扫描装置的制作方法

1.本实用新型是有关一种扫描装置。


背景技术：

2.图1是习知扫描设备的配置示意图，请参照图1。现有的扫描设备10’配置有摄像器132’以及光源18’。由于摄像器132’成像镜头1321’的视角限制，在扫描部分对象时可能发生遮蔽问题。以多孔盘9的扫描为例，现有的扫描设备10’在扫描多孔盘9影像时，靠外侧的多孔盘9影像会被多孔盘9的孔壁遮挡，导致无法在感光组件1322’上呈现完整的多孔盘9影像。


技术实现要素：

3.有鉴于此，申请人提出一种扫描装置。所述扫描装置包含一第一滑轨、一载台以及一扫描仪。所述第一滑轨设置于一第一x-y平面，该第一滑轨沿一x轴方向延伸。所述载台设置于该第一滑轨，该载台包含一切面，该切面垂直于该第一x-y平面且该切面的法线方向与该x轴方向呈一夹角。所述扫描仪设置于一第二x-y平面，平行于该第一x-y平面，该扫描仪适于沿一y轴方向移动，该扫描仪包含一拨杆，沿一z轴方向朝该载台延伸，该拨杆的侧表面适于接触该切面。
附图说明
4.[图1]习知扫描设备的配置示意图。
[0005]
[图2a～图2b]依据一些实施例的扫描装置的运作状态示意图。
[0006]
[图3a]依据一些实施例的扫描装置位于第一位置的俯视图。
[0007]
[图3b]依据一些实施例的扫描装置位于第一位置的侧视图。
[0008]
[图3c]依据一些实施例的扫描装置位于第二位置的俯视图。
[0009]
[图3d]依据一些实施例的扫描装置位于第二位置的侧视图。
[0010]
[图4a]依据一些实施例的扫描装置处于第一状态的俯视图。
[0011]
[图4b]依据一些实施例的扫描装置处于第一状态的侧视图。
[0012]
[图5a]依据一些实施例的扫描装置处于第二状态的俯视图。
[0013]
[图5b]依据一些实施例的扫描装置处于第二状态的侧视图。
[0014]
[图6a]依据一些实施例的扫描装置处于第三状态的俯视图。
[0015]
[图6b]依据一些实施例的扫描装置处于第三状态的侧视图。
[0016]
[图7a]依据一些实施例的扫描装置处于第四状态的俯视图。
[0017]
[图7b]依据一些实施例的扫描装置处于第四状态的侧视图。
[0018]
[图8a]依据一些实施例的扫描装置处于第五状态的俯视图。
[0019]
[图8b]依据一些实施例的扫描装置处于第五状态的侧视图。
[0020]
[图9a]依据一些实施例的扫描装置处于第六状态的俯视图。
[0021]
[图9b]依据一些实施例的扫描装置处于第六状态的侧视图。
[0022]
【符号说明】
[0023]
10:扫描装置
[0024]
10’:扫描设备
[0025]
11:第一滑轨
[0026]
12:载台
[0027]
121:承载表面
[0028]
122:第二磁铁
[0029]
123:切面
[0030]
13:扫描仪
[0031]
131:驱动马达
[0032]
132,132’:摄像器
[0033]
1321,1321’:镜头
[0034]
1322,1322’:感光组件
[0035]
133:拨杆
[0036]
14:定位件
[0037]
15:底座
[0038]
16:磁座
[0039]
161:第一磁铁
[0040]
17:第二滑轨
[0041]
18’:光源
[0042]
9:多孔盘
具体实施方式
[0043]
以下实施例以多孔盘9(microplates)作为待扫描对象为例进行说明，惟扫描装置10的应用不限于多孔盘9的扫描。图2a～图2b是依据一些实施例的扫描装置的运作状态示意图，请依序参照图2a及图2b。为了避免待扫描对象的遮挡，实用新型人提出一种分段扫描方式，将待扫描对象的影像区分为多个取景范围，以降低扫描个别取景范围内影像时的成像视角。图2a的摄像器132的取景范围涵盖上三列的多孔盘9，在移动多孔盘9或移动摄像器132之后，图2b的摄像器132的取景范围涵盖下三列的多孔盘9。实用新型人于研究前述分段扫描方式时发现以下问题：(1)在二维扫描时，视角限制导致的问题发生在两个轴向。(2)设计具有双轴向移动能力的扫描仪，或设计具有双轴向移动能力的多孔盘9载台，将会使扫描仪或载台的机构设计复杂程度大大提升，整体设备高度也会提升。(3)采用具有双轴向移动能力的扫描仪或载台，需要两组动力系统，不仅设备成本提升，耗电量亦提升。
