一種用于檢測(cè)領(lǐng)域、且能避免光照亮度不均的抗眩光勻光光源。

背景技術(shù)：

顯微鏡是觀察研究微小物體必備的工具，利用光學(xué)透鏡將人眼所不能清晰分辨的微小物體放大成像，提供人們清楚觀察及分析的影像資訊。常見的光學(xué)顯微鏡通常包括有基座、載物臺(tái)、光源組件、物鏡、目鏡以及調(diào)整物鏡與目鏡距離的調(diào)焦組件。操作時(shí)，會(huì)先將承載待觀測(cè)樣本的玻片放置于載物臺(tái)上，并操控調(diào)焦組件，使樣本能夠清晰成像，藉以達(dá)到觀察研究的目的。

除一般的光學(xué)顯微鏡外，熒光顯微技術(shù)目前不僅可用于工業(yè)檢測(cè)、偽鈔辨識(shí)以及刑事鑒定等實(shí)質(zhì)應(yīng)用，近年來更延伸至生物研究中的細(xì)胞分析與追蹤，使得熒光顯微影像擷取的重要性逐漸提升，常用的熒光顯微鏡，主要是將一個(gè)高頻的激發(fā)光照射在具有熒光特性的待觀測(cè)物上，例如以熒光染料涂布在金屬材料表面后再刮除，若有肉眼不可見的細(xì)微裂痕讓熒光染料殘留，熒光染料就會(huì)發(fā)出較低頻的熒光，加上適當(dāng)?shù)臑V鏡便可輕易觀察記錄；在生物科學(xué)領(lǐng)域，許多研究是針對(duì)基因轉(zhuǎn)殖，為便于觀察，植入的基因常會(huì)連結(jié)熒光蛋白作為標(biāo)記，藉由待觀測(cè)物的熒光反應(yīng)有無，確認(rèn)基因植入的表現(xiàn)成敗，并且可以對(duì)轉(zhuǎn)殖成功的生物進(jìn)一步深入研究。

當(dāng)然，對(duì)于較大尺寸的待觀測(cè)物，如鈔票的防偽線，或者刑案現(xiàn)場(chǎng)疑似血跡的位置，則可以利用照相機(jī)或攝影機(jī)而不是顯微鏡作為影像擷取裝置。但在本發(fā)明中，為便于說明解釋，將前述照相機(jī)、攝影機(jī)、一般光學(xué)顯微鏡、和熒 光顯微鏡，一律稱為影像擷取裝置。

在前述領(lǐng)域中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)待觀測(cè)物是殘留于鏡面或光滑金屬表面等易反光物體上之指紋或血跡、精液等，一旦直接將照明光或激發(fā)光投射至目標(biāo)區(qū)域，反射光直接返回影像擷取裝置的入光口，將導(dǎo)致強(qiáng)烈的眩光，影像資料的訊號(hào)雜訊比隨之大幅降低，待觀測(cè)物影像因此不易觀察和記錄。因此運(yùn)用暗場(chǎng)照明，理論上可以減少光線直接照射待觀測(cè)物所產(chǎn)生的眩光。然而，暗場(chǎng)照明方式中，光源中的直射光僅有少部分直射光有直接照射到待觀測(cè)物，使得待觀測(cè)物的均勻度及亮度皆不夠理想，照明效率仍有改善空間，何況若是要觀察熒光影像時(shí)，為激發(fā)出足夠可供觀察和記錄的熒光影像，一般需要固定量的激發(fā)光束照射在待觀測(cè)物上才可產(chǎn)生足夠的熒光影像資訊，但若采用過往的結(jié)構(gòu)配置,僅會(huì)有少部分激發(fā)光源的光束會(huì)直接照射到待觀測(cè)物上，造成能夠被激發(fā)出的熒光受到局限,因此使得熒光影像觀察和紀(jì)錄的難度提升。加以，光源相對(duì)于待觀測(cè)物的不同位置投射角度不一，照度又會(huì)隨距離平方反比下降，而使待觀測(cè)物影像明顯地亮度不均。

即使目前已經(jīng)有人提出，可以采用光源出光再經(jīng)一次或多次反射的光進(jìn)行照明和作為激發(fā)光，但矛盾在于：如果要讓勻光效果好，反射面就不可以是光滑平坦的反射材料，這也使得反射過程中，光能被大幅衰減，要是再經(jīng)多次反射，光強(qiáng)度將衰減更迅速；相反地，如果反射面太過平坦光滑，光強(qiáng)度雖然增加，但是勻光效果不足，仍然會(huì)在待觀測(cè)物表面產(chǎn)生眩光的亮點(diǎn)。尤其，此種結(jié)構(gòu)將難以避免光源所發(fā)出的光束直接入射進(jìn)影像擷取裝置，變成觀測(cè)或記錄影像時(shí)干擾更強(qiáng)的直接眩光，因此并沒有真正解決現(xiàn)有技術(shù)的困難。

