專利名稱：生化檢測(cè)系統(tǒng)及其光源模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種生化檢測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及ー種光學(xué)生化檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前光學(xué)生化檢測(cè)系統(tǒng)所使用的光源大多為氙氣燈，其主要原因?yàn)殡瘹鉄裟軌蛴诳梢姽獾姆秶鷥?nèi)提供強(qiáng)度差距較小的光源，有利于后續(xù)分析的執(zhí)行。然而，氙氣燈的價(jià)格較高，卻不利于光學(xué)生化檢測(cè)系統(tǒng)的普及化。雖然，目前光學(xué)生化檢測(cè)系統(tǒng)亦有使用價(jià)格較低的鹵素光源，但執(zhí)行分析時(shí)可能需要針對(duì)可見光部份波長(zhǎng)的光源作分析，需要執(zhí)行多次才能完成可見光全光譜的分析，而無法一次執(zhí)行可見光全光譜的分析。這對(duì)某些可見光全光譜的分析而言是不允許的。鹵素 光源于可見光的范圍內(nèi)的強(qiáng)弱之間的差距可能會(huì)超過20倍，在一次感測(cè)可見光全光譜后，后續(xù)分析的執(zhí)行會(huì)難度很高或無法分析。有鑒于上述的問題，光學(xué)生化檢測(cè)系統(tǒng)需要一種平價(jià)的光源模組解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的ー個(gè)目的是在提供ー種改良的光學(xué)生化檢測(cè)系統(tǒng)，藉以取代以氙氣光源的光學(xué)生化檢測(cè)系統(tǒng)。依據(jù)上述目的，提出ー種生化檢測(cè)系統(tǒng)的光源模組，其包含ー鹵素光源、一第一分光鏡、一波長(zhǎng)介于380納米與420納米之間的藍(lán)紫光源、一波長(zhǎng)介于320納米與360納米之間的紫外光源以及ー第二分光鏡。第一分光鏡用以反射齒素光源。藍(lán)紫光源穿透第一分光鏡，且與被第一分光鏡反射的齒素光源大致沿第一方向傳遞。第二分光鏡用以反射藍(lán)紫光源與鹵素光源沿第二方向傳遞。紫外光源于穿透第二分光鏡后與紫外光源一起用以檢測(cè)一待檢測(cè)樣本。依據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例，光源模組更包含一濾光鏡用以衰減鹵素光源中波長(zhǎng)介于600納米與800納米之間的光源,該濾光鏡位于該齒素光源與該第一分光鏡之間。依據(jù)本發(fā)明另ー實(shí)施例，藍(lán)紫光源光源為ー發(fā)光二極管。依據(jù)本發(fā)明另ー實(shí)施例，紫外光源為ー發(fā)光二極管。依據(jù)本發(fā)明另ー實(shí)施例，紫外光源包含另ー鹵素光源以及一波長(zhǎng)介于320納米與360納米之間的干渉濾光鏡，干涉濾光鏡位于另ー鹵素光源與第二分光鏡之間。依據(jù)本發(fā)明另ー實(shí)施例，第一分光鏡為ー全波段分光鏡。依據(jù)本發(fā)明另ー實(shí)施例，第二分光鏡為ー針對(duì)紫外光源85%穿透及15%反射的分光鏡。依據(jù)上述目的，提出ー種生化檢測(cè)系統(tǒng)的光源模組，其包含ー鹵素光源、ー濾光鏡、一波長(zhǎng)介于320納米與360納米之間的紫外光源以及ー第二分光鏡。齒素光源沿第一方向傳遞。濾光鏡用以衰減鹵素光源中波長(zhǎng)低于300米且高于600納米的光源。第二分光鏡用以反射鹵素光源沿第二方向傳遞。紫外光源于穿透分光鏡后與鹵素光源一起用以檢測(cè)一待檢測(cè)樣本。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，紫外光源為ー發(fā)光二極管。