一种智能马桶光谱检测装置的聚光调节方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种智能马桶光谱检测装置的聚光调节方法，所述光谱检测装置包括激发光源、透镜组、滤光片，所述透镜组采用光学系统进行聚光调节，采用以上技术方案对透镜的结构进行系统的球差矫正，进而得到光线收集能力强且聚焦效果良好的透镜组结构。聚焦效果良好的透镜组结构。聚焦效果良好的透镜组结构。

【技术实现步骤摘要】
一种智能马桶光谱检测装置的聚光调节方法


[0001]本专利技术涉及智能马桶的光谱检测装置领域，具体涉及了一种智能马桶光谱检测装置的聚光调节方法。

技术介绍

[0002]随着生活水平的提高，人们对自身的健康状况越来越关心，对检测手段的要求也越来越高。目前，通过对大小便的化验检测，能够判断出人的不少病症，而且无创无痛，如今在临床检测中的应用也越来越广泛。生化和临床医学上的研究也表明：几乎所得疾病都会在排泄物中找到标志物。
[0003]目前市场上智能马桶光谱检测装置的透镜多数采用菲涅尔透镜进行光信号的放大。菲涅尔透镜(Fresnel lens)：又名螺纹透镜，多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的，透镜厚度多在1mm左右，成本比普通的凸透镜低很多，其特性为面积大、厚度薄及侦测距离远。
[0004]疾病早期的排泄物中的便血量极少，产生的光信号十分微弱，目前市场上智能马桶光谱检测装置的分辨率不能满足早期疾病的检测，即光谱检测装置的菲涅尔透镜分辨率不能满足早期疾病的检测。如图1和图2，现有的菲涅尔透镜初始结构下透镜的像差较大，高达
±
2500
‑
3000um,且从像面的点列图可见透镜的光线收集能力不强，聚焦效果不佳，光斑半径约为2339.22um,不符合使用的要求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种具有光线收集能力强且聚焦效果良好的智能马桶光谱检测装置的聚光调节方法。
[0006]本专利技术是一种智能马桶光谱检测装置的聚光调节方法，所述光谱检测装置包括激发光源、透镜组、滤光片，所述激发光源激发排泄物中血液的光信号，由透镜组收集光信号，经过滤光片筛选传输至智能马桶信号处理中心；所述透镜组采用光学系统进行聚光调节，其方法包括如下操作步骤：
[0007]S1:采用评价函数编辑器建立RMS
‑
Spot Radius
‑
Centroid的评价函数，对透镜组进行轴上点球差的矫正，其中RMS为均方根，Spot Radius为光斑半径，Centroid为质心点；
[0008]S2:采用全域优化方法，利用多起点对光学系统进行全局优化，找到评价函数的球差评估小，物镜像差小的透镜组，获得多组透镜组参数；
[0009]S3:对优化后的多组透镜组参数进行建模分析，通过点列图和像差曲线对比优化前后透镜组的效果，获得优选透镜组。
[0010]进一步，所述步骤S1包括以下设置：
[0011]S1
‑
1:在评价函数编辑器里选择设置玻璃厚度边界条件为“min＝1，max＝10，边界厚度为1”，其中min为最小值，max为最大值；
[0012]S1
‑
2:在评价函数编辑器里选择设置空气间隔边界条件为“min＝1,max＝10,边界厚度为1”，其中min为最小值，max为最大值；
[0013]S1
‑
3:在评价函数编辑器中添加SPHA和LONA的优化操作数，二者均设置“Target＝0,Weight＝1”，其中，所述SPHA为球差系数，所述LONA为轴向像差/离焦量，Target为目标，Weight为权重；
[0014]S1
‑
4:在评价函数编辑器里选择设置透镜面的半径、厚度全部设置为变量；
[0015]S1
‑
5:在评价函数编辑器里选择设置透镜组的第一个透镜面的玻璃材料设置为变量。
[0016]进一步，所述光谱检测装置的激发光源为260nm的紫外光。
[0017]进一步，所述光谱检测装置的滤光片为310nm紫外窄带滤光片。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0019]1、采用光学系统中的评价函数对透镜的结构进行系统的球差矫正，进而得到光线收集能力强且聚焦效果良好的透镜结构；
