TWI817509B - 可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置，包括一光路模組、一光源模組、一光接收模組以及一載物台，其中光路模組包括一分光鏡以及一聚焦透鏡；光源模組包括一光產生器用以產生一入射光而射入分光鏡；光接收模組包括一空間濾波器；載物台供待測物設置。入射光穿透聚焦透鏡後射向待測物，在待測物上產生一反射光射回分光鏡後，反射光再射向空間濾波器以過濾未聚焦在待測物者。光路模組、光源模組、光接收模組及載物台能夠在操作台上進行拆組，以彈性地配置為能夠執行光學掃描之適應性組合。

Description

可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置

本發明係提供一種共軛焦光學掃描顯微裝置，尤指一種可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置。

共軛焦顯微儀器，因有著高解析度和對比度，而被廣泛地應用，特別是在生物科技領域。

習知的共軛焦顯微儀器，為了能夠獲得微小待測物的清晰圖像，所以需要將多個精密的光學元件設置在儀器的外殼之中，並且能提供足夠的設置空間而讓所述多個光學元件能夠精確的對焦，但儀器本身並無模組化而不能夠進行拆組，因此造成儀器整體的體積龐大而笨重，導致使用者不易攜帶的困擾；再者，所述多個光學元件在儀器之中的配置是固定的，無法因應需求而改變光學元件之間的配置(例如改變光學元件之間的方位)，也無法因應需求而調整光學元件的數量，例如增加光學元件而進行擴充。

因此，如何解決上述習知共軛焦顯微儀器不易攜帶的問題，即為本發明之主要重點所在。

發明人遂竭其心智悉心研究，進而研發出一種可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝，透過模組化且能夠在操作台上進行拆組，以便於攜帶。

本發明所提供之一種可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置，其能夠被模組化而組設在一操作台上，以對一待測物進行光學掃描而獲得影像，所述裝 置包括一光路模組、一光源模組、一光接收模組以及一載物台。光路模組包括一分光鏡以及一聚焦透鏡，該分光鏡具有一入光側、一反射側以及一出光側，該聚焦透鏡位於該分光鏡的反射側；光源模組包括一光產生器，該光產生器用以產生一入射光而能夠沿一第一軸向由該入光側射入該分光鏡；光接收模組，包括一空間濾波器；載物台，供該待測物設置，該載物台位在該分光鏡相反於有該聚焦透鏡的一側。所述光學掃描，為該入射光射入該分光鏡並穿透該聚焦透鏡後射向該待測物，以至該入射光在該待測物上產生一反射光由該反射側射回該分光鏡後轉向該出光側，該反射光再射向該空間濾波器以過濾未聚焦在該待測物者。該光路模組、該光源模組、該光接收模組及該載物台在所述操作台上能夠拆組，以彈性地配置為能夠執行所述光學掃描之適應性組合。

藉此，本發明之可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置，藉由將執行所述光學掃描的光學元件模組化，且能夠在使用時再組裝於操作台上，而在不同的操作台上能夠隨裝即用，且使用後能夠從操作台上拆離，藉此達到易於攜帶的功效。再者，光學元件經模組化之後，模組之間的配置可視現場的操作台狀態而進行調整，並且能夠透過光學元件的模組化而有利於擴充，以達到操作與使用上具便利性之功效。

100:可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置

200:操作台

300:待測物

10:光路模組

11:分光鏡

111:入光側

112:反射側

113:出光側

12:聚焦透鏡

13:反射鏡

14:第一滑台

15:第一柱體

16:第一調整組件

161:第一夾塊

162:第一伸縮桿

163:第一定位座

20:光源模組

21:光產生器

22:第二調整組件

221:第二夾塊

222:第二伸縮桿

223:第二定位座

30:光接收模組

31:空間濾波器

32:第二滑台

33:第二柱體

40:載物台

50:滑軌座

LI:入射光

LR:反射光

Z:第一軸向

X:第二軸向

圖1係本發明之一種實施例之方塊示意圖。

圖2係圖1加入反射鏡時之方塊示意圖。

圖3係圖2之光源模組變換位置時之方塊示意圖。

圖4係圖2之所有模組因應操作台為直立時變換位置之方塊示意圖。

圖5係圖2之所有模組因應操作台為倒置時變換位置之方塊示意圖。

圖6係本發明實施例之組裝狀態之構造示意圖。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明如後。

請參考圖1至圖6所示，本發明提供一種可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置100，其能夠被模組化而組設在一操作台200上，以對一待測物300進行光學掃描而獲得影像。

