TWI468665B - 利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置及方法 - Google Patents
利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI468665B TWI468665B TW101121901A TW101121901A TWI468665B TW I468665 B TWI468665 B TW I468665B TW 101121901 A TW101121901 A TW 101121901A TW 101121901 A TW101121901 A TW 101121901A TW I468665 B TWI468665 B TW I468665B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- light
- dispersive
- wavelength
- lens
- axial
- Prior art date
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 230000004075 alteration Effects 0.000 title description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 48
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 16
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 claims description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 5
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 5
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 2
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000002502 liposome Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
本發明係關於一種偵測動態微型物件之裝置及方法,特別是關於一種利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置及方法。
現有光學檢測方式普遍使用於檢測各種精密微型元件的數量、表面輪廓或位置,例如應用半導體晶圓之表面缺陷檢測或生醫細胞儀之細胞計數等。
舉例來說,美國公告第7,224,540號發明專利揭示一種使用光色散(chromatic aberration)之場成像系統,其利用多個單色發光二極體(LED)光源混合創造出一軸向光源,接著再進行色散,並加強其景深,以增加成像解析度。再者,美國公告第5,785,651號發明專利揭示一種測距用共軛焦顯微鏡,其則是於共軛焦顯微鏡原理上使用多單色混成光作為光源,接著再進行色散,並以一針孔大小來控制解析度的參數,以利用光之色散來進行物件深度測量;上述發明專利同樣使用色散方式進行成像的改善或深度感測,但由於其光線皆設計在光路徑的後段才以色散元件進行色散,因而使其整體光學元件組無法使用既有光學顯微鏡為基礎來進行架設,結果造成整體光學元件組之架構過於複雜及製作成本過高。再者,以共軛焦顯微鏡原理來架構其整體光學元件組的問題
在於共軛焦顯微鏡僅能單點掃描,因此亦導致其檢測作業耗費時間。
故,有必要提供一種利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置及方法,以解決習用技術所存在的問題。
本發明之主要目的在於提供一種利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置及方法,其係以一低阿貝數之色散透鏡來產生色散光束,該色散光束通過既有之顯微透鏡組(包含發射端物鏡)後可用以觀察移動中之動態微型物件;並在後續配合光譜分析單元及運算處理單元來分析動態微型物件之散射光影像中短/長波長之強度比,使該強度比與一預先繪製之微型物件之軸向深度與短/長波長強度比之線性關係圖進行快速比對分析,以取得各動態微型物件之深度參數(及數量),因此確實有利於加速偵測動態微型物件作業並降低所需設備成本。
為達上述之目的,本發明提供一種利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置,其包含:一光源組,提供一軸向光束,至少包含一第一波長光及一第二波長光;一低阿貝數之色散透鏡,該軸向光束通過該色散透鏡後成為一色散光束;一發射端物鏡,用以將該色散光束之第一及第二波長光分別聚焦在同一軸向上之二不同光點位置,以照明
