CN216826249U - 光学信息采集模组、光学样本检测装置及智能马桶 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光学信息采集模组、光学样本检测装置及智能马桶，属于生物检测技术领域，解决了现有技术中存在的样本检测装置成本高的问题。该光学信息采集模组包括：微流控检测芯片，所述微流控检测芯片用于容纳样本并为样本的光学检测提供检测环境辅助采集样本的光学信息；光学信息采集组件，位于所述微流控检测芯片一侧，用于采集所述样本的光学信息。本实用新型提供的荧光、光谱光学信息采集模组、光学样本检测装置及智能马桶不仅使样本检测变得简单便捷，而且降低了检测成本。

Description

光学信息采集模组、光学样本检测装置及智能马桶

技术领域

本实用新型属于生物检测技术领域，具体涉及一种光学信息采集模组、光学样本检测装置及智能马桶。

背景技术

随着目前人们对于健康问题的关注提高，越来越多的人希望不仅仅能够通过医院的大型体检监控自身身体状况，更能够在家方便地检测监控自身的健康状况，从而针对性地改善自己作息或者生活方式，实现对健康状况的提升。而尿液检测作为一项较为基础且覆盖面较广的体检项目，能够检测且提示被检测者身体的大部分异常情况。基于上述考虑，一些厂家将传统意义上的马桶开发为兼具排便以及尿液检测功能的智能马桶，该智能马桶能够完成尿液的采集以及尿液的检测，使得用户在日常生活中能够方便的掌握自己的健康状况。

现有技术中，对样本进行检测的检测装置通常包括显微镜，运用显微镜成像原理对样本的成像进行观测，再分析观测的数据，从而得出人体的身体状况信息，但是，显微镜的成本较高，如在日益普及的家用尿液检测的智能马桶领域中，智能马桶成本高成为一个亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种光学信息采集模组、光学样本检测装置及智能马桶，用以解决现有技术中存在的样本检测装置成本高的问题。

本实用新型采用的技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种光学信息采集模组，应用于样本的光学检测中，包括：

微流控检测芯片，所述微流控检测芯片用于容纳样本并为样本的光学检测提供检测环境辅助采集样本的光学信息；

光学信息采集组件，位于所述微流控检测芯片一侧，用于采集所述样本的光学信息。

作为上述光学信息采集模组的优选方案，所述样本检测腔室部分透明或全透明。

作为上述光学信息采集模组的优选方案，所述微流控检测芯片包括：

检测芯片本体；

检测芯片进样口；

样本检测腔室，设于所述检测芯片本体内，用于容纳和辅助检测样本；

第一微流道，所述第一微流道设置在所述检测芯片本体内，样本从所述检测芯片进样口经所述第一微流道流入所述样本检测腔室。

检测芯片出样口；

第二微流道，样本从所述样本检测腔室经第二微流道流出所述检测芯片出样口。

作为上述光学信息采集模组的优选方案，所述检测芯片本体包括器件腔室，所述器件腔室用于容纳检测器件。

作为上述光学信息采集模组的优选方案，所述检测芯片本体还包括第一腔室盖，所述第一腔室盖用于密封所述样本检测腔室。

作为上述光学信息采集模组的优选方案，所述检测芯片本体还包括第二腔室盖，所述第二腔室盖与所述检测芯片本体之间形成所述第二微流道。

作为上述光学信息采集模组的优选方案，所述光学信息采集组件包括图像信息采集单元和/或光谱信息采集单元，所述图像信息采集单元用于采集样本图像信息，所述光谱信息采集单元用于采集样本光谱信息。

作为上述光学信息采集模组的优选方案，所述图像信息采集单元包括荧光信息采集模块、显微图像信息采集模块和红外信息采集模块中的至少一种。

作为上述光学信息采集模组的优选方案，所述光学信息采集组件包括包括发光器件。

第二方面，本实用新型提供了一种光学样本检测装置，用于对样本进行检测，包括前述的光学信息采集模组。

第三方面，本实用新型提供了一种智能马桶，包括前述的光学信息采集模组或光学样本检测装置。

作为上述光学信息采集模组、光学样本检测装置及智能马桶的优选方案，

综上所述，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的光学信息采集模组包括微流控检测芯片和光学信息采集组件，所述微流控检测芯片用于容纳样本并为样本的光学检测提供检测环境辅助采集样本的光学信息，用于采集所述样本的光学信息，图像采集过程中，不设置显微镜，微流控检测芯片就能为样本的光学检测提供检测环境，辅助采集样本的光学信息，微流控检测芯片将样本的光学图像投影到光学信息采集组件中，由光学信息采集组件获取和保存样本的光学图像信息，能够节省成本。此外，样本可以流入微流控检测芯片，由光学信息采集组件直接采集样本的光学信息，不需要人工转移检测样本，检测流程较为简单，节约成本。

