显微镜单元及显微镜装置的制作方法

本发明关于一种显微镜单元及显微镜装置，尤其关于一种能够加热样本的显微镜单元及显微镜装置。

背景技术：

人工授精(artificial insenmination，AI)技术可有效利用优良遗传基因、使配种作业简化、减少疾病传播以及降低公猪饲养饲养管理的成本，这些优点使得此项技术在养猪产业具有无可取代的重要性。一头优良种公猪的精液，可对众多母猪进行授精，其效益将比自然配种高出数倍，故会将采集到的精液进行稀释。一般而言，国内人工授精站稀释精液生产流程是每隔3至5天采集公猪原精一次，只采取第二段所谓精子浓厚的部份，所采得的量约为120至130毫升之间，总精子数在150亿至1,000亿之间，收集后通常会立即以等温等量的稀释液与之混合，以让精子提早“适应”稀释液环境，同时减少精液中可引发精子产生不稳定变化的成份。经预混的精子在等待其降至室温过程中即可进行精液品质的基本检测，检测的内容主要为精子浓度与精子活力二者。精子的活力则可借由相位差显微镜(phase-contrast microscope)来观察，通常会以百分率表示精液样本内整体精子的泳动能力，新鲜采集的原精必须在80-85％或更高，通过检测的预混原精即可以稀释液稀释至最终倍数，原则上是80毫升内含15亿总精子(国际建议标准为12亿-13亿)。

为了延长稀释精液的保存时间，稀释精液需特别储存在16℃(15-18℃)的环境下，然而由于公猪精子对周围环境温度甚为敏感，经过冷藏的稀释精液会严重影响样本中的精子活力，亦或在稀释精液采集站当场就进行检测，稀释精液样本也会受到天气与检测仪器自身的温度所造成的影响。

因此有需要提供一种具有加热功能的检测仪器，使得检测时，样品所处的环境温度可与适合样品保存、或是适合受精时的环境温度接近，这样能更准确地预估样品的品质。

技术实现要素：

基于上述课题，本发明的目的为提供一种具有加热功能的检测仪器，使得检测时，样品所处的环境温度可与适合样品保存、或是适合受精时的环境温度接近，这样能更准确地预估样本的品质。

为达上述目的本发明提供一种显微镜单元，其可与影像撷取模组搭配使用，显微镜单元包含本体、光学组件以及加热元件。本体具有贯穿该本体的通腔以及样品观察面，样品观察面位于通腔内。光学组件具有凸透镜，光学组件设置在通腔的一端处，样品观察面至凸透镜的最短距离在0.1mm至3.0mm之间。加热元件与样品观察面对应设置。

为达上述目的，本发明进一步提供一种显微镜装置，包含影像撷取模组以及显微镜单元。显微镜单元系搭配影像撷取模组使用。显微镜单元包含本体、光学组件以及加热元件。本体具有贯穿该本体的通腔以及样品观察面，样品观察面位于通腔内。光学组件具有凸透镜，光学组件设置在通腔的一端处，样品观察面至凸透镜的最短距离在0.1mm至3.0mm之间。加热元件与样品观察面对应设置。

在一个实施例中，加热元件设置在光学组件处。

在一个实施例中，加热元件设置在本体的腔壁上，或该通腔中。

在一个实施例中，加热元件通过固定件设置在本体的腔壁上或该光学组件上。

在一个实施例中，显微镜单元具有内建电源或外接至电源。

在一个实施例中，加热元件为电热片、电热环、电热线圈或电热膜。

在一个实施例中，加热元件为电热片，电热片为金属片或具有金属及/或金属氧化物涂层的玻璃片。

在一个实施例中，影像撷取模组为行动电子装置的影像撷取模组。

在一个实施例中，显微镜装置，更包含温度感测器，设置在本体的腔壁上。

在一个实施例中，加热元件为具有金属及/或金属氧化物涂层的玻璃片，且显微镜装置，更包含温度感测器，设置在具有金属及/或金属氧化物涂层的玻璃片上。

在一个实施例中，显微镜单元电性连接于电源，显微镜装置更包含控制单元与温度感测器，温度感测器设置在本体的腔壁上，控制单元耦接于温度感测器与电源，并且根据该温度感测器所量测到的温度来调整电源的电流。

在一个实施例中，影像撷取模组为行动电子装置的影像撷取模组。

如上所述，依据本发明的显微镜单元及显微镜装置，其借由加热元件来对样品提供热能，使得样品在所处的环境温度可与适合样品保存、或是适合样品活动的环境温度、或是使样品反应的环境温度与使用者自行定义的温度接近。

