TWM556447U - 顯微掃描裝置 - Google Patents

Abstract

一種顯微掃描裝置，包含一擷像機構以及一物件驅動機構。擷像機構包含一分光元件、一感光元件、一成像鏡、一顯微物鏡以及一光源。分光元件具有一第一光路、一第二光路以及一第三光路。光源設置於第三光路上，且光源提供一照明光經由分光元件至物件。其中，照明光沿第三光路以及第二光路到達物件，且影像光沿第二光路以及第一光路到感光元件。物件驅動機構驅動物件移動或轉動，以供擷像機構在同軸照明下掃描物件。

Description

顯微掃描裝置

本新型是有關一種顯微掃描裝置，特別是一種自動化顯微掃描裝置。

一般而言，物件邊緣的細微變化需透過人工操作顯微鏡並以人眼觀察，進行檢測及分析。

然而，藉由人工操作顯微鏡檢測的傳統檢測方式，容易具有檢測速度較慢以及由於人眼疲勞所產生之誤判等等缺點。

綜上所述，提供自動化顯微掃描裝置便是目前極需努力的目標。

本創作提供一種顯微掃描裝置，其是利用擷像機構以及物件驅動機構，在同軸照明下驅動物件移動或轉動，以掃描物件之影像。藉此，顯微掃描裝置可自動掃描檢測物件邊緣的輪廓影像及其細微變化，此外，更可透過影像處理單元以及軟體分析，自動判定物件邊緣的品質，從而大幅縮短檢測時間與人力成本。

本創作一實施例之顯微掃描裝置，包含一擷像機構以及一物件驅動機構。擷像機構包含一分光元件、一感光元件、一成像鏡、一顯微物鏡以及一光源。分光元件具有一第一光路、一第二光路以及一第三光路。感光元件設置於第一光路上，且感光元件擷取一物件之一影像，其中物件設置於第二光路上。成像鏡設置於第一光路上，且成像鏡匯聚來自物件之一影像光，其中成像鏡設置於感光元件與分光元件之間。顯微物鏡設置於第二光路上，且顯微物鏡匯聚來自物件之影像光，其中顯微物鏡設置於分光元件與物件之間。光源設置於第三光路上，且光源提供一照明光至分光元件。其中，照明光沿第三光路以及第二光路到達物件，且影像光沿第二光路以及第一光路到達感光元件。物件驅動機構驅動物件移動或轉動，以供感光元件掃描物件。

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。

請一併參照圖1及圖2，本創作之一實施例之顯微掃描裝置，包含一擷像機構1以及一物件驅動機構2。擷像機構1包含一分光元件10、一感光元件20、一成像鏡30、一顯微物鏡40以及一光源50。分光元件10具有一第一光路P1、一第二光路P2以及一第三光路P3。

需說明者，圖1中第一光路P1、第二光路P2以及第三光路P3之間的光路位置以及夾角等連結關係僅為例示說明，但不以此為限；舉例而言，請參照圖3，將第一光路P1以及第三光路P3相對於分光元件10之光路位置互相交換，仍可實施本創作之一種顯微掃描裝置，具有通常知識者當可自行修飾變換。

請繼續參照圖1，於一實施例中，感光元件20設置於第一光路P1上，且感光元件20擷取一物件A之一影像，其中物件A設置於第二光路P2上。舉例而言，感光元件為一電荷耦合元件或一互補式金屬氧化物半導體，但不限於此。舉例而言，第一光路P1與第二光路P2呈180度，且來自物件A之一影像光L2透射分光元件10，亦即，影像光L2沿第二光路P2以及第一光路P1到達感光元件20，以供感光元件20產生物件A之影像。

成像鏡30設置於第一光路P1上，且成像鏡30設置於感光元件20與分光元件10之間。於一實施例中，成像鏡30為一凸透鏡，且成像鏡30匯聚來自物件A之影像光L2。舉例而言，成像鏡30可為單一透鏡或複合透鏡，但不限於此。

顯微物鏡40設置於第二光路P2上，且顯微物鏡40設置於分光元件10與物件A之間。於一實施例中，顯微物鏡40為一凸透鏡，且顯微物鏡40匯聚來自物件A之影像光L2。舉例而言，顯微物鏡40可為單一透鏡或複合透鏡，但不限於此。

光源50設置於第三光路P3上，且光源50提供一照明光L1至分光元件10。舉例而言，光源50為一發光二極體(LED)或一冷陰極管(CCFL)，用以提供同軸照明所需之光線。相較於一般掃描裝置所採用的斜向照射光源，本創作透過分光元件10以及光源50，可提供同軸照明光L1以照射物件A，使物件A表面不會產生由於斜向照射所產生之陰影，因此本創作適用於檢測物件表面或邊緣的細微變化；反之，若採用傳統的斜向照射光源，則所擷取之影像將受前述陰影影像之遮蔽與干擾，而無法正確檢測物件表面及邊緣之品質。於一實施例中，第三光路P3與第二光路P2間之夾角大於0度且小於180度，而不以90度為限，且分光元件10反射照明光L1至物件A。亦即，照明光L1沿第三光路P3以及第二光路P2到達物件A，以照明物件A而產生影像光L2。其中，影像光L2將沿著第二光路P2以及第一光路P1到達感光元件20，已如前述。

