CN114859539A - 荧光智能识别传感器及多通道荧光扫描系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例中公开了一种荧光智能识别传感器及多通道荧光扫描系统,所述多通道荧光扫描系统包括荧光智能识别传感器、多通道荧光显微镜以及计算机系统,其中:所述荧光智能识别传感器设置在所述多通道荧光显微镜的荧光通道的光路上,使得所述荧光智能识别传感器可以持续捕捉到所述多通道荧光显微镜发出的荧光,并通过微处理器将捕捉到的外部的光信息转换为计算机系统可识别的信号,然后将转换后的信号发送给计算机系统,使得计算机系统根据该信号自动完成对应信息的配置。通过本方案,计算机系统可以根据荧光智能识别传感器发送的信号自动进行参数的配置,提高了计算机参数配置的准确率及效率。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域,具体涉及一种荧光智能识别传感器及多通道荧光扫描系统。
背景技术
随着现代医学的发展,医生在做病理诊断时,有时会采取分子荧光扫描的方法,来观察患者体内病变组织及细胞的状态。这时就会采用一种多通道荧光扫描显微成像技术。区别于单通道显微成像,多通道显微成像可以在不同的通道下,观察多个相关组分和过程,从而为观察添加更多背景信息,最终提供更有意义的结果。多通道荧光显微成像下,不同通道需要使用不同的滤光镜,所以每次的扫描结果需要与通道的颜色信息做一一对应。切换通道时,系统中通道信息也要做相应的改变。这就涉及到了显微镜通道信息采集与传输到计算机系统的问题。
在传统的方式中,采集通道颜色信息并传递到计算机系统有两种常见的方案:人工采集与机械位置传感器采集。
人工采集的一种常见的情况是,操作员手动进行通道转换后通过肉眼观察确定当前通道的颜色。然后再手动调整计算机系统中对应的参数,之后进行拍摄。在这一组动作中,由于显微镜镜体与计算机系统输入出输出设备通常相隔有一段距离,所以操作人员需要来回的移动才能完成调整系统参数的动作,增加了完成扫描操作需要的时间。同时,在重复的操作下,操作人员很容易忘记更改计算机系统中的参数,就直接开始下一个通道扫描,如此就造成了通道信息与扫描成图的不匹配,使最终得到的结果出现错误。所以,人工采集的方式不止效率低下,而且容易造成错误,影响最终的结果。
机械位置传感器采集的方案中,首先需要对显微镜镜体做改装,加装位置传感器到镜身上。这样就涉及到了显微镜改装的问题。改装会造成仪器前后功能的改变,然而在医学仪器领域,医疗器械功能改变原有的医疗器械注册认证就回失效。想要继续在后续的医疗实践中使用改装过的仪器,则需要另外申请医疗器械注册认证,耗时耗力。同时改装显微镜镜体技术难度较高,需要的步骤也较为繁琐,部分零部件厂家甚至不会提供完整的SDK,进一步提升了改装的难度。在如此情况下,改装的耗费也比较高。所以,机械位置传感器采集的方法容易造成现有医疗设备注册证失效、改装困难、耗费较高。
现有技术存在以下的缺陷与不足:
1、人工方法下需要在操作人员转换完通道后,手动修改计算机系统中的参数。效率低,操作人员容易遗忘参数修改造成输出结果不准确;
2、位置传感器方案,改装显微镜体可能造成医疗器械注册认证失效,改装后需要重新注册才能继续投入医疗实践使用,代价较高;
3、位置传感器方案,改装显微镜体改装难度高,耗资较大;
4、位置传感器方案,传感器机械结构与显微镜体需要做连接适配,需要针对不同的显微镜做不同的改装,普适性不强。
发明内容
本发明实施例中提供一种荧光智能识别传感器及多通道荧光扫描系统,能够解决现有技术的缺陷与不足。
一方面,本发明提供一种荧光智能识别传感器,所述荧光智能识别传感器包括:外壳、光路调节模块、电路板、基座以及USB线,所述电路板包括光学识别器、信号放大器、滤波器和微处理器,其中:
所述外壳用于支撑与保护所述荧光智能识别传感器的内部结构;
