組合活動(dòng)式顯微鏡基座及具有該基座的顯微鏡的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種組合活動(dòng)式顯微鏡，及供該組合活動(dòng)式顯微鏡用的基座。
【【背景技術(shù)】】
[0002]光學(xué)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，提供人們近距離觀察及分析肉眼所不能清晰察覺(jué)的影像資訊。常見(jiàn)的光學(xué)顯微鏡通常包括有載物臺(tái)、光學(xué)觀測(cè)鏡組、光源組件以及調(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。
[0003]依照光學(xué)顯微鏡的載物臺(tái)、光學(xué)觀測(cè)鏡組、及光源組件的相對(duì)位置，可區(qū)別為正立顯微鏡與倒立顯微鏡，其中正立顯微鏡的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，是將光源放置在最下方的基座中，向上發(fā)光照射載物臺(tái)，光線(xiàn)穿過(guò)待觀測(cè)物后，經(jīng)由位于上方的光學(xué)觀測(cè)鏡組成像，供操作者觀察。由于光學(xué)觀測(cè)鏡組包括有可旋轉(zhuǎn)的多個(gè)不同倍率物鏡，且物鏡與待觀測(cè)物間的距離較短，往往因空間較狹窄而阻撓操作者操作載物臺(tái)；相對(duì)地，倒立顯微鏡則因光學(xué)觀測(cè)鏡組位于載物臺(tái)的下方，光源則由上方向下照射，由于光源和載物臺(tái)間可以留下較大的操作空間，使得倒立顯微鏡的操作較為便利，但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。無(wú)論是正立或倒立顯微鏡，由于光學(xué)觀測(cè)鏡組中都需要包括多片光學(xué)鏡頭，使得整體造價(jià)無(wú)法大幅降低。
[0004]除一般的光學(xué)顯微鏡之外，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(lái)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，例如鈔票的防偽線(xiàn)，或者刑案現(xiàn)場(chǎng)疑似血跡的位置，藉以激發(fā)出一個(gè)較低頻的熒光，再加上適當(dāng)?shù)臑V鏡組合，便可觀查或擷取上述鈔票或血跡的熒光影像；此夕卜，在生物科學(xué)的領(lǐng)域，許多研究是針對(duì)基因轉(zhuǎn)植，為便于觀察，植入的基因常會(huì)制造出熒光蛋白，藉由待觀測(cè)物的熒光反應(yīng)有無(wú)，確認(rèn)基因植入的成敗，并且可以對(duì)轉(zhuǎn)植成功的生物進(jìn)一步深入研究。
[0005]不幸地，由于激發(fā)光中往往只有極小的一部份會(huì)被熒光分子所吸收，并且放出熒光，絕大多數(shù)激發(fā)光的光子都會(huì)維持原有的波長(zhǎng)。如果采用上述光學(xué)顯微鏡的結(jié)構(gòu)，讓待觀測(cè)物介于光源和光學(xué)觀測(cè)鏡組的中間，一旦有些許激發(fā)光穿透待觀測(cè)物而投射至光學(xué)觀測(cè)鏡組，將完全掩蓋熒光的影像資訊，大幅提升實(shí)驗(yàn)失敗的機(jī)率，這也使得熒光顯微鏡的結(jié)構(gòu)主要是被設(shè)計(jì)成光源照射至待觀測(cè)物后，讓熒光訊號(hào)依循相同路徑返回至光學(xué)觀測(cè)鏡組的反射式光路。
[0006]但是，由于激發(fā)光主要是被待觀測(cè)物的表面直接反射，另有小部分則是被不規(guī)則地向四面八方漫反射，熒光部分則是由大量激發(fā)光中，極少數(shù)照射至熒光分子且被吸收后所釋放的，因此熒光訊號(hào)的強(qiáng)度往往遠(yuǎn)低于激發(fā)光；在觀測(cè)或擷取影像記錄時(shí)，無(wú)論是直接反射或漫反射的激發(fā)光，都將被視為干擾熒光訊號(hào)的雜訊，當(dāng)雜訊遠(yuǎn)大于實(shí)際訊號(hào)千倍萬(wàn)倍，就造成影像處理上的極大難題。
[0007]加以，多數(shù)顯微鏡制造商都是以光學(xué)設(shè)計(jì)見(jiàn)長(zhǎng)，往往執(zhí)著于增加光學(xué)元件來(lái)處理訊號(hào)雜音比(S/N比)，例如采用較佳的濾鏡濾除激發(fā)光。但是，即使濾鏡品質(zhì)再好，仍然會(huì)對(duì)熒光訊號(hào)有所削減，因此就需要提高光源亮度，尤其光源來(lái)自距離觀測(cè)位置有一段距離處，照射至待觀測(cè)物的光束又將隨著距離而減弱，這也迫使熒光顯微鏡往往搭配一組亮度極高的光源，并且需要采用多片過(guò)濾效果絕佳的濾鏡，甚至曾經(jīng)因?yàn)楣庠窗l(fā)光強(qiáng)度過(guò)高，導(dǎo)致例如斑馬魚(yú)等微小待觀測(cè)物被入射的激發(fā)光過(guò)度照射而蛋白質(zhì)變性(煮熟)的情況；而光學(xué)元件的不斷添加以及高品質(zhì)要求，也造成熒光顯微鏡動(dòng)輒百萬(wàn)元的高價(jià)。
