专利名称：即时红外化学影像光谱装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种即时红外化学影像光谱装置，尤指一种适用于进行非接触式及非破坏式的微小结构物的化学成分定性量测的即时红外化学影像光谱装置。
背景技术：
红外吸收光谱为确认化学成分的分析方法之一，由于傅立叶转换技术的植入使得红外吸收光谱已广泛应用于分子的定性及定量分析上。但不论是传统的红外吸收光谱仪或是傅立叶转换红外吸收光谱仪，均需耗费大量时间及复杂的电脑运算才能得知待测样品的化学组成。
上述内容以目前已商业化的傅立叶转换红外吸收光谱仪为例，其是以一分光片将一平行光束分成两束几近强度相等的光束，一光束穿透分光片达固定镜、另一光束则由分光片反射至一与光轴方向平行等速运动的移动镜，此经由不同光径的两道光束于分光片上混合，并一起穿透过待测样品，再由光学镜组聚焦至检测器，再将所得的光讯号利用复杂的傅立叶转换才能得到待测样品的化学组成。因此，其不仅须耗费时间于复杂的运算，同时其构造组成亦因为需要有配合麦克森干涉仪信号进行复杂运算的硬体或软体，过分复杂而造成整体体积庞大及价格昂贵。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种即时红外化学影像光谱装置，能直接检测而减少大量的复杂运算，以节省检测索需要的时间，简化检测步骤，提升检测的速率。
本发明的另一目的是在提供一种即时红外化学影像光谱装置，能简化检测的结构设计以减小整体体积，提高可携性及空间使用弹性，并降低成本。
为达成上述目的，本发明即时红外化学影像光谱装置，是配合一基质，主要包括有一光源、一单光仪、两聚光镜组、一反射式红外物镜组、一热影像面检测仪、及一可置放待测基质(即样品)的样品座。其中，光源是可产生一红外光，此红外光被第一聚光镜组接收并加以聚焦，而聚焦后的红外光则进入单光仪以进行分光，经过分光后的一具特定波长的窄频红外光则被第二聚光镜组所接收并转换成平行窄频红外光，而此平行窄频红外光经过样品座时，会穿透过置于样品座上的待测样品，使得待测样品吸收此平行窄频红外光并放射出一热辐射，之后，反射式红外物镜组即收集此热辐射并导入热影像面检测仪，最后由热影像面检测仪将所收集的热辐射予以成像。
所述的即时红外化学影像光谱装置，其更包括有一抛物面镜是使该光源的红外光以平行射入该第一聚光镜组，且该抛物面镜是位于该第一聚光镜组与该光源之间。
本发明即时红外化学影像光谱装置的红外光可使用一波长介于2.5～25.0微米的红外光，而第一聚光镜组可为任何接收该红外光并加以聚焦的镜组，较佳为使用一柱面透镜(cylindrical lens)、第二聚光镜组可为任何接收该窄频红外光并转换成平行窄频红外光的镜组，较佳为使用一球面透镜。此外，本发明即时红外化学影像光谱装置的单光仪内组设有一光栅对红外光进行分光并加以形成一具特定波长的窄频红外光。
再者，本发明即时红外化学影像光谱装置的热影像面检测仪是可为任何可接收经该反射式红外物镜组所收集的热辐射信号的机构，较佳为一红外影像检测器。更佳为使用一红外共焦面阵列热影像仪(IRFPA-Infrared Focal Plane Array)，且此热影像面检测仪可接设一萤幕以使热影像面检测仪的成像可显示于该萤幕上。
因此，本发明即时红外化学影像光谱装置的设计可直接检测而无须大量的复杂(傅立叶)运算，可有效提升检测的速率，同时整体结构亦不若传统式的复杂或占用广大空间，因而可以达到简化检测的结构设计以减小整体体积并降低成本的目的。
本发明即时红外化学影像光谱装置的基质可为任何公知的样品，较佳为生物材料，生物组织，半导体材料，光电材料。另外，本发明即时红外化学影像光谱装置除可即时地提供红外线影像外，尚可以提供即时红外线影像的化学成份资讯，并更快且准确地提供检测区域的即时化学成份面影像，较的一般的红外化学影像光谱装置，具有更明显的优点，并可以应用于即时化学成分于样品面的检测或研究。
图1是本发明的架构图。
具体实施例方式
为能更说明本发明的技术内容，特举一较佳具体实施例说明如下。