所述光路调节模块用于采集环境光以及荧光通道中的荧光,并调节所述荧光的光路,使得所述荧光照射到所述光学识别器的特定有效范围内,所述荧光通道为多通道荧光显微镜的光通道;
所述光学识别器用于采集所述荧光,并根据光电效应将所述荧光的光信号转换为电信号;
所述信号放大器用于放大所述电信号,得到放大后的电信号;
所述滤波器用于采用二阶滞后消抖滤波法算法对所述放大后的电信号进行滤波处理,得到稳定的电信号;
所述微处理器用于将所述稳定的电信号转换为计算机系统可以读取识别的协议类型,得到计算机可识别信号;
所述基座用于固定所述荧光智能识别传感器,调整所述荧光智能识别传感器的位置,使得所述荧光智能识别传感器可以采集到所述荧光通道中的荧光;
所述USB线用于与所述计算机系统连接,所述计算机系统通过所述USB线供电给所述荧光智能识别传感器,并与所述荧光智能识别传感器通讯,所述荧光智能识别传感器将所述计算机可识别信号发送至所述计算机系统,使得所述计算机系统根据所述计算机可识别信号确定所述荧光的荧光颜色,并根据所述荧光颜色自动完成所述计算机系统对应信息的配置。
在一些实施例中,所述光学识别器包括一个3×4光电二极管阵列,所述3×4光电二极管阵列由红色滤波二极管、绿色滤波二极管、蓝色滤波二极管和红外光电二极管组成。
在一些实施例中,所述光学识别器用于采集所述荧光,并根据光电效应将所述荧光的光信号转换为电信号,包括:
当所述光学识别器采集到所述荧光时,通过所述3×4光电二极管阵列中对应的二极管产生所述荧光的激发电流,并将所述红外光二极管产生的环境光电流过滤,以消除环境中红外光的干扰,得到所述电信号。
在一些实施例中,所述滤波器包括四个集成光电二极管电流的模数转换器ADC和数据寄存器。
在一些实施例中,四个所述ADC用于同时将所述放大后的电信号转换为16位数字值;
所述数据寄存器用于当所述转换的周期结束后,保存转换结果,所述数据寄存器被双缓冲以确保数据的完整性。
在一些实施例中,所述滤波器用于采用二阶滞后消抖滤波法算法对所述放大后的电信号进行滤波处理,得到稳定的电信号,包括:
对所述放大后的电信号进行连续采样,得到当次采样值;
若当次采样为第一次采样,则将所述当次采样值确定为有效滤波值;
若当次采样为非第一次采样,则判断当次采样值与上次采样值是否相同;
若所述当次采样值与所述上次采样值相同,则将所述当次采样值确定为有效滤波值,并且将预设的计数器清零;
若所述当次采样值与所述上次采样值不相同,将预设的计数器+1,判断计数器的值是否为3;
若计数器的值不为3,则返回执行所述对所述放大后的电信号进行连续采样的步骤;
若计数器的值为3,则根据预设的滤波结果计算公式以及当次采样值、上次采样值以及上上次采样值确定当次滤波值,所述滤波结果计算公式为:
当次滤波值=a*当次采样值+b*上次采样值+c*上上次采样值;
其中,a、b和c分别为当次采样值、上一次采样值以及上两次采样值对应的权重,并且a+b+c=1。
在一些实施例中,所述电路板还包括IIC接口和状态机,所述状态机用于控制所述荧光智能识别传感器内部定时以及低功耗等待状态。
另一方面,本发明提供一种多通道荧光扫描系统,所述多通道荧光扫描系统包括荧光智能识别传感器、多通道荧光显微镜以及计算机系统,其中:
所述荧光智能识别传感器设置在所述多通道荧光显微镜的荧光通道的光路上,使得所述荧光智能识别传感器可以捕捉到所述多通道荧光显微镜发出的荧光,所述荧光智能识别传感器通过USB线与所述计算机系统连接;
所述荧光智能识别传感器包括:外壳、光路调节模块、电路板、基座以及所述USB线,所述电路板包括光学识别器、信号放大器、滤波器和微处理器,其中:
所述外壳用于支撑与保护所述荧光智能识别传感器的内部结构;
所述光路调节模块用于采集环境光以及荧光通道中的荧光,并调节所述荧光的光路,使得所述荧光照射到所述光学识别器的特定有效范围内,所述荧光通道为所述多通道荧光显微镜的光通道;
