TWM553531U - 顯微掃描裝置 - Google Patents

Description

顯微掃描裝置

本新型是有關一種顯微掃描裝置，特別是一種多鏡頭之顯微掃描裝置。

傳統的顯微掃描裝置，通常是簡單地結合常見的顯微鏡與掃描器，以提供具有多種解析度或放大倍率可供使用者選擇的顯微掃描裝置。

然而，常見的顯微掃描裝置是透過一驅動機構，驅動滑動透鏡座於滑軌上，以切換不同之鏡頭，亦即，藉由更換鏡頭，以切換不同的影像放大倍率。惟，對於成像品質而言，在顯微掃描裝置中的各個光學元件與多個鏡頭之間的光路徑對位是非常重要的。如果光學對位不正往往造成影像模糊，或是無法正確涵蓋所設定之掃瞄區域之影像。此外，若依據傳統的鏡頭切換方法，因多個鏡頭所佔之體積較大，其移動所需之空間更大，將不利於實現微型精緻化的顯微掃描裝置。

綜上所述，如何切換不同放大倍率的物鏡影像便是目前極需努力的目標。

本創作提供一種顯微掃描裝置，其是利用一光路切換元件，切換來自不同的物鏡的待掃描物影像，以取得不同放大倍率之顯微掃描影像。亦即，利用簡單的光學結構設計，以快速且準確切換來自不同的物鏡的掃描影像，而無須變動多個物鏡的位置。

本創作一實施例之顯微掃描裝置包含一光源、一光路切換元件、一第一鏡頭組、一第二鏡頭組、一反射元件、一第三鏡頭組、一感光元件以及一驅動單元。光源提供一照明光照射一物件。光路切換元件具有一第一入光光路、一第二入光光路以及一出光光路，且光路切換元件選擇性接收來自第一入光光路或第二入光光路之光線，並於出光光路輸出。第一鏡頭組設置於第一入光光路上，且第一鏡頭組匯聚來自物件之一第一影像光。第二鏡頭組設置於第二入光光路上，且第二鏡頭組匯聚來自物件之一第二影像光，其中第一鏡頭組與第二鏡頭組之焦點為共平面且放大倍率相異。反射元件設置於第二鏡頭組之一出光側，且反射元件反射第二影像光至光路切換元件。感光元件設置於出光光路上，且感光元件接收第一影像光或第二影像光，以產生物件之一影像。第三鏡頭組設置於感光元件與光路切換元件之間，且第三鏡頭組匯聚第一影像光或第二影像光。驅動單元驅動感光元件與物件相對移動，以掃描物件。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本創作之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

以下將詳述本創作之各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外，本創作亦可廣泛地施行於其它的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本創作之範圍內，並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本創作有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本創作可能在省略部分或全部特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免對本創作形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際之尺寸或數量，有些細節可能未完全繪出，以求圖式之簡潔。

請參照圖1，本創作之一實施例之顯微掃描裝置包含一光源1、一光路切換元件2、一第一鏡頭組3、一第二鏡頭組4、反射元件5、一第三鏡頭組6、一感光元件7以及一驅動單元8。光源1提供一照明光L照射一物件A，以產生一第一影像光M1以及一第二影像光M2。於一實施例中，光源1可為一激發光源，其提供激發光L1照射螢光物A，以產生螢光影像光，但不以此為限。

光路切換元件2具有一第一入光光路N1、一第二入光光路N2以及一出光光路P1，且光路切換元件2選擇性接收來自第一入光光路N1或第二入光光路N2之光線，並於出光光路P1輸出。舉例而言，光路切換元件2選擇性接收來自第一入光光路N1之第一影像光M1或第二入光光路N2之第二影像光M2，並於出光光路P1輸出第一影像光M1或第二影像光M2。有關光路切換元件2之詳細內容及相關實施例，容後說明。

第一鏡頭組3設置於第一入光光路N1上，且第一鏡頭組3匯聚來自物件A之一第一影像光M1，舉例而言，第一鏡頭組3包含一第一物鏡，但不以此為限。第二鏡頭組4設置於第二入光光路N2上，且第二鏡頭組4匯聚來自物件A之一第二影像光M2，舉例而言，第二鏡頭組4包含一第二物鏡，但不以此為限。其中第一鏡頭組3與第二鏡頭組4之焦點是共同位於同一平面，且第一鏡頭組3之放大倍率與第二鏡頭組4之放大倍率相異。亦即，透過第二鏡頭組4所擷取之顯微掃描影像與透過第一鏡頭組3所擷取之顯微掃描影像，可取得具有不同放大倍率的顯微影像，以供使用者依需求自行選擇。

反射元件5設置於第二鏡頭組4之一出光側，且反射元件5反射第二影像光M2至光路切換元件2。舉例而言，反射元件5可為一反射鏡，但不以此為限。

第三鏡頭組6設置於感光元件7與光路切換元件2之間，且第三鏡頭組6匯聚第一影像光M1或第二影像光M2。亦即，第三鏡頭組6輸出第一影像光M1或第二影像光M2至感光元件7。舉例而言，第三鏡頭組可為一成像透鏡，亦即一目鏡，但不以此為限。

