[0002] 本申请案主张于2012年12月17日申请的美国临时申请案第61/737,831号的优先权,其以全文纳入本
说明书中。
技术领域
[0003] 本
发明关于一种显微镜模块及显微镜装置,尤其关于一种具有一取样组件的显微镜模块及显微镜装置。
背景技术
[0004] 显微镜搭配
载玻片(slide glass)或细胞计数盘(cell counter),是一种用来观察或量测细胞或检体的传统装置,尤其应用在
基础生物学、生医研究和材料科学方面。然而,显微镜的机构通常较复杂庞大且难以携带,使用者也需要经过专业的训练学习如何操作,但即使如此,通常也还是需要相当长的时间才能分析出结果。
[0005] 举例来说,为了实时量测动态样本粒子,如:精子的泳动速度及旋转速度,使用者需要在细胞计数盘中放置样本,将细胞计数盘放入显微镜下、再自行计算细胞计数盘的一特定区域内的细胞数量。由于该特定区域的深度是预先设计的,所以可以计算出样本中细胞的浓度。上述步骤必须经由专业人员在生物实验室内执行,不适合非专业人员操作执行。
[0006] 因此,提出一种可简化量测或观察细胞及检体的流程,易于取样且便于携带的量测或观察装置是有其必要的。
发明内容
[0007] 本发明揭露一种一取样组件、一显微镜模块及一包括该显微镜模块及一影像撷取装置的显微镜装置。取样组件可应用于取样一检体,显微镜模块可应用于提供一取样影像给影像撷取装置。
[0008] 根据本发明的一
实施例,取样组件包括一盖体及一容置于盖体中的基体。盖体具有一第一顶板及一连接第一顶板的第一固定结构。基体具有一第二顶板及一连接第二顶板的第二固定结构,其中第二顶
板面对第一顶板以定义出一检体保存空间。
[0009] 根据本发明的一实施例,显微镜模块包括一壳体、一透镜元件、一取样组件及一导光元件。壳体具有一上板、一连接上板的侧面结构及一介于上板及侧面结构之间的空腔,其中上板具有一第一孔洞。透镜元件是组装在第一孔洞上。取样组件是容置于空腔中,包括一盖体及一容置于盖体中的基体,取样组件的第一顶板是面对于透镜元件。导光元件是连接取样组件。
[0010] 根据本发明的一实施例,显微镜装置包括一显微镜模块及一影像撷取装置。显微镜模块包括一壳体、一透镜元件、一取样组件及一导光元件。影像撷取装置包括一镜头模块、一影像
传感器及一处理单元。镜头模块是与显微镜模块的一透镜元件对准并协同取得一取样影像,影像传感器被装设以从镜头模块捕捉取样影像,处理单元是连接于影像传感器。
[0011] 综上所述,本发明所揭露的显微镜装置可利用一取样组件以改善取样程序的速度及样品的检测,此外,取样组件的结构可以避免不必要的污染。
[0012] 以上所述为一概述,并非用以限制
权利要求的范畴,于此所述的操作及装置可以利用其它方式实现,其是在不违背本说明书及其较广义的实施态样,可进行的变化及修饰,其它符合权利要求的精神的实施态样、技术特征及优点,将详述于后列的非限制性实施例中。
附图说明
[0013] 图1A为绘示本发明的一实施例的一显微镜装置的系统架构示意图。
[0014] 图1B为绘示本发明的一实施例的一取样组件的示意图。
[0015] 图2A为绘示本发明的一实施例的一取样组件的上视图。
[0016] 图2B为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一基体的部分结构示意图。
[0017] 图2C为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一盖体的底部示意图。
[0018] 图2D为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一盖体的部分结构示意图。
[0019] 图3A为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一基体的上视图。
[0020] 图3B为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一基体的部分结构示意图。
[0021] 图3C为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一盖体的底部结构示意图。
[0022] 图3D为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一盖体的部分结构示意图。
[0023] 图4为绘示本发明的一实施例的一显微镜模块的一导光元件的系统架构示意图。
[0024] 图5为绘示本发明的一实施例的一显微镜模块的一导光元件的系统架构示意图。
具体实施方式
