CN211086324U - 一种光学检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学检测装置，其包括：光照单元，所述光照单元包括多个光源，其中部分所述光源的出光侧设置有滤光件且其余的所述光源的出光侧未设置滤光件；光处理单元，用于收集多个光源发出的光并将收集的光分束，经所述光处理单元处理后发出的光照射至待测样本；探测单元，用于接收经所述待测样本后射出的光，并将光信号转换为电信号。部分光源的出光侧设置有滤光件且其余的光源的出光侧未设置滤光件。未设置滤光件的光源为符合波长带宽的光源；设置滤光件的光源为不符合波长带宽的光源，该部分光源发出的光通过滤光件的作用使波长带宽符合要求。如此设置，简化了结构，降低了成本。

Description

一种光学检测装置

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，更具体地说，涉及一种光学检测装置。

背景技术

目前，用于凝血分析的光学检测装置基本上采用的都是卤素灯、滤光片轮、光纤束组合的方式对样本进行检测。卤素灯发出的光为复色光，光谱范围覆盖340nm-1200nm，通过电机转动滤光片轮实现不同波长的单色光，耦合进入光纤束进行多通道分离，每个通道对应一个检测位，最终由探测器进行光信号接收，通过测试透射或者散射光强度的变化来计算待测含量。

例如中国专利CN200710145205.9和中国专利CN201610345353.4公开的技术方案中，每个光源均需配置滤光片，导致结构复杂，且成本较高。另外，上述两个技术方案中均采用了卤素灯作为光照单元进行样本测定。凝血光学检测装置采用卤素灯、滤光片轮的组合方式，导致结构复杂，且卤素灯发热量高，需设计专门的散热装置，占用空间大，卤素灯寿命短，会增加后期维护成本，另外，单色光的实现依靠滤光片轮转动，稳定性较差。

综上所述，如何有效地解决凝血分析用的光学检测装置结构复杂且成本高的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光学检测装置，该光学检测装置的结构设计可以有效地解决凝血分析用的光学检测装置结构复杂且成本高的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种光学检测装置，包括：

光照单元，所述光照单元包括多个光源，其中部分所述光源的出光侧设置有滤光件且其余的所述光源的出光侧未设置滤光件；

光处理单元，用于收集多个光源发出的光并将收集的光分束，经所述光处理单元处理后发出的光照射至待测样本；

探测单元，用于接收经所述待测样本后射出的光，并将光信号转换为电信号。

优选地，上述光学检测装置中，多个所述光源中的部分位于中心位置，其余的围绕中心位置的光源呈单环形均匀分布或呈多环形分布，且所述多环形同心设置。

优选地，上述光学检测装置中，多个所述光源包括位于中心位置的中心光源、围绕所述中心光源呈环形均匀分布的多个内环光源和围绕所述中心光源呈环形均匀分布的多个外环光源，多个所述外环光源所围成的环形在多个所述内环光源所围成的环形外侧。