一輸送裝置中橫向移動通過該二光點附近的至少一微型物件,並對應產生至少一散射光影像;一接收端物鏡,用以接收該散射光影像;一光譜分析單元,用以分析該散射光影像中之第一及第二波長光的個別強度;以及一運算處理單元,其預先儲存有該微型物件之軸向深度與該第一/第二波長之強度比之間的一線性關係,並且用以計算該散射光影像中之第一及第二波長光的強度比並使其與該線性關係進行比對,以取得該微型物件之實際深度參數。
在本發明之一實施例中,該色散透鏡之阿貝數(Abbe number)係介於45至55之間。
在本發明之一實施例中,該色散透鏡係由丙烯酸樹脂(acrylic resin)、聚碳酸脂(polycarbonate,PC)或聚對苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthalate,PET)製成之一雙凸透鏡。
在本發明之一實施例中,該第一波長光之波長範圍介於450至460奈米(nm)之間;及該第二波長光之波長範圍介於670至680奈米之間。
在本發明之一實施例中,在該色散透鏡及發射端物鏡之間另設有一光束導引組。
在本發明之一實施例中,該光束導引組包含:一針孔擋板,具有一針孔,該色散光束聚焦於該針孔並通過該針孔;
一反射鏡,用以反射上述通過該針孔後之色散光束;一光場透鏡,上述反射後之色散光束通過該光場透鏡成為軸向平行傳輸之色散光束;以及一光學擋板,具有至少一狹縫,上述軸向平行傳輸之色散光束通過該狹縫以改變該色散光束之一橫截面形狀。
在本發明之一實施例中,該光學擋板之狹縫係至少一弧形狹縫,該軸向平行傳輸之色散光束通過該弧形狹縫,以產生在橫向上呈弧形之至少一弧形色散光束。
另一方面,本發明亦提供一種利用光色散效應偵測動態微型物件之方法,其包含步驟:提供一軸向光束,其至少包含一第一波長光及一第二波長光;使該軸向光束通過一低阿貝數之色散透鏡,而成為一色散光束;藉由一發射端物鏡將該色散光束之第一及第二波長光分別聚焦在同一軸向上之二不同光點位置,以照明一輸送裝置中橫向移動通過該二光點附近的至少一微型物件,並對應產生至少一散射光影像;利用一光譜分析單元分析該散射光影像中之第一及第二波長光的個別強度;以及藉由一運算處理單元計算該散射光影像中之第一及第二波長光的強度比,並使其與該運算處理單元預先儲存之該微型物件之軸向深度與該第一/第二波長之強度
比之間的一線性關係進行比對,以取得該微型物件之實際深度參數。
在本發明之一實施例中,在取得該微型物件之實際深度參數時,同時取得該微型物件之數量。
在本發明之一實施例中,該微型物件選自生物性微粒、半導體晶圓/晶片表面或其他微小電子元件。
為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂,下文將特舉本發明較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。再者,本發明所提到的方向用語,例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」或「側面」等,僅是參考附加圖式的方向。因此,使用的方向用語是用以說明及理解本發明,而非用以限制本發明。
請參照第1圖所示,其揭示本發明較佳實施例之利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置,該裝置係可應用於流式細胞儀之細胞計數、微流道晶片表面輪廓及缺陷檢測、半導體晶圓之表面輪廓及缺陷檢測或其他動態微型物件之檢測上,下文將以應用在一由微機電製程技術製作之一流式細胞儀為例進行說明,但其應用並不限於此。根據本實施例,該裝置主要包含:一光源組11、一低阿貝數之色散透鏡12、一光束導引組13、一發射端物鏡14、一接收端物鏡15、一多模光纖16、一光譜
分析單元17及一運算處理單元18。本發明將於下文利用第1及2A至2C圖逐一詳細說明較佳實施例之上述各元件的基本構造及其功能。
請參照第1圖所示,本發明較佳實施例之光源組11可選自一具有連續光譜之白色氙燈光源或是具有至少二種不同長、短波長之發光二極體(LED)的光源組,但並不限於此。在本實施例中,該光源組11例如選自白色氙燈光源,其提供可見光波長範圍之白光,亦即包含380至760奈米(nm)之波長範圍。藉此,該光源組11可提供在水平方向(橫向)上相互平行射出之一軸向光束21,該軸向光束21至少包含一第一波長光及一第二波長光,其分別係指一短波長光及一長波長光,例如是一可見藍光及一可見紅光。該第一波長光及一第二波長光可以分別指一個特定波長範圍或一個特定波長值。例如,該第一波長光之波長範圍可介於450至460奈米(nm)之間,且較佳為450奈米,但並不限於此;及該第二波長光之波長範圍可介於670至680奈米之間,且較佳為670奈米,但並不限於此。
