專(zhuān)利名稱(chēng)：多功能芯片檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、分析化學(xué)的生物芯片，特別是一種多功能芯片檢測(cè)裝置，該裝置同時(shí)具備微流控芯片激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)、陣列芯片激光共聚焦掃描、陣列芯片CCD掃描三種功能。
背景技術(shù)：
生物芯片是近年來(lái)高新技術(shù)領(lǐng)域中極具時(shí)代特征的產(chǎn)物，屬于分子生物學(xué)、物理學(xué)和微電子學(xué)的綜合交叉領(lǐng)域。生物芯片被廣泛應(yīng)用在生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品工業(yè)、科學(xué)研究、生物傳感器等領(lǐng)域，對(duì)這些領(lǐng)域中的各種生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行集成，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物大分子、蛋白質(zhì)、微生物等生物活性物質(zhì)進(jìn)行高效快捷的測(cè)試和分析。
激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)裝置有加拿大Albert公司生產(chǎn)的微流控芯片分析儀、安吉倫公司生產(chǎn)的2100型生物分析儀等，其基本原理是激光器產(chǎn)生的激光經(jīng)過(guò)一個(gè)濾光片變成近似單色光；此單色光經(jīng)過(guò)半透半反鏡然后經(jīng)物鏡照射到芯片的微管道中；管道中的熒光物質(zhì)在激光的照射下獲得能量后激發(fā)出一定波長(zhǎng)的熒光。然后，激發(fā)的熒光再經(jīng)過(guò)物鏡、半透半反鏡，透射后經(jīng)濾光片將非激發(fā)光波長(zhǎng)的光過(guò)濾掉，激發(fā)光再經(jīng)光闌由光電倍增管收集，經(jīng)放大后將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，由計(jì)算機(jī)處理。
激光掃描共焦顯微鏡是八十年代問(wèn)世的一種新型分析儀器，由于其高分辨率、高靈敏度和高放大率等特點(diǎn)，在分子水平上能作多種功能測(cè)量和分析，成為分析的重要工具，激光掃描共焦顯微鏡是在顯微鏡基礎(chǔ)上配置激光光源、掃描裝置、共軛聚焦裝置和檢測(cè)系統(tǒng)而形成的新型顯微鏡。產(chǎn)品主要來(lái)自美國(guó)的Bio-Rad和Meridian公司，德國(guó)的Zeiss和Leica公司。
陣列芯片CCD掃描儀相對(duì)于激光共聚焦芯片掃描儀來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。生物芯片在經(jīng)激發(fā)窄帶干涉濾光片濾光后的單色光激發(fā)下產(chǎn)生的熒光，經(jīng)CCD鏡頭前的窄帶干涉濾光片由攝像鏡頭捕獲成像在CCD芯片上。圖像信號(hào)由CCD攝像頭直接傳輸?shù)綀D像卡上，由計(jì)算機(jī)直接處理。CCD每次只能讀取一個(gè)激發(fā)波長(zhǎng)下的圖像，對(duì)于多色熒光染料標(biāo)記的芯片，需要更換濾光片和激發(fā)光源，由于CCD芯片掃描儀同時(shí)讀取整個(gè)芯片，因此不需要移動(dòng)芯片平臺(tái)。
上述功能的儀器指只具備單一的功能，為了實(shí)現(xiàn)不同的芯片操作，往往需要同時(shí)購(gòu)買(mǎi)這些儀器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種多功能芯片檢測(cè)裝置，它應(yīng)該具備對(duì)陣列芯片進(jìn)行共聚焦掃描、CCD掃描和激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)三種功能，具有一機(jī)多用的特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種多功能芯片檢測(cè)裝置，包括一機(jī)架及芯片平臺(tái)，其還包括①檢測(cè)光路模塊，是一固定設(shè)置檢測(cè)光路的模塊，其光路構(gòu)成如下一光源，沿該光源發(fā)出光束的前進(jìn)方向同光軸地依次設(shè)置第一濾光片和半透半反鏡，該半透半反鏡與上述光束成45°放置，在