优选地，上述光学检测装置中，多个所述光源中部分所述光源装配在第一装配孔内，其余的所述光源分别装配在多个第二装配孔内。

优选地，上述光学检测装置中，多个所述光源中的部分位于中心位置，其余的围绕中心位置的光源呈多环形分布；

位于中心位置的光源和最内侧的环形上的光源装配在第一装配孔内，其余的所述光源分别装配在多个第二装配孔内。

优选地，上述光学检测装置中，位于中心位置的光源和最内侧的环形上的光源的出光侧未设置所述滤光件，其余的光源中至少一个的出光侧设置有所述滤光件。

优选地，上述光学检测装置中，位于中心位置的光源和最内侧的环形上的光源的出光侧未设置所述滤光件，其余的光源的出光侧均设置有所述滤光件。

优选地，上述光学检测装置中，多个所述光源中的一个位于中心位置。

优选地，上述光学检测装置中，任一所述光源为LED光源或LD光源。

优选地，上述光学检测装置中，所述光处理单元包括所述集光单元和分束单元，光依次经过所述集光单元和分束单元。

优选地，上述光学检测装置中，所述光处理单元还包括匀光单元，从所述光照单元发出的光依次经过所述集光单元、所述匀光单元和所述分束单元。

优选地，上述光学检测装置中，所述匀光单元为六角导光棒、矩形导光棒、圆形导光棒或异形导光棒；

所述集光单元包括多片透镜，所述分束单元包括一分多光纤束。

优选地，上述光学检测装置中，所述光处理单元包括光纤耦合系统和准直系统，光依次经过所述光纤耦合系统和准直系统。

优选地，上述光学检测装置中，所述光纤耦合系统包括耦合透镜和多合一光纤束，所述准直系统包括准直透镜组。

优选地，上述光学检测装置中，所述光源与所述耦合透镜之间的距离可调。

本实用新型提供的光学检测装置的光照单元采用了多个光源，任意一个光源为LED光源或LD光源，LED光源和LD光源具有寿命长、发热量少的优点，无需专门的散热装置，可简化结构，在仪器寿命期间无需更换光源，可降低后期维护成本。另外，部分光源的出光侧设置有滤光件且其余的光源的出光侧未设置滤光件。未设置滤光件的光源为符合波长带宽的光源；设置滤光件的光源为不符合波长带宽的光源，该部分光源发出的光通过滤光件的作用使波长带宽符合要求。如此设置，也简化了结构，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型一种实施例提供的光学检测装置的示意图；

图2为本实用新型一种实施例提供的多个光源的分布图；

图3为本实用新型一种实施例提供的多个光源的装配孔的分布图；

图4为本实用新型另一种实施例提供的光学检测装置的示意图。

具体实施方式

本实用新型的目的在于提供一种光学检测装置，该光学检测装置的结构设计可以有效地解决凝血分析用的光学检测装置结构复杂且成本高的问题。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。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。

请参阅图1-图4，本实用新型提供的光学检测装置可以用于凝血分析。光学检测装置包括光照单元1、光处理单元和探测单元5。其中，光照单元1包括多个光源。其中部分光源的出光侧设置有滤光件且其余的光源的出光侧未设置滤光件。即多个光源中的一个或多个光源的出光侧设置有滤光件，剩余的光源的出光侧没有设置滤光件。

光处理单元用于收集多个光源发出的光并将收集的光分束。即光处理单元能够收集多个光源发出的光，将收集的来自多个光源的光合成一束，然后再分束，分束后的光仍然包括每个光源对应的波长的光。经光处理单元处理后发出的光照射至待测样本，待测样本可以为血样、尿样等。探测单元5用于接收经待测样本后射出的光，并将光信号转换为电信号。即探测单元5能够接收经过待测样本后的光，并且将接收的光信号转换为电信号。

由上可知，部分光源的出光侧设置有滤光件且其余的光源的出光侧未设置滤光件。未设置滤光件的光源为符合波长带宽的光源；设置滤光件的光源为不符合波长带宽的光源，该部分光源发出的光通过滤光件的作用使波长带宽符合要求。如此设置，简化了结构，降低了成本。

该实用新型提供的光学检测装置中采用光处理单元先将收集的来自多个光源的光合成一束，然后再将合成的光束分成不同波长的多束光，避免了设置与多个光源一一对应的多个光路结构，所有的光源共用一套光处理单元，进一步简化了结构且降低了成本。

探测单元5包括光电探测器502，每一个检测通道都对应一个检测杯501及光电探测器502，光通过检测杯501内的血液样品后由光电探测器502接收，将光信号转换为电信号，通过测试透射光强度的变化对样本进行测定。

上述光源可以为单色光源，具体地，出光侧未设置滤光件的光源为单色光源。出光侧设置滤光件的光源可以为多色光源。滤光件可以为滤光片，在此不作限定。

在一具体实施例中，为了检测更多的项目，光照单元1可以包括至少五个光源，且至少五个光源可以发出至少五种波长不同的单色光，以满足检测要求。当然，也可以检测较少的项目，而设置少于五个的光源，在此不作限定。

如图2所示，多个光源中的一部分光源位于中心位置，其余的围绕中心位置的光源呈单环形均匀分布或呈多环形分布。即有一个或多个光源位于中心位置，其余的多个光源环绕中心的光源围成一个环形。或者，有一个或多个光源位于中心位置，其余的多个光源环绕中心的光源围成多个同心环形。

