專利名稱：光學偵測裝置及光學量測系統的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種光學裝置，特別是關于一種光學偵測裝置及光學量測系統。
背景技術：
為了截取直進光線以獲得最大的光利用效率，已知的多光源光學量測系統多采用發光單元與收光單元成對的設計。然而，在已知的多光源光學量測系統中，因發光單元與收光單元需成對而使其制造成本不易降低。此外，與各收光單元電性連接的分析電路的設計亦不易簡化。另外，在已知多光源光學量測系統中，為了防止收光單元受單一發光單元或不同發光單元的雜散光影響，會在各對發光單元與收光單元之間或各收光單元上設置遮光結構。然而，此遮光結構的設計亦增加了多光源光學量測系統的制造成本及設計難度。
發明內容
本發明提供一種光學偵測裝置及光學量測系統，其制造成本低。本發明提供適于量測一樣本的一種光學偵測裝置。光學偵測裝置包括多個發光單元、一收光單元、驅動單元以及分析單元。各發光單元適于發出一光束。收光單元適于接收穿過樣本的光束并將穿過樣本的光束轉換為電信號。驅動單元適于改變發光單元與樣本的相對位置。分析單元與收光單元電性連接且適于利用電信號量測樣本的性質。收光單元的數量少于發光單元的數量。本發明提供一種光學量測系統，包括上述的光學偵測裝置以及載臺。載臺具有至少一容置槽。此容置槽適于容置一樣本。在本發明的一實施例中，上述的發光單元沿著列方向排列成直線。驅動單元適于在樣本與收光單元的位置固定下使發光單元沿著列方向往復移動。在本發明的一實施例中，上述的發光單元排列成圓環。驅動單元適于在樣本與收光單元的位置固定下使發光單元沿著此圓環轉動。在本發明的一實施例中，上述的樣本包括血液。在本發明的一實施例中，上述的利用電信號量測樣本的性質包括樣本的吸光率(absorbance)。基于上述，本發明的光學偵測裝置及光學量測系統利用驅動單元可改變各發光單元與樣本的相對位置，進而使各發光單元所發出的光束可依序穿過樣本。因此本發明的光學偵側裝置及光學量測系統不需使用已知技術中發光單元與收光單元成對的設計。換言之，在本發明的光學偵測裝置及光學量測系統中，收光單元的數量可少于發光單元的數量，而節省收光單元的用量，進而有效降低光學偵測裝置及光學量測系統的制造成本。
為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下，其中圖1為本發明第一實施例的光學量測系統的示意圖。圖2為本發明第二實施例的光學量測系統的示意圖。
具體實施例方式第一實施例圖1為本發明第一實施例的光學量測系統的示意圖。請參照圖1，本實施例的光學量測系統100包括載臺110以及光學偵測裝置120。載臺110具有多個容置槽110a。容置槽IlOa適于容置樣本S。在本實施例中，樣本S例如為血液。本實施例的容置槽IlOa的材質以具高透光性及低生物反應(biologically)性為佳,例如聚甲基丙烯酸甲脂(polymethyl methacrylate,PMMA)、聚二甲基娃膠(polydimethyl siloxane,PDMS)或聚碳酸酯(polycarbonate, PC)。但本發明不以上述為限。本實施例的光學偵測裝置120包括多個發光單元122、至少一收光單元124、驅動單元126以及分析單元128。各發光單元122適于發出光束L。本實施例的發光單元122例如為發光二極管(light emitting diode)。但本發明不限于此,在其它實施例中，發光單兀122亦可為激光(laser)或氣氣燈(xenon lamp)。值得注意的是，在本實施例中，這些發光單元122中至少二發光單元122所發出光束L的波長頻帶(wavelength band)可不相同。舉例而言,這些發光單元122其中之一所發出的光束L的波長頻帶實質上為450納米(nm)，而這些發光單元122其中的另一所發出的光束L的波長頻帶實質上為500納米(nm)。