請再參照第1圖所示,本發明較佳實施例之低阿貝數之色散透鏡12係一雙凸透鏡,且係由阿貝數(Abbe number)介於45至55之間的材料製成,例如丙烯酸樹脂(acrylic resin)、聚碳酸脂(polycarbonate,PC)或聚對苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthalate,PET)製成之一雙凸透鏡。在本實施例中,該低阿貝數材料可取自
丙烯酸樹脂類之聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate),PMMA),其阿貝數約為52,但並不限於此。該低阿貝數之色散透鏡12的作用是使該軸向平行傳輸之軸向光束21通過該色散透鏡12後成為一軸向聚焦傳輸之色散光束22,也就是,在原本之軸向光束21中,若所有的光束是通過一無色散作用之透鏡時,則基本應具有相同之焦距位置(即光點位置);但若是通過該色散透鏡12,則在轉變成色散光束22後將使不同波長之光束(如第一及第二波長光)被散開成各自聚焦在不同之焦距位置(光點位置)。
請再參照第1圖所示,本發明較佳實施例之光束導引組13係設置在該色散透鏡12及發射端物鏡14之間,主要用以導引該色散光束22之行進方向,其中該光束導引組13包含:一針孔擋板131、一反射鏡132、一光場透鏡133及一光學擋板134。在本實施例中,該針孔擋板131係一不透光之擋板且具有一針孔131a,其中該針孔131a之直徑介於0.1至2毫米(mm)之間,例如為1毫米。來自該色散透鏡12之色散光束22因該色散透鏡12之雙凸透鏡特性而聚焦在該針孔131a的平面上,並穿過該針孔131a後放射到該反射鏡132上。藉由調整該針孔擋板131之針孔131a的尺寸大小可快速改變後續偵測用光點之直徑大小。再者,該反射鏡132用以反射上述通過該針孔131a後之色散光束22,使該色散光束22由水平方向(橫向)改變成垂直方向(縱
向),並向下射向該光場透鏡133。該光場透鏡133係一雙凸透鏡,上述針孔131a之位置係位於該色散透鏡12及該光場透鏡133兩者的焦平面上。該光場透鏡133係可使上述反射後之色散光束22在通過該光場透鏡133時改變成為軸向傳輸且實質相互平行之色散光束22。
再者,請另參照第2A、2B及2C圖所示,該光學擋板134係一不透光之擋板且具有至少一狹縫134a,該狹縫134a可以是二對稱設置之弧形狹縫、單一弧形狹縫或一針孔,但並不限於此。基於第2A、2B及2C圖之狹縫134a的不同形狀設計,上述軸向平行傳輸之色散光束22進一步通過該狹縫134a後可以改變該色散光束22在水平方向(橫向)上之一橫截面形狀,以便調控進入該發射端物鏡14時的光學路徑。例如,在該第2A圖中,該光學擋板134之狹縫134a係二弧形狹縫,該二弧形狹縫之排列方向係平行於一輸送裝置30橫向移動該微型物件40之輸送方向(如第1圖之由右至左之方向),該軸向平行傳輸之色散光束22通過該二弧形狹縫134a,以產生在橫向上呈弧形之至少一弧形色散光束(未繪示),但該弧形色散光束在垂直方向(縱向)仍維持軸向平行傳輸之特性。
請再參照第1圖所示,本發明較佳實施例之發射端物鏡14較佳具有一高數值孔徑(numerical aperture,N.A.)之顯微鏡物鏡。在本實施例中,該發射端物鏡14之數值孔徑值(N.A.value)係設定介於0.7至1.2之間,
例如較佳為0.75。該發射端物鏡14之入射瞳徑(entrance pupil)係介於10毫米(mm)至20毫米之間,例如較佳為15毫米。再者,該發射端物鏡14之倍率為4至100倍,例如為20倍;其工作距離(working distance,W.D.)為1毫米;及其焦距(focal length,f0
)例如為10毫米,但並不限於此。該發射端物鏡14用以將上述軸向平行傳輸之弧形色散光束(未繪示)轉換成軸向聚焦傳輸之圓錐色散光束23。
請參照第1及3A圖所示,假設原本之色散光束22是由白光分散成多種不同波長之色光(例如紅光R、橙光O、黃光Y、綠光G、藍光B、紫光V等),則這些不同波長之色光將在同一軸向上分別聚焦於數個不同光點(焦距)位置上。此時,可以將同一軸向上之最上方及最下方光點之間定義出的一段距離設定為一有效的軸向偵測區域24(即所有色光之光點附近區域),該軸向偵測區域24係剛好對應落於一輸送裝置30用以輸送至少一微型物件40的橫向移動路徑上,因此這些不同波長之色光的多個光點剛好可用以照明剛好移動通過某一軸向位置的微型物件40,並對應產生至少一散射光影像25。該微型物件40可以指生物性微粒、半導體晶圓/晶片表面或其他微小電子元件(如晶片電阻等),所述生物性微粒例如為細胞、生物性微粒、化合物、微膠囊、微脂體、DNA片段或蛋白質片段等。在本實施例中,例如選自粒徑介於2至200微米(μm)之間的細胞或其他