該半透半反鏡的反射光束方向是物鏡，透過(guò)該物鏡組光束指向所述的芯片平臺(tái)，由芯片反射的激光熒光光束透過(guò)所述半透半反鏡，在該透射光方向是具有反射鏡的切換開(kāi)關(guān)和CCD探測(cè)器，在所述的光路切換開(kāi)關(guān)的反射光路上依次是第二濾光片、透鏡、光闌和光電倍增管；②光路倒置機(jī)構(gòu)，該光路倒置機(jī)構(gòu)固定在所述的機(jī)架上，由外軸、內(nèi)軸、環(huán)形手臂和內(nèi)軸與外軸的固定機(jī)構(gòu)組成，所述的環(huán)形手臂固定在所述的內(nèi)軸的一端，該內(nèi)軸的另一端水平且同軸地套設(shè)在所述的外軸的水平內(nèi)腔的軸承內(nèi)，所述的環(huán)形手臂固定所述的檢測(cè)光路模塊，所述的內(nèi)軸和外軸之間還設(shè)有固定機(jī)構(gòu)，在手動(dòng)的情況下，所述內(nèi)軸在外軸的內(nèi)腔中即可沿水平方向滑動(dòng)，又可繞水平軸360°旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)環(huán)形手臂及其檢測(cè)光路模塊圍繞所述的芯片平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)物境組對(duì)準(zhǔn)芯片平臺(tái)的芯片后，所述的內(nèi)軸與外軸的相對(duì)位置由所述的固定機(jī)構(gòu)鎖定；③控制接口系統(tǒng)所述光電倍增管的輸出經(jīng)濾波電路、放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D，至單片機(jī)；計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制光電倍增管的增益的指令經(jīng)單片機(jī)和第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A，發(fā)送給光電倍增管；所述的CCD探測(cè)器經(jīng)圖像采集卡與計(jì)算機(jī)相連；單片機(jī)經(jīng)RS232接口與計(jì)算機(jī)相連；計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制芯片平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的指令經(jīng)單片機(jī)分別經(jīng)第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A發(fā)送給控制平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)，驅(qū)動(dòng)芯片平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)；計(jì)算機(jī)發(fā)出的調(diào)整物鏡組焦距的指令經(jīng)單片機(jī)經(jīng)第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A發(fā)送給調(diào)焦電機(jī)，以調(diào)整物鏡組的焦距。
所述的光源是由同光軸的白光光源和激光光源組成，所述的激光光源可根據(jù)需要進(jìn)行更換，以便選擇合適的工作波長(zhǎng)。
所述的檢測(cè)光路模塊的所有光學(xué)元件都安置在相應(yīng)的卡槽中，該卡槽具有相應(yīng)光學(xué)元件的裝卸構(gòu)件。
所述的物鏡組與其支架通過(guò)螺紋連接，通過(guò)調(diào)焦電機(jī)控制螺紋旋轉(zhuǎn)，以調(diào)節(jié)物鏡組的焦距。
所述的光路切換開(kāi)關(guān)為繞軸旋轉(zhuǎn)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)或平行移動(dòng)式開(kāi)關(guān)。
所述的光闌的光闌孔徑具有調(diào)整機(jī)構(gòu)。
所述的芯片平臺(tái)的移動(dòng)精度優(yōu)于100μm。
所述的計(jì)算機(jī)具有數(shù)據(jù)采集處理程序。
所述的光電檢測(cè)模塊中的光電倍增管輸出信號(hào)的濾波器采用二階RC低通濾波器。
所述的光路倒置機(jī)構(gòu)的固定機(jī)構(gòu)為一由外軸穿入內(nèi)軸的頂緊螺栓。
