一种生物测量装置和生物样本成像方法制造方法及图纸

提供了一种生物测量装置和生物样本成像方法，所述生物测量装置包括：生物芯片，用于承载生物样本；光源，用于利用激发光照射生物芯片上的生物样本，使得生物样本产生发射光；第一阵列透镜模组，设置在所述发射光的传输路径上；第一图像传感器，所述第一阵列透镜模组和所述第一图像传感器设置成使得生物样本产生的发射光经过第一阵列透镜模组到达第一图像传感器，使得第一图像传感器产生第一图像信号；计算设备，与所述第一图像传感器相连，用于根据来自第一图像传感器的第一图像信号来进行阵列透镜成像处理，以生成所述生物样本的图像。缩短了成像距离的同时，提高了图像质量，从而提高测量灵敏度。

A biometric device and imaging method for biological samples

A biological measurement device and a biological sample imaging method are provided. The biometric device includes: a biochip for carrying a biological sample; a light source is used to irradiate a biological sample on a biological chip using an excited light to cause a biological sample to produce emission light; the first array lens module is set at the emitted light. The first image sensor, the first array lens module and the first image sensor are arranged to make the emitting light generated by the biological sample to the first image sensor through the first array lens module, so that the first image sensor produces the first image signal, and the computing device and the first image. A sensor is connected to an array lens imaging processing based on a first image signal from the first image sensor to generate an image of the biological sample. While the imaging distance is shortened, the image quality is improved, and the measurement sensitivity is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种生物测量装置和生物样本成像方法
本公开涉及生物测量
，具体涉及一种生物测量装置和生物样本成像方法。
技术介绍
在传统生物测量采用普通成像透镜对生物样本进行成像，成像原理主要是向生物芯片上的生物样本照射激发光，生物样本受到激发产生发生光，发射光经由成像透镜到达摄像机，摄像机捕捉图像信息并提供给计算机，计算机基于单体透镜成像原理来产生生物样本的图像。但是传统成像透镜通常由于镜头直径的限制，无法实现通大口径近距离微距成像，限制了测量灵敏度。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提供了一种生物测量装置和生物样本成像方法，采用阵列透镜来作为成像透镜，并基于阵列透镜成像原理来进行成像，缩短了成像距离的同时，提高了图像质量，从而提高测量灵敏度。根据本公开的第一方面，提供了一种生物测量装置，包括：生物芯片，用于承载生物样本；光源，用于利用激发光照射生物芯片上的生物样本，使得生物样本产生发射光；第一阵列透镜模组，设置在所述发射光的传输路径上；第一图像传感器，所述第一阵列透镜模组和所述第一图像传感器设置成使得生物样本产生的发射光经过第一阵列透镜模组到达第一图像传感器，使得第一图像传感器产生第一图像信号；计算设备，与所述第一图像传感器相连，用于根据来自第一图像传感器的第一图像信号来进行阵列透镜成像处理，以生成所述生物样本的图像。优选地，所述第一阵列透镜模组包括：第一阵列透镜，包括布置成阵列的多个透镜单元，所述第一阵列透镜设置在所述发射光的第一传输路径上；第一遮光片，设置在所述第一阵列透镜一侧。优选地，所述生物测量装置还包括第一光谱测量模块，所述第一光谱测量模块包括：第二阵列透镜模组，设置在所述发射光的传输路径上；以及第二图像传感器，所述第二阵列透镜模组和所述第二图像传感器设置成使得生物样本产生的发射光经过第二阵列透镜模组到达第二图像传感器，使得第二图像传感器产生第一图像信号；所述第二图像传感器与所述计算设备相连，所述计算设备还用于根据来自第二图像传感器的第二图像信号来进行光谱测量，以获得所述发射光的光谱信息。优选地，所述第二阵列透镜模组包括：第二阵列透镜，包括布置成阵列的多个透镜单元，所述第二阵列透镜设置在所述发射光的第二传输路径上。优选地，还包括第二光谱测量模块，所述第二光谱测量模块包括：棱镜模组，设置在所述发射光的传输路径上；以及第三图像传感器，所述单透镜模组和所述第三图像传感器设置成使得生物样本产生的发射光经过单透镜模组到达第三图像传感器，使得第三图像传感器产生第三图像信号；所述第三图像传感器与所述计算设备相连，所述计算设备还用于根据来自第三图像传感器的第三图像信号来进行光谱测量，以获得所述发射光的光谱信息。优选地，所述单透镜模组包括：棱镜，设置在所述反射光的第三传输路径上；以及光栅，所述光栅和棱镜设置成使得发射光被棱镜反射后到达光栅，经过光栅反射之后回到棱镜，并经过棱镜再次反射后到达第三图像传感器。优选地，所述第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器中的至少一个经由锁相放大模块连接至计算设备。优选地，所述生物测量装置还包括：电光调制器EOM，所述电光调制器设置在所述光源发出的激发光的传输路径上，用于进行电光调制；所述锁相放大模块包括：第一输入通道，与所述第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器之一相连，用于对来自所述第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器之一的图像信号进行放大和滤波，以产生第一通道信号；第二输入通道，与所述电光调制器相连，用于对来自电光调制器的信号进行触发、移相和功率放大，以产生第二通道信号；混合单元，用于将所述第一通道信号和第二通道信号叠加后进行积分，以生成积分信号；直流放大器，用于将来自叠加单元的积分信号进行直流放大后输出。优选地，所述生物测量装置还包括接口模块，所述接口模块包括：模数转换器，用于将来自直流放大器的模拟信号转换成数字信号；数字信号处理器，用于将来自模数转换器的数字信号进行预处理后提供给计算设备；接口，用于与计算设备通信连接。优选地，所述第一阵列透的透镜单元布置成面阵。优选地，所述第一阵列透镜的透镜单元布置成线阵；所述生物测量装置还包括传动机构，与所述第一阵列透镜相连；所述计算设备还用于在进行阵列透镜成像处理过程中控制所述传动机构带动所述第一阵列透镜移动。根据本公开的第二方面，提供了一种生物样本成像方法，在上述的生物测量装置中执行，所述生物样本成像方法包括：接收来自第一图像传感器的第一图像信号，所述第一图像信号中承载了来自各个透镜单元的图像数据；对于所述图像数据进行图像分割、曝光迭代和图像拼接，其中对于存在边缘重叠的图像数据在进行曝光迭代之前进行边缘切割。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面的描述中的附图仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。图1示出了根据本公开实施例的生物测量装置的示意框图。图2示出了根据本公开一实施例的生物测量装置的光路结构示意图。图3示出了根据本公开另一实施例的生物测量装置的光路结构示意图。图4示出了根据本公开实施例的生物测量装置中的样本成像光路结构示意图。图5示出了根据本公开实施例的生物测量装置的系统连接示意图。图6示出了根据本公开一实施例的生物样本成像方法的示意流程图。图7示出了根据本公开另一实施例的生物样本成像方法的示意流程图。具体实施方式为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。图1示出了根据本公开实施例的生物测量装置的示意框图。如图1所示，生物测量装置包括光源1、生物芯片2、样本成像模块3、光谱测量模块以及计算设备。光源1能够发出激发光。生物芯片2上承载有生物样本。样本成像模块3可以包括第一阵列透镜模组31和第一图像传感器32。光谱测量模块4可以包括第二阵列透镜模组41和第二图像传感器42。光源1产生的激发光照射生物芯片2上的生物样本，生物样本受到激发产生的发射光一方面经由第一阵列透镜模组31到达第一图像传感器32，使得第一图像传感器32生成第一图像信号并提供给计算设备5，另一方面经由第二阵列透镜模组41到达第二图像传感器42，使得第二图像传感器生成第二图像信号并提供给计算设备5。计算设备5根据第一图像信号，基于阵列透镜成像原理来生成生物样本的图像信息，而基于第二图像信号进行光谱测量，从而产生发射光的光谱信息。优选地，计算设备5可以参考光谱信息来分析生物样本的图像信息，从而进一步提高生物测量的准确性。图2示出了根据本公开一实施例的生物测量装置的光路结构示意图。图中白色箭头示出了激发光的传播方向，黑色箭头示出了发射光的传播方向。如图2所示，泵浦光源S1产生的光与白光光源S2产生的经过准直器T2、光栅G1、反射镜R2、准直器T3、反射镜R1之后的光共同经过分光镜L1，然后经过准直器T1、反射镜R3、R4、分光镜L2、L3、反射镜R5、分光镜L4以及聚焦透镜LEN1之后到达生物芯片2。电光调制器(E本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物测量装置，其特征在于，包括：生物芯片，用于承载生物样本；光源，用于利用激发光照射生物芯片上的生物样本，使得生物样本产生发射光；第一阵列透镜模组，设置在所述发射光的传输路径上；第一图像传感器，所述第一阵列透镜模组和所述第一图像传感器设置成使得生物样本产生的发射光经过第一阵列透镜模组到达第一图像传感器，使得第一图像传感器产生第一图像信号；计算设备，与所述第一图像传感器相连，用于根据来自第一图像传感器的第一图像信号来进行阵列透镜成像处理，以生成所述生物样本的图像。

【技术特征摘要】
1.一种生物测量装置，其特征在于，包括：生物芯片，用于承载生物样本；光源，用于利用激发光照射生物芯片上的生物样本，使得生物样本产生发射光；第一阵列透镜模组，设置在所述发射光的传输路径上；第一图像传感器，所述第一阵列透镜模组和所述第一图像传感器设置成使得生物样本产生的发射光经过第一阵列透镜模组到达第一图像传感器，使得第一图像传感器产生第一图像信号；计算设备，与所述第一图像传感器相连，用于根据来自第一图像传感器的第一图像信号来进行阵列透镜成像处理，以生成所述生物样本的图像。2.根据权利要求1所述的生物测量，其特征在于，所述第一阵列透镜模组包括：第一阵列透镜，包括布置成阵列的多个透镜单元，所述第一阵列透镜设置在所述发射光的第一传输路径上；第一遮光片，设置在所述第一阵列透镜一侧。3.根据权利要求1所述的生物测量装置，其特征在于，还包括第一光谱测量模块，所述第一光谱测量模块包括：第二阵列透镜模组，设置在所述发射光的传输路径上；以及第二图像传感器，所述第二阵列透镜模组和所述第二图像传感器设置成使得生物样本产生的发射光经过第二阵列透镜模组到达第二图像传感器，使得第二图像传感器产生第一图像信号；所述第二图像传感器与所述计算设备相连，所述计算设备还用于根据来自第二图像传感器的第二图像信号来进行光谱测量，以获得所述发射光的光谱信息。4.根据权利要求3所述的生物测量装置，其特征在于，所述第二阵列透镜模组包括：第二阵列透镜，包括布置成阵列的多个透镜单元，所述第二阵列透镜设置在所述发射光的第二传输路径上。5.根据权利要求3所述的生物测量装置，其特征在于，还包括第二光谱测量模块，所述第二光谱测量模块包括：棱镜模组，设置在所述发射光的传输路径上；以及第三图像传感器，所述单透镜模组和所述第三图像传感器设置成使得生物样本产生的发射光经过单透镜模组到达第三图像传感器，使得第三图像传感器产生第三图像信号；所述第三图像传感器与所述计算设备相连，所述计算设备还用于根据来自第三图像传感器的第三图像信号来进行光谱测量，以获得所述发射光的光谱信息。6.根据权利要求5所述的生物测量装置，其特征在于，所述单透镜模组包...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢雪峰，陈玉达，徐洋，梁劲夫，佟训乾，林君，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22