请参阅图1本创作的架构图，其显示有一光源11，且可产生一红外光111，于本实施例中，此光源11是利用一外加电源(图未示)加热硅化碳并以其放射的红外光为光源，同时此红外光111是为一波长介于2.5～25.0微米的红外光。之后，光源11的红外光111由一抛物面镜2将其转换形成平行光源而射入于一第一聚光镜12，此第一聚光镜12于本实施例中是使用一柱面透镜并用以接收上述的红外光111且加以聚焦，而聚焦后的红外光111则进入一单光仪13内。由图式中可知，单光仪13内另组设有一光栅132，此光栅132可对上述聚焦后的红外光111进行分光，同时使其形成一具特定波长的窄频红外光131，而此窄频红外光131则再射出至一第二聚光镜14，于本实施例中，此第二聚光镜14是使用一球面透镜而可用以将上述窄频红外光131转换成平行窄频红外光141。之后，平行窄频红外光141会射入一置放有样品(图未示)的样品座15上并同时照射该样品，而该样品则吸收平行窄频红外光141，并因为该样品是以面接收，因而放射出一热辐射151，所放射出的热辐射151则再由一反射式红外物镜16加以收集，最后所收集的热辐射151则由一热影像面检测仪17所接收并予以成像。本实施例所使用的热影像面检测仪17是指一红外影像检测器，例如红外共焦面阵列热影像仪(IRFPA-InfraredFocal Plane Array)等，且其可外接有一萤幕(图未示)而可使其的成像显示于该萤幕上。
由上述可知，待测样品是吸收特定的平行窄频红外光141并放射出一热辐射151，而此热辐射151则直接由热影像面检测仪17进行接收及成像，其中间完全不需要经过大的复杂(傅立叶)运算，故可有效提升检测的速率；此外，整体结构因为免除了传统配合运算的机器及传输线路，所以结构亦不若传统式的复杂庞大，相对简化检测的结构设计而可减小整体体积，提高可携性，减少占用空间，并降低成本。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种即时红外化学影像光谱装置，是配合一基质，其特征在于主要包括有一光源，产生一红外光；一第一聚光镜组，接收该红外光并加以聚焦；一单光仪，接收经该第一聚光镜组聚焦后的红外光并进行分光、以形成一具特定波长的窄频红外光；一第二聚光镜组，接收该窄频红外光并转换成平行窄频红外光；一样品座，接收该平行窄频红外光以使该平行窄频红外光穿透置于该样品座的该基质、使该基质吸收该平行窄频红外光并放射出一热辐射；一反射式红外物镜组，收集该热辐射；一热影像面检测仪，接收经该反射式红外物镜组所收集的该热辐射并予以成像。
2.根据权利要求1所述的即时红外化学影像光谱装置，其特征在于其中该红外光是指一近红外光。
3.根据权利要求1所述的即时红外化学影像光谱装置，其特征在于其中该红外光的波长是介于2.5～25.0微米。
4.根据权利要求1所述的即时红外化学影像光谱装置，其特征在于其中该第一聚光镜组为一柱面透镜。
5.根据权利要求1所述的即时红外化学影像光谱装置，其特征在于其中该第二聚光镜组为一球面透镜。
6.根据权利要求1所述的即时红外化学影像光谱装置，其特征在于其中该单光仪内组设有一光栅以对该红外光进行分光以形成一具特定波长的窄频红外光。
7.根据权利要求1所述的即时红外化学影像光谱装置，其特征在于其中该热影像面检测仪是指一红外影像检测器。
8.根据权利要求7所述的即时红外化学影像光谱装置，其特征在于其中该红外影像检测器是指一红外共焦面阵列热影像面检测仪。
9.根据权利要求1所述的即时红外化学影像光谱装置，其特征在于其更包括有一抛物面镜是使该光源的红外光以平行射入该第一聚光镜组，且该抛物面镜是位于该第一聚光镜组与该光源之间。
10.根据权利要求1所述的即时红外化学影像光谱装置，其特征在于其更包括一萤幕是接设于该热影像面检测仪，以使该热影像面检测仪的成像显示于该萤幕上。
全文摘要
一种即时红外化学影像光谱装置，主要以一光源产生一红外光，而待测物吸收已经由一单光仪对上述红外光进行分光处理后的窄频红外光，并放射出热辐射，而此热辐射则由一热影像面检测仪接收并予以成像。故本发明可即时对待测物进行检测，无须进行大量复杂的运算，而可有效提升检测速率，同时整体构造简单，而无传统体积庞大及价格昂贵等问颗。
文档编号G01N21/31GK1512167SQ0216082
公开日2004年7月14日 申请日期2002年12月30日 优先权日2002年12月30日
发明者李耀昌, 王浩伟 申请人:财团法人工业技术研究院