生化檢測系統及其光源模塊的製作方法
2023-04-29 16:39:46 1
生化檢測系統及其光源模塊的製作方法
【專利摘要】一種生化檢測系統包括一光源模塊及一光譜分析儀。所述光源模塊包括一滷素光源，分別通過第一光源通路及第二光源通路後並經第一分光鏡匯集後用以檢測一待檢測樣本。第一光源通路包括多個反射鏡及一第一濾光鏡，第一濾光鏡用以衰減滷素光源中橙色波段的光源。第二光源通路包括一第二濾光鏡，第二濾光鏡用以衰減滷素光源中除紫外光波段以外的光源。所述光譜分析儀用以分析穿越待檢測樣本後的光線。
【專利說明】生化檢測系統及其光源模塊【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種生化檢測系統的光源模塊及其檢測系統，尤其涉及一種光學生化檢測系統。
【背景技術】
[0002]目前光學生化檢測系統所使用的光源大多為氙氣燈，其主要原因為氙氣燈能夠於可見光的範圍內提供強度差距較小的光源，有利於後續分析的執行。然而，氙氣燈的價格較高，卻不利於光學生化檢測系統的普及化。
[0003]雖然，目前光學生化檢測系統也有使用價格較低的滷素光源，但執行分析時可能需要針對可見光部分波長的光源作分析，需要執行多次才能完成可見光全光譜的分析，而無法一次執行可見光全光譜的分析。這對某些可見光全光譜的分析而言是不允許的。滷素光源於可見光的範圍內的強弱之間的差距可能會超過20倍，在一次感測可見光全光譜後，後續分析的執行會難度很高或無法分析。
[0004]有鑑於上述的問題，光學生化檢測系統需要一種平價且全光譜的光源模塊解決方案。
實用新型內容
[0005]本實用新型的一個目的是在提供一種改良的光學生化檢測系統的光源模塊，由此取代氣氣光源的光源模塊。
[0006]依據上述目的，提出一種用於生化檢測系統的光源模塊，其包括一滷素光源，及第一和第二兩個光源通路，及一第一分光鏡，發出的光線分別通過第一光源通路及第二光源通路並經第一分光鏡匯集後用以檢測一待檢測樣本。第一光源通路包括多個反射鏡及一第一濾光鏡，第一濾光鏡用以衰減滷素光源中橙色波段的光源。第二光源通路包括一第二濾光鏡，第二濾光鏡用以衰減滷素光源中除紫外光波段以外的光源。
[0007]進一步地，所述反射鏡為波長介於300納米與800納米之間的反射鏡。
[0008]進一步地,第一濾光鏡位於第一光源通路上的滷素光源和第一分光鏡之間。
[0009]進一步地,第二濾光鏡位於第二光源通路上的第一分光鏡和滷素光源之間。
[0010]進一步地，第一濾光鏡過濾的橙色波段的光源為滷素光源中波長550納米以上的光源。
[0011]進一步地，第二濾光鏡用以衰減滷素光源中除波長320~400納米以外的光源。
[0012]另一方面，本實用新型所揭示的光源模塊還可包含第二分光鏡，第二分光鏡用以分配滷素光源至第一光源通路及第二光源通路。
[0013]進一步地,第一濾光鏡位於第一光源通路上的第一分光鏡與第二分光鏡之間。
[0014]進一步地，第二濾光鏡位於第二光路上的第一分光鏡與第二分光鏡之間。
[0015]另一方面，依據上述技術方案，提出一種生化檢測系統，其包括一種如上述的光源模塊以及一光譜分析儀。所述光譜分析儀用以分析穿越待檢測樣本後的光線。[0016]所述的光譜分析儀的結構包括一入射狹縫、一聚焦色散組件以及一感光二極體陣列。入射狹縫用以接收穿越待檢測樣本後的光線。聚焦色散組件用以空間色散展開穿過入射狹縫的光線。感光二極體陣列用以感測經聚焦色散組件展開後的光線。進一步地，聚焦色散組件可為一微機電凹型光柵。