或者，這些發光單元122其中之一所發出的光束L的波長頻帶實質上為500納米(nm)，而這些發光單元其中的另一所發出的光束的波長頻帶實質上為600納米(nm)。然而，本發明不限于此，所有發光單元122所發出的光束L的波長頻帶皆可視實際的需求做適當的設計，甚至每一發光單元122所發出的光束L的波長頻帶都不同以符合實際量測的需求。本實施例的驅動單元126適于改變發光單元122與樣本S的相對位置。舉例而言，驅動單元126可在收光單元124與樣本S的位置固定的情況下移動發光單元122的位置，或者，在發光單元122與樣本S的位置固定的情況下移動收光單元124的位置。更詳細地說，在本實施例中，這些發光單元122可沿著列方向D排列成直線，而驅動單元126可在樣本S與收光單元124的位置固定的情況下使這些發光單元122順著列方向D移動。或者，驅動單元126可在發光單元122與樣本S的位置固定的情況下使這些收光單元124順著與列方向D相反的方向移動。如此一來，具有不同波長頻帶的光束L便可依序穿過樣本S而被收光單元124接收，進而提供分析單元128分析樣本S性質所需的信息。本實施例的驅動單元126可為步進馬達、伺服馬達、線性馬達、直流無刷馬達、直流有刷馬達或感應馬達，馬達的種類不在此限。本實施例的收光單元124適于接收穿過樣本S的光束L’，并將穿過樣本S的光束L’轉換為電信號。在本實施例中，收光單元124例如為光二極管(photodiode)。然而，本發明不限于此，在其它實施例中，收光單元124亦可為光電倍增管(photo-multiplier tube,PMT)或電荷I禹合兀件(charge-coupled device, CCD)。本實施例的分析單元128與收光單元124電性連接且適于利用自光束L’所轉換的電信號量測樣本S的性質。更詳細地說，分析單元128包括放大器128a、模擬數字轉換器128d、處理器128c以及存儲器128b。放大器128a放大收光單元124所產生的電信號。模擬數字轉換器128d將模擬式的電信號轉換為數字式的電信號。處理器128c使用數字式的電信號量測樣本S的性質。存儲器128b儲存電信號值以量測樣本S的性質及測量過的樣本S的性質，該測量過的樣本S的性質可通過屏幕顯示或經過打印以提供操作者知道樣本性質為何,如成份組成多少、濃度大小等信息。在本實施例中，處理器128c量測樣本S的吸光率以測定樣本S中特定組成的濃度。值得一提的是，由于驅動單元126可改變發光單元122與樣本S的相對位置，而使各發光單元122所發出的光束L依序穿過樣本S，因此本實施例的光學量測系統100不需使用已知光學量測系統中發光單元與收光單元成對的設計。換言之，在本實施例的光學量測系統110中，收光單元124的數量可少于發光單元122的數量。舉例而言，本實施例的光學量測系統100可僅包括單一個收光單元124以及多個發光單元122或是兩個收光單元124搭配多個發光單元122。如此一來，由于收光單元124較少，本實施例的光學量測系統100的制造成本便可大幅降低。在本實施例中，當發光單元122與收光單元124實質上對齊時才會發出光束L。換言之，當這些發光單元122其中之一與收光單元124實質上對齊時，與收光單元124對齊的發光單元122才會發出光束L，而其余的發光單元122則不會發出光束L。如此一來，具有不同波長頻帶的發光單元122間便不易互相干擾，進而提高本實施例的光學量測系統100的量測精準度。另外，本實施例的光學量測系統100亦可不設置如已知光學量測系統中的遮光結構，而更進一步地降低光學量測系統100的制造成本。第二實施例圖2為本發明第二實施例的光學量測系統的示意圖。請參照圖2，本實施例的光學量測系統100A與第一實施例的光學量測系統100類似，因此相同的兀件以相同的標號表示。本實施例的光學量測系統100A與第一實施例的光學量測系統100的差異在于發光單元122的排列方式、驅動單元126改變發光單元122與樣本S相對位置的方式、以及載臺110的容置槽IlOa的數量。以下就兩者相異的處做說明，兩者相同的處便不再重述。