[0008]一般實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)費(fèi)通常限制甚嚴(yán)，不能無(wú)上限地采購(gòu)多樣化的光學(xué)顯微鏡更甚者價(jià)格昂貴的熒光顯微鏡，往往僅能藉由一般的光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，或是輪流共用少數(shù)珍貴的工具，無(wú)謂地耽擱研究實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。為解決這方面的問(wèn)題，申請(qǐng)人多次提出暗場(chǎng)光學(xué)架構(gòu)的熒光顯微鏡設(shè)計(jì)，就是讓激發(fā)光由側(cè)邊照射待觀測(cè)物，并且由上方或下方進(jìn)行觀察紀(jì)錄，通常是讓光源與觀察方向夾角超過(guò)45度，此種架構(gòu)的立即效益，是將直接反射的激發(fā)光由觀察的光路中完全排除，使得要濾除的雜訊主要是外部背景和漫反射的激發(fā)光，此外，申請(qǐng)人還在多件申請(qǐng)案中，提出將光源盡量貼近待觀測(cè)物，藉以減少路程中的損耗，使得采用LED成為可行。
[0009]然而，如何能因應(yīng)操作者的需求，讓上述正立顯微鏡、倒立顯微鏡、熒光顯微鏡能集于一身，尤其是利用目前已經(jīng)商業(yè)化而極其經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且成熟的裝置，配合本發(fā)明所提出一種組合活動(dòng)式顯微鏡基座，讓載物臺(tái)、光學(xué)觀測(cè)鏡組、及光源組件可自由組合，大幅提升觀測(cè)實(shí)驗(yàn)者的操作彈性，可隨心所欲的變動(dòng)各個(gè)元件的相對(duì)位置，藉此符合多樣化的實(shí)驗(yàn)需求，提升實(shí)驗(yàn)的整體流暢度，還可以大幅降低實(shí)驗(yàn)研究器材的成本，降低無(wú)謂的研究門(mén)檻，就是本發(fā)明所要達(dá)成的目標(biāo)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0010]本發(fā)明之一目的在于提供一種可輕易組裝光學(xué)顯微鏡元件的組合活動(dòng)式顯微鏡基座，提升光學(xué)顯微鏡的使用彈性，亦可有效降低實(shí)驗(yàn)成本。
[0011]本發(fā)明另一目的在于提供一種組合活動(dòng)式顯微鏡基座，通過(guò)導(dǎo)引置放單元升降的升降單元，避免置放單元的空間受到局限。
[0012]本發(fā)明再一個(gè)目的在于提供一種具有組合活動(dòng)式基座的顯微鏡，在輔助支架上裝設(shè)激發(fā)光源，通過(guò)角度調(diào)節(jié)件回避過(guò)往因激發(fā)光源的直接反射，造成反射光蓋過(guò)實(shí)驗(yàn)所需觀察的熒光，并藉由輔助光源照射待觀測(cè)物，提升實(shí)驗(yàn)的流暢性及準(zhǔn)確性。
[0013]本發(fā)明又另一個(gè)目的在于提供一種具有組合活動(dòng)式基座的顯微鏡，將LED光源盡量貼近待觀測(cè)物，減少路程中的損耗。
[0014]本發(fā)明的更一目的在于提供一種具有組合活動(dòng)式基座的顯微鏡，藉由兩個(gè)顯微影像擷取器擷取相異視角的影像，提升實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性。
[0015]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種組合活動(dòng)式顯微鏡基座，供裝設(shè)光源、及具有光軸的顯微影像擷取器，光源及顯微影像擷取裝置是訊號(hào)傳輸連結(jié)至顯示處理裝置，且光源和顯微影像擷取器具有相容的第一結(jié)合部和第二結(jié)合部，組合活動(dòng)式顯微鏡基座包括:基座本體；及主支架，固定于基座本體、沿著對(duì)應(yīng)重力方向上下延伸，主支架上形成置放單元及主組設(shè)埠，其中置放單元供固定承載待觀測(cè)物，主組設(shè)埠吻合于第一結(jié)合部和第二結(jié)合部，供設(shè)置顯微影像擷取器或光源；其中，主組設(shè)埠被規(guī)劃成顯微影像擷取器或光源設(shè)置時(shí)，顯微影像擷取器的光軸或光源的主發(fā)光方向朝向?qū)?yīng)置放單元。
[0016]將上述的組合活動(dòng)式顯微鏡基座與顯微鏡結(jié)合，即成為一種具有組合活動(dòng)式顯微鏡基座的顯微鏡，是供訊號(hào)傳輸連結(jié)至一顯示處理裝置，該顯微鏡包括:至少一個(gè)顯微影像擷取器，具有至少一個(gè)光學(xué)鏡頭、一訊號(hào)傳輸單元、一供電單元、及一第二結(jié)合部，該光學(xué)鏡頭是供擷取一待觀測(cè)物的影像，并通過(guò)該訊號(hào)傳輸單元輸出前述待觀測(cè)物的影像資訊至前述顯示處理裝置；及至少一個(gè)