本發(fā)明的技術(shù)效果本發(fā)明中光電檢測(cè)模塊中的激光光源可以更換，根據(jù)待測(cè)定物所需要的激光波長(zhǎng)來(lái)選定，本發(fā)明裝置的波長(zhǎng)使用范圍更寬廣，使用靈活；本發(fā)明中光電檢測(cè)模塊的檢測(cè)光路中所有的光學(xué)鏡片都安置在相應(yīng)的卡槽里，可根據(jù)需要隨時(shí)更換，位置可調(diào)，提高了裝置的檢測(cè)靈活性；所述的物鏡組的焦距是可調(diào)的；光闌的孔徑是可調(diào)的，微調(diào)范圍為2μm～28μm；所述的光電檢測(cè)模塊中的檢測(cè)光路在芯片平臺(tái)的上方，且所述的光路切換開(kāi)關(guān)的反射鏡在光路中時(shí)，可以完成陣列芯片的共聚焦掃描；所述的光電檢測(cè)模塊中的檢測(cè)光路在芯片平臺(tái)的下方時(shí)，且所述的光路切換開(kāi)關(guān)的反射鏡在光路中時(shí)，可以完成微流控芯片的激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)；所述的光電檢測(cè)模塊中的檢測(cè)光路在芯片平臺(tái)的上方，且所述的光路切換開(kāi)關(guān)的反射鏡移出光路時(shí)，可以完成陣列芯片的CCD掃描；本發(fā)明適用范圍廣，檢測(cè)光路調(diào)整靈活，數(shù)據(jù)處理由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。


圖1為本發(fā)明裝置檢測(cè)光路模塊的光路原理框圖；圖2為本發(fā)明裝置的計(jì)算機(jī)控制接口示意圖；圖3是本發(fā)明裝置的中光路倒置機(jī)構(gòu)示意圖；圖中1-檢測(cè)光路模塊；101-光源；102-第一濾光片；103-半透半反鏡；104-物鏡組；105-光路切換開(kāi)關(guān)；106-第二濾光片；107-透鏡；108-光闌；109-光電倍增管；110-CCD探測(cè)器；
11-光路倒置機(jī)構(gòu)；111-固定機(jī)構(gòu)；112-外軸；113-內(nèi)軸；114-環(huán)形手臂；2-濾波電路；3-放大電路；4-計(jì)算機(jī)；41-圖像采集卡；42-RS232接口；5-轉(zhuǎn)換器；51-第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A；52-第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A；53-第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A；54-第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A；；55-模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D；6-驅(qū)動(dòng)電機(jī)；61-X軸電機(jī)；62-Y軸電機(jī)；63-調(diào)焦電機(jī)；7-芯片平臺(tái)；8-生物芯片；9-單片機(jī)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖1至圖3所示，本發(fā)明是一種多功能芯片檢測(cè)裝置，其構(gòu)成包括一機(jī)架及供芯片平臺(tái)7，還包括①檢測(cè)光路模塊1(如圖1所示)，是一固定設(shè)置檢測(cè)光路的模板，其光路構(gòu)成如下一光源101，沿該光源101發(fā)出光束的前進(jìn)方向同光軸地依次設(shè)置第一濾光片102和半透半反鏡103，該半透半反鏡103與上述光束成45°放置，在該半透半反鏡103的反射光束方向是物鏡組104，透過(guò)該物鏡組104的光束指向所述的芯片平臺(tái)7，由芯片8反射的熒光光束透過(guò)所述半透半反鏡103，在該透射光方向是具有反射鏡的光路切換開(kāi)關(guān)105和CCD探測(cè)器110，在所述的光路切換開(kāi)關(guān)105的反射光路上依次是第二濾光片106、透鏡107、光闌108和光電倍增管109；②光路倒置機(jī)構(gòu)11(如圖3所示)，該光路倒置機(jī)構(gòu)11固定在所述的機(jī)架上，由外軸112、內(nèi)軸113、環(huán)形手臂114和內(nèi)軸113與外軸112的固定機(jī)構(gòu)111組成，所述的環(huán)形手臂114固定在所述的內(nèi)軸113的一端，該內(nèi)軸113的另一端水平且同軸地套設(shè)在所述的外軸112的水平內(nèi)腔的軸承內(nèi)，所述的環(huán)形手臂