依據(jù)本發(fā)明另ー實(shí)施例，紫外光源包含另ー鹵素光源以及一波長(zhǎng)介于320納米與360納米之間的干渉濾光鏡，干涉濾光鏡位于另ー鹵素光源與第二分光鏡之間。依據(jù)本發(fā)明另ー實(shí)施例，第二分光鏡為ー針對(duì)紫外光源85%穿透及15%反射的分光鏡。依據(jù)上述目的，提出ー種生化檢測(cè)系統(tǒng)，其包含ー種如上述的光源模組以及一光譜分析儀。光譜分析儀用以分析穿越待檢測(cè)樣本后的光線。依據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例，光譜分析儀包含一入射狹縫、一聚焦色散元件以及ー感光ニ極管陣列。入射狹縫用以接收穿越待檢測(cè)樣本后的光線。聚焦色散元件用以空間色散展開穿過入射狹縫的光線。感光ニ極管陣列用以感測(cè)經(jīng)聚焦色散元件展開后的光線。
依據(jù)本發(fā)明另ー實(shí)施例，光譜分析儀包含一入射狹縫、一平行光鏡、一色散元件、一聚光鏡以及ー感光ニ極管陣列。入射狹縫用以接收穿越待檢測(cè)樣本后的光線。平行光鏡用以反射穿越入射狹縫的光線。色散元件用以展開經(jīng)平行光鏡反射后的光線。感光ニ極管陣列用以感測(cè)經(jīng)色散元件展開后的光線。聚光鏡用以將經(jīng)該色散元件展開后的光線聚焦于感光ニ極管陣列。由上述可知，應(yīng)用本發(fā)明的生化檢測(cè)系統(tǒng)，利用其光學(xué)模組改善鹵素光源的特性，使鹵素光源更能符合在可見光的范圍作全光譜檢測(cè)的需求，藉以替代高價(jià)的氙氣光源，而使生化檢測(cè)系統(tǒng)的元件成本能進(jìn)ー步降低。


為了使本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，附圖的說明如下圖IA是繪示依照本發(fā)明ー實(shí)施方式的ー種生化檢測(cè)系統(tǒng)；圖IB是繪示依照本發(fā)明另ー實(shí)施方式的ー種生化檢測(cè)系統(tǒng)；圖2、圖3是分別繪示依照本發(fā)明的生化檢測(cè)系統(tǒng)的光源模組經(jīng)光學(xué)模組處理前、后所測(cè)得的數(shù)據(jù)圖；圖4是繪示依照本發(fā)明ー實(shí)施例的ー種光學(xué)模組的示意圖；圖5是繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的ー種光學(xué)模組的示意圖；以及圖6是繪示依照本發(fā)明又一實(shí)施例的ー種光學(xué)模組的示意圖。主要元件符號(hào)說明100 :生化檢測(cè)系統(tǒng)100’ 生化檢測(cè)系統(tǒng)101 :第一方向101’ 第二方向102:鹵素光源104 :光學(xué)模組104’ 光學(xué)模組104”光學(xué)模組
104a :藍(lán)紫光源104b :分光鏡104c :分光鏡104d :紫外光源104e :濾光鏡104f:鹵素光源104g :濾光鏡104h :濾光鏡 106 :樣本承載盤106a :待檢測(cè)樣本108 :光譜分析儀108a :感光ニ極管陣列108b :入射狹縫108c :平行光鏡108d:色散元件108e :聚光鏡108f :聚焦色散元件
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)D1A，其繪示依照本發(fā)明ー實(shí)施方式的ー種生化檢測(cè)系統(tǒng)。生化檢測(cè)系統(tǒng)100包含ー鹵素光源102、一光學(xué)模組104以及一光譜分析儀108，藉以針對(duì)ー裝載于樣本承載盤106內(nèi)的待檢測(cè)樣本106a執(zhí)行光學(xué)分析。光學(xué)模組104的功能在于調(diào)整齒素光源102的光學(xué)特性，使鹵素光源102能更符合的光學(xué)分析的需求。在本實(shí)施例中，光譜分析儀108包含一入射狹縫108b、一平行光鏡108c、一色散元件108d、一聚光鏡108e以及ー感光ニ極管陣列108a。