所述光学识别器用于采集所述荧光,并根据光电效应将所述荧光的光信号转换为电信号;
所述信号放大器用于放大所述电信号,得到放大后的电信号;
所述滤波器用于采用二阶滞后消抖滤波法算法对所述放大后的电信号进行滤波处理,得到稳定的电信号;
所述微处理器用于将所述稳定的电信号转换为计算机系统可以读取识别的协议类型,得到计算机可识别信号;
所述基座用于固定所述荧光智能识别传感器,调整所述荧光智能识别传感器的位置,使得所述荧光智能识别传感器可以采集到所述荧光通道中的荧光;
所述USB线用于与所述计算机系统连接,并通过所述USB线将所述计算机可识别信号发送至所述计算机系统中;
所述计算机系统用于通过所述USB线接收所述计算机可识别信号,并通过所述USB线为所述荧光智能识别传感器供电;
当所述计算机系统接收到所述计算机可识别信号时,根据所述计算机可识别信号确定所述荧光的荧光颜色,并根据所述荧光颜色自动完成所述计算机系统对应信息的配置。
在一些实施例中,所述所述光学识别器包括一个3×4光电二极管阵列,所述3×4光电二极管阵列由红色滤波二极管、绿色滤波二极管、蓝色滤波二极管和红外光电二极管组成。
在一些实施例中,所述光学识别器用于采集所述荧光,并根据光电效应将所述荧光的光信号转换为电信号,包括:
当所述光学识别器采集到所述荧光时,通过所述3×4光电二极管阵列中对应的二极管产生所述荧光的激发电流,并将所述红外光二极管产生的环境光电流过滤,以消除环境中红外光的干扰,得到所述电信号。
本申请实施例提供的荧光智能识别传感器及多通道荧光扫描系统,具有以下优点:
1、本申请中的荧光智能识别传感器拥有独立的机械与电子结构,可以方便的与多通道荧光显微镜等各种医疗器械组合使用,拆卸方便,独立性与普适性强。
2、本申请中安装使用荧光智能识别传感器不需要对原有医疗器械做结构上的改变,不影响医疗器械本身的结构与功能,避免了额外的改装使得医疗器械注册失效的问题。
3、本申请中的荧光智能识别传感器使用光信号作为判断通道颜色信息的依据,灵敏度高,实时性强,计算机系统通过USB线与荧光智能识别传感器连接,使得计算机系统能够在快速做出反应。
4、本申请荧光智能识别传感器使用光路调节模块,使得不同颜色的光被传感器采集后都能在特定的地方形成稳定光斑。能够自适应不同的光环境,减少了操作人员调整传感器的麻烦。
5、本申请中的多通道荧光扫描系统采用荧光智能识别传感器来采集、处理、输出通道荧光信息,准确快速。减少了人工参与的环节,极大地提升了整体的效率。避免了因为操作人员失误或忘记切换通道信息而造成最终结果错误的问题,提升了系统的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的多通道荧光扫描系统的一个示意图;
图2是本发明实施例提供的荧光智能识别传感器的一个剖面结构示意图;
图3是本发明实施例提供的电路板的一个结构示意图;
图4是本发明实施例提供的二阶滞后消抖滤波法的一个流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本发明中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明,给出了以下描述。在以下描述中,为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是,本领域普通技术人员可以认识到,在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中,不会对公知的结构和过程进行详细阐述,以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此,本发明并非旨在限于所示的实施例,而是与符合本发明所公开的原理和特征的最广范围相一致。