114固定所述的檢測(cè)光路模塊1，所述的內(nèi)軸113和外軸112之間還設(shè)有固定機(jī)構(gòu)111，在手動(dòng)的情況下，所述內(nèi)軸113在外軸112的內(nèi)腔中即可沿水平方向滑動(dòng)，又可繞水平軸360°旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)環(huán)形手臂114及其檢測(cè)光路模塊1圍繞所述的芯片平臺(tái)7轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)物境組104對(duì)準(zhǔn)芯片平臺(tái)7的芯片后，所述的內(nèi)軸113與外軸112的相對(duì)位置由所述的固定機(jī)構(gòu)111鎖定；③控制接口系統(tǒng)(如圖2所示)所述光電倍增管109的輸出經(jīng)濾波電路2、放大電路3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D55，至單片機(jī)9；計(jì)算機(jī)4發(fā)出的控制光電倍增管109的增益的指令經(jīng)單片機(jī)9和第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A54，發(fā)送給光電倍增管109；所述的CCD探測(cè)器110經(jīng)圖像采集卡41與計(jì)算機(jī)4相連；單片機(jī)9經(jīng)RS232接口42與計(jì)算機(jī)4相連；計(jì)算機(jī)4發(fā)出的控制芯片平臺(tái)7運(yùn)動(dòng)的指令經(jīng)單片機(jī)9分別經(jīng)第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A51和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A52發(fā)送給控制平臺(tái)7運(yùn)動(dòng)的X軸電機(jī)61、Y軸電機(jī)62，驅(qū)動(dòng)芯片平臺(tái)7的運(yùn)動(dòng)；計(jì)算機(jī)4發(fā)出的調(diào)整物鏡組104焦距的指令經(jīng)單片機(jī)9經(jīng)第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A53發(fā)送給調(diào)焦電機(jī)63，以調(diào)整物鏡組104的焦距。
所述的光源101是由同光軸的白光光源和激光光源組成，所述的激光光源可根據(jù)需要進(jìn)行更換，以便選擇合適的工作波長(zhǎng)。
所述的檢測(cè)光路模塊1的所有光學(xué)元件都安置在相應(yīng)的卡槽中，該卡槽具有相應(yīng)光學(xué)元件的裝卸構(gòu)件。
所述的物鏡組104與其支架通過(guò)螺紋連接，通過(guò)調(diào)焦電機(jī)控制螺紋旋轉(zhuǎn)，以調(diào)節(jié)物鏡組的焦距。
所述的光電檢測(cè)模塊1中的反射鏡的光路切換開(kāi)關(guān)105為繞軸旋轉(zhuǎn)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)或平行移動(dòng)式開(kāi)關(guān)。
所述的光闌108的光闌孔徑具有調(diào)整機(jī)構(gòu)。
所述的芯片平臺(tái)7的移動(dòng)精度優(yōu)于100μm。
所述的計(jì)算機(jī)4具有數(shù)據(jù)采集處理程序；所述的單片機(jī)9為89C51單片機(jī)。
所述的光電倍增管109輸出信號(hào)的濾波器2采用二階RC低通濾波器。
所述的光路倒置機(jī)構(gòu)11的固定機(jī)構(gòu)11為一由外軸112穿入內(nèi)軸113的頂緊螺栓。
本發(fā)明裝置有三種功能1.微流控芯片的激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)，其程序如下①根據(jù)需要調(diào)整本發(fā)明多功能芯片檢測(cè)裝置中的檢測(cè)光路模塊1的各元部件；②手動(dòng)將所述的的檢測(cè)光路模塊1的位置置于芯片平臺(tái)7的下方；③由計(jì)算機(jī)4發(fā)出調(diào)節(jié)光電倍增管109增益的指令，經(jīng)RS232接口42送單片機(jī)9，經(jīng)第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器54調(diào)節(jié)光電倍增管的增益；④將光路切換開(kāi)關(guān)105的反射鏡復(fù)位，光源101的激光光源發(fā)出特定波長(zhǎng)的激光，依次經(jīng)第一濾光片102、半透半反鏡103和反射經(jīng)物鏡組104照射在位于芯片平臺(tái)7上的微控流芯片8的微管道中，該微管道中的物質(zhì)在激發(fā)光的作用下，產(chǎn)生熒光。