[0017]進一步地，光譜分析儀中的聚焦色散組件可以由一平行光鏡、一色散組件、一聚光鏡組成。入射狹縫用以接收穿越待檢測樣本後的光線。平行光鏡用以反射穿越入射狹縫的光線。所述色散組件用以展開經平行光鏡反射後的光線。感光二極體陣列用以感測經色散組件展開後的光線。聚光鏡用以將經該色散組件展開後的光線聚焦於感光二極體陣列。
[0018]由上述可知，應用本實用新型的生化檢測系統，僅使用單一滷素光源，並利用其光源模塊改善滷素光源的特性，使滷素光源更能符合在可見光的範圍作全光譜檢測的需求，由此替代較高成本的氙氣光源及其它特定波長的發光二極體光源，而使生化檢測系統的組件成本能進一步降低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1A是本實用新型所一個實施例所揭示的一種生化檢測系統。
[0020]圖1B是本實用新型另一實施方式所揭示的一種生化檢測系統。
[0021]圖2、圖3分別是依照本實用新型所揭示的滷素光源經光源模塊的光源模塊處理前、後所測得的數據圖。
[0022]圖4是本實用新型一個實施例所揭示的一種光源模塊的示意圖。
[0023]圖5是本實用新型另一實施例所揭示的一種光源模塊的示意圖。
[0024]附圖標號說明:
[0025]100:生化檢測系統
[0026]100』:生化檢測系統
[0027]IOla:第一光源通路
[0028]IOlb:第二光源通路
[0029]102:滷素光源
[0030]102a:滷素光源
[0031]102b:滷素光源
[0032]104:光源模塊
[0033]104』:光源模塊
[0034]104」:光源模塊
[0035]104a:第二濾光鏡
[0036]104b:第一分光鏡
[0037]104b』:第二分光鏡
[0038]104c:反射鏡
[0039]104d:反射鏡
[0040]104e:第一濾光鏡
[0041]104f:反射鏡
[0042]106:樣本承載盤[0043]106a:待檢測樣本
[0044]108:光譜分析儀
[0045]108a:感光二極體陣列
[0046]108b:入射狹縫
[0047]108c:平行光鏡
[0048]108d:色散組件
[0049]108e:聚光鏡
[0050]108f:聚焦色散組件
【具體實施方式】
[0051]圖1A，其繪示依照本實用新型的一個實施例所揭示的一種生化檢測系統。生化檢測系統100包括光源模塊104以及一光譜分析儀108，以針對一個裝載於樣本承載盤106內的待檢測樣本106a執行光學分析。光源模塊104的功能在於調整齒素光源102的光學特性，使滷素光源102能夠更加符合光學分析的需求。在本實施例中，光譜分析儀108包括一入射狹縫108b、一平行光鏡108c、一色散組件108d、一聚光鏡108e以及一感光二極體陣列108a。入射狹縫108b用以接收穿越待檢測樣本106a後的光線並取樣。平行光鏡108c用以反射穿越入射狹縫108b的光線，使光線平行地傳遞至色散組件108d。色散組件108d用以展開經平行光鏡108c反射後的光線，以便於感光二極體陣列108a感測。進一步地，色散組件108d可以為一平面光柵。聚光鏡IOSe用以將經色散組件108d展開後的光線聚焦於感光二極體陣列108a上以利於感測。
[0052]圖1B，是本實用新型另一實施方式所揭示的一種生化檢測系統。生化檢測系統100』與上述生化檢測系統100的主要差異在於平行光鏡108c與色散組件108d整合成單一聚焦色散組件108f，且省略了非必要的聚光鏡108e。聚焦色散組件108f用以空間色散展開穿過入射狹縫108b的光線，並將展開後的光線導向感光二極體陣列108a。進一步地，本實施例中聚焦色散組件108f可以是一微機電凹形光柵。利用微機電凹型光柵，可大幅縮減檢測系統的光徑長，進而縮小檢測系統的提及。