感光元件7設置於出光光路P1上，且在光路切換元件2之出光側。感光元件7接收第一影像光M1或第二影像光M2，以產生物件A之一影像。於一實施例中，感光元件7可為一電荷耦合元件或一互補式金屬氧化物半導體，但不以此為限。

驅動單元8驅動感光元件7與物件A相對移動，以掃描物件A。請參照圖1，於一實施例中，驅動單元8與感光元件7連接，且驅動單元8驅動感光元件7掃描物件A。舉例而言，驅動單元8更包含一連桿組件(未繪示)與感光元件7連接。較佳者，第一鏡頭組3及第二鏡頭組4皆與連桿組件相連接，可與感光元件7同步掃描物件A，以獲得更高品質、高穩定度之顯微掃描影像。具有通常知識者當可自行修飾變換，但不此於限。請參照圖5，於另一實施例中，顯微掃描裝置更包含一平台12，其中物件A設置於平台8上。驅動單元8與平台12連接，且驅動單元8驅動平台12，以掃描物件A，但不此於限。

以下說明光路切換元件之技術內容及相關實施例。於一實施例中，光路切換元件2可為一反射鏡，但不以此為限。舉例而言，請參照圖1，反射鏡2將第二影像光M2反射至第三鏡頭組6，然而第一影像光M1將不會被反射至第三鏡頭組6。請參照圖2，於另一實施例中，顯微掃描裝置更包含一光路控制器9。光路控制器9控制反射鏡2旋轉一特定角度，使反射鏡2離開第一入光光路N1，將允許第一影像光M1通過至第三鏡頭組6，而此時，第二光路徑N2已被變更，將使得第二影像光M2無法到達第三鏡頭組6。可以理解的是，光路控制器9可移動光路反射鏡2至鄰近位置，使反射鏡2離開第一入光光路N1，而達到相同之效果。具有通常知識者當可自行修飾變換，但不以此為限。

於另一實施例中，光路切換元件2可為一分光鏡，可允許部分之第一影像光M1通過或反射部分之第二影像光M2至第三鏡頭組6。為了避免第一影像光M1及第二影像光M2同時進入第三鏡頭組6，請參照圖3，於一實施例中，掃描顯微裝置具有一遮蔽元件10，其設置於第一入光光路N1上或第二入光光路N2上，舉例而言，遮蔽元件10可選擇性設置於光路切換元件2與第一鏡頭組3之間、於光路切換元件2與反射元件5之間、或於反射元件5與第二鏡頭組4之間，但不以此為限。遮蔽元件10可選擇性遮蔽第一影像光M1或第二影像光M2，舉例而言，可透過使用者手動或由顯微掃描裝置自動，在第一入光光路N1及第二入光光路N2之間切換遮蔽元件10之位置，以遮蔽第一影像光M1或第二影像光M2其中之一。舉例而言，如圖3所示，當遮蔽元件10設置於第二入光光路N2上，則第二影像光M2將不會到達光路切換元件2，而只有第一影像光M1將到達光路切換元件2。

請參照圖4，於另一實施例中，掃描顯微裝置具有一第一遮蔽元件101以及一第二遮蔽元件102。第一遮蔽元件101設置於第一入光光路N1上，而位於第一鏡頭組3之入光側或出光側。第二遮蔽元件102設置於第二入光光路N2上，而位於第二鏡頭組4之入光側或出光側。因此，第一遮蔽元件101可選擇性遮蔽第一影像光M1，使第一影像光M1無法到達分光鏡2；或，第二遮蔽元件102可選擇性遮蔽第二影像光M2，使第二影像光M2無法到達分光鏡2。具有通常知識者當可自行修飾變換，但不以此為限。

請參照圖5，於一實施例中，光源1包含一第一發光元件1a以及一第二發光元件1b，分別與第一鏡頭組3及第二鏡頭組4相對應。顯微掃描裝置更包含一光源控制器11。光源控制器11選擇性開啟第一發光元件1a或第二發光元件1b，以產生第一照明光L1或第二照明光L2。舉例而言，光源控制器10可關閉第一發光元件1a而開啟第二發光元件1b，因此，顯微掃描裝置只會產生第二照明光L2以及第二影像光M2，反之亦可。因此，光源控制器11可避免第一影像光M1及第二影像光M2同時進入第三鏡頭組6。較佳者，顯微掃描裝置更包含一光源隔板(未繪示)，其設置於第一鏡頭組3以及第二鏡頭組4之間，藉此，光源隔板遮蔽並阻止部分之第一影像光M1進入第二鏡頭組4，且光源隔板遮蔽並阻止部分之第二影像光M2進入第一鏡頭組3。具有通常知識者當可自行修飾變換，但不以此為限。