所述可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置100，包括一光路模組10、一光源模組20、一光接收模組30以及一載物台40，其中：

所述光路模組10，包括一分光鏡11以及一聚焦透鏡12，也可以包括一反射鏡13。其中，分光鏡11具有一入光側111、一反射側112以及一出光側113，而聚焦透鏡12是位在分光鏡11的反射側112，反射鏡13則可選用而設置。

所述光源模組20，包括一光產生器21，光產生器21用以產生一入射光LI而能夠沿一第一軸向Z由該入光側111射入分光鏡11。光產生器21可以是一種雷射光產生器，而入射光LI則為雷射光，但本發明並不以此例為限，具有能夠等效替換之光源(例如汞燈)，皆屬本發明所欲保護之範疇。

所述光接收模組30，包括一空間濾波器31。光接收模組30可以包括一光功率計(圖中未示)，其可設在空間濾波器31之後，用以測量光功率。

所述載物台40，用以供設置待測物300，載物台40是位在分光鏡11相反於有聚焦透鏡12的一側。載物台40可以有多種尺寸，視待測物300的大小能夠選用而替換。

所述光學掃描，為入射光LI射入分光鏡11，並穿透聚焦透鏡12後射向待測物300，以至入射光LI在待測物300上產生一反射光LR由反射側112射回分光鏡11後，反射光LR由分光鏡11轉向出光側113，此時的反射光LR再射向空間濾波器31，由空間濾波器31過濾反射光LR中未聚焦在待測物300者，即反射光LR僅讓聚焦在待測物300者通過，以去除非焦點平面的散射光，使待測物300的影像能清晰成像。

所述光路模組10、光源模組20、光接收模組30，以及載物台40各在操作台200上能夠拆組，以彈性地配置為能夠執行所述光學掃描之適應性組合。

於一實施例中，如圖1所示，光源模組20相對於光路模組10，是被設在光產生器21位於分光鏡11的入光側111，且光產生器21和聚焦透鏡12是在光軸平行的位置，供光產生器21所產生之入射光LI對準入光側111而直接射入分光鏡11。在此實施例中，光接收模組30相對於光路模組10的位置，是被設在空間濾波器31位於分光鏡11的出光側113，且空間濾波器31與聚焦透鏡12為光軸垂直的位置。

於另一實施例中，如圖2所示，當反射鏡13被選用時，將反射鏡13設在入射光LI射入入光側111的中途，此時光源模組20相對於光路模組10的位置，是被換至光產生器21位於反射鏡13旁側，而與光接收模組30位在同側的位置，且光產生器21和聚焦透鏡12此時為光軸垂直，供入射光LI射向反射鏡13再經反射而射入分光鏡11。

或者，光源模組20相對於光路模組10的位置，也可以是被換至光產生器21和光接收模組30位在光路模組10的兩相對側(如圖3所示)，光產生器21 和聚焦透鏡12此時亦為光軸垂直，供入射光LI射向反射鏡13再經反射而射入分光鏡11。

在此實施例中，光接收模組30相對於光路模組10的位置，同樣是被設在空間濾波器31位於分光鏡11的出光側113，且空間濾波器31與聚焦透鏡12為光軸垂直的位置。

而在不同實施態樣下，如圖4所示，當操作台200為直立狀態時，光路模組10、光源模組20、光接收模組30以及載物台40可對應呈直立狀態的操作台200而安裝設置；又如圖5所示，當操作台200為倒置狀態時，光路模組10、光源模組20、光接收模組30以及載物台40同樣可對應呈倒置狀態的操作台200而安裝設置，而在不同的方位均能夠實現上述之光學掃描。

併參圖6所示，進一步說明本發明之可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置100之組裝構造，以及於操作台200之安裝如下：

光路模組10包括一第一滑台14、一第一柱體15以及三個第一調整組件16，第一柱體15立設在第一滑台14，三個第一調整組件16可移動地設於第一柱體15，分光鏡11設在位於中間的第一調整組件16上、聚焦透鏡12設在位於下方的第一調整組件16上，而反射鏡13是設在位於上方的第一調整組件16上，這三個第一調整組件16能夠沿第一柱體15的長度方向移動，以調整分光鏡11、聚焦透鏡12及反射鏡13的相對位置。