[0053]上述光譜分析儀的結構只是舉例，本發明所適用的光譜分析儀並不局限於上述例子而已。
[0054]如圖2、3所示，其分別本實用新型的生化檢測系統的滷素光源經光源模塊處理前、後所測得的數據圖(縱軸為相對強度數值，因此沒有絕對單位)。圖2是滷素光源經光源模塊處理前所測得的數據圖，而圖3是滷素光源經光源模塊處理後所測得的數據圖。如圖2所示，滷素光源所發出的光在未經處理前在可見光的範圍內(波長約介於400納米到750納米之間)的強弱差距會超過20倍以上(例如60000/2946>20)，若使用感光二極體陣列一次感測可見光範圍內的所有光譜，將使後續的數據因信噪比過高等因素而難以分析。因此，本實用新型的生化檢測系統加入一光源模塊(例如光源模塊104)，通過處理滷素光源，處理後所測得的數據圖如圖3所示。由圖3可知，在可見光的範圍內(波長約介於400納米到750納米之間)的光強度差距會小於5倍(例如60000/12000〈5)，將使後續的數據分析容易許多。以下將配合附圖來說明各種光源模塊的可能結構。此外，光源模塊104因增加生化檢測所需的藍紫光源，因此波長400納米附近的光強度會劇增。[0055]如圖4所示，是本實用新型一個實施例的一種光源模塊的示意圖。光源模塊104』包括單一滷素光源102a，滷素光源102a的光分別通過第一光源通路IOla及第二光源通路IOlb後，並經第一分光鏡104b匯集後用以檢測待檢測樣本(例如圖1A的待檢測樣本106a)。第一光源通路IOla包括多個反射鏡及第一濾光鏡104e，第一濾光鏡104e用以衰減滷素光源102a中波長大於550納米以上的光源(即橙色波段的光源)。第二光源通路IOlb包括第二濾光鏡104a，第二濾光鏡104a用以衰減滷素光源102a中除了波長介於320納米與400納米之間(即紫外光波段)以外的其它光源。在本實施例中，第一濾光鏡104e可位於第一光源通路IOla上的齒素光源102a和第一分光鏡104b之間，第二濾光鏡104a位於第二光源通路IOlb上的第一分光鏡104b和齒素光源102a之間。在本實施例中，所述反射鏡(104c、104d、104f)可以是波長介於300納米與800納米之間的反射鏡或其它合適的反射鏡。此外，所述反射鏡(104c、104d、104f)的數量是不受限制的，可以光源模塊的需求改變反射鏡的數量。
[0056]如圖5所示，其是本實用新型另一實施例所揭示的一種光源模塊的示意圖。光源模塊104」與光源模塊104』的不同之處主要在於增加第二分光鏡104b』。光源模塊104」包括單一齒素光源102b,自該單一齒素光源102b的光分別通過第一光源通路IOla及第二光源通路IOlb後，並經第一分光鏡104b匯集後用以檢測一待檢測樣本(例如圖1A的待檢測樣本106a)。增加的第二分光鏡104b』用以分配滷素光源102b至第一光源通路IOla及第二光源通路101b。第一光源通路IOla包括第一濾光鏡104e及多個反射鏡,第一濾光鏡104e用以衰減滷素光源102b中波長大於550納米以上的光源(即橙色波段的光源)。第二光源通路IOlb包括第二濾光鏡104a，第二濾光鏡104a用以衰減滷素光源102b中除了波長介於320納米與400納米之間(即紫外光波段)以外的其它光源。在本實施例中，第一濾光鏡104e可位於第一光源通路IOla上第一分光鏡104b與第二分光鏡104b』之間的任何位置，第二濾光鏡104a位於第二光源通路IOlb上第一分光鏡104b與第二分光鏡104b』之間。在本實施例中，所述反射鏡(104c、104d)可以是波長介於300納米與800納米之間的反射鏡或其它合適的反射鏡。此外，所述反射鏡(104c、104d)的數量是不受限制的，可以光源模塊的需求改變反射鏡的數量。