本发明实施例提供一种荧光智能识别传感器1及多通道荧光扫描系统,如图1所示,图1为本申请实施例提供的多通道荧光扫描系统,该多通道荧光扫描系统包括荧光智能识别传感器1、多通道荧光显微镜2以及计算机系统3,其中:
荧光智能识别传感器1设置在多通道荧光显微镜2的荧光通道的光路上,使得荧光智能识别传感器1可以捕捉到多通道荧光显微镜2发出的荧光,荧光智能识别传感器1通过USB线与计算机系统3连接;
如图2所示,图2为本申请实施例中荧光智能识别传感器1的一剖面结构示意图,该荧光智能识别传感器1包括:外壳11、光路调节模块12、电路板13、基座14以及USB线15,请参阅图3,图3为本申请实施例提供的电路板13的一结构示意图,该电路板13包括光学识别器131、信号放大器132、滤波器133和微处理器134,其中:
外壳11用于支撑与保护荧光智能识别传感器1的内部结构;
光路调节模块12用于采集环境光以及荧光通道中的荧光,并调节荧光的光路,使得荧光照射到光学识别器131的特定有效范围内,该荧光通道为多通道荧光显微镜2的光通道;
光学识别器131用于采集荧光,并根据光电效应将荧光的光信号转换为电信号;
信号放大器132用于放大电信号,得到放大后的电信号;
滤波器133用于采用二阶滞后消抖滤波法算法对放大后的电信号进行滤波处理,得到稳定的电信号;
微处理器134用于将稳定的电信号转换为计算机系统3可以读取识别的协议类型,得到计算机可识别信号;
基座14用于固定荧光智能识别传感器1,调整荧光智能识别传感器1的位置,使得荧光智能识别传感器1可以采集到荧光通道中的荧光;
USB线15用于与计算机系统3连接,并通过USB线15将计算机可识别信号发送至计算机系统3中;
计算机系统3用于通过USB线15接收计算机可识别信号,并通过USB线15为荧光智能识别传感器1供电;
当计算机系统3接收到计算机可识别信号时,根据计算机可识别信号确定荧光的荧光颜色,并根据荧光颜色自动完成计算机系统3对应信息的配置。
具体地,本申请所提出的荧光智能识别传感器1使用独立外置的方案,荧光智能识别传感器1本身拥有独立的机械与电子结构,使得荧光智能识别传感器1本身可以独立于多通道荧光显微镜2工作。荧光智能识别传感器1首先使用光路调节模块12采集环境光,并将采集到的环境光汇聚形明亮的光斑。然后通过光路调节模块12内部的光路调节通道,消除各种颜色下的光路的变化,使得多通道荧光显微镜2切换通道光颜色改变后落到荧光智能识别传感器1的最终光路不变,增加了荧光智能识别传感器1本身对不同颜色光的适应能力。使得形成的光斑始终能够稳定投射在光学识别器131的有效位置区间内。
具体地,光学识别器131包括一个3×4光电二极管阵列,该3×4光电二极管阵列由红色滤波二极管、绿色滤波二极管、蓝色滤波二极管和红外光电二极管组成。
当光学识别器131采集到荧光时,通过3×4光电二极管阵列中对应的二极管产生荧光的激发电流,并将红外光二极管产生的环境光电流过滤,以消除环境中红外光的干扰,得到电信号。
例如,入射的荧光为蓝光的情况下,蓝光及环境中的红外光一同射入。入射光激发蓝色滤波二极管,由于光电效应的存在,产生激发电流。这时红外光二极管也会根据环境中的红外光激发出环境光电流,为了消除环境光的影响,本申请需要将环境光电流进行过滤,消除环境中红外光的干扰。
在一些实施例中,滤波器133包括四个集成光电二极管电流的模数转换器ADC和数据寄存器,其中四个ADC用于同时将放大后的电信号转换为16位数字值;数据寄存器用于当转换的周期结束后,保存转换结果,数据寄存器被双缓冲以确保数据的完整性。
激发电流通过特定阻值的电阻后形成较低电压,此时ADC无法读取,所以需要经过信号放大器132将电压放大后才能被ADC读取,ADC读取到放大后的电信号之后,四个ADC用于同时将放大后的电信号转换为16位数字值,转换周期结束后,结果被传输到数据寄存器,数据寄存器被双缓冲以确保数据的完整性,之后通过电路将信息传递给微处理器134模块,微处理器134模块对信号进行协议转换之后,通过USB线15缆将信号传递给外部的计算机系统3。