該熒光依次經(jīng)物鏡組104、半透半反鏡103和光路切換開(kāi)關(guān)105反射，然后經(jīng)第二濾光片106濾光，消除熒光外的雜散光，熒光再經(jīng)透鏡107，光闌108，由光電倍增管109接收，產(chǎn)生的電信號(hào)經(jīng)濾波電路2濾波后，經(jīng)放大電路10放大，放大的信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器55轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送單片機(jī)89C519處理后通過(guò)RS232接口42送入計(jì)算機(jī)4，計(jì)算機(jī)4運(yùn)行數(shù)據(jù)采集處理程序，完成對(duì)待測(cè)微控流芯片8中微管道的熒光檢測(cè)。
2.陣列芯片的激光共聚焦掃描，其程序如下①根據(jù)需要調(diào)整本發(fā)明多功能芯片檢測(cè)裝置中的檢測(cè)光路模塊1的各元部件；②手動(dòng)將檢測(cè)光路模塊1的位置置于芯片平臺(tái)7的上方；③由計(jì)算機(jī)4發(fā)出調(diào)節(jié)光電倍增管109增益的指令，經(jīng)RS232接口42送單片機(jī)89C519，經(jīng)第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器54調(diào)節(jié)光電倍增管109的增益；④光路切換開(kāi)關(guān)105的反光鏡復(fù)位；⑤根據(jù)陣列芯片的規(guī)格，計(jì)算機(jī)4發(fā)出控制芯片平臺(tái)7沿X、Y軸移動(dòng)的速率和距離的指令，經(jīng)RS232接口42送入單片機(jī)(89C51)9處理后，經(jīng)第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器51和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器52，產(chǎn)生脈沖信號(hào)控制X、Y軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)X、Y軸伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)芯片平臺(tái)7移動(dòng)機(jī)構(gòu)62驅(qū)動(dòng)芯片平臺(tái)7運(yùn)動(dòng)。
⑥在芯片平臺(tái)7的移動(dòng)過(guò)程中，光源101的激光光源發(fā)出特定波長(zhǎng)的激光，經(jīng)第一濾光片102、半透半反鏡103和反射經(jīng)物鏡組104照射在位于芯片平臺(tái)7上的陣列芯片8，該陣列芯片中的物質(zhì)在激發(fā)光的作用下，產(chǎn)生熒光，該熒光經(jīng)物鏡組104，半透半反鏡103，光路切換開(kāi)關(guān)105的反射鏡反射，經(jīng)第二濾光片106濾光，消除熒光外的雜散光，熒光再經(jīng)透鏡107，光闌108，由光電倍增管109接收，產(chǎn)生的電信號(hào)經(jīng)濾波電路2和放大電路10后，放大的信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器55轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送單片機(jī)(89C51)9處理后通過(guò)RS232接口42送入計(jì)算機(jī)4，計(jì)算機(jī)4運(yùn)行數(shù)據(jù)采集處理程序，完成對(duì)待測(cè)陣列芯片的激光共聚焦掃描。
3.陣列芯片的CCD掃描①根據(jù)需要調(diào)整本發(fā)明多功能芯片檢測(cè)裝置中的檢測(cè)光路模塊1的各元部件；②手動(dòng)將檢測(cè)光路模塊1的位置置于芯片平臺(tái)7的上方；③將光路切換開(kāi)關(guān)將反光鏡105移出；④光源101的激光光源發(fā)出特定波長(zhǎng)的激光，經(jīng)第一濾光片102、半透半反鏡103反射經(jīng)物鏡組104照射位于芯片平臺(tái)7上的陣列芯片8，該陣列芯片中的物質(zhì)在激發(fā)光的作用下，產(chǎn)生熒光，該熒光經(jīng)物鏡組104，半透半反鏡103，通過(guò)光路切換開(kāi)關(guān)由CCD110接收，通過(guò)圖像采集卡41送入計(jì)算機(jī)4，計(jì)算機(jī)4運(yùn)行數(shù)據(jù)采集處理程序，完成對(duì)待測(cè)陣列芯片的CCD掃描。
由上述可知，本發(fā)明裝置提供了一種多功能芯片檢測(cè)裝置，它具備對(duì)陣列芯片進(jìn)行共聚焦掃描、CCD掃描和激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)三種功能，具有一機(jī)多用的特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種多功能芯片檢測(cè)裝置，包括一機(jī)架及供芯片放置的芯片平臺(tái)(7)，其特征在于還包括①檢測(cè)光路模塊(1)，是一固定設(shè)置檢測(cè)光路的模塊，其光路構(gòu)成如下一光源(101)，沿該光源(101)發(fā)出光束的前進(jìn)方向同光軸地依次設(shè)置第一濾光片(102)和半透半反鏡(103)，該半透半反鏡(103)與上述光束成45°放置，在該半透半反鏡(103)的反射光束方向是物鏡組(104)，透過(guò)該物鏡組(104)光束指向所述的芯片平臺(tái)(7)，由芯片反射的熒光光束透過(guò)所述半透半反鏡(103)，在該透射光方向是具有反射鏡的光路切換開(kāi)關(guān)(105)和CCD探測(cè)器(110)，在所述的光路切換開(kāi)關(guān)(105)的反射光路上依次是第二濾光片(106)、透鏡(107)、光闌(108)和光電倍增管(109)；②光路倒置機(jī)構(gòu)(11)，該光路倒置機(jī)構(gòu)(11)固定在所述的機(jī)架上，由外軸(112)、內(nèi)軸(113)、環(huán)形手臂(114)和內(nèi)軸(113)與外軸(112)的固定機(jī)構(gòu)(111)組成，所述的環(huán)形手臂(114)固定在所述的內(nèi)軸(113)的一端，該內(nèi)軸(113)的另一端水平且同軸地套設(shè)在所述的外軸(112)的水平內(nèi)腔的軸承內(nèi)，所述的環(huán)形手臂(114)固定所述的檢測(cè)光路模塊(1)，所述的內(nèi)軸(113)和外軸(112)之間還設(shè)有固定機(jī)構(gòu)(111)，在手動(dòng)的情況下，所述內(nèi)軸(113)在外軸(112)的內(nèi)腔中沿水平方向滑動(dòng)，或繞水平軸360°旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)環(huán)形手臂(114)及其檢測(cè)光路模塊(1)圍繞所述的芯片平臺(tái)(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)物境組(104)對(duì)準(zhǔn)芯片平臺(tái)(7)的芯片后，所述的內(nèi)軸(113)與外軸(112)的相對(duì)位置由所述的固定機(jī)構(gòu)(111)鎖定；③控制接口系統(tǒng)所述光電倍增管(109)的輸出經(jīng)濾波電路(2)、放大電路(3)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D(55)，至單片機(jī)(9)；計(jì)算機(jī)(4)發(fā)出的控制光電倍增管(109)的增益的指令經(jīng)單片機(jī)(9)和第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A(54)，發(fā)送給光電倍增管(109)；所述的CCD探測(cè)器(110)經(jīng)圖像采集卡(41)與計(jì)算機(jī)(4)相連；單片機(jī)(9)經(jīng)RS232接口(42)與計(jì)算機(jī)(4)相連；計(jì)算機(jī)(4)發(fā)出的控制芯片平臺(tái)(7)運(yùn)動(dòng)的指令經(jīng)單片機(jī)(9)分別經(jīng)第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A(51)和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A(52)發(fā)送給控制芯片平臺(tái)(7)運(yùn)動(dòng)的X軸伺服電機(jī)(61)、Y軸伺