[0025] 为进一步说明各实施例,本发明乃提供有附图。这些附图乃为本发明揭露内容的一部分,其主要是用以说明实施例,并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容,本领域具有通常知识者应能理解其它可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制,而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[0026] 图1A绘示本发明的一实施例的一显微镜装置的系统架构示意图。显微镜装置1包括一显微镜模块100及一影像撷取装置120。在一实施例中,显微镜模块100可以是透过一设置于显微镜模块100及影像撷取装置120之间的连接模块而可固定于影像撷取装置120上或与影像撷取装置120分离,亦可是固定设置在影像撷取装置120上或与影像撷取装置120稳定连接。显微镜模块100被应用而取得一放大取样影像,以提供至影像撷取装置
120。影像撷取装置120可捕捉此取样影像、将之转化为一取样影像讯号、分析此取样影像讯号以产生分析资料并将分析资料输出。
[0027] 在一实施例中,影像撷取装置120可设立于一可携式、手持型手机、平板、相机或笔记型计算机中。影像撷取装置120包括一镜头模块121、一影像传感器123、一处理单元125、一传输单元127及一显示单元129。影像传感器123耦接于镜头模块121,处理单元
125是连接于影像传感器123、传输单元127及显示单元129。镜头模块121取得一放大取样影像。影像传感器123从镜头模块121捕捉到此取样影像并将此放大取样影像转化为一取样影像讯号。处理单元125被程序化以对取样影像讯号执行一影像处理程序并依据此取样影像讯号产生一分析资料。传输单元127输出分析资料或取样影像讯号。显示单元129显示取样影像或分析资料。
[0028] 在一实施例中,显示单元129并非影像撷取装置120中的必要组件。影像撷取装置120经由传输单元127传送出分析资料或取样影像讯号给其它具有一内建显示单元的
电子装置。传输单元127可以是一无线传输单元,比如说是蓝芽传输单元或Wi-Fi传输单元。
[0029] 在一实施例中,显微镜模块100包括一壳体10、一透镜元件11、一取样组件(13、15)及一导光元件17,并且可以选择性地包括一
光源元件19。透镜元件11是设置在壳体
10上,取样组件、导光元件17及光源组件19容置在壳体10内。
[0030] 在一实施例中,壳体10具有一上板101及一侧面结构103。侧面结构103连接于上板101并围绕着上板101以定义出一空腔S0。上板101在其中间处形成有一第一孔洞P1,透镜元件11是设置在第一孔洞P1上并与镜头模块121同轴地对准。透镜元件11的放大率2
可以是介于0.1及2之间,且其
视野范围(field of view,缩写为FOV)可以是介于0.1mm
2
与100mm之间,需注意的是此处的放大率(magnification ratio)并不限于前述特定例子。
在一实施例中,透镜元件11及镜头模块121可彼此偕同操作以进行对焦及放大取样组件中的一检体的影像。在其它实施例中,透镜元件11及镜头模块121可以另一镜头模块的形式组设。
[0031] 在一实施例中,取样组件可被应用于取样一检体,如自然界物质、动物细胞(animal body fluid cells)或
植物细胞(plant fluid cells)。取样组件是设置于空腔S0中,包括一盖体13及一基体15。在其它实施例中,取样组件可包括彼此互相连接的一基体15及一导光元件17。盖体13具有一第一顶板131及一第一
固定板133。固定板133可以是至少一
侧壁或一环绕壁。在一实施例中,多个侧壁可以是以一间隙隔开的方式设置。第一顶板131与透镜元件11之间可以是以一间隙隔开或是彼此连接的方式设置。第一固定板133连接于第一顶板131并围绕于第一顶板131以定义出一第一空间S1。基体15具有一第二顶板151及一第二固定板153。第二固定板153连接并围绕于第二顶板151以定义出一第二空间S2。基体15是容置于第一空间S1中。第二顶板151与第一顶板131之间可以是以一间隙隔开或是彼此连接的方式设置,以定义出储存检体的一保持空间。第一顶板
131及第二顶板151之间的距离可以是介于0.1μm到500μm之间,第一顶板131的厚度可以是介于100μm到1000μm之间。
[0032] 在一实施例中,光源组件19被应用以提供光源给取样组件的检体。导光元件17设置于第二空间S2中,并被应用以将光源导向第二顶板151。光源组件19连接于导光元件17。在一实施例中,取样组件(13、15)、导光元件17及光源组件19是彼此同轴地对准。
