专利名称：生化检测系统及其光源模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种生化检测系统，尤其涉及ー种光学生化检测系统。
背景技术：
目前光学生化检测系统所使用的光源大多为氙气灯，其主要原因为氙气灯能够于可见光的范围内提供強度差距较小的光源，有利于后续分析的执行。然而，氙气灯的价格较高，却不利于光学生化检测系统的普及化。虽然，目前光学生化检测系统亦有使用价格较低的卤素光源，但执行分析时可能需要针对可见光部份波长的光源作分析，需要执行多次才能完成可见光全光谱的分析，而无法一次执行可见光全光谱的分析。这对某些可见光全光谱的分析而言是不允许的。卤素 光源于可见光的范围内的強弱之间的差距可能会超过20倍，在一次感测可见光全光谱后，后续分析的执行会难度很高或无法分析。有鉴于上述的问题，光学生化检测系统需要一种平价的光源模组解决方案。

发明内容
因此，本发明的ー个目的是在提供ー种改良的光学生化检测系统，藉以取代以氙气光源的光学生化检测系统。依据上述目的，提出ー种生化检测系统的光源模组，其包含ー卤素光源、一第一分光镜、一波长介于380纳米与420纳米之间的蓝紫光源、一波长介于320纳米与360纳米之间的紫外光源以及ー第二分光镜。第一分光镜用以反射齒素光源。蓝紫光源穿透第一分光镜，且与被第一分光镜反射的齒素光源大致沿第一方向传递。第二分光镜用以反射蓝紫光源与卤素光源沿第二方向传递。紫外光源于穿透第二分光镜后与紫外光源一起用以检测一待检测样本。依据本发明ー实施例，光源模组更包含一滤光镜用以衰减卤素光源中波长介于600纳米与800纳米之间的光源,该滤光镜位于该齒素光源与该第一分光镜之间。依据本发明另ー实施例，蓝紫光源光源为ー发光二极管。依据本发明另ー实施例，紫外光源为ー发光二极管。依据本发明另ー实施例，紫外光源包含另ー卤素光源以及一波长介于320纳米与360纳米之间的干渉滤光镜，干涉滤光镜位于另ー卤素光源与第二分光镜之间。依据本发明另ー实施例，第一分光镜为ー全波段分光镜。依据本发明另ー实施例，第二分光镜为ー针对紫外光源85%穿透及15%反射的分光镜。依据上述目的，提出ー种生化检测系统的光源模组，其包含ー卤素光源、ー滤光镜、一波长介于320纳米与360纳米之间的紫外光源以及ー第二分光镜。齒素光源沿第一方向传递。滤光镜用以衰减卤素光源中波长低于300米且高于600纳米的光源。第二分光镜用以反射卤素光源沿第二方向传递。紫外光源于穿透分光镜后与卤素光源一起用以检测一待检测样本。依据本发明一实施例，紫外光源为ー发光二极管。依据本发明另ー实施例，紫外光源包含另ー卤素光源以及一波长介于320纳米与360纳米之间的干渉滤光镜，干涉滤光镜位于另ー卤素光源与第二分光镜之间。依据本发明另ー实施例，第二分光镜为ー针对紫外光源85%穿透及15%反射的分光镜。依据上述目的，提出ー种生化检测系统，其包含ー种如上述的光源模组以及一光谱分析仪。光谱分析仪用以分析穿越待检测样本后的光线。依据本发明ー实施例，光谱分析仪包含一入射狭缝、一聚焦色散元件以及ー感光ニ极管阵列。入射狭缝用以接收穿越待检测样本后的光线。聚焦色散元件用以空间色散展开穿过入射狭缝的光线。感光ニ极管阵列用以感测经聚焦色散元件展开后的光线。
依据本发明另ー实施例，光谱分析仪包含一入射狭缝、一平行光镜、一色散元件、一聚光镜以及ー感光ニ极管阵列。入射狭缝用以接收穿越待检测样本后的光线。平行光镜用以反射穿越入射狭缝的光线。色散元件用以展开经平行光镜反射后的光线。感光ニ极管阵列用以感测经色散元件展开后的光线。聚光镜用以将经该色散元件展开后的光线聚焦于感光ニ极管阵列。由上述可知，应用本发明的生化检测系统，利用其光学模组改善卤素光源的特性，使卤素光源更能符合在可见光的范围作全光谱检测的需求，藉以替代高价的氙气光源，而使生化检测系统的元件成本能进ー步降低。