為此，如何一方面提升照明光或激發(fā)光的亮度，同時(shí)提升光的均勻度，尤 其是大幅壓抑眩光的發(fā)生機(jī)率，并藉由遮光勻光元件完全阻止光源所發(fā)光束直接進(jìn)入影像擷取裝置的入光口，藉以大幅提升所擷取影像資料的訊號(hào)雜訊(S/N)比，使擷取光學(xué)影像有較高的成功率和可靠度；進(jìn)一步，可以藉由擴(kuò)大遮光勻光元件的透光孔的孔徑，提供影像擷取裝置良好的視角，保持影像擷取裝置的視野，即為本發(fā)明所要達(dá)到的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明之一目的在于提供一種抗眩光勻光光源，搭配一影像擷取裝置使用，藉由遮光勻光元件，完全阻止光源所發(fā)光束直接進(jìn)入影像擷取裝置入光口，以避免直接眩光而提升訊號(hào)雜訊(S/N)比，使獲取光學(xué)影像的成功率和可靠度增加。

本發(fā)明另一目的在于提供一種抗眩光勻光光源，讓主發(fā)光角度內(nèi)的光束是經(jīng)由反射均勻化后照射待觀測(cè)物，提升待觀測(cè)物影像的均勻度。

本發(fā)明再一目的在于提供一種抗眩光勻光光源，搭配作為暗場(chǎng)照明的全發(fā)光角度直照光束，在降低眩光條件下，提高影像資訊亮度。

本發(fā)明又一目的在于提供一種影像系統(tǒng)，藉由抗眩光勻光光源，使照射至待觀測(cè)物的光束均勻，且照度獲得提升，使獲取光學(xué)影像的成功率和可靠度增加。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種抗眩光勻光光源，是裝設(shè)于影像擷取裝置上，其中該影像擷取裝置還包括本體及光學(xué)鏡頭，抗眩光勻光光源包括：一個(gè)可拆卸地組設(shè)至影像擷取裝置的環(huán)繞遮擋壁，環(huán)繞遮擋壁具有一個(gè)結(jié)合緣、一個(gè)相反于結(jié)合緣的作用緣、及貫穿結(jié)合緣和作用緣間的采光通道；一個(gè)設(shè)置于采光通道中形成有一個(gè)透光孔的遮光勻光元件；及復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光元件均具有一個(gè) 主要發(fā)光角度及全發(fā)光角度，發(fā)光元件是設(shè)置于采光通道中，且主要發(fā)光角度是被遮光勻光元件所阻擋而無法直接入射入光口；以及發(fā)光元件中至少部分的全發(fā)光角度系直接照射至待測(cè)平面。

將前述的抗眩光勻光光源與常見的影像擷取裝置相互組接后，即成為本發(fā)明所指一種具有抗眩光勻光光源的影像擷取裝置，包括：一個(gè)形成有一入光口的本體；一個(gè)沿一光軸設(shè)置于該本體的光學(xué)鏡頭；及抗眩光勻光光源，包括一個(gè)可拆卸地組設(shè)至影像擷取裝置的環(huán)繞遮擋壁，環(huán)繞遮擋壁具有一個(gè)結(jié)合緣、一個(gè)相反于結(jié)合緣的作用緣、及貫穿結(jié)合緣和作用緣間的采光通道；一個(gè)設(shè)置于采光通道中形成有一個(gè)透光孔的遮光勻光元件；及復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光元件均具有一個(gè)主要發(fā)光角度及全發(fā)光角度，發(fā)光元件是設(shè)置于采光通道中，且主要發(fā)光角度是被遮光勻光元件所阻擋而無法直接入射入光口；以及發(fā)光元件中至少部分的全發(fā)光角度是直接照射至待測(cè)平面。