具体地，多个光源包括位于中心位置的中心光源101、围绕中心光源101呈环形均匀分布的多个内环光源102和围绕中心光源101呈环形均匀分布的多个外环光源103，多个外环光源103所围成的环形在多个内环光源102所围成的环形外侧。即多个内环光源102围成的环形与多个外环光源103围成的环形为同心环，中心光源101位于上述同心环的圆心处。如此设置，可以大幅度提高空间利用率，压缩结构体积，减小物方视场，提高能量利用率。

优选地，进行装配时，可以多个光源中的一部分光源装配的第一装配孔104内，其余的光源分别装配在多个第二装配孔105内。

进一步地，有一个或多个光源位于中心位置，其余的多个光源环绕中心的光源围成多个同心环形。位于中心位置的光源和最内侧的环形上的光源装配在第一装配孔104内，其余的光源分别装配在多个第二装配孔105内。应用时，满足波长带宽要求的光源分布在中心和最内侧的环形上，且共用第一装配孔104，结构紧密排列。而不满足波长带宽要求的光源分布在外环。不满足波长带宽要求的光源需要用滤光件进行滤光，使其波长带宽满足要求。

其中，中心光源101和多个内环光源102可以装配在第一装配孔104内，即中心光源101和多个内环光源102可以共用第一装配孔104。多个外环光源103分别装配在多个第二装配孔105内，且至少一个第二装配孔105的出光侧设置有滤光片。即多个第二装配孔105与多个外环光源103一一对应，且一个外环光源103装在一个第二装配孔105内。

在另一实施例中，位于中心位置的光源和最内侧的环形上的光源的出光侧未设置滤光件，其余的光源中至少一个的出光侧设置有滤光件。如此设置，可以根据实际需求选择满足波长带宽要求的光源安装在未设置滤光件的位置，选择不满足波长带宽要求的光源安装在设置有滤光件的位置。

进一步地，可以位于中心位置的光源和最内侧的环形上的光源的出光侧未设置滤光件，其余的光源的出光侧均设置有滤光件。

另外，可以多个光源中的一个位于中心位置。内环设置6个光源，外环设置10个光源，在此不作限定。

其中，光照单元1采用了多个光源，任意一个光源为LED光源或LD光源，LED光源或LD光源具有寿命长、发热量少的优点，无需专门的散热装置，可简化结构，在仪器寿命期间无需更换光源，可降低后期维护成本。

如图1所示，在一具体实施例中，光处理单元包括集光单元2和分束单元4。其中，集光单元2用于收集多个光源发出的光，并传输至后面的单元。

分束单元4用于将合成的光束分成不同波长的多束光，多束光以分别对应于检测多通道。为了保证能在传输波长340-800nm有较高的透过率，分束单元4可以采用一分多光纤束4a，其光纤材料为石英，每一束光纤末端带有准直透镜402，将光进行准直成平行光。一分多光纤束4a的末端为多束用于输出光的输出光纤束401。

进一步地，上述实施例中，还包括匀光单元3，从光照单元1发出的光依次经过集光单元2、匀光单元3和分束单元4。即沿着光路依次设置集光单元2、匀光单元3和分束单元4。匀光单元3对集光单元2聚焦的光斑进行匀化，使输出端每一个波长光的强度分布均匀。

上述实施例中，多个光源发出的光经集光单元2的多片透镜聚焦，成像于匀光单元3的输入端，经匀光单元3匀化后输出，使各个波长的光强度分布均匀，再由分束单元4进行多通道的分离，照射样本后由光电探测器502接收，通过测试透射光的变化来计算待测物质含量。

具体地，匀光单元3可以采用六角导光棒301、矩形导光棒、圆形导光棒或异形导光棒，在此不作限定。上述六角导光棒301、矩形导光棒、圆形导光棒或异形导光棒的材质可以为石英，在此不作限定。

优选地，集光单元2可以包括多片透镜。本实用新型实施例中，集光单元2可以包括依次沿光路排布的第一平凸透镜201、第二平凸透镜202和第三平凸透镜203，其中第一平凸透镜201的平面侧与集光单元2的多个光源相对，以接收多个光源发出的光。第一平凸透镜201的凸面侧与第二平凸透镜202的凸面侧相对，第二平凸透镜202的平面侧与第三平凸透镜203的凸面侧相对。

