[发明专利]光学检测装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明是与光学检测有关，特别是关于一种能够通过非接触且非破坏的手段同时检测出物质的机械及光学特性的光学检测装置及其工作方法。

背景技术

一般而言，当我们判断一物质功能时，常以物质所具有的机械特性及光学特性作为重要的参考因素，并且是通过针对该些参考因素的检测来做出该物质是否保有其应有功能的依据。

常见的物质特性检测手段大致可以分为破坏性及非破坏性两大类型。前者大多是以外力分解破坏待测物质原来的系统后，得到待测物质的切片或样本；后者则是通过光、电、磁、声等非破坏性的方法直接对物质进行量测。对于某些特定领域而言，例如生物活体的检测，是以采用非破坏性的方式进行检测较佳，以避免对于生物活体造成损伤。

于各种非破坏性的物质特性检测方法中，超音波检测方法已发展多年，算是一项相当成熟的物质特性检测技术，广泛地被运用在各种物质的检测上。然而，由于超音波所能达到的解析度不够理想，导致当使用者欲利用超音波检测方法进行较细微的物质分析时，较难以得到理想的检测结果。此一缺点对于生理组织结构的系统及生物体(动物及植物)物质的检测的影响尤其明显，亟需其他较佳的检测装置及方法，才能够得到较为理想的生物特性检测结果。

因此，本发明提出一种光学检测装置及其工作方法，以解决上述问题。

发明内容

根据本发明的一具体实施例为一种光学检测装置。于此实施例中，光学检测装置包含光路模块、致动模块及数据处理模块。光路模块是用以发射一光源至一待测物质并接收待测物质反射光源所产生的一光学信号。致动模块是用以致使待测物质产生一振动。数据处理模块是耦接至光路模块及致动模块，并是用以纪录分析关于待测物质的物质特性的一检测结果并分别调控光路模块及致动模块的检测参数。

于实际应用中，该检测结果是包含待测物质的机械特性及光学特性，待测物质的机械特性是包含弹性系数及粘性系数且待测物质的光学特性是包含光穿透特性、光吸收特性及光反射特性。光路模块的检测参数包含发射光波长、发射光能量、光发射角度及光接收角度；致动模块的检测参数包含致动能量、致动频率/波长、致动时间及致动强度。致动模块为接触式设计或是利用气动、声波的非接触式设计。光路模块是包含具有不同功能的复数个光学单元，以提供一光干涉效果。该复数个光学单元至少包含一发射单元及一接收单元，发射单元是用以发射光源至待测物质，并且接收单元是用以接收待测物质反射光源所产生的光学信号。

根据本发明的第二具体实施例为一种光学检测装置工作方法。于此实施例中，光学检测装置包含光路模块、致动模块及数据处理模块。该方法包含下列步骤：(a)光路模块发射一光源至一待测物质并接收待测物质反射光源所产生的一光学信号；(b)致动模块致使待测物质产生一振动；(c)数据处理模块纪录分析关于待测物质的物质特性的一检测结果并分别调控光路模块及致动模块的检测参数。

相较于现有技术，根据本发明的光学检测装置及其工作方法是结合光学干涉技术与致使物质产生振动的方式，以非接触且非破坏的手段同时检测出待测物质的机械及光学特性，故可得到较为理想的物质特性检测结果。再者，根据本发明的光学检测装置及其工作方法的应用范围相当广泛，不仅适用于生物活体，也适用于非生物体，还可进一步搭配矩阵探头及扫瞄平台，以作为大量快速的检测。此外，根据本发明的光学检测装置及其工作方法也可通过模式设定的方式分别针对已知物质及未知物质做不同的检测参数设定，以得到较佳的确认及检测结果。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1为根据本发明的一较佳具体实施例中的光学检测装置的功能方块图。

图2为图1中的光路模块的一实施例。

图3为另一实施例中的光学检测装置的功能方块图。

图4为光学检测装置对于动物性待测物质进行检测的示意图。

图5A为由频域检测运算结果获得共振频率。

图5B为由时域的振幅信号变化反推出合理的待测物质的机械特性。

图6为根据本发明的另一较佳具体实施例的光学检测装置工作方法的流程图。

图7为根据本发明的另一较佳具体实施例的光学检测装置工作方法的流程图。

【主要元件符号说明】

S10~S34：流程步骤

1、1’：光学检测装置            10、10’：光路模块

12、12’：致动模块         14、14’：数据处理模块