生物性微粒,其粒徑例如為2、5、10、20、30、50、70、80、100、125、150、175、200微米等。
請再參照第1、3A及3B圖所示,本發明較佳實施例之接收端物鏡15具有一相對較低之數值孔徑,其係小於該發射端物鏡14的數值孔徑值,例如較佳為0.45。該接收端物鏡15之出射瞳徑(exit pupil)係介於10毫米(mm)至20毫米之間,例如較佳為15毫米。再者,該接收端物鏡4之倍率例如為20倍、工作距離(W.D.)為1毫米,及焦距(f0
)為10毫米,但並不限於此。該接收端物鏡15即用以接收該散射光影像25,且可以經由該多模光纖16將該散射光影像25傳輸至該光譜分析單元17進行該散射光影像25之光譜分析,以分析獲得通過該軸向偵測區域24之不同軸向位置(+50μm~-50μm)之該微型物件40所產生的散射光影像25所帶有的所有色光成份(含第一/第二波長光)之個別強度值。
如第3A圖所示,按照該微型物件40(粒徑為20μm)通過該軸向偵測區域24之軸向位置的不同(+50μm~-50μm),該散射光影像25所帶有的色光成份(例如紅光R、橙光O、黃光Y、綠光G、藍光B、紫光V等)及各色光成份之強度也不同。如第3B圖所示,利用該光譜分析單元17可分析獲得通過該軸向偵測區域24之不同軸向位置(+20μm~-20μm)之該微型物件40所產生的散射光影像25所帶有的所有色光成份(含第一/第二波長光)之強度值曲線圖(色光波長v.s.標準強度
值),其中在不同軸向位置(+20μm~-20μm)之該微型物件40所產生的散射光影像25所帶有的第一/第二波長光(分別為450及670奈米)之強度值具有明顯的強度差異,因此可在後續以第一/第二波長光之強度比來做為計算該微型物件40所在之軸向位置(即軸向深度)的參考依據。
請再參照第1、4A、4B及4C圖所示,本發明較佳實施例之運算處理單元18較佳係為一適當型態之電腦,例如桌上型電腦、筆記型電腦、伺服器電腦、個人數位助理(PDA)機或平板電腦等。該運算處理單元18用以預先記錄通過該軸向偵測區域24之已知軸向位置(+50μm~-50μm)之該微型物件40所產生的散射光影像25所帶有的第一/第二波長光(450/670奈米)之強度值資料(如第4A圖所示),接著即可預定義出該微型物件40之軸向深度與該第一/第二波長光之強度比之間的一線性關係(如第4B圖所示)。
值得注意的是,如第4B圖所示之軸向深度與強度比之線性關係是在該微型物件40之粒徑大小維持固定值(20μm)的情況下所作的結果。如第4C圖所示,若觀測不同粒徑大小(7、15、20μm)之微型物件40的散射光影像25,則可得到不同的軸向深度與強度比之線性關係,其中在第4C圖中因實驗採用的輸送裝置30之介質材料(空氣)不同於第4B圖(玻璃),故其得到的20μm粒徑之微型物件40之線性關係數據因此未匹配於第4B圖之線
性關係數據。
再者,請參照第5A及5B圖所示,本發明較佳實施例之運算處理單元18在實際操作時則可在每一時間點記錄每一通過該軸向偵測區域24之微型物件40的總色光強度(如第5A圖所示),接著由總色光強度中分析得到第一/第二波長光之實際強度比;隨後,再以該第一/第二波長光之實際強度比來根據第4B或4C圖所示之軸向深度與強度比之線性關係進行比對,進而對應計算得知每一微型物件40通過該軸向偵測區域24時所在之軸向位置(即軸向深度)為何(如第5B圖所示)。同時,由第5A圖之每一強度比峰值亦可得知通過該軸向偵測區域24之微型物件40的數量。
因此,根據第1至5B圖所述之利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置,本發明較佳實施例亦提供一種利用光色散效應偵測動態微型物件之方法,其包含下述步驟:(S10)、提供一軸向光束21,其至少包含一第一波長光及一第二波長光;(S20)、使該軸向光束21通過一低阿貝數之色散透鏡12,而成為一色散光束22;(S30)、藉由一發射端物鏡14將該色散光束22之第一及第二波長光分別聚焦在同一軸向上之二不同光點位置,以照明一輸送裝置30中橫向移動通過該二光點附近的至少一微型物件40,並對應產生至少一散射光
影像25;(S40)、利用一光譜分析單元17分析該散射光影像25中之第一及第二波長光的個別強度;以及(S50)、藉由一運算處理單元18計算該散射光影像25中之第一及第二波長光的強度比,並使該強度比與該運算處理單元18預先儲存之該微型物件40之軸向深度與該第一/第二波長之強度比之間的一線性關係進行比對,以取得該微型物件40之實際深度參數(及通過該輸送裝置30之微型物件40的總數量)。