如图4所示，在另一实施例中，光处理单元可以包括光纤耦合系统2’和准直系统3’。其中，光纤耦合系统2’包括耦合透镜2a和多合一光纤束2b。多个光源发出的光分别经多个耦合透镜2a后进入多合一光纤束2b内合成一束光。准直系统3’包括准直透镜组，准直透镜组包括凸面相对设置的两个平凸透镜。准直系统3’的光路后侧还设置有光纤分路系统4’，光纤分路系统4’包括一分多光纤束4a，以将合成的光束分成不同波长的多束光。该实施例中，多个光源可以按照矩阵分布，也可以与上一实施例中的分布方式相同，在此不作限定。多个光源通过耦合透镜2a耦合进入多合一光纤束2b，且每个光源对应一个光纤束输入端。多个波长的单色光从多合一光纤束2b输出后，经准直透镜组转化为平行光，使各个波长的光强度分布均匀，再输入一分多光纤束4a进行多通道的分离。如此采用光纤波导传输，结构简单，并具有较高的空间灵活度。

其中，为了使耦合效率最大化，光源与耦合透镜2a之间的距离可以设计成可调的。具体地，可以设置弹簧、滑动组件或者伸缩部件等驱动光源和耦合透镜2a相互靠近或远离。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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 (15)

1.一种光学检测装置，其特征在于，包括：

光照单元，所述光照单元包括多个光源，其中部分所述光源的出光侧设置有滤光件且其余的所述光源的出光侧未设置滤光件；

光处理单元，用于收集多个光源发出的光并将收集的光分束，经所述光处理单元处理后发出的光照射至待测样本；

探测单元，用于接收经所述待测样本后射出的光，并将光信号转换为电信号。

2.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，多个所述光源中的部分位于中心位置，其余的围绕中心位置的光源呈单环形均匀分布或呈多环形分布，且所述多环形同心设置。

3.根据权利要求2所述的光学检测装置，其特征在于，多个所述光源包括位于中心位置的中心光源、围绕所述中心光源呈环形均匀分布的多个内环光源和围绕所述中心光源呈环形均匀分布的多个外环光源，多个所述外环光源所围成的环形在多个所述内环光源所围成的环形外侧。

4.根据权利要求2所述的光学检测装置，其特征在于，多个所述光源中部分所述光源装配在第一装配孔内，其余的所述光源分别装配在多个第二装配孔内。

5.根据权利要求4所述的光学检测装置，其特征在于，多个所述光源中的部分位于中心位置，其余的围绕中心位置的光源呈多环形分布；

位于中心位置的光源和最内侧的环形上的光源装配在第一装配孔内，其余的所述光源分别装配在多个第二装配孔内。

6.根据权利要求2所述的光学检测装置，其特征在于，位于中心位置的光源和最内侧的环形上的光源的出光侧未设置所述滤光件，其余的光源中至少一个的出光侧设置有所述滤光件。

7.根据权利要求6所述的光学检测装置，其特征在于，位于中心位置的光源和最内侧的环形上的光源的出光侧未设置所述滤光件，其余的光源的出光侧均设置有所述滤光件。

8.根据权利要求2或3所述的光学检测装置，其特征在于，多个所述光源中的一个位于中心位置。

9.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，任一所述光源为LED光源或LD光源。

10.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述光处理单元包括集光单元和分束单元，光依次经过所述集光单元和分束单元。

11.根据权利要求10所述的光学检测装置，其特征在于，所述光处理单元还包括匀光单元，从所述光照单元发出的光依次经过所述集光单元、所述匀光单元和所述分束单元。

12.根据权利要求11所述的光学检测装置，其特征在于，所述匀光单元为六角导光棒、矩形导光棒或圆形导光棒；

所述集光单元包括多片透镜，所述分束单元包括一分多光纤束。

13.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述光处理单元包括光纤耦合系统和准直系统，光依次经过所述光纤耦合系统和准直系统。

14.根据权利要求13所述的光学检测装置，其特征在于，所述光纤耦合系统包括耦合透镜和多合一光纤束，所述准直系统包括准直透镜组。

15.根据权利要求14所述的光学检测装置，其特征在于，所述光源与所述耦合透镜之间的距离可调。

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