入射狹縫108b用以接收并取樣穿越待檢測(cè)樣本106a后的光線。平行光鏡108c用以反射穿越入射狹縫108b的光線，使光線平行的傳遞至色散元件108d。色散元件108d用以展開經(jīng)平行光鏡108c反射后的光線，便于感光ニ極管陣列108a感測(cè)。聚光鏡IOSe用以將經(jīng)色散元件108d展開后的光線聚焦于感光ニ極管陣列108a上以利于感測(cè)。請(qǐng)參照?qǐng)D1B，其繪示依照本發(fā)明另ー實(shí)施方式的ー種生化檢測(cè)系統(tǒng)。生化檢測(cè)系統(tǒng)100’與生化檢測(cè)系統(tǒng)100的主要差異在于平行光鏡108c與色散元件108d整合成單ー聚焦色散元件108f，且省略了非必要的聚光鏡108e。聚焦色散元件108f用以空間色散展開穿過入射狹縫108b的光線，并將展開后的光線導(dǎo)向感光ニ極管陣列108a。上述光譜分析儀的結(jié)構(gòu)只是舉例，本發(fā)明所適用的光譜分析儀并不局限于上述例子而已。請(qǐng)參照?qǐng)D2、圖3，其分別繪示依照本發(fā)明的生化檢測(cè)系統(tǒng)的鹵素光源經(jīng)光學(xué)模組處理前、后所測(cè)得的數(shù)據(jù)圖(縱軸為相對(duì)強(qiáng)度數(shù)值，故沒有絕對(duì)單位)。圖2是鹵素光源經(jīng)光學(xué)模組處理前所測(cè)得的數(shù)據(jù)圖，而圖3是鹵素光源經(jīng)光學(xué)模組處理后所測(cè)得的數(shù)據(jù)圖。參照?qǐng)D2，鹵素光源所發(fā)出的光在未經(jīng)處理前在可見光的范圍內(nèi)(波長(zhǎng)約介于400納米到750納米之間)的強(qiáng)弱差距會(huì)超過20倍以上(例如60000/2946 > 20)，若使用感光ニ極管陣列一次感測(cè)可見光范圍內(nèi)的所有光譜，將使后續(xù)的數(shù)據(jù)因訊雜比過高等因素而難以分析。因此，本發(fā)明的生化檢測(cè)系統(tǒng)加入一光學(xué)模組(例如光學(xué)模組104”)，藉以處理鹵素光源，處理后所測(cè)得的數(shù)據(jù)圖如圖3所示。由圖3可知，在可見光的范圍內(nèi)(波長(zhǎng)約介于400納米到750納米之間)的光強(qiáng)度差距會(huì)小于5倍(例如60000/12000 < 5)，將使后續(xù)的數(shù)據(jù)分析容易許多。以下將配合圖式解說各種光學(xué)模組的可能結(jié)構(gòu)。此外，光學(xué)模組104因増加生化檢測(cè)所需的藍(lán)紫光源，因此波長(zhǎng)400納米附近的光強(qiáng)度會(huì)劇增。請(qǐng)參照?qǐng)D4，其繪示依照本發(fā)明ー實(shí)施例的ー種光學(xué)模組的示意圖。光學(xué)模組104包含一藍(lán)紫光源104a、一第一分光鏡104b、一紫外光源104d以及一第二分光鏡104c。第一分光鏡104b將齒素光源102所發(fā)出的光反射朝向第二分光鏡104c (沿第一方向101)。藍(lán)紫光源104a所發(fā)出的光穿透第一分光鏡104b，且與被第一分光鏡104b反射的鹵素光源大致沿同方向(第一方向101)傳遞，并于第二分光鏡104c反射朝向待測(cè)檢體樣本。第二分光鏡104c用以讓紫外光源穿透朝向待檢測(cè)樣本(沿第二方向101’)。在本實(shí)施例中，第二方向101’大致垂直第一方向101，但并不局限于此。在本實(shí)施例中，藍(lán)紫光源104a為ー波長(zhǎng)介于380納米與420納米之間的光源，例如一波長(zhǎng)介于380納米與420納米之間的發(fā)光二極管。紫外光源104d為一波長(zhǎng)介于320納米與360納米之間的光源，例如是波長(zhǎng)介于 320納米與360納米之間的發(fā)光二極管。