[0057]由上述本實用新型的實施方式可知，應用本實用新型的生化檢測系統，僅使用單一滷素光源，並利用其光源模塊改善滷素光源的特性，使滷素光源更能符合在可見光的範圍作全光譜檢測的需求，由此替代較高成本的氙氣光源及其它特定波長的發光二極體光源，而使生化檢測系統的組件成本能進一步降低。
[0058]雖然本實用新型已經以實施方式揭露如上，然而這些實施方式並非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，可對本發明進行各種修改與改變，因此本發明的保護範圍以所附權利要求書中所界定的範圍為準。
【權利要求】
1.一種用於生化檢測系統的光源模塊，其特徵在於至少包括: 一齒素光源、一第一光源通路及一第二光源通路以及一個第一分光鏡，所述的齒素光源發出的光線分別通過所述第一光源通路及所述第二光源通路並經所述第一分光鏡匯集後用以檢測一待檢測樣本； 所述第一光源通路包含多個反射鏡及一第一濾光鏡，所述第一濾光鏡用以衰減所述滷素光源中橙色波段的光源；以及 所述第二光源通路包括一第二濾光鏡，所述第二濾光鏡用以衰減所述齒素光源中除紫外光波段以外的光源。
2.根據權利要求1所述的光源模塊，其特徵在於所述的反射鏡為波長介於300納米與800納米之間的反射鏡。
3.根據權利要求1所述的光源模塊，其特徵在於所述的第一濾光鏡位於所述第一光源通路上的齒素光源和第一分光鏡之間。
4.根據權利要求1所述的光源模塊，其特徵在於所述第二濾光鏡位於所述第二光源通路上的第一分光鏡和齒素光源之間。
5.根據權利要求1所述的光源模塊，其特徵在於所述的第一濾光鏡衰減的橙色光源為滷素光源中波長為550納米以上的光源。
6.根據權利要求1所述的光源模塊，其特徵在於所述的第二濾光鏡用以衰減所述滷素光源中除波長320?400納米以外的光源。
7.根據權利要求1所述的光源模塊，其特徵在於所述的光源模塊還包括一個第二分光鏡，所述第二分光鏡用以分配所述滷素光源發出的光線至所述第一光源通路及所述第二光源通路。
8.根據權利要求7所述的光源模塊,其特徵在於所述的第一濾光鏡位於所述第一光路上的第一分光鏡與第二分光鏡之間。
9.一種生化檢測系統，其特徵在於至少包括: 如權利要求1?8中任一項所述的光源模塊；以及 一個光譜分析儀，所述光譜分析儀用以分析穿越所述待檢測樣本後的光線。
10.根據權利要求9所述的生化檢測系統，其特徵在於所述光譜分析儀包括: 一入射狹縫，用以接收所述穿越所述待檢測樣本後的光線； 一聚焦色散組件，用以空間色散展開穿過所述入射狹縫的光線；以及 一感光二極體陣列，用以感測經所述聚焦色散組件展開後的光線。
11.根據權利要求9所述的生化檢測系統，其中所述光譜分析儀包括: 一入射狹縫，用以接收所述穿越所述待檢測樣本後的光線； 一平行光鏡，用以反射穿越所述入射狹縫的光線； 一色散組件，用以展開經所述平行光鏡反射後的光線； 一感光二極體陣列，用以感測經所述色散組件展開後的光線；以及 一聚光鏡，用以將經該色散組件展開後的光線聚焦於感光二極體陣列。
【文檔編號】G01J3/10GK203719767SQ201290000421
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年6月11日 優先權日:2012年6月11日
【發明者】蔡忠憲 申請人:保生國際生醫股份有限公司