附图说明

图1为本发明显微镜单元的一个实施例的外观立体图。

图2为图1的分解图。

图3为沿图1的A-A切线的剖面图。

图4为本发明显微镜单元另一个实施例沿图1的A-A切线的立体剖面图。

图5为本发明显微镜单元又一个实施例沿图1之A-A切线的立体剖面图。

图6为本发明显微镜单元又一个实施例沿图1之A-A切线的立体剖面图。

图7为本发明显微镜单元又一个实施例沿图1之A-A切线的立体剖面图。

图8为本发明显微镜单元外接电源的一个实施例的立体示意图。

图9为本发明显微镜装置的一个实施例的立体图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明根据本发明较佳实施例的一种显微镜单元及显微镜装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请参考图1至图3，图1为本发明显微镜单元的一个实施例的外观立体图，图2为图1的分解图，图3为图1沿A-A切线的剖面图，且已将取样组件及光源单元与显微镜单元组设在一起。显微镜单元10搭配影像撷取模组使用，影像撷取模组可以是行动电子装置的影像撷取模组，行动电子装置可以是手机、平板电脑、照相机、网路摄相机、行车记录器等，影像撷取模组的图示则可参考图9所示。另外，显微镜单元10与影像撷取模组20搭配使用可用以观察样品，尤其是生物样品，例如为组织切片、血液、精液、细胞培养液或组织液等等。

显微镜单元10包含本体11、光学组件12、加热元件13。本体11具有贯穿该本体的通腔(tunnel)以及样品观察面L，其中，本体11的材质可为金属、合金或塑胶。样品观察面L实质上为光学组件12的准焦区，也就是样品设置的位置。放置在样品观察面L上的样品，才容易被对焦，以让使用者能清楚地看到放大后的样品影像。

光学组件12设置在通腔的一端处，光学组件12包含凸透镜121以及壳体(barrel)122，壳体122的外壁具有沟槽部S，内部具有容置腔，凸透镜121设置在壳体122的容置腔中。壳体122的上方设有螺纹结构，以使显微镜单元10与影像撷取模组20螺接、锁合。

样品观察面L位于通腔内，由于凸透镜121的焦距很短，所以样品观察面L距离凸透镜121外表面的最短距离d在0.1mm至3.0mm之间。本体11在相对设有光学组件12的另一端设有螺纹结构，用来与光源单元30进行螺接，光源单元所射出的光线可照射至样品观察面，以协助提供样品背光源，后续将有进一步的说明。

光源单元30具有本体34、光源31、电池33、导光元件32、以及底座35。底座35具有凸缘，其上设有螺纹结构，以使显微镜单元10与光源单元30螺接、锁合。电池33设置在光源单元30的本体34中，且光源31透过开关35电性连接于电池33。导光元件32成杯状结构，反扣罩设于光源31上。

取样组件40包含样品沾取件41与样品定量件42。样品沾取件41成杯状结构，反扣罩设于导光元件32上。样品定量件42也成杯状结构，在样品沾取件41沾取样品I后，反扣罩设在样品沾取件41上，使得样品I容置在由样品沾取件41与样品定量件42共同形成的定量容置空间中。

光源31用来对样品提供背光源，其所发出的光线通过导光元件32收敛照射在样品上，且在漫射、透射样品后继续射入凸透镜121进行成像，最后再由影像撷取模组20将凸透镜121所成的像撷取成数位图片。

请注意，加热元件13可以是电热片、电热环、电热线圈或电热膜。加热元件13的材料可以为陶瓷、或钨、铝、铜以任意比例组合而成合金、或透明导电材料，例如氧化铟锡(ITO)。加热元件13与样品观察面L对应设置。

为了方便说明起见，在本实施例中，加热元件13以电热线圈为代表。请参考图3，为了使加热元件13接近待观察的样品，加热元件13缠绕设置在沟槽部S中，如此便能对待观察的样品进行加温。然而，上述设置方式仅作为范例说明使用，并非作为本发明的限制条件，加热元件13也可以黏合或磁吸的方式直接固设在沟槽部S中。在另一个实施例中，加热元件13更可以通过固定件来间接固设在沟槽部中，举例来说，固定件可以是黏胶、胶带、系带、凸缘、卡扣件或是磁铁。

请继续参考图4，图4为本发明显微镜单元10a另一个实施例的沿图1的A-A切线的立体剖面图。显微镜单元10a的结构大致与前述实施例中的显微镜单元10相似，唯一不同之处在于在本实施例中，加热元件13a为电热片，其设置在光学组件12的外壳122的正下方，如此加热元件13a便可靠近样品，对样品提供较佳的加热效果。在本实施例中，电热片由金属或可导电的透明金属氧化物，例如氧化铟锡(ITO)，涂怖在玻璃片上构成电热膜。然而，在另一个实施例中，电热片也可为金属片，其材质可包含钨、铝或铜。

