CN211061419U - 一种光学系统及检测仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学系统，包括：光源组件(1)、样品容器(2)、检测器(3)，所述光源组件(1)设置在所述样品容器(2)一侧的入射光路上，所述检测器(3)设置在所述样品容器(2)另一侧的透射光路上；所述光源组件(1)包括单波长且波长不同的第一光源(11)和第二光源(12)，还包括二向色镜(13)，所述第一光源(11)和所述第二光源(12)分别设置在所述二向色镜(13)的透射面和反射面，所述二向色镜(13)用于将所述第一光源(11)和所述第二光源(12)发出的光作为入射光，送至所述样品容器(2)的入射光路。本申请还提供一种检测仪。本申请提供的光学系统和检测仪，可有效减小所需占用的体积，成本低、使用寿命长。

Description

一种光学系统及检测仪

技术领域

本申请涉及检测设备技术领域，特别是涉及一种光学系统及检测仪。

背景技术

POCT，即时检验(point-of-care testing)，是指在病人旁边进行的临床检测及床边检测，通过在采样现场即刻进行分析，省去标本在实验室检验的复杂处理程序，从而快速得到检验结果的方法。POCT所用生化检测仪需要满足小型便携的要求，以便于使用者携带及随时进行检测。

目前生化检测通常采用主副波长同时检测以消除干扰。因卤素灯具有宽光谱、发光稳定和寿命较长的特点，生化检测仪器常用卤素灯作为光源，再通过设置单色器获得所需要的工作波长。但设置单色器需要在光路中加入色散光栅或滤光片轮，以及驱动色散光栅或滤光片轮运动的动力和机械结构，使得光路系统变复杂，体积变大，难以满足POCT检测仪的需求。

因此，如何减小生化检测仪的体积，从而满足POCT检测的便携需求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的第一个目的为提供一种光学系统；本实用新型的第二个目的为提供一种使用上述光学系统的检测仪；本申请提供的光学系统和检测仪，可有效减小所需占用的体积，成本低、使用寿命长。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种光学系统，包括：光源组件、样品容器、检测器，

所述光源组件设置在所述样品容器一侧的入射光路上，所述检测器设置在所述样品容器另一侧的透射光路上；

所述光源组件包括单波长且波长不同的第一光源和第二光源，还包括二向色镜，所述第一光源和所述第二光源分别设置在所述二向色镜的透射面和反射面，所述二向色镜用于将所述第一光源和所述第二光源发出的光作为入射光，送至所述样品容器的入射光路。

优选地，所述二向色镜与所述样品容器的入射光路呈45°夹角，所述第一光源发出的光与所述样品容器的入射光路同轴，所述第二光源发出的光与所述样品容器的入射光路垂直。

优选地，还包括荧光光源组件，所述荧光光源组件包括第二二向色镜、荧光检测器，所述第二二向色镜设置在所述样品容器和所述检测器之间，用于使透过所述样品容器的光反射至所述检测器检测，同时让所述样品容器中样品发出的荧光透过至所述荧光检测器检测。

优选地，所述第二二向色镜与所述样品容器的透射光路呈45°夹角。

优选地，所述荧光光源组件还包括滤光片，所述滤光片设置在所述第二二向色镜和所述检测器之间，用于滤除杂散光。

优选地，所述光源组件还包括整形透镜，所述整形透镜设置在所述二向色镜和所述样品容器之间，用于将所述入射光聚焦至所述样品容器。

优选地，所述光源组件还包括聚焦透镜，所述聚焦透镜设置在所述样品容器和所述检测器之间，用于将经样品容器透射的光聚焦至所述检测器。

优选地，所述第一光源和所述第二光源为发光二极管或半导体激光二极管中的任意一种。

优选地，所述样品容器具体为样品杯。

一种检测仪，包括光学系统，所述光学系统为上述任一项所述的光学系统。

针对现有技术存在的问题，本申请提供一种光学系统，利用二向色镜可以让某一特定波长的光透过，同时让另一特定波长的光反射的特性，根据检测所需的主副波长，选择对应的二向色镜，将单波长且波长不同的第一光源和第二光源分别设置在二向色镜的透射面和反射面，使得第一光源和第二光源发出的不同波长的光一个透射通过二向色镜，另一个被二向色镜反射，均经入射光路射入样品容器，在透过样品容器内的样品时，部分光被吸收，然后未被吸收的光穿过样品容器由透射光路射入检测器，被检测器捕捉并进行检测，从而实现样品容器内样品的检测。