在本實施例中，這些發光單元122可排列一圓環，而驅動單元126可在樣本S與收光單元124的位置固定的情況下使這些發光單元122沿著圓環以順時針或反時針方向旋轉，如圖2中箭頭所示。或者，驅動單元126可在發光單元122與樣本S的位置固定的情況下使這些收光單元124沿著此圓環以順時針或反時針方向旋轉。如此一來，具有不同波長頻帶的光束L便可依序穿過樣本S而被收光單元124接收，進而提供分析單元128分析樣本S性質所需的信息。此外，本實施例載臺110可僅具有一個容置槽110a，當然，容置槽的數量不在此限。本實施例的光學量測系統100A與第一實施例的光學量測系統100具有類似的功效及優點，于此便不再重述。綜上所述，在本發明實施例的光學偵測裝置及光學量測系統中，由于驅動單元可改變發光單元與樣本的相對位置，而使各發光單元所發出的光束可依序穿過樣本經由收光單元接收，因此本發明實施例的光學偵測裝置及光學量測系統不需使用已知技術中發光單元與收光單元成對的設計。換言之，本發明實施例的光學偵測裝置及光學量測系統可節省收光單元配置的數量，進而有效降低光學量測系統的制造成本。雖然本發明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護范圍當視權利要求范圍所界定的為準。
權利要求
1.一種光學偵測裝置，適于量測一樣本，該光學偵測裝置包括 多個發光單兀，各發光單兀適于發出一光束； 至少一收光單元，適于接收穿過該樣本的該光束并將穿過該樣本的該光束轉換為一電信號; 一驅動單元，適于改變各該發光單元與該樣本的相對位置；以及一分析單元，與該收光單元電性連接且適于利用該電信號量測該樣本的性質，其中該收光單元的數量少于所述發光單元的數量。
2.如權利要求1所述的光學偵測裝置，其中所述發光單兀沿著一列方向排列成一直線，而該驅動單元適于在該樣本與該收光單元的位置固定下，使所述發光單元沿著該列方向往復移動。
3.如權利要求1所述的光學偵測裝置，其中所述發光單元排列成一圓環，而該驅動單元適于在該樣本與該收光單元的位置固定下，使所述發光單元沿著該圓環旋轉。
4.如權利要求1所述的光學偵測裝置，其中當所述發光單元其中之一與該收光單元對齊時，與該收光單兀對齊的該發光單兀發出該光束，而其余的所述發光單兀未發出光束。
5.如權利要求1所述的光學偵測裝置，其中該樣本包括血液。
6.如權利要求1所述的光學偵測裝置，其中利用該電信號量測該樣本的性質包括該樣本的吸光率。
7.如權利要求1所述的光學偵測裝置，其中各該發光單元包括發光二極管、激光或氙氣燈。
8.如權利要求1所述的光學偵測裝置，其中各該收光單元包括光二極管、光電倍增管或電荷稱合元件。
9.如權利要求1所述的光學偵測裝置，其中該驅動單元包括步進馬達、伺服馬達、線性馬達、直流無刷馬達、直流有刷馬達或感應馬達。
10.一種光學量測系統,包括 一載臺，具有至少一容置槽，該容置槽適于容置一樣本；以及 一光學偵測裝置，包括 多個發光單兀，各發光單兀適于發出一光束； 至少一收光單元，適于接收穿過該樣本的該光束并將穿過該樣本的該光束轉換為一電信號; 一驅動單元，適于改變各該發光單元與該樣本的相對位置；以及一分析單元，與該收光單元電性連接且適于利用該電信號量測該樣本的性質，其中該收光單元的數量少于所述發光單元的數量。
全文摘要
本發明提供一種光學偵測裝置及光學量測系統，該光學偵測裝置適于量測一樣本。光學偵測裝置包括多個發光單元、一收光單元、驅動單元以及分析單元。各發光單元適于發出一光束。收光單元適于接收穿過樣本的光束并將穿過樣本的光束轉換為電信號。驅動單元適于改變發光單元與樣本的相對位置。分析單元與收光單元電性連接且適于利用電信號量測樣本的性質。收光單元的數量少于發光單元的數量。
文檔編號G01N21/01GK103063588SQ20111032039
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月20日 優先權日2011年10月20日
發明者陳昭銘 申請人:建興電子科技股份有限公司