由此，本發(fā)明所揭示的一種抗眩光勻光光源，通過遮光勻光元件阻止光源所發(fā)光束直接進(jìn)入影像擷取裝置的入光口形成直接眩光；發(fā)光元件主發(fā)光角度內(nèi)的光束則是經(jīng)由反射勻光后，照射至待觀測(cè)物，使得照射光束均勻；且以發(fā)光元件全發(fā)光角度內(nèi)的直接光束搭配，不僅讓待觀測(cè)物的光照均勻，照度提高，也大幅降低各種眩光發(fā)生機(jī)率，有效提升訊號(hào)雜訊(S/N)比，使擷取光學(xué)影像的成功率及可靠度同步提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例示意圖，說明影像擷取裝置與抗眩光勻光光源間的結(jié)合關(guān)系。

圖2為圖1中抗眩光勻光光源的側(cè)面剖視圖，表達(dá)藉由環(huán)繞遮擋壁阻絕外 在雜光，且發(fā)光元件的光束會(huì)經(jīng)由遮光勻光元件均勻反射后照射待測(cè)樣品。

圖3為本發(fā)明中發(fā)光元件的發(fā)光角度示意圖，藉此理解本發(fā)明的主要發(fā)光角度及全發(fā)光角度。

圖4為圖1中抗眩光勻光光源的側(cè)面部分剖視圖，顯示穿過透光孔的光束會(huì)被吸光元件層完整吸收，無法進(jìn)入影像擷取裝置的入光口。

圖5為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例示意圖，用于顯示本發(fā)明可轉(zhuǎn)用于熒光細(xì)胞檢測(cè)領(lǐng)域。

符號(hào)說明

1、1’…影像擷取裝置 2…照相機(jī)本體

3…光學(xué)鏡頭 30…光軸

31…可視角度 310…投影尺寸

4、4’…待測(cè)樣品 40…待測(cè)平面

5…抗眩光勻光光源 51、51’…環(huán)繞遮擋壁

510…結(jié)合緣 511…作用緣

512、512’…采光通道 513…吸光元件層

53、53’…發(fā)光元件 530…主要發(fā)光角度

531…全發(fā)光角度 55、55’…遮光勻光元件

550…透光孔 551…孔徑

552…底面 553…微結(jié)構(gòu)

6、6’…入光口

具體實(shí)施方式

有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合說明書附圖 的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚呈現(xiàn)；此外，在各實(shí)施例中，相同的元件將以相似的標(biāo)號(hào)表示。

刑案現(xiàn)場(chǎng)，鑒識(shí)人員可攜帶本發(fā)明的影像系統(tǒng)進(jìn)行搜證鑒識(shí)，此影像系統(tǒng)包括例如一組抗眩光勻光光源、及例釋為光學(xué)相機(jī)的影像擷取裝置。本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例請(qǐng)一并參考圖1至圖4，前述影像擷取裝置1具有一個(gè)照相機(jī)本體2以及沿著光軸30設(shè)置于照相機(jī)本體2上的光學(xué)鏡頭3，鑒識(shí)人員藉由光學(xué)鏡頭3針對(duì)殘留于現(xiàn)場(chǎng)的血跡、體液等微跡物證進(jìn)行影像擷取并留存以此作為將來的呈堂證據(jù)，本例中將前述微跡物證比喻為待測(cè)樣品4，而沾染或者殘留待測(cè)樣品4的平滑物體表面于本例中被稱為待測(cè)平面40。

在偵檢的過程中，鑒識(shí)人員會(huì)逐步尋獲些許的待測(cè)樣品4，此時(shí)即可將本例的抗眩光勻光光源5與影像擷取裝置1相互連結(jié)組裝，兩者間的結(jié)合方式可為卡扣、螺接抑或者磁吸等可拆卸的手段，于此并無強(qiáng)制規(guī)范。組裝時(shí)，抗眩光勻光光源5的環(huán)繞遮擋壁51的結(jié)合緣510將對(duì)應(yīng)影像擷取裝置1的入光口6進(jìn)行組接，安裝完畢后，鑒識(shí)人員將位于結(jié)合緣510另一端緣的作用緣511抵靠待測(cè)平面40，并通過環(huán)繞遮擋壁51阻絕外在雜光侵?jǐn)_待測(cè)樣品4，使其光學(xué)影像資訊能完整地經(jīng)貫通結(jié)合緣510與作用緣511的采光通道512，進(jìn)入影像擷取裝置1的入光口6呈現(xiàn)出擷取后的光學(xué)影像。