在本實(shí)施例中，第一分光鏡104a為ー全波段分光鏡，藉以將入射光約50%反射(剩下約50%入射光穿透)的功能。此外，第二分光鏡104c針對(duì)紫外光源，具有讓入射光約85%穿透(剩下約15%反射)的功能。換言之，第二分光鏡104c為ー針對(duì)紫外光源85%穿透及15%反射的分光鏡。第二分光鏡104c也具有將可見光反射的功能。光學(xué)模組104増加紫外光源與藍(lán)紫光源的目的在于補(bǔ)足鹵素光源于該波長(zhǎng)的光強(qiáng)度不足的問題。請(qǐng)參照?qǐng)D5，其繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的ー種光學(xué)模組的示意圖。光學(xué)模組104’不同于光學(xué)模組104的地方主要在于增加濾光鏡104e。濾光鏡104e位于鹵素光源102與第一分光鏡104b之間。濾光鏡104e用以衰減齒素光源102中波長(zhǎng)介于約600納米與800納米之間的光源，使得光學(xué)模組104’的整體效能可以更接近上述圖3的數(shù)據(jù)。此外，光學(xué)模組104’中的紫外光源發(fā)光二極管被ー鹵素光源104f以及一波長(zhǎng)介于320納米與360納米之間的干渉濾光鏡104g所取代。干渉濾光鏡104g位于鹵素光源104f與分光鏡104c之間，藉以衰減除了波長(zhǎng)介于320納米與360納米之間外的其他光源。鹵素光源104f加上干渉濾光鏡104g具有和紫外光源發(fā)光二極管具有相同功能，但元件的成本較低。此外，藍(lán)紫光源104a也可以用鹵素光源加上干渉濾光鏡方式實(shí)現(xiàn)(未繪示于圖面)。請(qǐng)參照?qǐng)D6，其繪示依照本發(fā)明又一實(shí)施例的ー種光學(xué)模組的示意圖。光學(xué)模組104”包含一濾光鏡104h、一紫外光源104d以及ー第二分光鏡104c。濾光鏡104h用以衰減鹵素光源102中波長(zhǎng)低于約300納米且高于約600納米的光源。第二分光鏡104c用以反射鹵素光源朝向待檢測(cè)樣本(沿第二方向101’)。第二分光鏡104c針對(duì)紫外光源，具有讓入射光約85%穿透(剩下約15%反射)的功能。換言之，第二分光鏡為ー針對(duì)紫外光源85%穿透及15%反射的分光鏡。第二分光鏡104c也具有將紅外光與紫外光反射衰減的功能。因此，鹵素光源102經(jīng)濾光鏡104h處理后沿第一方向101，接著被第二分光鏡104c反射后與紫外光源用以沿第二方向101’ 一起檢測(cè)ー待檢測(cè)樣本。在本實(shí)施例中，第二方向101’大致垂直第一方向101，但并不局限于此。相較于光學(xué)模組104及104’，光學(xué)模組104”具有較少光學(xué)元件的優(yōu)勢(shì)，但同樣能使鹵素光源102所發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)模組104”處理后能近似上述圖3的數(shù)據(jù)或在可見光的范圍內(nèi)的光強(qiáng)度差距會(huì)小于5倍以內(nèi)。此外，紫外光源104d也可以用鹵素光源加上干渉濾光鏡方式實(shí)現(xiàn)(未繪示于圖面)。由上述本發(fā)明實(shí)施方式可知，應(yīng)用本發(fā)明的生化檢測(cè)系統(tǒng)，利用其光學(xué)模組改善鹵素光源的特性，使鹵素光源更能符合在可見光的范圍作全光譜檢測(cè)的需求，藉以替代高價(jià)的氙氣光源，而使生化檢測(cè)系統(tǒng)的元件成本能進(jìn)ー步降低。雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以后 附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種生化檢測(cè)系統(tǒng)的光源模組，至少包含 一齒素光源； 一第一分光鏡，用以反射該齒素光源； 一波長(zhǎng)介于380納米與420納米之間的藍(lán)紫光源，穿透該第一分光鏡，且與被該第一分光鏡反射的該齒素光源大致沿一第一方向傳遞； 一波長(zhǎng)介于320納米與360納米之間的紫外光源；以及 一第二分光鏡，用以反射該藍(lán)紫光源與該齒素光源沿一第二方向傳遞，其中該紫外光源于穿透該第二分光鏡后與該藍(lán)紫光源與該鹵素光源一起用以檢測(cè)一待檢測(cè)樣本。