为了使本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的说明如下图IA是绘示依照本发明ー实施方式的ー种生化检测系统；图IB是绘示依照本发明另ー实施方式的ー种生化检测系统；图2、图3是分别绘示依照本发明的生化检测系统的光源模组经光学模组处理前、后所测得的数据图；图4是绘示依照本发明ー实施例的ー种光学模组的示意图；图5是绘示依照本发明另一实施例的ー种光学模组的示意图；以及图6是绘示依照本发明又一实施例的ー种光学模组的示意图。主要元件符号说明100 :生化检测系统100’ 生化检测系统101 :第一方向101’ 第二方向102:卤素光源104 :光学模组104’ 光学模组104”光学模组
104a :蓝紫光源104b :分光镜104c :分光镜104d :紫外光源104e :滤光镜104f:卤素光源104g :滤光镜104h :滤光镜 106 :样本承载盘106a :待检测样本108 :光谱分析仪108a :感光ニ极管阵列108b :入射狭缝108c :平行光镜108d:色散元件108e :聚光镜108f :聚焦色散元件
具体实施例方式请參照图1A，其绘示依照本发明ー实施方式的ー种生化检测系统。生化检测系统100包含ー卤素光源102、一光学模组104以及一光谱分析仪108，藉以针对ー装载于样本承载盘106内的待检测样本106a执行光学分析。光学模组104的功能在于调整齒素光源102的光学特性，使卤素光源102能更符合的光学分析的需求。在本实施例中，光谱分析仪108包含一入射狭缝108b、一平行光镜108c、一色散元件108d、一聚光镜108e以及ー感光ニ极管阵列108a。入射狭缝108b用以接收并取样穿越待检测样本106a后的光线。平行光镜108c用以反射穿越入射狭缝108b的光线，使光线平行的传递至色散元件108d。色散元件108d用以展开经平行光镜108c反射后的光线，便于感光ニ极管阵列108a感测。聚光镜IOSe用以将经色散元件108d展开后的光线聚焦于感光ニ极管阵列108a上以利于感测。请參照图1B，其绘示依照本发明另ー实施方式的ー种生化检测系统。生化检测系统100’与生化检测系统100的主要差异在于平行光镜108c与色散元件108d整合成单ー聚焦色散元件108f，且省略了非必要的聚光镜108e。聚焦色散元件108f用以空间色散展开穿过入射狭缝108b的光线，并将展开后的光线导向感光ニ极管阵列108a。上述光谱分析仪的结构只是举例，本发明所适用的光谱分析仪并不局限于上述例子而已。请參照图2、图3，其分别绘示依照本发明的生化检测系统的卤素光源经光学模组处理前、后所测得的数据图(纵轴为相对强度数值，故没有绝对单位)。图2是卤素光源经光学模组处理前所测得的数据图，而图3是卤素光源经光学模组处理后所测得的数据图。參照图2，卤素光源所发出的光在未经处理前在可见光的范围内(波长约介于400纳米到750纳米之间)的强弱差距会超过20倍以上(例如60000/2946 > 20)，若使用感光ニ极管阵列一次感测可见光范围内的所有光谱，将使后续的数据因讯杂比过高等因素而难以分析。因此，本发明的生化检测系统加入一光学模组(例如光学模组104”)，藉以处理卤素光源，处理后所测得的数据图如图3所示。由图3可知，在可见光的范围内(波长约介于400纳米到750纳米之间)的光强度差距会小于5倍(例如60000/12000 < 5)，将使后续的数据分析容易许多。以下将配合图式解说各种光学模组的可能结构。此外，光学模组104因増加生化检测所需的蓝紫光源，因此波长400纳米附近的光強度会剧增。