如上所述,相較於習用之使用光色散之場成像系統及測距用共軛焦顯微鏡存在結構複雜、成本過高、僅能單點掃描及檢測耗時等缺點,第1圖之本發明係以一低阿貝數之色散透鏡12來產生色散光束,該色散光束通過既有之顯微透鏡組(至少包含發射端物鏡14)後可用以觀察移動中之動態微型物件(例如生物性微粒、半導體晶圓/晶片表面或其他微小電子元件等);並在後續配合光譜分析單元17及運算處理單元18來分析動態微型物件40之散射光影像中短/長波長之強度比,使該強度比與一預先繪製之微型物件之軸向深度與短/長波長強度比之線性關係圖進行快速比對分析,以取得各動態微型物件40之深度參數(及數量),因此確實有利於加速偵測動態微型物件作業並降低所需設備成本。
雖然本發明已以較佳實施例揭露,然其並非用以限制本發明,任何熟習此項技藝之人士,在不脫離本發明
之精神和範圍內,當可作各種更動與修飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
11‧‧‧光源組
12‧‧‧色散透鏡
13‧‧‧光束導引組
131‧‧‧針孔擋板
131a‧‧‧針孔
132‧‧‧反射鏡
133‧‧‧光場透鏡
134‧‧‧光學擋板
134a‧‧‧狹縫
14‧‧‧發射端物鏡
15‧‧‧接收端物鏡
16‧‧‧多模光纖
17‧‧‧光譜分析單元
18‧‧‧運算處理單元
21‧‧‧軸向光束
22‧‧‧色散光束
23‧‧‧圓錐色散光束
24‧‧‧軸向偵測區域
25‧‧‧散射光影像
30‧‧‧輸送裝置
40‧‧‧微型物件
第1圖:本發明較佳實施例之利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置之示意圖。
第2A、2B及2C圖:本發明較佳實施例之各種類型光學擋板之上視圖。
第3A圖:本發明較佳實施例之微型物件通過軸向偵測區域之不同軸向位置(+50μm~-50μm)所產生的散射光影像之顯微照相圖。
第3B圖:本發明較佳實施例通過不同軸向位置(+20μm~-20μm)之微型物件所產生的散射光影像所帶有的所有色光成份之強度值曲線圖(色光波長v.s.標準強度值)。
第4A圖:本發明較佳實施例通過已知軸向位置(+50μm~-50μm)之微型物件產生的散射光影像所帶有的第一/第二波長光(450/670奈米)之強度值曲線圖(軸向深度v.s.強度值)。
第4B圖:本發明較佳實施例之微型物件(粒徑20μm)之軸向深度與第一/第二波長光之強度比之間的線性關係圖(軸向深度v.s.強度比)。
第4C圖:本發明較佳實施例之微型物件(粒徑7、15、20μm)之軸向深度與第一/第二波長光之強度比之間
的線性關係圖(軸向深度v.s.強度比)。
第5A圖:本發明較佳實施例在每一時間點記錄每一通過軸向偵測區域之微型物件的總色光強度之統計圖(強度v.s.時間)。
第5B圖:本發明較佳實施例之每一微型物件通過軸向偵測區域時所在之軸向位置之統計圖(軸向深度v.s.時間)。
11‧‧‧光源組
12‧‧‧色散透鏡
13‧‧‧光束導引組
131‧‧‧針孔擋板
131a‧‧‧針孔
132‧‧‧反射鏡
133‧‧‧光場透鏡
134‧‧‧光學擋板
14‧‧‧發射端物鏡
15‧‧‧接收端物鏡
16‧‧‧多模光纖
17‧‧‧光譜分析單元
18‧‧‧運算處理單元
21‧‧‧軸向光束
22‧‧‧色散光束
23‧‧‧圓錐色散光束
24‧‧‧軸向偵測區域
25‧‧‧散射光影像
30‧‧‧輸送裝置
40‧‧‧微型物件
Claims (9)
- 一種利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置,其包含:一光源組,提供一軸向光束,至少包含一第一波長光及一第二波長光;一低阿貝數之色散透鏡,該軸向光束通過該色散透鏡後成為一色散光束;一發射端物鏡,用以將該色散光束之第一及第二波長光分別聚焦在同一軸向上之二不同光點位置,以照明一輸送裝置中橫向移動通過該二光點附近的至少一微型物件,並對應產生至少一散射光影像;一接收端物鏡,用以接收該散射光影像;一光譜分析單元,用以分析該散射光影像中之第一及第二波長光的個別強度;以及一運算處理單元,其預先儲存有該微型物件之軸向深度與該第一/第二波長之強度比之間的一線性關係,並且用以計算該散射光影像中之第一及第二波長光的強度比並使其與該線性關係進行比對,以取得該微型物件之實際深度參數,其中在該色散透鏡及發射端物鏡之間另設有一光束導引組。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置,其中該色散透鏡之阿貝數係介於45至55之間。
- 如申請專利範圍第2項所述之利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置,其中該色散透鏡係由丙烯酸樹脂、聚碳酸脂或聚對苯二甲酸二乙酯製成之一雙凸透鏡。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置,其中該第一波長光之波長範圍介於450至460奈米之間;及該第二波長光之波長範圍介於670至680奈米之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置,其中該光束導引組包含:一針孔擋板,具有一針孔,該色散光束聚焦於該針孔並通過該針孔;一反射鏡,用以反射上述通過該針孔後之色散光束;一光場透鏡,上述反射後之色散光束通過該光場透鏡成為軸向平行傳輸之色散光束;以及一光學擋板,具有至少一狹縫,上述軸向平行傳輸之色散光束通過該狹縫以改變該色散光束之一橫截面形狀。