其中,电路板13还包括IIC接口和状态机,状态机用于控制荧光智能识别传感器1内部定时以及低功耗等待状态。
具体地,请参阅图4,图4为本申请实施例提供的二阶滞后消抖滤波法的一个流程示意图。此时,滤波器133采用二阶滞后消抖滤波法算法对放大后的电信号进行滤波处理,得到稳定的电信号的具体步骤包括:
401、对放大后的电信号进行连续采样,得到当次采样值。
402、判断当次采样值对应采样时机是否为第一次采样,若是,则执行步骤403,若否,则执行步骤404。
403、将当次采样值确定为有效滤波值。
404、判断当次采样值与上次采样值是否相同,若是,则执行步骤405,若否则执行步骤406。
405、将当次采样值确定为有效滤波值,并且将预设的计数器清零。
406、将预设的计数器+1,
407、判断计数器的值是否为3,若否,则返回执行步骤401,若是,则执行步骤408。
408、根据预设的滤波结果计算公式以及当次采样值、上次采样值以及上上次采样值确定当次滤波值。
其中,滤波结果计算公式为:
当次滤波值=a*当次采样值+b*上次采样值+c*上上次采样值;
其中,a、b和c分别为当次采样值、上一次采样值以及上两次采样值对应的权重,并且a+b+c=1。
二阶滞后消抖滤波法使得单次采样值对滤波输出影响较小,中和了较大波峰或波谷对最终结果的影响,使得波段较为圆滑。可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值抖动。
本申请中的采集到的信号是实时处理传递的,所以荧光智能识别传感器1在不断的采集、接受、转换、输出,将当前所采集到的通道光颜色等信息传递给外部的计算机系统3。微处理器134将定时查看微处理器134与荧光智能识别传感器1和电脑连接状态,当断开连接时,将重新连接所有设备并初始化电路板13的设置。
为了进一步理解本申请中的荧光智能识别传感器1以及多通道荧光扫描系统,以下对用具体的实施例对本申请中的荧光智能识别传感器1及多通道荧光扫描系统进行描述。
在使用荧光智能识别传感器1之间,需要通过简单的安放与固定,将荧光智能识别传感器1置于可以被多通道荧光显微镜2的荧光通道的光线可以照射到的地方。然后使用USB线15连接荧光智能识别传感器1与外部的计算机系统3。计算机系统3启动后,通过USB线15供电给荧光智能识别传感器1并与荧光智能识别传感器1通讯,发送初始指令给荧光智能识别传感器1中的微处理器134。微处理器134再将具体的配置信息发送给光学识别器131,完成初始配置。
此时开启多通道荧光显微镜2的荧光通道发出特定颜色的光,如红光。光线发出后照射到荧光智能识别传感器1最上方的光路调节模块12,光路调节模块12将采集到的散射的红光汇聚成细小且亮度较高的红色光斑。并通过内部光路调节部分将调节光路,使得红色光斑可以准确地投射到光学识别器131的特定有效范围内。这里,光路调整结构不论传入的是哪种类型的光,都能通过调整光路,使得最后的光斑能够照射到光学识别器131的有效范围内。光学识别器131采集到红光后,依据光电效应将光信号转换为电信号并传递给信号放大器132。信号放大器132再将光学识别器131形成的微弱信号放大并传递给看滤波器133。滤波器133过滤掉杂波形成稳定的电信号并传递给微处理器134。微处理器134将传入信号结果内部转换,转换为计算机系统3可以读取识别的协议类型,并通过USB线15将信号传给外部计算机系统3。最后计算机系统3获取到红光信息,并自动完成信息配置。
在整个过程中,荧光智能识别传感器1将连续采集外部的光信息并将其转换,持续的将当前荧光通道的光信息传递给外部的计算机系统3。
综上所述,本申请提供的荧光智能识别传感器1及多通道荧光扫描系统相对于现有技术,具有以下优点:
