去除以實現所要的設計目標。
本文中對「一些實施例」或「一些例示性實施例」的參考意謂結合實施例描述之特定特徵、結構或特性可包括於至少一個實施例 中。在說明書中之各個位置中的片語「一個實施例」、「一些實施例」或「一些例示性實施例」的出現不必全部指代同一實施例，亦不係與其他實施例一定相互排斥的獨立或替代實施例。
應理解本文所闡述之實例方法的步驟未必需要按所描述次序執行，且此類方法之步驟的次序應被理解為僅係實例。同樣，額外步驟可包括於此類方法中，且某些步驟可在方法符合各種實施例之方法中被省略或組合。
如本申請案中所使用，詞「例示性」在本文中用以意謂充當實例、例子或說明。本文中被描述為「例示性」之任何態樣或設計未必被解釋為比其他態樣或設計較佳或有利。實情為，使用該詞意欲以具體方式呈現概念。
除非另外明確陳述，否則每一數值及範圍應解釋為近似，就好像在值或範圍的值之前諸如「大約」或「大致」或其類似者之詞。
在申請專利範圍中圖編號或圖參考標記之使用意欲識別所主張標的物之一或多個可能的實施例以促進對申請專利範圍之解釋。此類使用並不被解釋為將彼等申請專利範圍之範疇一定限制於對應圖中展示之實施例。
儘管以下方法請求項中之元件(若存在)係以具有對應標記之特定序列列舉，但除非申請專利範圍敍述另外暗示用於實施彼等元件之一些或所有的特定序列，否則彼等元件未必意欲限於以彼特定序列實施。
將進一步理解熟習此項技術者可在不脫離如以下申請專利範圍中表述之範疇的情況下對已經描述並經說明以便解釋所描述實施例之性質的部分在細節、材料及配置方面進行各種變化。
900        照明單元 902        控制器 904        控制器 906        反射器 908        電磁波 910        第二電磁波 912        照明表面 914        波產生器 916        波產生器 918        照明表面 920        電磁波 922        擴散器 924        擴散器 926        電磁波 928        聚光器 930        電磁波 932        投影透鏡

Claims (15)

  1. 一種照明單元，其包含：一第一電磁波源，其包括用於在一第一方向上輸出一第一電磁波以照明一樣本之一第一區的電路系統(circuitry)；一第二電磁波源，其包括用於在與該第一方向實質上相反之一第二方向上輸出一第二電磁波的電路系統；及一反射器，其經組態以反射該第二電磁波實質上在該第一方向上以照明該樣本之一第二區。
  2. 如請求項1之照明單元，其進一步包含：一第一控制器，其包括用於控制該第一電磁波源之電路系統；及一第二控制器，其包括用於控制該第二電磁波源之電路系統，其中該第一控制器及該第二控制器獨立地操作。
  3. 如請求項2之照明單元，其進一步包含：一第一移動機構，其受該第一控制器控制以在該第一方向上移動該第一電磁波源。
  4. 如請求項2之照明單元，其進一步包含：一第二移動機構，其受該第二控制器控制以在該第二方向上移動該第二電磁波源。
  5. 如請求項3之照明單元，其中該第一移動機構或該第二移動機構包括一伺服馬達、一機器人臂、一磁性懸浮系統或一磁力控制系統。
  6. 如請求項5之照明單元，其中該第一移動機構或該第二移動機構包括一伺服馬達、一機器人臂、一磁性懸浮系統或一磁力控制系統包括該第一移動機構及該第二移動機構包括一伺服馬達、一機器人臂、一磁性懸浮系統或一磁力控制系統中之一或多者。
  7. 如請求項1之照明單元，其進一步包含：一第一擴散器，其面向該第一電磁波源之一照明表面並經組態以擴散自該第一電磁波源輸出之該第一電磁波。
  8. 如請求項7之照明單元，其中該反射器之一直徑大於該第一擴散器之一直徑。
  9. 如請求項7之照明單元，其進一步包含：一聚光器，其面向該第一擴散器並準直經由該第一擴散器擴散的該第一電磁波。
  10. 如請求項9之照明單元，其中該聚光器與該第一擴散器接觸。
  11. 如請求項9之照明單元，其中該聚光器具有與該第一擴散器實質上相同的大小。
  12. 如請求項7之照明單元，其進一步包含：一第二擴散器，其面向該反射器並經組態以擴散自該反射器反射的該第二電磁波。
  13. 如請求項12之照明單元，其中該第二擴散器之一大小大於該第一擴散器之一大小。
  14. 如請求項12之照明單元，其中該第一擴散器及該第二擴散器係由同一材料製成。
  15. 一種用於照明一樣本之方法，其包含：在一第一方向上輸出一第一電磁波以照明該樣本之一第一區；在與該第一方向實質上相反之一第二方向上輸出一第二電磁波；及反射該第二電磁波實質上在該第一方向上以照明該樣本之一第二區。
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