- 如申請專利範圍第5項所述之利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置,其中該光學擋板之狹縫係至少一弧形狹縫,該軸向平行傳輸之色散光束通過該弧形狹縫,以產生在橫向上呈弧形之至少一弧形色散光束。
- 一種利用光色散效應偵測動態微型物件之方法,其包 含步驟:提供一軸向光束,其至少包含一第一波長光及一第二波長光;使該軸向光束通過一低阿貝數之色散透鏡,而成為一色散光束;使該色散光束通過一光束導引組,成為一軸向平行傳輸之色散光束;藉由一發射端物鏡將該軸向平行傳輸之色散光束之第一及第二波長光分別聚焦在同一軸向上之二不同光點位置,以照明一輸送裝置中橫向移動通過該二光點附近的至少一微型物件,並對應產生至少一散射光影像;利用一光譜分析單元分析該散射光影像中之第一及第二波長光的個別強度;以及藉由一運算處理單元計算該散射光影像中之第一及第二波長光的強度比,並使其與該運算處理單元預先儲存之該微型物件之軸向深度與該第一/第二波長之強度比之間的一線性關係進行比對,以取得該微型物件之實際深度參數。
- 如申請專利範圍第7項所述之利用光色散效應偵測動態微型物件之方法,其中在取得該微型物件之實際深度參數時,同時取得該微型物件之數量。
- 如申請專利範圍第7項所述之利用光色散效應偵測動態微型物件之方法,其中該微型物件選自生物性微 粒、半導體晶圓/晶片表面或微小電子元件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101121901A TWI468665B (zh) | 2012-06-19 | 2012-06-19 | 利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101121901A TWI468665B (zh) | 2012-06-19 | 2012-06-19 | 利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201400801A TW201400801A (zh) | 2014-01-01 |
| TWI468665B true TWI468665B (zh) | 2015-01-11 |
Family
ID=50344998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW101121901A TWI468665B (zh) | 2012-06-19 | 2012-06-19 | 利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI468665B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10072921B2 (en) * | 2014-12-05 | 2018-09-11 | Kla-Tencor Corporation | Methods and systems for spectroscopic beam profile metrology having a first two dimensional detector to detect collected light transmitted by a first wavelength dispersive element |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4600831A (en) * | 1982-12-07 | 1986-07-15 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Apparatus to focus light on a surface based on color |
| TW201028730A (en) * | 2009-01-23 | 2010-08-01 | Univ Nat Taipei Technology | Slit-scan multi-wavelength confocal lens module and slit-scan microscopic system and method using the same |