承上，各第一調整組件16可以是分別包括一第一夾塊161、一第一伸縮桿162及一第一定位座163，第一夾塊161是設於第一柱體15而可在活動後固定，第一伸縮桿162則是穿伸於第一夾塊161且同樣可在活動後固定，而第一定位座163是位在第一伸縮桿162的一端，分光鏡11、聚焦透鏡12及反射鏡13是在對 應的位置而設於各第一定位座163。較佳地，反射鏡13為一種多自由度反射鏡，設有反射鏡13之第一調整組件16，其第一定位座163為活動式而可調角度。

光接收模組30可以是包括一第二滑台32及一第二柱體33，第二柱體33是設在第二滑台32，空間濾波器31設於第二柱體33遠離第二滑台32的一端。光源模組20包括一第二調整組件22，第二調整組件22是可移動地設於第二柱體33，光產生器21可以設在第二調整組件22上，第二調整組件22能夠調整光產生器21及空間濾波器31的相對位置。

上述實施例中的第二調整組件22分別包括一第二夾塊221、一第二伸縮桿222及一第二定位座223，第二夾塊221設於第二柱體33而可在活動後固定，第二伸縮桿222穿伸於第二夾塊221且可在活動後固定，第二定位座223位在第二伸縮桿222的一端，光產生器21設於第二定位座223上。

所述操作台200，包括一滑軌座50，光路模組10及光接收模組30分別可拆組地設於滑軌座50，且光路模組10及光接收模組30是能夠在滑軌座50上呈線性滑動，藉此而能夠調整光路模組10、光接收模組30和光源模組20之間的相對位置。所述光路模組10及光接收模組30與滑軌座50之間的線性滑動，例如圖6所示為鳩尾型之滑動結構，但本發明不以此為限，也可以是透過線性滑軌和滑座之搭配設置，或能夠等效替換者。

承上之實施例中，載物台40是在滑軌座50上組設後固定，滑軌座50能夠被以一驅動件(圖中未示)可驅動地連結，以此驅動件帶動載物台40沿垂直第一軸向Z之一第二軸向X進行一維方向的移動(平面空間)，此述移動並不限於一維方向，也可以是二維方向的(立體空間)，而驅動件例如是在伺服馬達，其與滑軌座50之間可以透過導螺桿及螺座連結(圖中未示)。此外，載物台40本身可以 連結致動器(圖中未示)，載物台40能夠被此致動器驅動而沿第一軸向Z移動，使待測物300靠近或遠離聚焦透鏡12，以實現對待測物300的對焦動作，但本發明不限於載物台40由致動器驅動而沿第一軸向Z移動進行對焦，所述致動器也可以是對應聚焦透鏡12而設置在光路模組10，以驅動聚焦透鏡12沿第一軸向Z移動，同樣可實現對焦動作。所述致動器，例如馬達或線性電動缸。

在上述的例子中，光源模組20和光接收模組30雖皆設在第二滑台32上，但在不同實施例時，光源模組20和光接收模組30也可以是設置在各自獨立的滑台上(圖中未示)；同理，光路模組10和光接收模組30雖分別設在第一滑台14和第二滑台32上，但在不同實施例時，光路模組10和光接收模組30也可以是設置在同一滑台上(圖中未示)。易言之，本發明之可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置100，凡光路模組10、光源模組20和光接收模組30以模組化設計而可拆組以變換位置者，皆屬本發明所欲保護之範疇。

再者，於不同實施態樣時，上述光路模組10、光源模組20、光接收模組30以及載物台40並不限於如各圖中所示的一組設置在一個滑軌座50上，也可以是光路模組10、光源模組20、光接收模組30以及載物台40之組合(例如圖2所示)而為多組，配合多個滑軌座50以並排擴充(圖中未示)，藉此能夠對同一待測物300進行陣列式的影像量測，例如表面形貌與粗糙度的量測。

由上述之說明不難發現本發明之特點在於，本發明之可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置100，透過將執行上述光學掃描的相關光學元件模組化，而包括光路模組10、光源模組20和光接收模組30，並且配合載物台40之設置，只要在有操作台200的環境下，即能夠組裝於操作台200上而使用，此述的使用是指 能夠在不同的操作台200上隨裝即用，且使用後能夠從操作台200上拆離，藉此達到易於攜帶的功效。