[0020]2、采用全域优化搜索方法，获得最优透镜组；
[0021]3、采用260nm的紫外光作为激发光源照射血液时，光谱大约在310nm处血液有独有波峰，可对血液不同浓度进行光谱检测；
[0022]4、采用310nm紫外窄带滤光片，对血液的光信号进行筛选，滤除其他排泄物的光信号。
附图说明
[0023]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，在附图中：
[0024]图1为现有菲涅尔透镜结构相差图；
[0025]图2为现有菲涅尔透镜结构点列图；
[0026]图3为本专利技术方法调节后的菲涅尔透镜组；
[0027]图4本专利技术方法调节后的菲涅尔透镜组结构相差图；
[0028]图5为本专利技术方法调节后的菲涅尔透镜组结构点列图。
具体实施方式
[0029]参见图3
‑
图5，实施案例中，本专利技术是一种智能马桶光谱检测装置的聚光调节方法，所述光谱检测装置包括激发光源、透镜组、滤光片，所述激发光源激发排泄物中血液的光信号，由透镜组收集光信号，经过滤光片筛选传输至智能马桶信号处理中心；所述透镜组采用光学系统进行聚光调节，其方法包括如下操作步骤：
[0030]S1:采用评价函数编辑器建立RMS
‑
Spot Radius
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Centroid的评价函数，对透镜组进行轴上点球差的矫正，其中RMS为均方根，Spot Radius为光斑半径，Centroid为质心点；
[0031]进一步，所述步骤S1包括以下设置：
[0032]S1
‑
1:在评价函数编辑器里选择设置玻璃厚度边界条件为“min＝1，max＝10，边界厚度为1”，其中min为最小值，max为最大值；
[0033]S1
‑
2:在评价函数编辑器里选择设置空气间隔边界条件为“min＝1,max＝10,边界厚度为1”，其中min为最小值，max为最大值；
[0034]S1
‑
3:在评价函数编辑器中添加SPHA和LONA的优化操作数，二者均设置“Target＝0,Weight＝1”，其中，所述SPHA为球差系数，所述LONA为轴向像差/离焦量，Target为目标，Weight为权重；
[0035]S1
‑
4:在评价函数编辑器里选择设置透镜面的半径、厚度全部设置为变量；
[0036]S1
‑
5:在评价函数编辑器里选择设置透镜组的第一个透镜面的玻璃材料设置为变量。
[0037]S2:采用全域优化方法，利用多起点对光学系统进行全局优化，找到评价函数的球差评估小，物镜像差小的透镜组，获得多组透镜组参数表如下：
[0038][0039]S3:S3:对优化后的多组透镜组参数进行建模分析，通过点列图和像差曲线对比优化前后透镜组的效果，获得优选透镜组。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能马桶光谱检测装置的聚光调节方法，所述光谱检测装置包括激发光源、透镜组、滤光片，所述激发光源激发排泄物中血液的光信号，由透镜组收集光信号，经过滤光片筛选传输至智能马桶信号处理中心；其特征在于：所述透镜组采用光学系统进行聚光调节，其方法包括如下操作步骤：S1: 采用评价函数编辑器建立RMS
‑
Spot Radius
‑
Centroid的评价函数，对透镜组进行轴上点球差的矫正，其中RMS为均方根，Spot Radius为光斑半径，Centroid为质心点；S2:采用全域优化方法，利用多起点对光学系统进行全局优化，找到评价函数的球差评估小，物镜像差小的透镜组，获得多组透镜组参数；S3:对优化后的多组透镜组参数进行建模分析，通过点列图和像差曲线对比优化前后透镜组的效果，获得优选透镜组。2.根据权利要求1所述的一种智能马桶光谱检测装置的聚光调节方法，其特征在于：所述步骤S1包括以下设置：S1
‑
1: 在评价函数编辑器里选择设置玻璃厚度边界条件为“min=1，ma...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑清清，潘玉灼，张强龙，栗梦晗，张自力，吕俊坦，徐鹏，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：