本实用新型提供的光学样本检测装置包括前述的光学信息采集模组，样本光学检测的成本降低。

本实用新型提供的智能马桶包括前述的光学信息采集模组或光学样本检测装置，不仅使样本检测变得简单便捷，而且降低了检测成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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，这些均在本实用新型的保护范围内。

图1为本实用新型微流控检测芯片的立体图；

图2为本实用新型微流控检测芯片的内部结构图；

图3为本实用新型微流控检测芯片的爆炸图；

图4为本实用新型显微图像信息采集模块的立体图；

图5为本实用新型显微镜本体内部的结构图；

图6为本实用新型显微图像采集模组的立体图；

图7为本实用新型光学信息采集模组的立体图；

图8为本实用新型光学信息采集组件与微流控检测芯片的位置关系图；

图9为本实用新型荧光/光谱微流控检测芯片的内部结构图；

图10为本实用新型荧光/光谱微流控检测芯片的爆炸图；

图11为本实用新型智能马桶的立体图；

图12为本实用新型智能马桶的侧视图；

图13为本实用新型智能马桶的内部结构图；

图14为本实用新型智能马桶的爆炸图；

图中零件部件及编号：

100、马桶本体；

110、底座；120、便槽；

200、马桶座圈；

210、第三轴承；

300、马桶盖体；

310、马桶前盖；311、第一轴承；320、马桶后盖；321、第一转动轴；

400、尿液取样器；

500、取样微流泵；

600、耗材收纳盒；

700、尿液检测模组；

710、微流控检测芯片；

711、检测芯片本体；711a、第一器件腔室；711b、发光器件；711c、第二器件腔室；711d、调温器件；711e、器件密封件；711f、第一腔室盖；711g、第二腔室盖；711h、激发光滤光层；

712、检测芯片进样口；713、样本检测腔室；714、第一微流道；715、检测芯片出样口；716、第二微流道；

720、显微图像采集模组；

730、显微图像信息采集模块；

731、显微镜本体；

732、镜片组；

733、变焦组件；733a、第一放大透镜；733b、第二放大透镜；733c、护镜；

734、滤光组件；734a、第一滤光镜；734b、第一滤光镜；

735、载物台；

736、显微光学信息采集组件；

740、光学信息采集模组；

741、光学信息采集组件；

780、尿液传输管道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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实用新型的限制。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本实用新型实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。

实施例1

请参见图1至图3，本实用新型实施例公开了一种微流控检测芯片710，设置在光学尿液检测模组内，为光学尿液检测提供检测环境，具体的，光学尿液检测模组包括显微图像采集模组720、荧光图像采集模组740和光谱图像采集模组，三者内均设置有微流控检测芯片710。

请参见图1和图2，本实用新型提供的微流控检测芯片710包括检测芯片本体711、检测芯片进样口712、样本检测腔室713和第一微流道714，样本检测腔室713设于检测芯片本体711内，用于容纳和辅助检测样本，第一微流道714设置在检测芯片本体711内，样本从检测芯片进样口712经第一微流道714流入样本检测腔室713，在本实施例中，检测芯片进样口712、样本检测腔室713和第一微流道714依次连通，样本可以直接经第一微流道714流入样本检测腔室713内进行检测，微流控检测芯片710集成度较高，不需要人工转移检测样本，检测流程较为简单。

本实用新型提供的光学尿液检测模组包括前述的微流控检测芯片710，可以直接对尿液进行光学检测，检测流程较为简单。

本实用新型提供的智能马桶包括前述的微流控检测芯片710或光学尿液检测模组，能直接获取尿液样本并进行尿液光学检测，方便快捷。

微流控检测芯片710与显微图像采集模组720、荧光图像采集模组740以及光谱图像采集模组之间均为可拆卸连接，当三者内的检测芯片本体711受到污染时，可以将微流控检测芯片710拆卸，更换受污染检测器件，以保证检测结果的准确性。

微流控检测芯片710便于清洗，将清洗液注入第一微流道714，清洗后的样本从第二微流道716流出，可以较为方便的清洗检测芯片本体711、第一微流道714和第二微流道716。

为便于理解微流控检测芯片710的结构，现将检测芯片本体711、检测芯片进样口712、样本检测腔室713和第一微流道714分别进行描述，如下：

请参见图1至图3，样本检测腔室713部分透明或全透明。样本检测腔室用于辅助检测样本，样本检测腔室713包括上腔壁、下腔壁和侧壁，当侧壁透明，上腔壁或下腔壁也透明时，样本通入检测腔室内部，外部光源可透过该侧壁、透明上腔壁或下腔壁进入样本检测腔室713内，光线通过透明上腔壁或下腔壁反射出样本检测腔室713，据此，可为样本检测提供光源环境。当上腔壁、下腔壁均透明时，光源提供的光线可以从上腔壁或下腔壁的一侧穿透上腔壁以及下腔壁，为样本检测提供光线环境。本实施例中的微流控检测芯片710用于辅助样本进行检测，集成度较高，结构简单，降低了检测成本。