再者，上述相關光學元件經模組化之後，光路模組10、光源模組20和光接收模組30等模組之間的配置，可視現場的操作台200狀態而進行調整，例如設置方位的調整，並且能夠透過光學元件的模組化而有利於擴充，藉此更能達到操作與使用上具便利性之功效。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

100:可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置

200:操作台

300:待測物

10:光路模組

11:分光鏡

111:入光側

112:反射側

113:出光側

12:聚焦透鏡

13:反射鏡

20:光源模組

21:光產生器

30:光接收模組

31:空間濾波器

40:載物台

50:滑軌座

LI:入射光

LR:反射光

Z:第一軸向

X:第二軸向

Claims (9)

1. 一種可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置，其能夠被模組化而組設在一操作台上，以對一待測物進行光學掃描而獲得影像，所述裝置包括：一光路模組，包括一分光鏡以及一聚焦透鏡，該分光鏡具有一入光側、一反射側以及一出光側，該聚焦透鏡位於該分光鏡的反射側；一光源模組，包括一光產生器，該光產生器用以產生一入射光而能夠沿一第一軸向由該入光側射入該分光鏡；一光接收模組，包括一空間濾波器；以及一載物台，供該待測物設置，該載物台位在該分光鏡相反於有該聚焦透鏡的一側；所述光學掃描，為該入射光射入該分光鏡並穿透該聚焦透鏡後射向該待測物，以至該入射光在該待測物上產生一反射光由該反射側射回該分光鏡後轉向該出光側，該反射光再射向該空間濾波器以過濾未聚焦在該待測物者；其中，該光路模組、該光源模組、該光接收模組及該載物台在所述操作台上能夠拆組，以彈性地配置為能夠執行所述光學掃描之適應性組合；其中，該光路模組更包括一反射鏡，該反射鏡能夠被選用而設在該入射光射入該入光側的中途，此時該光源模組相對於該光路模組的位置，是被換至該光產生器位於該反射鏡旁側的位 置，且該光產生器和該聚焦透鏡為光軸垂直，供該入射光射向該反射鏡再經反射而射入該分光鏡。
2. 如請求項1所述之可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置，其中，該光源模組相對於該光路模組，是被設在該光產生器位於該分光鏡的入光側且和該聚焦透鏡為光軸平行的位置，供該光產生器所產生之該入射光對準該入光側而直接射入該分光鏡。
3. 如請求項1所述之可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置，其中，該光接收模組相對於該光路模組的位置，是被設在該空間濾波器位於該分光鏡的出光側且與該聚焦透鏡為光軸垂直的位置。
4. 如請求項1所述之可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置，其中，該載物台連結一致動器，該載物台能夠被該致動器驅動而沿該第一軸向移動該待測物靠近或遠離該聚焦透鏡。
5. 如請求項1所述之可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置，其中，所述操作台包括一滑軌座，該光路模組及該光接收模組分別可拆組且線性滑動地設於該滑軌座，而能夠調整該光路模組、該光接收模組和該光源模組之間的相對位置。
6. 如請求項5所述之可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置，其中，該光路模組包括一第一滑台、一第一柱體以及多個第一調整組件，該第一柱體立設於該第一滑台，所述多個第一調整組件可移動地設於該第一柱體，該分光鏡、該聚焦透鏡及該反射鏡分別設在一所述第一調整組件上，所述多個調整組件能夠沿該第一柱 體的長度方向調整該分光鏡、該聚焦透鏡及該反射鏡的相對位置。
7. 如請求項6所述之可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置，其中，該光接收模組包括一第二滑台及一第二柱體，該第二柱體設於該第二滑台，該空間濾波器設於該第二柱體遠離該第二滑台的一端。
8. 如請求項7所述之可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置，其中，該光源模組包括一第二調整組件，該第二調整組件可移動地設於該第二柱體，該光產生器設在該第二調整組件上，該第二調整組件能夠調整該光產生器及該空間濾波器的相對位置。
9. 如請求項5所述之可攜帶式共軛焦光學掃描顯微裝置，其中，該載物台於該滑軌座上組設後固定，以一驅動件可驅動地連結該滑軌座，以該驅動件帶動該載物台沿垂直該第一軸向之一第二軸向進行一維或二維方向的移動。