[0033] 在一实施例中,如图1A中所示,第一固定板133的剖面是一第一斜截头形(truncated shape),而第二固定板153的剖面是一第二斜截头形。第一固定板133及第二固定板153的形状并不限于此处示例,也可以是圆锥形。第一顶板131及第二顶板151可以是圆形或长方形。第一顶板131具有一内侧表面1311及一外侧表面1313相对于内侧表面1311。第一固定板133具有一内侧表面1331及一外侧表面1333相对于内侧表面1331。第二顶板151具有一内侧表面1511及一外侧表面1513相对于内侧表面1511。第二固定板
153具有一内侧表面1531及一外侧表面1533相对于内侧表面1531。在一实施例中,第一顶板131或第二顶板151的外型可以是圆形、三
角形或四方形。
[0034] 在一实施例中,第一固定板133的内侧表面1331可以具有一对准结构1334,其将基体15导引为与盖体13同轴地对准且是与盖体13以一间隔隔开的方式设置或部分连接于盖体13。特定地说,第二固定板153的外侧表面1533是与第一固定板133的内侧表面1331以一间隔隔开的方式设置,以置放残余的检体。在一实施例中,对准结构1334包括复数个沿着第一固定板133的内侧表面1331延伸的凹槽。在其它实施例中,对准结构1334可包括一环状边缘。对准结构1334可与第二固定板153的前端连接。
[0035] 取样组件更包括一介于盖体13及基体15之间的囓合结构。在一实施例中,第一固定板133的内侧表面1331包括一第一接合部1332,第二固定板153的外侧表面1533包括一第二接合部1532。第一接合部1332及第二接合部1532可以是一个一次性或单向的
锁定机构。在一实施例中,第一接合部1332及第二接合部1532分别是一凹口及一突出部。在其它实施例中,第一接合部1332及第二接合部1532可以分别是一公
螺纹及一母螺纹。
[0036] 一实施例中,第一固定板133具有一顶端及一底端,此顶端可连接于第一顶板131,底端可具有一第一延伸固定部1335,其延伸方向是与第一顶板131垂直。类似地,第二固定板153具有一顶端及一底端,顶端可连接于第二顶板151,底端可具有一第二延伸固定部1535,其可与第一延伸固定部1335连接。特定地说,第一空间S1可藉由第一延伸固定部
1335及第二延伸固定部1535的连接而被封闭。在一实施例中,第一接合部1332可设置在第一延伸固定部1335上,第二接合部1532可设置在第二延伸固定部1535上。
[0037] 图1B为绘示本发明的一实施例的一取样组件的示意图。为了准备取样组件的样本,一容置槽18储存一检体T并准备好盖体13及基体15。第二延伸固定部1535可以让使用者很方便地拿持,且第二顶板151可浸泡于检体T中。由于
流体样本T1的表面张
力,可使得某些检体T因此被
吸附在第二顶板151的外侧表面1513上。盖体13及基体15可被交迭以封闭第一空间S1并防止对取样组件中的样本T1产生不乐见的污染或外漏等。
[0038] 回到图1A,导光元件17可包括一具有一第三空间S3的中空杆体170。光源组件19可包括一基部190、一照明源191、一电力供应单元193及一
开关单元195。照明源191可设置在基部190上并是容置在第三空间S3中。在一实施例中,中空杆体170具有一前端
171及一后端173,前端171具有一与第一孔洞P1对准的第二孔洞P2,后端173环绕于照明源191并与基部190连接。
[0039] 在一实施例中,照明源191可包括一可见光源、一UV光源或一
荧光光源。导光元件17与光源组件19偕同操作以形成可在明视野照明(brightfield illumination)、暗视野照明(darkfield illumination)和
相位差(phase contrast)中选择的一对比机制。照明源191及第二顶板151之间的距离可以是介于0.1cm及10cm之间。电力供应单元193可以是设置在基部190并包括一
电池或一
太阳能电池。开关单元195可以是设置在基部190并包括一按钮或一触控开关单元。基部190具有一与壳体10的一第二锁定结构107接合的第一锁定结构197。
[0040] 图2A为绘示本发明的一实施例的一取样组件的上视图,图2B为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一基体的部分结构示意图。基体25的第二顶板251的外侧表面2513可包括一平面区域2515及复数个
凸块2517。凸块2517可与盖体的内侧表面
接触,并因此取样定量在取样组件中的检体。凸块2517可以设置在外侧表面2513的一外周并环绕于平面区域2515。
[0041] 图2C为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一盖体的底部示意图。图2D为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一盖体的部分结构示意图。盖体23的第一顶板231的内侧表面2311可包括一平面区域2315及复数个凸块2317。凸块2317可与基体的外侧表面连接,并因此保护在取样组件中的检体。凸块2317可设置于内侧表面2311的一外周并环绕于平面区域2315。