1、本申请中的荧光智能识别传感器1拥有独立的机械与电子结构,可以方便的与多通道荧光显微镜2等各种医疗器械组合使用,拆卸方便,独立性与普适性强。
2、本申请中安装使用荧光智能识别传感器1不需要对原有医疗器械做结构上的改变,不影响医疗器械本身的结构与功能,避免了额外的改装使得医疗器械注册失效的问题。
3、本申请中的荧光智能识别传感器1使用光信号作为判断通道颜色信息的依据,灵敏度高,实时性强,计算机系统3通过USB线15与荧光智能识别传感器1连接,使得计算机系统3能够在快速做出反应。
4、本申请荧光智能识别传感器1使用光路调节模块12,使得不同颜色的光被传感器采集后都能在特定的地方形成稳定光斑。能够自适应不同的光环境,减少了操作人员调整传感器的麻烦。
5、本申请中的多通道荧光扫描系统采用荧光智能识别传感器1来采集、处理、输出通道荧光信息,准确快速。减少了人工参与的环节,极大地提升了整体的效率。避免了因为操作人员失误或忘记切换通道信息而造成最终结果错误的问题,提升了系统的可靠性。
以上对本发明实施例所提供的一种荧光智能识别传感器1及多通道荧光扫描系统进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施例进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本发明的思想,在具体实施例及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种荧光智能识别传感器,其特征在于,所述荧光智能识别传感器包括:外壳、光路调节模块、电路板、基座以及USB线,所述电路板包括光学识别器、信号放大器、滤波器和微处理器,其中:
所述外壳用于支撑与保护所述荧光智能识别传感器的内部结构;
所述光路调节模块用于采集环境光以及荧光通道中的荧光,并调节所述荧光的光路,使得所述荧光照射到所述光学识别器的特定有效范围内,所述荧光通道为多通道荧光显微镜的光通道;
所述光学识别器用于采集所述荧光,并根据光电效应将所述荧光的光信号转换为电信号;
所述信号放大器用于放大所述电信号,得到放大后的电信号;
所述滤波器用于采用二阶滞后消抖滤波法算法对所述放大后的电信号进行滤波处理,得到稳定的电信号;
所述微处理器用于将所述稳定的电信号转换为计算机系统可以读取识别的协议类型,得到计算机可识别信号;
所述基座用于固定所述荧光智能识别传感器,调整所述荧光智能识别传感器的位置,使得所述荧光智能识别传感器可以采集到所述荧光通道中的荧光;
所述USB线用于与所述计算机系统连接,所述计算机系统通过所述USB线供电给所述荧光智能识别传感器,并与所述荧光智能识别传感器通讯,所述荧光智能识别传感器将所述计算机可识别信号发送至所述计算机系统,使得所述计算机系统根据所述计算机可识别信号确定所述荧光的荧光颜色,并根据所述荧光颜色自动完成所述计算机系统对应信息的配置。
2.根据权利要求1所述的荧光智能识别传感器,其特征在于,所述光学识别器包括一个3×4光电二极管阵列,所述3×4光电二极管阵列由红色滤波二极管、绿色滤波二极管、蓝色滤波二极管和红外光电二极管组成。
3.根据权利要求2所述的荧光智能识别传感器,其特征在于,所述光学识别器用于采集所述荧光,并根据光电效应将所述荧光的光信号转换为电信号,包括:
当所述光学识别器采集到所述荧光时,通过所述3×4光电二极管阵列中对应的二极管产生所述荧光的激发电流,并将所述红外光二极管产生的环境光电流过滤,以消除环境中红外光的干扰,得到所述电信号。
4.根据权利要求1所述的荧光智能识别传感器,其特征在于,所述滤波器包括四个集成光电二极管电流的模数转换器ADC和数据寄存器。
5.根据权利要求4所述的荧光智能识别传感器,其特征在于,四个所述ADC用于同时将所述放大后的电信号转换为16位数字值;
所述数据寄存器用于当所述转换的周期结束后,保存转换结果,所述数据寄存器被双缓冲以确保数据的完整性。