本例為提升光學(xué)影像擷取的清晰度，在環(huán)繞遮擋壁51的兩內(nèi)側(cè)面，意即采光通道512中還設(shè)置有兩組發(fā)光元件53，本例中的發(fā)光元件53例釋為廣角發(fā)光二極管，其中一組是單獨(dú)一個(gè)白光發(fā)光二極管，以提供一般照明；另一組則為例如設(shè)置在環(huán)繞遮擋壁51周緣的八個(gè)紫外發(fā)光二極管，每一前述發(fā)光元件53分別具有一個(gè)主要發(fā)光角度530、和發(fā)散角度大于主要發(fā)光角度530的全發(fā) 光角度531。為便于理解，請(qǐng)參考圖3，本例中的主要發(fā)光角度530是指發(fā)光元件53的最大發(fā)光強(qiáng)度至最大發(fā)光強(qiáng)度一半的角度范圍，前述角度以外的發(fā)光角度即是本例中的全發(fā)光角度531。

為避免發(fā)光元件53所發(fā)的光束集中照射至待測(cè)樣品4，并且形成反射眩光而影響光學(xué)影像的品質(zhì)，本例的發(fā)光元件53是以朝向入光口6的方向與光軸30的垂直面夾角3～15度的方式進(jìn)行組設(shè)，使得主要發(fā)光角度530略微偏上，在擷取影像時(shí)不會(huì)有主光線直接照射至待測(cè)樣品4。

但另方面，此種仰角發(fā)光的結(jié)構(gòu)，又可能導(dǎo)致發(fā)光元件53的光束直接照射入光口6，造成更強(qiáng)烈的直接眩光。因此，本發(fā)明在采光通道512中，進(jìn)一步設(shè)置有介于入光口6和發(fā)光元件53之間的遮光勻光元件55，并在對(duì)應(yīng)光軸30的位置形成一個(gè)透光孔550，以有效阻擋發(fā)光元件53所發(fā)光束直射入光口6；且為使光學(xué)鏡頭3的視野不受局限，定義光學(xué)鏡頭3的視野范圍為可視角度31，而本例中透光孔550的孔徑551會(huì)被設(shè)計(jì)成大于可視角度31在遮光勻光元件55處的投影尺寸310，亦即，依照本例中的孔徑551設(shè)計(jì)，光學(xué)鏡頭3的視野不會(huì)受到透光孔550的阻礙，由此保持影像擷取裝置1原有的影像擷取范圍。當(dāng)然，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人士也可以輕易了解，此處的孔徑設(shè)計(jì)并非必要限制，在部分光學(xué)設(shè)計(jì)中，即使刻意采用較小的透光孔孔徑，也無礙于本發(fā)明的實(shí)施。

發(fā)光元件53的主要發(fā)光角度530中的光束，部分的光子會(huì)接觸至兩側(cè)的遮光勻光元件55的底面552，并藉由形成于底面552上、以光軸30為軸心的同心圓階梯狀的微結(jié)構(gòu)553，改變每一光子行進(jìn)的光程，使得主要發(fā)光角度530的每一道光束，將分別沿著各自的出光角反射擴(kuò)散成均勻的散射光束照射至待測(cè)平面40上的待測(cè)樣品4，即使待測(cè)平面40是高反射系數(shù)的玻璃或金屬表面， 也不易產(chǎn)生過曝亮點(diǎn)和眩光，讓鑒識(shí)人員能便捷地?cái)X取清晰的光學(xué)影像。

另方面，藉由發(fā)光元件53是以特定角度設(shè)置的技術(shù)手段，且全發(fā)光角度531中光束的發(fā)光強(qiáng)度較主要發(fā)光角度530的光強(qiáng)度弱，使得全發(fā)光角度531中的光束即使直射待測(cè)樣品4，也不易有明顯的眩光產(chǎn)生，藉此進(jìn)一步補(bǔ)強(qiáng)待測(cè)樣品的照度，并且保有本領(lǐng)域常見的暗場(chǎng)光學(xué)特性，有效拉升光學(xué)影像擷取的訊號(hào)雜訊比。

即便本例已設(shè)置阻絕發(fā)光元件53所發(fā)光束直射入光口6的遮光勻光元件55，但仍舊會(huì)有些許的光束可以經(jīng)透光孔550，在經(jīng)過一次或者多次反射后，照射至入光口6處，為大幅降低雜光侵?jǐn)_，請(qǐng)檢視圖4，本例的環(huán)繞遮擋壁51在結(jié)合緣510與遮光勻光元件55之間的內(nèi)側(cè)壁上，形成一層吸光率達(dá)90％以上的吸光元件層513。在本例中，其表面是由多根奈米碳管組成，將穿過遮光勻光元件55的透光孔550后接觸到吸光元件層513的光子加以吸收，確保光學(xué)影像擷取的品質(zhì)。當(dāng)然，如熟知本技術(shù)領(lǐng)域者所能輕易理解，除使用吸光元件層防范前述疑慮外，亦可針對(duì)發(fā)光元件在特定發(fā)光角度處貼附設(shè)置遮光擋片來阻絕雜光，此處的簡(jiǎn)單替換并不影響本例的技術(shù)施行。