请參照图4，其绘示依照本发明ー实施例的ー种光学模组的示意图。光学模组104包含一蓝紫光源104a、一第一分光镜104b、一紫外光源104d以及一第二分光镜104c。第一分光镜104b将齒素光源102所发出的光反射朝向第二分光镜104c (沿第一方向101)。蓝紫光源104a所发出的光穿透第一分光镜104b，且与被第一分光镜104b反射的卤素光源大致沿同方向(第一方向101)传递，并于第二分光镜104c反射朝向待测检体样本。第二分光镜104c用以让紫外光源穿透朝向待检测样本(沿第二方向101’)。在本实施例中，第二方向101’大致垂直第一方向101，但并不局限于此。在本实施例中，蓝紫光源104a为ー波长介于380纳米与420纳米之间的光源，例如一波长介于380纳米与420纳米之间的发光二极管。紫外光源104d为一波长介于320纳米与360纳米之间的光源，例如是波长介于 320纳米与360纳米之间的发光二极管。在本实施例中，第一分光镜104a为ー全波段分光镜，藉以将入射光约50%反射(剩下约50%入射光穿透)的功能。此外，第二分光镜104c针对紫外光源，具有让入射光约85%穿透(剩下约15%反射)的功能。換言之，第二分光镜104c为ー针对紫外光源85%穿透及15%反射的分光镜。第二分光镜104c也具有将可见光反射的功能。光学模组104増加紫外光源与蓝紫光源的目的在于补足卤素光源于该波长的光強度不足的问题。请參照图5，其绘示依照本发明另一实施例的ー种光学模组的示意图。光学模组104’不同于光学模组104的地方主要在于增加滤光镜104e。滤光镜104e位于卤素光源102与第一分光镜104b之间。滤光镜104e用以衰减齒素光源102中波长介于约600纳米与800纳米之间的光源，使得光学模组104’的整体效能可以更接近上述图3的数据。此外，光学模组104’中的紫外光源发光二极管被ー卤素光源104f以及一波长介于320纳米与360纳米之间的干渉滤光镜104g所取代。干渉滤光镜104g位于卤素光源104f与分光镜104c之间，藉以衰减除了波长介于320纳米与360纳米之间外的其他光源。卤素光源104f加上干渉滤光镜104g具有和紫外光源发光二极管具有相同功能，但元件的成本较低。此外，蓝紫光源104a也可以用卤素光源加上干渉滤光镜方式实现(未绘示于图面)。请參照图6，其绘示依照本发明又一实施例的ー种光学模组的示意图。光学模组104”包含一滤光镜104h、一紫外光源104d以及ー第二分光镜104c。滤光镜104h用以衰减卤素光源102中波长低于约300纳米且高于约600纳米的光源。第二分光镜104c用以反射卤素光源朝向待检测样本(沿第二方向101’)。第二分光镜104c针对紫外光源，具有让入射光约85%穿透(剩下约15%反射)的功能。換言之，第二分光镜为ー针对紫外光源85%穿透及15%反射的分光镜。第二分光镜104c也具有将红外光与紫外光反射衰减的功能。因此，卤素光源102经滤光镜104h处理后沿第一方向101，接着被第二分光镜104c反射后与紫外光源用以沿第二方向101’ 一起检测ー待检测样本。在本实施例中，第二方向101’大致垂直第一方向101，但并不局限于此。相较于光学模组104及104’，光学模组104”具有较少光学元件的优势，但同样能使卤素光源102所发出的光经光学模组104”处理后能近似上述图3的数据或在可见光的范围内的光強度差距会小于5倍以内。此外，紫外光源104d也可以用卤素光源加上干渉滤光镜方式实现(未绘示于图面)。由上述本发明实施方式可知，应用本发明的生化检测系统，利用其光学模组改善卤素光源的特性，使卤素光源更能符合在可见光的范围作全光谱检测的需求，藉以替代高价的氙气光源，而使生化检测系统的元件成本能进ー步降低。虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当以后 附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种生化检测系统的光源模组，至少包含 一齒素光源； 一第一分光镜，用以反射该齒素光源； 一波长介于380纳米与420纳米之间的蓝紫光源，穿透该第一分光镜，且与被该第一分光镜反射的该齒素光源大致沿一第一方向传递； 一波长介于320纳米与360纳米之间的紫外光源；以及 一第二分光镜，用以反射该蓝紫光源与该齒素光源沿一第二方向传递，其中该紫外光源于穿透该第二分光镜后与该蓝紫光源与该卤素光源一起用以检测一待检测样本。
2.如权利要求I所述的光源模组，其特征在于，还包含一滤光镜用以衰减该卤素光源中波长介于600纳米与800纳米之间的光源,该滤光镜位于该齒素光源与该第一分光镜之间。
3.如权利要求I所述的光源模组，其特征在于，该蓝紫光源为一发光二极管。
4.如权利要求I所述的光源模组，其特征在于，该紫外光源为一发光二极管。
5.如权利要求I所述的光源模组，其特征在于，该紫外光源包含另一卤素光源以及一波长介于320纳米与360纳米之间的干涉滤光镜，该干涉滤光镜位于该另一卤素光源与该第二分光镜之间。
6.如权利要求I所述的光源模组，其特征在于，该第一分光镜为一全波段分光镜。
7.如权利要求I所述的光源模组，其特征在于，该第二分光镜为一针对该紫外光源85%穿透及15%反射的分光镜。
8.一种生化检测系统的光源模组，至少包含 一齒素光源，沿第一方向传递； 一滤光镜，用以衰减该卤素光源中波长低于300纳米且高于600纳米的光源； 一波长介于320纳米与360纳米之间的紫外光源；以及 一第二分光镜，用以反射该卤素光源沿一第二方向传递，其中该紫外光源于穿透该第二分光镜后与该卤素光源一起用以检测一待检测样本。
9.如权利要求8所述的光源模组，其特征在于，该紫外光源为一发光二极管。
10.如权利要求8所述的光源模组，其特征在于，该紫外光源包含另一卤素光源以及一波长介于320纳米与360纳米之间的干涉滤光镜，该干涉滤光镜位于该另一卤素光源与该第二分光镜之间。
11.如权利要求8所述的光源模组，其特征在于，该第二分光镜为一针对该紫外光源85%穿透及15%反射的分光镜。
12.—种生化检测系统，至少包含 一种如权利要求I 11其中之一的光源模组；以及 一光谱分析仪，用以分析穿越该待检测样本后的光线。
13.如权利要求12所述的光源模组，其特征在于，该光谱分析仪包含 一入射狭缝，用以接收该穿越该待检测样本后的光线； 一聚焦色散元件，用以空间色散展开穿过该入射狭缝的光线；以及 一感光二极管阵列，用以感测经该聚焦色散元件展开后的光线。
14.如权利要求12所述的光源模组，其特征在于，该光谱分析仪包含一入射狭缝，用以接收该穿越该待检测样本后的光线；一平行光镜，用以反射穿越该入射狭缝的光线；一色散元件，用以展开经该平行光镜反射后的光线； 一感光二极管阵列，用以感测经该色散元件展开后的光线；以及一聚光镜，用以将经该色散元件展开后的光线聚焦于感光二极管阵列。
全文摘要
一种生化检测系统的光源模组包含一卤素光源、一第一分光镜、一蓝紫光源、一紫外光源以及一第二分光镜。第一分光镜用以反射卤素光源。蓝紫光源穿透第一分光镜，且与被第一分光镜反射的卤素光源大致沿第一方向传递。第二分光镜用以反射蓝紫光源与卤素光源沿第二方向传递。紫外光源于穿透第二分光镜后与紫外光源一起用以检测一待检测样本。
文档编号G01J3/10GK102768068SQ20121009939
公开日2012年11月7日 申请日期2012年4月5日 优先权日2011年5月2日
发明者蔡忠宪 申请人:保生国际生医股份有限公司