為了自動掃描檢測物件邊緣的輪廓影像及其細微變化，物件驅動機構2可透過移動或轉動的方式驅動物件A，使物件A之一邊緣保持於第二光路P2上，以供擷像機構1掃描並取得物件A邊緣之影像。舉例而言，物件驅動機構2可為一步進馬達。請參照圖1，於一實施例中，物件驅動機構2包含一移動單元2，其中物件A設置於移動單元2上。移動單元2驅動物件A沿著一第一方向X移動，以供感光元件20掃描物件A之邊緣。請參照圖5，於另一實施例中，物件驅動機構2更包含一平台22，且移動單元2驅動平台22沿著第一方向X移動，以供感光元件20掃描物件A之邊緣。

請參照圖2，於一實施例中，物件驅動機構2包含一轉動單元2，其中物件A設置於轉動單元上。轉動單元2驅動物件A相對於一中心軸Y1旋轉，使物件A之邊緣以中心軸Y1為軸心轉動，而逐步呈現於顯微物鏡40之視野範圍內，以供感光元件20掃描物件A之邊緣。其中，中心軸Y1平行於第二方向Y，第二方向Y與第一方向X相互垂直，且第二方向Y與第二光路方向P2相互垂直。

承上所述，請參照圖4，顯微掃描裝置在完成掃描後，為了自動分析物件邊緣的輪廓影像及其細微變化，於一實施例中，擷像機構1更包含一影像處理單元60。影像處理單元60與感光元件20電性連接，且影像處理單元60接收並分析物件A之影像，以產生一品質參數。舉例而言，若物件A之邊緣輪廓具有一破損缺陷，且超出品管規範所允許的規格，則物件A之品質參數為不合格 (即定性分析)；反之，若物件A之邊緣輪廓成型良好，且未檢測出品管規範所不容許之缺陷，則其品質參數為佳；或，影像處理單元60可以針對品質參數進行定量分析以提供受檢測物件之良率值，並自動產生生產週期良率統計表，藉此自動判定物件A邊緣的品質，從而大幅縮短檢測時間與人力成本。

請參照圖6，於一實施例中，在物件驅動機構2驅動物件A的過程中，為了取得教佳的影像聚焦品質，顯微掃描裝置更包含一聚焦驅動機構3。聚焦驅動機構3與擷像機構1連接，且聚焦驅動機構3驅動擷像機構1沿一第三方向Z移動，使物件A保持於顯微物鏡40之焦點上，以取得最佳的影像成像品質，其中第三方向Z與第二光路P2相互平行。

綜合上述，本創作之顯微掃描裝置，其是利用物件驅動機構驅動物件移動或轉動，以供擷像機構在同軸照明下掃描物件之影像。藉此，顯微掃描裝置可自動掃描檢測物件邊緣的輪廓影像及其細微變化，此外，更可透過影像處理單元針對物件之影像，進行定性或定量分析並自動產生良率數據和統計報表，以自動判定物件邊緣的品質，從而大幅縮短檢測時間與人力成本。

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。

1‧‧‧擷像機構
10‧‧‧分光元件
2‧‧‧物件驅動機構、移動單元、轉動單元
20‧‧‧感光元件
22‧‧‧平台
3‧‧‧聚焦驅動機構
30‧‧‧成像鏡
40‧‧‧顯微物鏡
50‧‧‧光源
60‧‧‧影像處理單元
A‧‧‧物件
P1、P2、P3‧‧‧光路
L1‧‧‧照明光
L2‧‧‧影像光
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向
Y1‧‧‧中心軸
Z‧‧‧第三方向

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。

Claims (11)

1. 一種顯微掃描裝置，包含： 一擷像機構，包含： 一分光元件，具有一第一光路、一第二光路以及一第三光路； 一感光元件，設置於該第一光路上，用以擷取一物件之一影像，其中該物件設置於該第二光路上； 一成像鏡，設置於該第一光路上，用以匯聚來自該物件之一影像光，其中該成像鏡設置於該感光元件與該分光元件之間； 一顯微物鏡，設置於該第二光路上，用以匯聚來自該物件之該影像光，其中該顯微物鏡設置於該分光元件與該物件之間；以及 一光源，設置於該第三光路上，用以提供一照明光至該分光元件；其中，該照明光沿該第三光路以及該第二光路到達該物件，且該影像光沿該第二光路以及該第一光路到達該感光元件；以及 一物件驅動機構，用以驅動該物件移動或轉動，以供該感光元件掃描該物件。
2. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，其中該物件驅動機構驅動該物件之一邊緣位於該第二光路上，以掃描該邊緣。
3. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，其中該物件驅動機構包含一移動單元，其中該物件設置於該移動單元上。
4. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，其中該物件驅動機構包含一轉動單元，其中該物件設置於該轉動單元上。
5. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，其中該物件驅動機構包含一步進馬達。
6. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，其中該物件驅動機構包含一平台，其中該物件設置於該平台上。
7. 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。
8. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，其中該成像鏡包含一凸透鏡。
9. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，其中該顯微物鏡包含一凸透鏡。
10. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，其中該擷像機構更包含： 一影像處理單元，與該感光元件電性連接，用以接收並分析該物件之該影像，以產生一品質參數。
11. 如請求項1所述之顯微掃描裝置，更包含： 一聚焦驅動機構，用以驅動該擷像機構沿該第二光路之方向移動，其中該物件位於該顯微物鏡之焦點上。