[0044]
有鉴于此，实用新型人提出一种扫描装置10，包含第一滑轨11、载台12以及扫描仪13。图3a依据一些实施例的扫描装置位于第一位置的俯视图，请参照图3a。图3a的左右方向为x轴方向，上下方向为y轴方向，垂直纸面方向为z轴方向。第一滑轨11可以为一或多个(本揭露图式所示为两个)，沿x轴方向延伸。载台12设置于第一滑轨11，依第一滑轨11导引而沿x轴方向移动。扫描仪13设置于载台12上方，适于沿y轴方向移动。基此，载台12及扫描仪13
的设计分别具有一个自由度，以降低两者的机构复杂度。当扫描装置10位于第一位置(即图3a及图3b)，其摄像器132的取景范围涵括三排多孔盘9(相当于图2b)；当扫描装置10位于第二位置(即图3c及图3d)，其摄像器132的取景范围涵括另外三排多孔盘9(相当于图2a)，藉此达成分段扫描。
[0045]
载台12的顶侧为承载表面121，承载表面121适于放置待扫描对象，例如多孔盘9。承载表面121的范围可以大于摄像器132的取景范围，以容许放置较大的待扫描对象。所述取景范围可以指待扫描对象的影像经过镜头1321投影至感光组件1322上的最大涵盖范围，或指镜头1321的成像视角不受待扫描对象遮蔽的最大范围，例如多孔盘9的孔壁所造成的遮蔽。载台12包含切面123，切面123垂直于载台12所放置的x-y平面，切面123的法向量与x轴方向(或y轴方向)呈一夹角。所述夹角的量值介于大于0度且小于90度的范围，视机构设计时要求扫描仪13与载台12的移动量比值而订。在一些实施例中，所述移动量比值可以考虑待扫描对象的长宽比，以利扫描仪13沿y轴移动时，摄像器132自待扫描对象的一角朝斜对角拍摄。以图3a的载台12为例，多孔盘9的长宽比为4:3，切面123的法向量与x轴方向呈53度角，当扫描仪13沿y轴移动4单位时，亦可带动载台12沿x轴移动3单位，前述运作机制容后详述。所述切面123可以为耦接于载台12或自载台12沿伸部件的切表面，亦可以为载台12本身的侧表面。切面123的设置目的在于承受扫描仪13对其造成的施力，并对载台12造成x轴向的分力。以图3a的载台12为例，载台12可以为八边柱体，其中切面123配置于八边柱体的其中四个柱体侧表面(不与x轴或y轴垂直的四个柱体侧表面)。
[0046]
扫描仪13包含摄像器132以及拨杆133。在一些实施例中，扫描仪13位于载台12上方，摄像器132朝向下方的载台12以拍摄载台12的承载表面121，拨杆133自扫描仪13向下延伸，其长度足以使拨杆133的侧表面接触载台12的切面123。所述摄像器132可以是但不限于热成像仪、红外线摄影机、可见光显微镜、紫外光显微镜、冷光显微镜、荧光显微镜的摄像模块。摄像器132包含感光组件1322以及镜头1321，所述感光组件1322可以是但不限于感光耦合组件(charge-coupled device,ccd)或互补式金属氧化物半导体主动像素传感器(cmos active pixel sensor)。镜头1321可用以放大待扫描对象的影像，惟放大影像影响摄像器132的取景范围。在一些实施例中，拨杆133可以为伸缩拨杆133，例如但不限于电磁阀、气动阀、液压阀、齿条、螺纹杆。拨杆133可呈现伸长状态或缩短状态，在伸长状态下，拨杆133的长度足以自扫描仪13延伸至拨杆133侧表面可接触到载台12的切面123的位置；在缩短状态下，拨杆133的长度不足以使拨杆133侧表面接触到载台12的切面123。或者，在缩短状态下，拨杆133的长度不足以使拨杆133接触到载台12及/或待扫描对象。基此，在缩短状态下，扫描仪13可以在载台12上方延y轴向自由移动而不拨动载台12，从而提升扫描仪13的活动范围，以利于扫描同一y轴向的待扫描对象影像；在伸长状态下，扫描仪13延y轴向移动时可以接触到载台12的切面123而对其产生施力。由于载台12的切面123的法向量延y轴向及x轴向皆有投影分量，因此拨杆133对切面123的施力将造成x轴向的分力，从而使载台12延x轴向移动。