| TW201205114A (en) * | 2010-07-23 | 2012-02-01 | Univ Nat Taipei Technology | Linear chromatic confocal microscope system |
-
2012
- 2012-06-19 TW TW101121901A patent/TWI468665B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4600831A (en) * | 1982-12-07 | 1986-07-15 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Apparatus to focus light on a surface based on color |
| TW201028730A (en) * | 2009-01-23 | 2010-08-01 | Univ Nat Taipei Technology | Slit-scan multi-wavelength confocal lens module and slit-scan microscopic system and method using the same |
| TW201205114A (en) * | 2010-07-23 | 2012-02-01 | Univ Nat Taipei Technology | Linear chromatic confocal microscope system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201400801A (zh) | 2014-01-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230099653A1 (en) | Optical test apparatus and optical test method | |
| CN1846126B (zh) | 基于发光二极管的测量系统 | |
| US11009461B2 (en) | Defect investigation device simultaneously detecting photoluminescence and scattered light | |
| US7782512B2 (en) | Light irradiation device, fine particle analyzing apparatus, and light irradiation method | |
| US8625195B2 (en) | Objective-type dark-field illumination device for microfluidic channel | |
| CN103119421B (zh) | 利用单个发光粒子检测的光分析方法 | |
| JP6603403B2 (ja) | 分光顕微鏡及びその方法 | |
| CN103460026A (zh) | 利用单个发光粒子检测的光分析装置、光分析方法以及光分析用计算机程序 | |
| US11204310B2 (en) | Optical flow cytometer for epi fluorescence measurement | |
| EP3227740B1 (en) | Image cytometer | |
| CN103765197A (zh) | 利用单个发光粒子检测的光分析装置、光分析方法以及光分析用计算机程序 | |
| CN113811755B (zh) | 带焦点位置调整的光束形成 | |
| TWI468665B (zh) | 利用光色散效應偵測動態微型物件之裝置及方法 | |
| CN103229042B (zh) | 利用单个发光粒子的光的波长特性的光分析装置和光分析方法 | |
| JP5760054B2 (ja) | 光検出装置 | |
| JP2013195208A (ja) | 微小粒子測定装置 | |
| JP6249049B2 (ja) | 微小粒子測定装置 | |
| CN116324376A (zh) | 粒子检测装置、粒子检测系统和粒子检测方法 | |
| JP7654195B1 (ja) | 粒子分析装置 | |
| EP3336523A1 (en) | Illumination techniques for samples | |
| KR20250075058A (ko) | 라인빔 생성모듈 및 이를 구비한 마이크로 엘이디의 광루미네선스 측정 장치 | |
| JP2021051089A (ja) | 光学検査装置、方法及びプログラム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |