光信号检测装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种光信号检测装置及系统。该光信号检测装置包括：至少一个光源，被布置从与待测物反应后的反应载体的反应区的上方进行照射；图像传感器，布置在所述至少一个光源的图像采集通道入口处，用于采集所述反应区内的所述反应载体的图像；以及图像预处理器，与所述图像传感器电连接，用于对所采集的所述反应载体的图像进行预处理。利用该装置，可以大大降低光信号检测装置向外部发送的数据量。

Optical Signal Detection Device and System

【技术实现步骤摘要】
光信号检测装置及系统
本技术通常涉及特定物质检测领域，更具体地，涉及用于检测与待测物反应后的反应载体的反应区的光信号值的光信号检测装置及系统。
技术介绍
近年来人们越来越重视生活的质量，健康指标下降，食品安全、农药残留等问题的曝光率居高不下，快速检测试纸条的普及让人们可以方便的得到一些健康指标等等的定性结果，然而多数试纸是采取肉眼观察结果，而这些定性结果已不能满足大众的需要，急需专利技术一种可以用于家庭检测的试纸定量检测装置，从而检测样品中的相关待测物的含量，对于食品安全、农药残留等问题进行监测，从而根据结果选择更加安全健康的生活方式。目前，对试纸进行定量分析的原理，是在示踪反应发生之后，在一定的光源照射下，通过传感器扫描反应区，获得信号强度曲线并进行数据分析，或者通过图像传感器获得试纸反应区的图像，即对试纸反应区进行拍照，根据图像进行数据处理，最终获得浓度数据。目前，现有技术中的基于拍照的试纸条定量检测装置，大致分两种：一种是直接计算出浓度结果的仪器，如CN105911268A中所公开的，仪器包括图像采集单元、控制单元(控制和计算工作)，结果显示单元，进行图像的全部处理直至计算出待测物的浓度。这种仪器的优点是可以直接得出想要的浓度结果，缺点是仪器自身比较复杂，体积较大，成本较高，发展成家庭检测设备的可能性较小。一种是利用手机拍照，例如CN106645706A中公开的，不需要设备，即可得到结果，对检测区进行拍照之后，将整张图片发到云端处理器，由云端处理器进行全部的数据处理。拍照主要面临着受不同手机型号、品牌的影响，其拍照效果有着显著的差异，且由于在不同外界光源的影响下拍照效果会有较大的差异。这样就造成了检测结果差异很大。还有一种是利用仪器拍照，采集图像后直接上传给互联网进行数据处理，这种方法的优点是比较准确，成本比较低。然而该方法也存在缺点，第一，由于要将整张图像上传，数据传输量大，容易丢失，并且延长了检测时间，不够方便快捷。对接收并处理图片的上位机要求配置较高，需要基于高级操作系统的图像处理能力对图像进行处理。同时仪器或手机的相机本身没有处理图片的能力，必须将原始的图片数据传输给上位机，进而造成了传输数据量过大，而延长了检测时间，特别是在低通讯速率的应用场景下，传输完一张能满足检测最低要求的图像数据需要将近1分钟左右的时间。且由于瞬间传输数据量大，难免在传输过程中丢失部分数据，进而造成检测失败。第二，由于目前相机设计原理都是实时采集图像，待试剂规定的反应时间到达时，上位机保存该时间点的图像进行分析和处理。在这个过程中，上位机和仪器中的相机及相关电路都是在一直工作中，造成了整机发热较大，并且耗电极高，无法实现便携。此外，对于没有缓存装置的光信号检测装置，在整个检测过程中，上位机必须一直连接相机采集图像，却只保留指定时间的一张图片，造成了光信号检测装置的整体功耗、发热都明显升高，同时也浪费了大量的电能。由于上位机必须一直连接着相机，也相应的限制了仪器的应用场景。
技术实现思路
鉴于上述，本技术提供了一种光信号检测装置及系统。利用该光信号检测装置及系统，可以大大降低光信号检测装置向外部发送的数据量。根据本技术的一个方面，提供了一种光信号检测装置，包括：至少一个光源，被布置为照射与待测物反应后的反应载体的反应区；图像传感器，布置在所述至少一个光源的图像采集通道入口处，用于采集所述反应区内的所述反应载体的图像信息；以及图像预处理器，与所述图像传感器电连接，用于对所采集的所述反应载体的图像信息进行预处理。可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：缓存器，设置在所述图像传感器和所述图像预处理器之间，用于缓存所采集的所述反应载体的图像。可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：定时器，与所述图像传感器电连接，用于计时并且在所述计时期满时，触发所述图像传感器进行图像采集。可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：参数设置单元，与所述定时器电连接，用于根据待测特定物质和所述反应载体上的标记物的性质，设置所述图像传感器的图像采集开始时间、图像采集截止时间以及图像采集间隔周期；以及与所述定时器电连接的计时触发单元，用于在所述反应载体进入检测就绪状态后触发所述定时器开始计时。可选地，在上述方面的一个示例中，所述图像预处理器可以包括：图像截取模块，与所述图像传感器电连接，用于根据预设图像采集窗口位置参数，对所采集的所述反应载体的图像进行截取操作；以及图像压缩模块，与所述图像截取模块电连接，用于对所截取的所述反应载体的图像信息进行图像压缩处理。可选地，在上述方面的一个示例中，所述至少一个光源被布置为从与待测物反应后的反应载体的反应区的上方进行照射。可选地，在上述方面的一个示例中，所述至少一个光源布置在与待测物反应后的反应载体的反应区的上方。可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：光路转换装置，布置在所述至少一个光源和所述反应载体的反应区之间，用于对所述至少一个光源进行光路转换以从所述反应载体的反应区的上方进行照射。可选地，在上述方面的一个示例中，所述至少一个光源为荧光激发光源，以及所述图像传感器具有与被激发的荧光波长匹配的滤光特性。可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：一个或多个滤光片，分别设置在所述光源和/或所述图像传感器与所述反应载体之间并且与特定波长匹配。可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：温度传感器，用于检测在所述反应载体处于检测状态时的温度数据。可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：通信单元，设置在所述图像预处理器与设置在上位机或云端服务器中的含量确定单元之间，用于所述图像预处理器与所述含量确定单元之间的数据通信。可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：镜头，设置在所述图像传感器和所述反应载体的反应区之间。可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：控制器，与所述至少一个光源、所述图像传感器和/或所述装置中的其它组件电连接，用于对所述至少一个光源的照射、图像传感器的图像采集、所述装置中的各个组件之间的数据通信和/或所述装置中的组件与外部之间的数据通信进行控制。可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置中的各个组件布置在同一印刷电路板上。可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：结构支撑件，用于支撑所述光信号检测装置中的各个组件；壳体；和/或设置在所述反应载体和所述各个组件中的部分或全部组件之间的遮光件。可选地，在上述方面的一个示例中，所述结构支撑件设置有用于容纳所述反应载体的反应载体容纳空间；和/或所述结构支撑件设置有用于容纳电池的电池容纳空间。根据本技术的另一方面，提供了一种用于待测物中的特定物质含量检测的系统，其特征在于，所述系统包括：反应载体；如上所述的光信号检测装置；以及含量确定单元，与所述光信号检测装置电连接，用于基于预处理后的所述反应载体的图像，确定特定物质的含量。可选地，在上述方面的一个示例中，所述系统还可以包括：上位机，与所述含量确定单元和所述光信号检测装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置包括：至少一个光源，被布置为照射与待测物反应后的反应载体的反应区；图像传感器，布置在所述至少一个光源的图像采集通道入口处，用于采集所述反应区内的所述反应载体的图像信息；以及图像预处理器，与所述图像传感器电连接，用于对所采集的所述反应载体的图像信息进行预处理。

【技术特征摘要】
2018.06.29 CN 20182102283231.一种光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置包括：至少一个光源，被布置为照射与待测物反应后的反应载体的反应区；图像传感器，布置在所述至少一个光源的图像采集通道入口处，用于采集所述反应区内的所述反应载体的图像信息；以及图像预处理器，与所述图像传感器电连接，用于对所采集的所述反应载体的图像信息进行预处理。2.如权利要求1所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：缓存器，设置在所述图像传感器和所述图像预处理器之间，用于缓存所采集的所述反应载体的图像。3.如权利要求1或2所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：定时器，与所述图像传感器电连接，用于计时并且在所述计时期满时，触发所述图像传感器进行图像采集。4.如权利要求3所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：参数设置单元，与所述定时器电连接，用于根据待测特定物质和所述反应载体上的标记物的性质，设置所述图像传感器的图像采集开始时间、图像采集截止时间以及图像采集间隔周期；以及与所述定时器电连接的计时触发单元，用于在所述反应载体进入检测就绪状态后触发所述定时器开始计时。5.如权利要求3所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：参数设置单元，与所述定时器电连接，用于根据待测特定物质和所述反应载体上的标记物的性质，设置所述图像传感器的图像采集开始时间、图像采集截止时间以及图像采集间隔周期；以及与所述定时器电连接的计时触发单元，用于在所述反应载体进入检测就绪状态后触发所述定时器开始计时。