本申请提供的光学系统，通过两个光源和二向色镜，即可实现提供主副波长同时检测以消除干扰，使得检测结果准确，且不同波长的光同轴可以使得入射到样品容器上的光斑很小，从而降低所用试剂的成本；同时不用设置运动机构，也无需昂贵的单色器，就能实现双波长检测，可以有效减小光学系统所需占用的体积，成本低、使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型实施例1中光学系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2中光学系统的结构示意图；

附图标记：1-光源组件；11-第一光源；12-第二光源；13-二向色镜；14-整形透镜；15-聚焦透镜；2-样品容器；3-检测器；4-荧光光源组件；41-第二二向色镜；42-荧光检测器；43-滤光片。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

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该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

本申请实施例采用递进的方式撰写。

请如图1至2所示，本实用新型实施例提供一种光学系统，包括：光源组件1、样品容器2、检测器3，

所述光源组件1设置在所述样品容器2一侧的入射光路上，所述检测器3设置在所述样品容器2另一侧的透射光路上；

所述光源组件1包括单波长且波长不同的第一光源11和第二光源12，还包括二向色镜13，所述第一光源11和所述第二光源12分别设置在所述二向色镜13的透射面和反射面，所述二向色镜13用于将所述第一光源11和所述第二光源12发出的光作为入射光，送至所述样品容器2的入射光路。

针对现有技术存在的问题，本申请提供一种光学系统，利用二向色镜13可以让某一特定波长的光透过，同时让另一特定波长的光反射的特性，根据检测所需的主副波长，选择对应的二向色镜，将单波长且波长不同的第一光源11和第二光源12分别设置在二向色镜13的透射面和反射面，使得第一光源11和第二光源12发出的不同波长的光一个透射通过二向色镜13，另一个被二向色镜13反射，均经入射光路射入样品容器2，在透过样品容器2内的样品时，部分光被吸收，然后未被吸收的光穿过样品容器2由透射光路射入检测器3，被检测器3捕捉并进行检测。光被吸收多少与样品容器2内样品的浓度有关，浓度越高吸收越多，通过检测器4检测吸收后的光强来计算样品的浓度，从而实现样品容器2内样品的检测。

本申请提供的光学系统，通过两个光源和二向色镜，即可实现提供主副波长同时检测以消除干扰，使得检测结果准确，且不同波长的光同轴可以使得入射到样品容器2上的光斑很小，可以减小样品容器2的体积，也就减少试剂的用量，从而降低所用试剂的成本；同时不用设置运动机构，也无需昂贵的单色器，就能实现双波长检测，可以有效减小光学系统所需占用的体积，成本低、使用寿命长。

本申请提供的光学系统检测时，第一光源11和第二光源12间隔很短时间点亮，通过样品容器2的光线完全重合，同时检测器4能够区分两种波长，即可实现主副波长检测。

优选地，所述二向色镜13与所述样品容器2的入射光路呈45°夹角，所述第一光源11发出的光与所述样品容器2的入射光路同轴，所述第二光源12发出的光与所述样品容器2的入射光路垂直。

优选二向色镜13与所述样品容器2的入射光路呈45°夹角，此时第一光源11发出的光与所述样品容器2的入射光路同轴(即第一光源11布置在样品容器2的入射光路的延长线上)，则第一光源11发出的光直接透过二向色镜13进入样品容器2的入射光路；同时第二光源12发出的光与所述样品容器2的入射光路垂直(即第二光源12布置在与样品容器2的入射光路垂直的线上)，则第二光源12发出的光经二向色镜反射时，入射角和反射角呈90°，也进入样品容器2的入射光路。这样布置，便于调准光源和二向色镜的位置，提高检测的精确度。

优选地，还包括荧光光源组件4，所述荧光光源组件4包括第二二向色镜41、荧光检测器42，所述第二二向色镜41设置在所述样品容器2和所述检测器3之间，用于使透过所述样品容器2的光反射至所述检测器3检测，同时让所述样品容器2中样品发出的荧光透过至所述荧光检测器42检测。