服電機(jī)(62)，驅(qū)動(dòng)芯片平臺(tái)(7)的運(yùn)動(dòng)；計(jì)算機(jī)(4)發(fā)出的調(diào)整物鏡組(104)焦距的指令經(jīng)單片機(jī)(9)經(jīng)第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A(53)發(fā)送給調(diào)焦伺服電機(jī)(63)，以調(diào)整物鏡組(104)的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能芯片檢測(cè)裝置，其特征在于所述的光源(101)是由同光軸的白光光源和激光光源組成，所述的激光光源可根據(jù)需要進(jìn)行更換，以便選擇合適的工作波長(zhǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能芯片檢測(cè)裝置，其特征在于所述的檢測(cè)光路模塊(1)的所有光學(xué)元件都安置在相應(yīng)的卡槽中，該卡槽具有相應(yīng)光學(xué)元件的裝卸構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能芯片檢測(cè)裝置，其特征在于所述的物鏡組(104)與其支架通過(guò)螺紋連接，通過(guò)調(diào)焦伺服電機(jī)(63)控制螺紋旋轉(zhuǎn)，以調(diào)節(jié)物鏡組(104)的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能芯片檢測(cè)裝置，其特征在于所述的反射鏡的光路切換開(kāi)關(guān)(105)是具有通光和反射光功能的元件，其為繞軸旋轉(zhuǎn)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)或平行移動(dòng)式開(kāi)關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能芯片檢測(cè)裝置，其特征在于所述的光闌(108)的光闌孔徑具有調(diào)整機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能芯片檢測(cè)裝置，其特征在于所述的芯片平臺(tái)(7)的移動(dòng)精度優(yōu)于100μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能芯片檢測(cè)裝置，其特征在于所述的計(jì)算機(jī)(4)具有數(shù)據(jù)采集處理程序。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能芯片檢測(cè)裝置，其特征在于所述的光電倍增管(109)輸出信號(hào)的濾波電路(2)采用二階RC低通濾波器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的多功能芯片檢測(cè)裝置，其特征在于所述的光路倒置機(jī)構(gòu)(11)的固定機(jī)構(gòu)(111)為一由外軸(112)穿入內(nèi)軸(113)的頂緊螺栓。
全文摘要
一種多功能芯片檢測(cè)裝置，包括一機(jī)架及供芯片放置的芯片平臺(tái)，還包括檢測(cè)光路模塊、光路倒置機(jī)構(gòu)和控制接口系統(tǒng)；所述的光電檢測(cè)模塊中的檢測(cè)光路在芯片平臺(tái)的上方，且所述的光路切換開(kāi)關(guān)的反射鏡在光路中時(shí)，可以完成陣列芯片的共聚焦掃描；所述的光電檢測(cè)模塊中的檢測(cè)光路在芯片平臺(tái)的下方時(shí)，且所述的光路切換開(kāi)關(guān)的反射鏡在光路中時(shí)，可以完成微流控芯片的激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)；所述的光電檢測(cè)模塊中的檢測(cè)光路在芯片平臺(tái)的上方，且所述的光路切換開(kāi)關(guān)的反射鏡移出光路時(shí)，可以完成陣列芯片的CCD掃描；本發(fā)明適用范圍廣，檢測(cè)光路調(diào)整靈活，數(shù)據(jù)處理由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。
文檔編號(hào)G01N21/84GK1815186SQ20061002448
公開(kāi)日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者李汪根, 丁永生 申請(qǐng)人:東華大學(xué)