需說明的是，本創作之顯微掃描裝置尚未限定其掃描光源之形式及光路徑。於一實施例中，請參照圖1，光源1與感光元件7相對設置於物件A之相反兩側，如圖1所示，則感光元件7接收照射物件A之照明光L所透射之第一影像光M1或第二影像光M2其中之一，即可實現一穿透式顯微掃瞄裝置，但不以此為限。於另一實施例中，光源以及感光元件設置於物件之相同側，舉例而言，請參照圖6，第一發光元件1a、第二發光元件1b以及感光元件7設置於物件A之相同側，則感光元件7接收物件A所反射之第一影像光M1或第二影像光M2，即可實現一反射式顯微掃瞄裝置。

綜合上述，本創作之顯微掃描裝置，其是利用一光路切換元件，切換來自不同的物鏡的待掃描物影像，以取得不同放大倍率之顯微掃描影像。亦即，利用簡單的光學結構設計，以快速且準確切換來自不同的物鏡的掃描影像，而無須使用龐雜的鏡頭切換機構，因此可避免鏡頭對位錯誤的問題，更無需保留切換鏡頭所需之移動空間，將可實現微型精緻化的顯微掃描裝置。

以上所述之實施例僅是為說明本創作之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施，當不能以此限定本創作之專利範圍，即大凡依本創作所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍內。

A‧‧‧物件
L、L1、L2‧‧‧照明光
M1、M2‧‧‧影像光
N1‧‧‧第一入光光路
N2‧‧‧第二入光光路
P1‧‧‧出光光路
1‧‧‧光源
1a‧‧‧第一發光元件
1b‧‧‧第二發光元件
2‧‧‧光路切換元件、反射鏡、分光鏡
3‧‧‧第一鏡頭組
4‧‧‧第二鏡頭組
5‧‧‧反射元件
6‧‧‧第三鏡頭組
7‧‧‧感光元件
8‧‧‧驅動單元
9‧‧‧光路控制器
10‧‧‧遮蔽元件
101‧‧‧第一遮蔽元件
102‧‧‧第二遮蔽元件
11‧‧‧光源控制器
12‧‧‧平台

圖1為一示意圖，顯示本創作一實施例之顯微掃描裝置。 圖2為一示意圖，顯示本創作另一實施例之顯微掃描裝置。 圖3為一示意圖，顯示本創作一實施例之顯微掃描裝置。 圖4為一示意圖，顯示本創作另一實施例之顯微掃描裝置。 圖5為一示意圖，顯示本創作一實施例之顯微掃描裝置。 圖6為一示意圖，顯示本創作另一實施例之顯微掃描裝置。

A‧‧‧物件

L‧‧‧照明光

M1、M2‧‧‧影像光

N1‧‧‧第一入光光路

N2‧‧‧第二入光光路

P1‧‧‧出光光路

1‧‧‧光源

2‧‧‧光路切換元件

3‧‧‧第一鏡頭組

4‧‧‧第二鏡頭組

5‧‧‧反射元件

6‧‧‧第三鏡頭組

7‧‧‧感光元件

8‧‧‧驅動單元

Claims (10)

1. 一種顯微掃描裝置，包含： 一光源，用以提供一照明光照射一物件； 一光路切換元件，具有一第一入光光路、一第二入光光路以及一出光光路，用以選擇性接收來自該第一入光光路或該第二入光光路之光線，並於該出光光路輸出； 一第一鏡頭組，設置於該第一入光光路上，用以匯聚來自該物件之一第一影像光； 一第二鏡頭組，設置於該第二入光光路上，用以匯聚來自該物件之一第二影像光，其中該第一鏡頭組與該第二鏡頭組之焦點為共平面且放大倍率相異； 一反射元件，設置於該第二鏡頭組之一出光側，用以反射該第二影像光至該光路切換元件； 一感光元件，設置於該出光光路上，用以接收該第一影像光或該第二影像光，以產生該物件之一影像； 一第三鏡頭組，設置於該感光元件與該光路切換元件之間，用以匯聚該第一影像光或該第二影像光；以及 一驅動單元，用以驅動該感光元件與該物件相對移動，以掃描該物件。
2. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，其中該光路切換元件包含一分光鏡或一反射鏡。
3. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，更包含： 一光路控制器，用以轉動或移動該光路切換元件，使該光路切換元件離開該第一入光光路。
4. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，更包含： 一遮蔽元件，設置於該第一入光光路上或該第二入光光路上，用以選擇性遮蔽該第一影像光或該第二影像光。
5. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，其中該光源包含一第一發光元件以及一第二發光元件，分別與該第一鏡頭組及該第二鏡頭組相對應。
6. 如請求項5所述之顯微掃描裝置，更包含： 一光源控制器，用以選擇性開啟該第一發光元件或該第二發光元件。
7. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，其中該光源與該感光元件相對設置於該物件之相反兩側。
8. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，其中該光源以及該感光元件設置於該物件之相同側。
9. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，其中該感光元件包含一電荷耦合元件或一互補式金屬氧化物半導體。
10. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，更包含： 一平台，其中該物件設置於該平台上。