优选地，所述荧光光源组件4还包括滤光片43，所述滤光片43设置在所述第二二向色镜41和所述检测器3之间，用于滤除杂散光。

本申请提供的光学系统，还可以增设荧光光源组件4，用于检测荧光。设置第二二向色镜41，第一光源11、第二光源12入射到样品容器2，经样品容器2内样品吸收部分后剩余的透射光经第二二向色镜41反射到达检测器3进行检测；而样品容器2内样品受到激发发出的荧光透过第二二向色镜41至荧光检测器42检测。进一步的，在第二二向色镜41和所述荧光检测器42之间还设有滤光片43，滤除杂散光，降低杂散光对荧光检测器42检测的干扰。

优选地，所述第二二向色镜41与所述样品容器2的透射光路呈45°夹角。

优选第二二向色镜41与所述样品容器2的透射光路呈45°夹角布置，则经样品容器2内样品吸收部分后剩余的透射光经第二二向色镜41反射后，反射的光线与透射光呈90°，然后到达布置在对应位置的检测器3进行检测；样品容器2内样品受到激发发出的荧光透过第二二向色镜41，荧光透过前后角度不发生变化，呈一直线，到达布置在对应位置的荧光检测器42检测。

优选地，所述光源组件1还包括整形透镜14，所述整形透镜14设置在所述二向色镜13和所述样品容器2之间，用于将所述入射光聚焦至所述样品容器2。

优选在二向色镜13和样品容器2之间设置整形透镜14，使得入射光聚焦至所述样品容器2内的样品中，提高检测的精确度。

优选地，所述光源组件1还包括聚焦透镜15，所述聚焦透镜15设置在所述样品容器2和所述检测器3之间，用于将经样品容器2透射的光聚焦至所述检测器3。

优选在样品容器2和检测器3之间设置聚焦透镜15，使得经样品容器2透射的光聚焦至所述检测器3，提高检测的精确度。当设置荧光光源组件4时，聚焦透镜15可以设置在样品容器2和荧光光源组件4之间，也可设置在荧光光源组件4和检测器3之间。

本申请使用的整形透镜14、聚焦透镜15为本领域惯常使用的聚焦透镜。本申请使用的检测器3为本领域惯常使用的光学检测器。

优选地，所述第一光源11和所述第二光源12为发光二极管或半导体激光二极管中的任意一种。

优选提供单色光的第一光源11和第二光源12是发光二极管或半导体激光二极管中的任意一种。

发光二极管和半导体激光二极管具有使用寿命长、体积小和成本低廉的特点，越来越多的被用做小型生化检测类仪器的光源。但发光二极管和半导体激光二极管作为单波长光源，为了获得多个波长，现有技术的做法是多光路排布或者使用转盘转换的方式，需要机械结构的配合，也会增加整个光学系统的体积，且升高成本。本申请使用二向色镜13配合两个单波长光源(即单色光源)的设计，无需运动机构，即可提供主副波长同时检测，满足检测准确度的需求。

优选地，所述样品容器2具体为样品杯。

一种检测仪，包括光学系统，所述光学系统为上述任一项所述的光学系统。

本申请还提供一种检测仪，包括光学系统，所述光学系统为上述任一项所述的光学系统。由于使用了结构简单、体积小的光学系统，本申请提供的检测仪可以在满足检测需求的前提下缩小体积，便于携带，满足POCT的需求。

实施例1

如图1所示，提供一种光学系统，包括：光源组件1、样品容器2、检测器3，

所述光源组件1设置在所述样品容器2一侧的入射光路上，所述检测器3设置在所述样品容器2另一侧的透射光路上；

所述光源组件1包括单波长且波长不同的第一光源11和第二光源12，还包括二向色镜13，所述第一光源11和所述第二光源12分别设置在所述二向色镜13的透射面和反射面，所述二向色镜13用于将所述第一光源11和所述第二光源12发出的光作为入射光，送至所述样品容器2的入射光路。所述二向色镜13与所述样品容器2的入射光路呈45°夹角，所述第一光源11发出的光与所述样品容器2的入射光路同轴，所述第二光源12发出的光与所述样品容器2的入射光路垂直。所述光源组件1还包括整形透镜14，所述整形透镜14设置在所述二向色镜13和所述样品容器2之间，用于将所述入射光聚焦至所述样品容器2。