[0047]
在一些实施例中，拨杆133为两个分别设置于扫描仪13沿该x轴方向的两端(两端不限于末端)。请参照图3b及图3d，扫描仪13包含两个拨杆133，分别配置于摄像器132的左右侧。因此，当左侧拨杆133呈现伸长状态而右侧拨杆133呈现缩短状态，扫描仪13沿y轴向移动时将导致载台12由图3b呈现的位置移动至图3d呈现的位置；反之，当左侧拨杆133呈现
缩短状态而右侧拨杆133呈现伸长状态，扫描仪13沿y轴向移动时将导致载台12由图3d呈现的位置移动至图3b呈现的位置。另外，当左侧拨杆133呈现缩短状态而右侧拨杆133亦呈现缩短状态，扫描仪13沿y轴向移动时不改变载台12位置。因此，藉由分别调整两个拨杆133的伸缩状态，即可在扫描仪13移动时同时改变或不改变载台12的位置，及其移动方向。前述实施例可以透过载台12上的两个切面123(位于载台12于x轴向的左右两侧)实现；在另一些实施例(如图3a所示)，载台12包含四个切面123，因此无论扫描仪13沿y轴向上(往图面上方)移动或沿y轴向下(往图面下方)移动，皆可以藉由改变两个拨杆133的伸缩状态而调整载台12的移动状态以及方向，从而提升分段扫描的效率。
[0048]
在一些实施例中，扫描装置10包含第一滑轨11、载台12、扫描仪13、底座15以及磁座16。底座15形成x-y平面，第一滑轨11及磁座16设置于底座15上。第一滑轨11延x轴方向延伸，磁座16设置于第一滑轨11沿x轴方向的一端，磁座16面向载台12的表面设置第一磁铁161，载台12面向第一磁铁161的表面相对地设置第二磁铁122，第一磁铁161及第二磁铁122的磁性相异。所述磁铁可以是但不限于磁石、电磁铁或线圈。请参照图3b，图3b的实施例包含两个磁座16，分别设置于第一滑轨11的两端。载台12沿x轴方向的左右两端分别设置第二磁铁122，因此当载台12移动至左侧时(图3b)，受左侧磁座16的第一磁铁161吸引；当载台12移动至右侧时(图3d)，受右侧磁座16的第一磁铁161吸引。藉由磁铁组的导引定位，提升扫描时的稳定性，避免载台12受到拨杆133拨动后于第一滑轨11上发生来回碰撞。在一些实施例中，第一滑轨11包含定位件14，适于限制载台12，使第一磁铁161及第二磁铁122之间距大于最短距离。请参照图4b及图5b，第一滑轨11的左右端分别设置定位件14，定位件14使载台12与磁座16间保持间距，避免第一磁铁161直接碰撞第二磁铁122而造成损坏。
[0049]
在一些实施例中，扫描装置10包含第一滑轨11、载台12、扫描仪13以及第二滑轨17，第二滑轨17沿y轴方向延伸，且第二滑轨17所处的平面平行于第一滑轨11所处的平面，即x-y平面。载台12设置于第一滑轨11以沿x轴方向移动，扫描仪13设置于第二滑轨17以沿y轴方向移动。在一实施例中，所述滑轨可以提供载台12或扫描仪13所配置的轮轴或其他机构行走，然并不限于设置在载台12或扫描仪13的下方，仅须达到导引载台12或扫描仪13移动方向的功能即可。在一些实施例中，扫描仪13内包含驱动马达131，以驱动扫描仪13沿第二滑轨17移动，即沿y轴方向移动。
[0050]
为利于说明扫描装置10于执行扫描时的运作流程，请依序参照图4a至图9b。图4a为依据一些实施例的扫描装置处于第一状态的俯视图。应说明的是，本揭露所述第一状态并非限制扫描装置10开始执行扫描时的初始状态，仅系利于说明的第一个运作状态；同样地，后续状态亦不限于执行扫描时的步骤，仅提供操作扫描装置10的其中一种实施方式。
[0051]
请先参照图4a及图4b，于第一状态，扫描仪13位于载台12的一侧(即图4a的下端)，载台12位于第一滑轨11的左侧。此时，摄像器132得以扫描多孔盘9右下角的区域。
[0052]
请再参照图5a及图5b，于第二状态，扫描仪13左侧的拨杆133被调整至伸长状态。