此外，本例用于致能發(fā)光元件的蓄電元件例釋為電池，由于本例中發(fā)光元件的耗能低，因而可以憑借蓄電元件作為能量來源，同時(shí)減少抗眩光勻光光源的整體重量及體積，提升抗眩光勻光光源的攜帶便利性；再者，鑒識(shí)人員在偵檢過程通常都需要至少兩張同角度拍攝的影像，一張為待測(cè)樣品受激發(fā)光束激發(fā)后發(fā)出的熒光影像，另一則是以白光直接拍攝取得的影像，由此確保影像作為證據(jù)的可信度，本例的發(fā)光單元能藉由切換開關(guān)的機(jī)械式選擇致能，貼近鑒識(shí)人員拍攝行為，藉此符合鑒識(shí)人員的使用習(xí)慣。

進(jìn)一步來說，本例的發(fā)光元件也可以全部采用白光二極管，同樣藉由遮光勻光元件提供亮度充足且均勻的光照，并抑制過曝亮點(diǎn)形成妨礙影像的擷取，有效應(yīng)對(duì)涵括半導(dǎo)體元件的細(xì)微瑕疵以及金屬表面的缺陷等品質(zhì)檢測(cè)，熟悉本技術(shù)者可自由轉(zhuǎn)用，不會(huì)阻礙本技術(shù)特征的運(yùn)用。

另一方面，本發(fā)明亦可應(yīng)用于熒光細(xì)胞檢測(cè)，本發(fā)明第二較佳實(shí)施例如圖5所示，本例的影像擷取裝置例釋為顯微鏡，并外接一攝影單元而將所獲得的影像呈現(xiàn)在另一外接顯示屏幕(圖未示)上。待測(cè)樣品則可視為帶有轉(zhuǎn)殖熒光細(xì)胞的斑馬魚，為讓操作實(shí)驗(yàn)方便，即使在環(huán)繞遮擋壁51’的作用緣和待測(cè)平面之間留有雙手進(jìn)入的間隙，仍無礙于本發(fā)明的實(shí)施。且為確保在顯微鏡的觀測(cè)范圍內(nèi)確實(shí)存在有待測(cè)樣品4’，本例中的發(fā)光元件包括一組例釋為紅外光發(fā)光二極管的發(fā)光元件53’先行照射待測(cè)樣品4’，檢測(cè)人員即可從影像擷取裝置1’的顯示屏幕中進(jìn)行確認(rèn)。接著切換發(fā)光元件，停止紅外光照射，改由采光通道512’另一側(cè)發(fā)散藍(lán)光的發(fā)光元件53’發(fā)出激發(fā)光束，光束則如前一實(shí)施例經(jīng)本例中例釋為平坦毛玻璃的遮光勻光元件55’均勻反射后照明待測(cè)樣品4’，即使待測(cè)樣品4’上殘留少許體液仍能有效回避過曝的眩光情形，使得受激發(fā)后而產(chǎn)生的熒光將由采光通道512’進(jìn)入影像擷取裝置1’的入光口6’，通過其目鏡呈現(xiàn)欲觀測(cè)且清晰的熒光影像。

綜上所述，本發(fā)明所揭示的一種抗眩光勻光光源，通過遮光勻光元件調(diào)整發(fā)光元件的主要發(fā)光角度中光束的光照角度，使得照射至待觀測(cè)物的光束不會(huì)集中而過度曝光形成過曝亮點(diǎn)，局限光學(xué)影像擷取的便利性，同時(shí)將主要發(fā)光角度中的光束加以阻擋，防范光束直接射入影像擷取裝置，并抑制激發(fā)光束在遮罩內(nèi)部經(jīng)反射而進(jìn)入影像擷取裝置，拉升訊號(hào)雜訊(S/N)比，使獲取的光 學(xué)影像有較高的可靠性，此外，主要發(fā)光角度外的光束能由趨近平行的角度直接照射至待觀測(cè)物，確保光學(xué)影像的清晰度，提升偵檢過程中的便利性。

惟以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡是依本發(fā)明申請(qǐng)權(quán)利要求書及發(fā)明說明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。