6.如权利要求1或2所述的光信号检测装置，其特征在于，所述图像预处理器包括：图像截取模块，与所述图像传感器电连接，用于根据预设图像采集窗口位置参数，对所采集的所述反应载体的图像进行截取操作；以及图像压缩模块，与所述图像截取模块电连接，用于对所截取的所述反应载体的图像信息进行图像压缩处理。7.如权利要求3所述的光信号检测装置，其特征在于，所述图像预处理器包括：图像截取模块，与所述图像传感器电连接，用于根据预设图像采集窗口位置参数，对所采集的所述反应载体的图像进行截取操作；以及图像压缩模块，与所述图像截取模块电连接，用于对所截取的所述反应载体的图像信息进行图像压缩处理。8.如权利要求4所述的光信号检测装置，其特征在于，所述图像预处理器包括：图像截取模块，与所述图像传感器电连接，用于根据预设图像采集窗口位置参数，对所采集的所述反应载体的图像进行截取操作；以及图像压缩模块，与所述图像截取模块电连接，用于对所截取的所述反应载体的图像信息进行图像压缩处理。9.如权利要求1所述的光信号检测装置，其特征在于，所述至少一个光源被布置为从与待测物反应后的反应载体的反应区的上方进行照射。10.如权利要求6所述的光信号检测装置，其特征在于，所述至少一个光源布置在于待测物反应后的反应载体的反应区的上方。11.如权利要求1所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：光路转换装置，布置在所述至少一个光源和所述反应载体的反应区之间，用于对所述至少一个光源进行光路转换以从所述反应载体的反应区的上方进行照射。12.如权利要求1所述的光信号检测装置，其特征在于，所述至少一个光源为荧光激发光源，以及所述图像传感器具有与被激发的荧光波长匹配的滤光特性。13.如权利要求1所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：一个或多个滤光片，分别设置在所述光源和/或所述图像传感器与所述反应载体之间并且与特定波长匹配。14.如权利要求1所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：温度传感器，用于检测在所述反应载体处于检测状态时的温度数据。15.如权利要求1所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：通信单元，设置在所述图像预处理器与设置在上位机或云端服务器中的含量确定单元之间，用于所述图像预处理器与所述含量确定单元之间的数据通信。16.如权利要求1所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：镜头，设置在所述图像传感器和所述反应载体的反应区之间。17.如权利要求1或2所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：控制器，与所述至少一个光源、所述图像传感器和/或所述装置中的其它组件电连接，用于对所述至少一个光源的照射、图像传感器的图像采集、所述装置中的各个组件之间的数据通信和/或所述装置中的组件与外部之间的数据通信进行控制。18.如权利要求3所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：控制器，与所述至少一个光源、所述图像传感器和/或所述装置中的其它组件电连接，用于对所述至少一个光源的照射、图像传感器的图像采集、所述装置中的各个组件之间的数据通信和/或所述装置中的组件与外部之间的数据通信进行控制。19.如权利要求4所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：控制器，与所述至少一个光源、所述图像传感器和/或所述装置中的其它组件电连接，用于对所述至少一个光源的照射、图像传感器的图像采集、所述装置中的各个组件之间的数据通信和/或所述装置中的组件与外部之间的数据通信进行控制。20.如权利要求5所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：控制器，与所述至少一个光源、所述图像传感器和/或所述装置中的其它组件电连接，用于对所述至少一个光源的照射、图像传感器的图像采集、所述装置中的各个组件之间的数据通信和/或所述装置中的组件与外部之间的数据通信进行控制。21.如权利要求6所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：控制器，与所述至少一个光源、所述图像传感器和/或所述装置中的其它组件电连接，用于对所述至少一个光源的照射、图像传感器的图像采集、所述装置中的各个组件之间的数据通信和/或所述装置中的组件与外部之间的数据通信进行控制。22.如权利要求7所述的光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置还包括：控制器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，邓双胜，刘勇，
申请(专利权)人：江苏达骏生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32