2.如權(quán)利要求I所述的光源模組，其特征在于，還包含一濾光鏡用以衰減該鹵素光源中波長(zhǎng)介于600納米與800納米之間的光源,該濾光鏡位于該齒素光源與該第一分光鏡之間。
3.如權(quán)利要求I所述的光源模組，其特征在于，該藍(lán)紫光源為一發(fā)光二極管。
4.如權(quán)利要求I所述的光源模組，其特征在于，該紫外光源為一發(fā)光二極管。
5.如權(quán)利要求I所述的光源模組，其特征在于，該紫外光源包含另一鹵素光源以及一波長(zhǎng)介于320納米與360納米之間的干涉濾光鏡，該干涉濾光鏡位于該另一鹵素光源與該第二分光鏡之間。
6.如權(quán)利要求I所述的光源模組，其特征在于，該第一分光鏡為一全波段分光鏡。
7.如權(quán)利要求I所述的光源模組，其特征在于，該第二分光鏡為一針對(duì)該紫外光源85%穿透及15%反射的分光鏡。
8.一種生化檢測(cè)系統(tǒng)的光源模組，至少包含 一齒素光源，沿第一方向傳遞； 一濾光鏡，用以衰減該鹵素光源中波長(zhǎng)低于300納米且高于600納米的光源； 一波長(zhǎng)介于320納米與360納米之間的紫外光源；以及 一第二分光鏡，用以反射該鹵素光源沿一第二方向傳遞，其中該紫外光源于穿透該第二分光鏡后與該鹵素光源一起用以檢測(cè)一待檢測(cè)樣本。
9.如權(quán)利要求8所述的光源模組，其特征在于，該紫外光源為一發(fā)光二極管。
10.如權(quán)利要求8所述的光源模組，其特征在于，該紫外光源包含另一鹵素光源以及一波長(zhǎng)介于320納米與360納米之間的干涉濾光鏡，該干涉濾光鏡位于該另一鹵素光源與該第二分光鏡之間。
11.如權(quán)利要求8所述的光源模組，其特征在于，該第二分光鏡為一針對(duì)該紫外光源85%穿透及15%反射的分光鏡。
12.—種生化檢測(cè)系統(tǒng)，至少包含 一種如權(quán)利要求I 11其中之一的光源模組；以及 一光譜分析儀，用以分析穿越該待檢測(cè)樣本后的光線。
13.如權(quán)利要求12所述的光源模組，其特征在于，該光譜分析儀包含 一入射狹縫，用以接收該穿越該待檢測(cè)樣本后的光線； 一聚焦色散元件，用以空間色散展開穿過該入射狹縫的光線；以及 一感光二極管陣列，用以感測(cè)經(jīng)該聚焦色散元件展開后的光線。
14.如權(quán)利要求12所述的光源模組，其特征在于，該光譜分析儀包含一入射狹縫，用以接收該穿越該待檢測(cè)樣本后的光線；一平行光鏡，用以反射穿越該入射狹縫的光線；一色散元件，用以展開經(jīng)該平行光鏡反射后的光線； 一感光二極管陣列，用以感測(cè)經(jīng)該色散元件展開后的光線；以及一聚光鏡，用以將經(jīng)該色散元件展開后的光線聚焦于感光二極管陣列。
全文摘要
一種生化檢測(cè)系統(tǒng)的光源模組包含一鹵素光源、一第一分光鏡、一藍(lán)紫光源、一紫外光源以及一第二分光鏡。第一分光鏡用以反射鹵素光源。藍(lán)紫光源穿透第一分光鏡，且與被第一分光鏡反射的鹵素光源大致沿第一方向傳遞。第二分光鏡用以反射藍(lán)紫光源與鹵素光源沿第二方向傳遞。紫外光源于穿透第二分光鏡后與紫外光源一起用以檢測(cè)一待檢測(cè)樣本。
文檔編號(hào)G01J3/10GK102768068SQ20121009939
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月2日
發(fā)明者蔡忠憲 申請(qǐng)人:保生國(guó)際生醫(yī)股份有限公司