[0053]
请再参照图6a及图6b，于第三状态，扫描仪13沿y轴向上移动，使左侧的拨杆133接触到载台12左下角的切面123；同时，左侧磁座16的第一磁铁161对载台12的第二磁铁122产生吸力，以防止拨杆133碰触到载台12时的瞬间施力造成载台12向右惯性滑动。此时，摄像器132得以自多孔盘9右下角的区域向上方的区域进行扫描。
[0054]
请再参照图7a及图7b，于第四状态，扫描仪13继续沿y轴向上移动，使左侧的拨杆
133沿切面123移动并同时对切面123产生正向力，载台12切面123受力后导致载台12沿x轴向右移动；同时，左侧磁座16的第一磁铁161对载台12的第二磁铁122产生吸力，该吸力与载台12承受拨杆133向右的施力相抵，以提升载台12的稳定性。此时，摄像器132得以自多孔盘9右下角的区域向左上方的区域进行扫描。
[0055]
请再参照图8a及图8b，于第五状态，当载台12沿x轴方向移动至默认位置(例如第一滑轨11最右侧，然亦可以为第一滑轨11上的任意位置)，扫描仪13左侧的拨杆133被调整至缩短状态。此时，扫描仪13得以沿y轴向自由移动而不改变载台12位置，并扫描同一排的多孔盘9；同时，右侧磁座16的第一磁铁161对载台12的第二磁铁122产生吸力，避免载台12撞击定位件14而发生反弹。
[0056]
请再参照图9a及图9b，于第六状态，扫描仪13回到第一状态时的位置(即图9a的下端)，此时载台12已由图4a的左侧位置移动至图9a的右侧位置。在另一些实施例，扫描仪13亦可以移动至载台12的另一侧(即图9a的上端)。类似地，当载台12处于右侧位置，藉由扫描仪13右侧的拨杆133亦可执行如前述第一状态至第六状态的流程，使载台12自左侧位置移动至右侧位置。
[0057]
在一些实施例中，前述操作流程包含：(1)将拨杆133调整至伸长状态后，控制扫描仪13沿y轴方向移动；(2)当载台12沿x轴方向移动至默认位置后，将拨杆133调整至缩短状态。在一些实施例中，扫描仪13包含处理器，耦接于拨杆133的驱动器及扫描仪13的驱动马达131，处理器适于执行前述操作流程。所述处理器可以是但不限于soc芯片、中央处理器(cpu)、微控制器单元(micro-control unit,mcu)、特殊应用集成电路(application specific integrated circuit,asic)、现场可程序化逻辑门阵列(field programmable gate array,fpga)或逻辑电路。
[0058]
在一些实施例中，扫描装置10藉由拨杆133带动载台12移动，因此整体装置仅需单一驱动器即可达到二维轴向的扫描。此外，拨杆133达到伸长或缩短状态后即无须持续供电，降低整体耗能。另一方面，整体机构无须在载台12下设置双向滑轨，降低结构复杂度且降低装置整体高度。本揭露的扫描装置10提供二维分段扫描，解决待扫描对象过大或扫描过程中发生的遮蔽问题。
[0059]
如本揭露的记载内容，当采用用语“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直纸面方向”、“x轴方向”、“y轴方向”、“z轴方向”，仅为了说明本揭露的实施例的技术内容或相对关系而引用，除非另有说明，否则并非用以限制本揭露的适用范围。此外，当采用用语“第一”、“第二”等顺序，仅为了便于描述或区分诸如组件、组件、结构、区域、部件、装置、系统等规格而引用，其意旨不在限制本揭露的应用范围，也不在限制此类规格之间的空间顺序关系。此外，除非另有说明，本说明书的单数用语“一”也适用于多个的使用情境，用语“或”和“及/或”等用语也可以互换使用。
[0060]
虽然本揭露的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何熟悉本技术领域者，在不脱离本揭露的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本揭露的范畴内，因此本揭露的保护范围当由权利要求书界定为准。