请继续参考图5，图5为本发明显微镜单元又一个实施例沿图1的A-A切线的立体剖面图。显微镜单元10b的结构大致与显微镜单元10相似，唯一不同之处在于在本实施例中，加热元件13b，如图5所示，对应样品观察面L，在本体11的腔壁上，靠近样品观察面L的地方设置。为了方便说明起见，在本实施例中，加热元件13c以电热环为代表，加热元件13c直接嵌入本体11的腔壁，然而，上述设置方式仅作为范例说明使用，并非作为本发明的限制条件，加热元件13c也可以黏附或磁吸的方式直接固设在本体11的腔壁。在另一个实施例中，加热元件13c也可以另通过固定件来间接固设在本体11的腔壁处，举例来说，固定件可以是黏胶、胶带、系带、凸缘、卡扣件或是磁铁。

请参考图6，图6为本发明显微镜单元又一个实施例沿图1的A-A切线的立体剖面图。显微镜单元10c的结构大致与显微镜单元10相似，唯一不同之处在于，在本实施例中，加热元件13c为光学组件12的壳体122，即壳体122的材料为陶瓷、或钨、铝、铜以任意比例组合而成合金，且壳体122可通过通电来对样品进行加热。

请注意，本发明的精神在于为待观测的样品提供一个温控的机制，使得样品于观察时的环境温度可与受精时的环境温度接近，进而能更准确地预估精液样本受精能力，因此本领域具有通常知识者在不偏离本发明的精神下对加热元件的固定方式所做出的变化，皆应属本发明的范畴。

请同时参考图7至图8，图7为本发明显微镜单元又一个实施例沿图1的A-A切线的立体剖面图。图8为本发明显微镜单元外接电源的一个实施例的立体示意图。为了方便说明，以下将以图6的实施方式进行说明。如图7所示，显微镜单元10d的结构与图6中的显微镜单元10c大致相似，唯一不同之处在于，显微镜单元10d更包含温度感测器14以及控制电路15。温度感测器14电性连接于控制电路15，控制电路15则电性连接于电流源P，电流源P通过电压器A与USB接头C电性连接于加热元件13c。电流源P提供电流给加热元件13c，以使得加热元件13c可以产生热能。温度感测器14用来量测本体11腔体中的温度，并且将本体11腔体中的温度传送至控制电路15。控制电路15便可根据温度感测器14所量测到的温度调整电流源P所提供的电流大小，进而能达到温控的功能。请注意，在本实施例中，电流源P为通过USB介面传入至显微镜单元10d的外部电源，然而本发明不以此为限，光源单元30的电池33也可以对加热元件13c提供电流。

此外，在本实施例中，温度感测器14与控制电路15设置在本体11的腔壁上，然而在另一个实施例中，控制单元15也可独立设置在本体11外，例如整合在变压器A、USB接头C、或是在USB接头C与对显微镜单元10之间的连接器中(未绘示)。在又一个实施例中，本体11可为中空壳体，控制电路15可由此设置于其中。本领域具有通常知识者在不偏离本发明的精神下所做出的变化，均应包含在本发明的范畴。

此外，温度感测器14与控制电路15也可整合在显微镜单元10、10a、10b、10c中。熟悉本领域的技术者在阅读上述段落后，可因此对显微镜单元10、10a、10b、10c等方式做出变化，使其与温度感测器14与控制电路15搭配使用，举例来说，温度感测器14即可设置在显微镜单元10a中加热元件13a的ITO玻璃上，为求简洁，将温度感测器14与控制电路15整合在显微镜单元10、10a、10b、10c的变化方式在此不再赘述。

请参考图9，图9为本发明显微镜装置的一个实施例的立体图。在图9中，显微镜装置1包含显微镜单元10与影像撷取模组20。显微镜单元10可以是显微镜单元10a、10b、10c或10d中的任一方式，其详细的工作原理与连接结构可参照前述，为求简洁，在此不另行赘述。熟悉本领域的技术者在阅读上述段落后，可以显微镜单元10a、10b、10c、10d等方式对显微镜装置1做出变化。影像撷取模组20为行动电子装置的影像撷取模组，在本实施例中，行动电子装置为手机，然而本发明并不以此为限，行动电子装置也可是平板电脑、照相机、网路摄相机或行车记录器等。

此外，为了使加热元件13所产生的热量能够均匀地传递至本体11的通腔中，本发明显微镜单元10可更包含加热辅助件，加热辅助件可以是由易导热的材料(例如银、铜或其合金)所构成。举例来说，加热辅助件可以是金属套管设置在本体11的通腔中，加热元件13则缠绕或包覆在加热辅助件的外壁，换言之，加热元件13位于通腔中，更明确地说位于加热辅助件的外壁与本体11的通腔的内壁之间。加热辅助件耦接于加热元件13，接收由加热元件13所产生的热量，再将所接收的热量均匀传导至整个通腔。请注意，加热辅助件也可应用于显微镜单元10a、10b、10c、10d中，本发明不以此为限。在另一个实施例中，本体11可为中空壳体，控制电路15可由此设置于其中。

以上所述仅为举例性，而非限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含在后附的申请专利范围中。