所述光源组件1还包括聚焦透镜15，所述聚焦透镜15设置在所述样品容器2和所述检测器3之间，用于将经样品容器2透射的光聚焦至所述检测器3。

所述第一光源11和所述第二光源12为发光二极管。

所述样品容器2具体为样品杯。

实施例2

如图2所示，提供一种光学系统，包括：光源组件1、样品容器2、检测器3，

所述光源组件1设置在所述样品容器2一侧的入射光路上，所述检测器3设置在所述样品容器2另一侧的透射光路上；

所述光源组件1包括单波长且波长不同的第一光源11和第二光源12，还包括二向色镜13，所述第一光源11和所述第二光源12分别设置在所述二向色镜13的透射面和反射面，所述二向色镜13用于将所述第一光源11和所述第二光源12发出的光作为入射光，送至所述样品容器2的入射光路。所述二向色镜13与所述样品容器2的入射光路呈45°夹角，所述第一光源11发出的光与所述样品容器2的入射光路同轴，所述第二光源12发出的光与所述样品容器2的入射光路垂直。

还包括荧光光源组件4，所述荧光光源组件4包括第二二向色镜41、荧光检测器42，所述第二二向色镜41设置在所述样品容器2和所述检测器3之间，用于使透过所述样品容器2的光反射至所述检测器3检测，同时让所述样品容器2中样品发出的荧光透过至所述荧光检测器42检测。所述第二二向色镜41与所述样品容器2的透射光路呈45°夹角。所述荧光光源组件4还包括滤光片43，所述滤光片43设置在所述第二二向色镜41和所述检测器3之间，用于滤除杂散光。

所述光源组件1还包括整形透镜14，所述整形透镜14设置在所述二向色镜13和所述样品容器2之间，用于将所述入射光聚焦至所述样品容器2。

所述光源组件1还包括聚焦透镜15，所述聚焦透镜15设置在所述样品容器2和荧光光源组件4之间，用于将经样品容器2透射的光聚焦至所述检测器3。

所述第一光源11和所述第二光源12为发光二极管。

所述样品容器2具体为样品杯。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光学系统，其特征在于，包括：光源组件(1)、样品容器(2)、检测器(3)，

所述光源组件(1)设置在所述样品容器(2)一侧的入射光路上，所述检测器(3)设置在所述样品容器(2)另一侧的透射光路上；

所述光源组件(1)包括单波长且波长不同的第一光源(11)和第二光源(12)，还包括二向色镜(13)，所述第一光源(11)和所述第二光源(12)分别设置在所述二向色镜(13)的透射面和反射面，所述二向色镜(13)用于将所述第一光源(11)和所述第二光源(12)发出的光作为入射光，送至所述样品容器(2)的入射光路。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述二向色镜(13)与所述样品容器(2)的入射光路呈45°夹角，所述第一光源(11)发出的光与所述样品容器(2)的入射光路同轴，所述第二光源(12)发出的光与所述样品容器(2)的入射光路垂直。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，还包括荧光光源组件(4)，所述荧光光源组件(4)包括第二二向色镜(41)、荧光检测器(42)，所述第二二向色镜(41)设置在所述样品容器(2)和所述检测器(3)之间，用于使透过所述样品容器(2)的光反射至所述检测器(3)检测，同时让所述样品容器(2)中样品发出的荧光透过至所述荧光检测器(42)检测。

4.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述第二二向色镜(41)与所述样品容器(2)的透射光路呈45°夹角。

5.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述荧光光源组件(4)还包括滤光片(43)，所述滤光片(43)设置在所述第二二向色镜(41)和所述检测器(3)之间，用于滤除杂散光。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光源组件(1)还包括整形透镜(14)，所述整形透镜(14)设置在所述二向色镜(13)和所述样品容器(2)之间，用于将所述入射光聚焦至所述样品容器(2)。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光源组件(1)还包括聚焦透镜(15)，所述聚焦透镜(15)设置在所述样品容器(2)和所述检测器(3)之间，用于将经样品容器(2)透射的光聚焦至所述检测器(3)。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述第一光源(11)和所述第二光源(12)为发光二极管或半导体激光二极管中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述样品容器(2)具体为样品杯。

10.一种检测仪，包括光学系统，其特征在于，所述光学系统为权利要求1-9中任一项所述的光学系统。

Images