6.所述根据权利要求1所述的荧光智能识别传感器,其特征在于,所述滤波器用于采用二阶滞后消抖滤波法算法对所述放大后的电信号进行滤波处理,得到稳定的电信号,包括:
对所述放大后的电信号进行连续采样,得到当次采样值;
若当次采样为第一次采样,则将所述当次采样值确定为有效滤波值;
若当次采样为非第一次采样,则判断当次采样值与上次采样值是否相同;
若所述当次采样值与所述上次采样值相同,则将所述当次采样值确定为有效滤波值,并且将预设的计数器清零;
若所述当次采样值与所述上次采样值不相同,将预设的计数器+1,判断计数器的值是否为3;
若计数器的值不为3,则返回执行所述对所述放大后的电信号进行连续采样的步骤;
若计数器的值为3,则根据预设的滤波结果计算公式以及当次采样值、上次采样值以及上上次采样值确定当次滤波值,所述滤波结果计算公式为:
当次滤波值=a*当次采样值+b*上次采样值+c*上上次采样值;
其中,a、b和c分别为当次采样值、上一次采样值以及上两次采样值对应的权重,并且a+b+c=1。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的荧光智能识别传感器,其特征在于,所述电路板还包括IIC接口和状态机,所述状态机用于控制所述荧光智能识别传感器内部定时以及低功耗等待状态。
8.一种多通道荧光扫描系统,其特征在于,所述多通道荧光扫描系统包括荧光智能识别传感器、多通道荧光显微镜以及计算机系统,其中:
所述荧光智能识别传感器设置在所述多通道荧光显微镜的荧光通道的光路上,使得所述荧光智能识别传感器可以捕捉到所述多通道荧光显微镜发出的荧光,所述荧光智能识别传感器通过USB线与所述计算机系统连接;
所述荧光智能识别传感器包括:外壳、光路调节模块、电路板、基座以及所述USB线,所述电路板包括光学识别器、信号放大器、滤波器和微处理器,其中:
所述外壳用于支撑与保护所述荧光智能识别传感器的内部结构;
所述光路调节模块用于采集环境光以及荧光通道中的荧光,并调节所述荧光的光路,使得所述荧光照射到所述光学识别器的特定有效范围内,所述荧光通道为所述多通道荧光显微镜的光通道;
所述光学识别器用于采集所述荧光,并根据光电效应将所述荧光的光信号转换为电信号;
所述信号放大器用于放大所述电信号,得到放大后的电信号;
所述滤波器用于采用二阶滞后消抖滤波法算法对所述放大后的电信号进行滤波处理,得到稳定的电信号;
所述微处理器用于将所述稳定的电信号转换为计算机系统可以读取识别的协议类型,得到计算机可识别信号;
所述基座用于固定所述荧光智能识别传感器,调整所述荧光智能识别传感器的位置,使得所述荧光智能识别传感器可以采集到所述荧光通道中的荧光;
所述USB线用于与所述计算机系统连接,并通过所述USB线将所述计算机可识别信号发送至所述计算机系统中;
所述计算机系统用于通过所述USB线接收所述计算机可识别信号,并通过所述USB线为所述荧光智能识别传感器供电;
当所述计算机系统接收到所述计算机可识别信号时,根据所述计算机可识别信号确定所述荧光的荧光颜色,并根据所述荧光颜色自动完成所述计算机系统对应信息的配置。
9.根据权利要求8所述的多通道荧光扫描系统,其特征在于,所述所述光学识别器包括一个3×4光电二极管阵列,所述3×4光电二极管阵列由红色滤波二极管、绿色滤波二极管、蓝色滤波二极管和红外光电二极管组成。
10.根据权利要求9所述的多通道荧光扫描系统,其特征在于,所述光学识别器用于采集所述荧光,并根据光电效应将所述荧光的光信号转换为电信号,包括:
当所述光学识别器采集到所述荧光时,通过所述3×4光电二极管阵列中对应的二极管产生所述荧光的激发电流,并将所述红外光二极管产生的环境光电流过滤,以消除环境中红外光的干扰,得到所述电信号。
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