[0042] 在一实施例中,平面区域2515或2315的面积可以是介于50mm2及400mm2之间。凸块2517或2317的厚度可以是介于0.1μm及500μm之间。凸块2517或2317的一尺寸,如半径或宽度可以是介于0.1mm及10mm之间。
[0043] 图3A为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一基体的上视图。图3B为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一基体的部分结构示意图。基体35的第二顶板351的外侧表面3513可包括一平面区域3515及一凸环3517。凸环3517可连接于盖体的内侧表面,并因此保护在取样组件中的检体。凸环3517可设置在外侧表面3513的一外周并环绕于平面区域3515,更进一步,凸环3517可决定样本的体积量并防止样本外漏。
[0044] 图3C为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一盖体的底部结构示意图。图3D为绘示本发明的一实施例的一取样组件的一盖体的部分结构示意图。盖体33的第一顶板331的内侧表面3311可包括一平面区域3315及一凸环3317。凸环3317可与基体的外侧表面连接,并因此保护在取样组件中的检体。凸环3317可以设置在内侧表面3311的一外周并环绕平面区域3315,进一步地,凸环3317可决定样本的体积量并防止样本外漏。
[0045] 在一实施例中,平面区域3515或3315的面积可以是介于50mm2及400mm2之间。凸环3517或3317的厚度可以是介于0.1μm及500μm之间。凸环3517或3317的一尺寸,如宽度可以是介于0.1mm及10mm之间。
[0046] 图4为绘示本发明的一实施例的一显微镜模块的一导光元件的系统架构示意图。导光元件47可包括一中空杆体470。中空杆体具有一第三顶板475及一环绕壁477。第三顶板475与基体的第二顶板可以是以一间隙隔开或接触的方式设置。环绕壁477可环绕于第三顶板475,以定义出一第四空间S4。在一实施例中,环绕壁477可具有复数个第三孔洞P3。当光源元件的照明源被设置于第四空间S4中时,光源组件可提供侧向来源的光源,以提供暗视野照明。在一实施例中,中空杆体470的截面可以是一斜截头的圆筒形或圆锥形。
[0047] 图5为绘示本发明的一实施例的一显微镜模块的一导光元件的系统架构示意图。导光元件57可包括具有一顶端576及一底端578的一实心杆体570。顶端576与基体的第二顶板可以是以一间隙隔开或接触的方式设置。底端578具有一第五空间S5,以容置发光源。
[0048] 前述的盖体、基体及导光元件可以藉由塑料射出成型制成,且其材质可为玻璃、PS塑料、压克力(PMMA)、PC塑料或COC塑料。因此,取样组件及导光元件的制造成本可以是相当低的。
[0049] 此处描述的取样组件、显微镜模块及显微镜装置可改善取样步骤、制造成本及分析步骤。藉由彼此交迭的盖体及基体,本取样组件、显微镜模块及显微镜装置可减少样本溢出或被污染的机会。
[0050] 本发明的体现详述于上述的实施例中,这些实施例是仅为说明而非为限制性的。当然亦可以对其进行各种变化、
修改、添加及改良。因此,可以提供多个实例以作为本文中描述的单一实例的组件,而在上述示例性配置中的分离组件的结构及功能亦可以由一组合结构或组件来实现。这些和其它变化、修改、添加及改良仍应落于本发明的权利要求所界定的范围之内。
[0051] 虽然在上述实施例依据本发明的原理具以实施,但是应该理解的是,其仅为示例性而非为限制性。因此,本发明的广度和范围并不限制于任何上述的示例性实施例,而应当依据权利要求及与本文所述的等效物所定义的范围。此外,虽然在上述实施例中叙述许多优点与特征,但其不应用以限制本发明的范围。
[0052] 此外,本文的各标题是依据37CFR 1.77提供的建议或提供有组织的文章脉络,这些标题不得限制或表征依据本发明的权利要求的各实施例。具体地并且通过举例的方式,虽然标题提及“技术领域”,但权利要求不应当限制于依文字而选自此标题所谓的领域中。此外,在“背景技术”中所描述的技术不应当被解释为承认其为本发明的任何实施例的习知技术,且“发明内容”亦不应被视为依据权利要求的实施例的特征。此外,在本说明书或本发明中叙述为单一个的任何参考组件不应该被用于争论在本说明书中的新颖性仅为单一特点。多个实施例可以根据本发明的多个权利要求的限制而实施,并依据该些权利要求相应地定义各实施例及其等效物,藉以保护其范围。在所有情况下,这样的权利要求的范围应被视为根据本说明书本身的优点,但不应该受所述的标题的约束。