在本实施例中，第一微流道714设置在检测芯片本体711内，样本检测腔室713位于第一微流道714的其中一段，检测芯片进样口712设置在第一微流道714的一端并与外界连通，样本从检测芯片进样口712流入第一微流道714内直接进入样本检测腔室713中，在样本检测腔室713内，检测模组可直接对尿液进行检测，不需要人工转移检测样本，检测流程较为简单。

检测芯片还包括：检测芯片出样口715和第二微流道716，检测芯片出样口715设置在第二微流道716的一端并与外界连通，样本从样本检测腔室713经第二微流道716流出检测芯片出样口715。第二微流道716设置在检测芯片本体711内，第一微流道714与第二微流道716连通，样本先从第一微流道714进入样本检测腔室713中，再从样本检测腔室713流入第二微流道716，最后通过检测芯片出样口715流出检测芯片，完成样本检测。在本实施例中，检测芯片既包括第一微流道714也包括第二微流道716，若样本为检测样本，样本经第一微流道714进行检测后形成废液从第二微流道716流出，检测芯片可重复使用，若样本为清洗液，可以对检测芯片内部进行清洗，以供下次使用。

在另一种实施例中，检测芯片只包括第一微流道714不包括第二微流道716，样本只进不出，检测芯片为一次性产品。

请参见图2和图3，检测芯片本体711还包括器件腔室，器件腔室用于容纳检测器件，检测器件用于为样本检测提供检测环境。

进一步的，器件腔室包括第一器件腔室711a，第一器件腔室711a用于容纳发光器件711b，发光器件711b发出检测样本的光源，光源投射到样本上，经光源投射的样本透射出微流控检测芯片710，以便光学尿液检测模组对样本进行检测和分析。更进一步的，发光器件711b包括紫外光源、红外光源或可见光源中的至少一种。

进一步的，器件腔室还包括第二器件腔室711c，第二器件腔室711c用于容纳调温器件711d。第二器件腔室711c的设置位置在此不作限定，只要能为样本检测腔室提供适宜的温度环境即可，优选的，在本实施例中，第二器件腔室711c设置在第一器件腔室711a与样本检测腔室713之间，用于调节样本检测腔室713的温度，在对样本进行检测时，需保证样本处在恒温条件下，调温器件711d为样本检测提供了恒温环境，恒温条件下检测的效果更好。更进一步的，调温器件711d部分透光或全透光，调温器件711d设置在发光器件711b与样本之间，只有当调温器件711d全透光或部分透光时，发光器件711b发出的光源才能投射到样本上。进一步的，调温器件711d包括温度传感器和温度控制单元。

进一步的，器件腔室还包括器件密封件711e，在本实施例中，器件密封件711e密封样本检测腔室713的底部，在其他实施例中，器件密封件711e可以设置在其他位置，只要器件密封件711e位于样本检测腔室713与第二器件腔室711c之间，以保证发光器件711b发射的光线能透过器件密封件711e来实现辅助检测样本的作用即可。器件密封件711e也密封了器件腔室，样本检测腔室713经过第一微流道714，若是样本流入器件腔室，将会影响各检测器件的正常运行，据此，器件密封件711e隔离了样本检测腔室713与器件腔室，能有效防止样本泄漏。更进一步的，器件密封件711e部分透光或全透光，只有当器件密封件711e全透光或部分透光时，发光器件711b发出的光源才能投射到样本上。

请参见图1至图3，检测芯片本体711还包括第一腔室盖711f，第一腔室盖711f用于密封样本检测腔室713，防止样本泄漏，并且，能够较好的储存样本。进一步的，第一腔室盖711f部分透光或全透光，只有当第一腔室盖711f全透光或部分透光时，发光器件711b发出的光源才能投射到样本上。光源照射下，透光的腔室盖可以透射出样本的相关信息，以便对样本进行分析。

检测芯片本体711还包括第二腔室盖711g，第二腔室盖711g设于第二微流道716的一侧，用于密封第二微流道716。第一腔室盖711f与第二腔室盖711g密闭整个检测芯片本体711。第，第二腔室盖711g作为支撑主体支撑并容纳各检测器件，第一腔室盖711f作为盖板盖住第二腔室盖711g，第一腔室盖711f与第二腔室盖711g可拆卸连接，具体的，第一腔室盖711f与第二腔室盖711g卡接、粘接或滑动连接，将第一腔室盖711f拆卸，可以查看微流控检测芯片710的内部结构，便于清理、维修或更换内部各部件。

进一步的，样本检测腔室713形成于第一腔室盖711f与器件腔室之间，样本检测腔室713用于存放待检测的样本，样本检测腔室713所在位置与器件腔室所在位置相对应，样本检测腔室713的上底面和下底面形状与面积也与器件腔室截面形状与面积相适应，便于对样本进行检测。具体的，在本实施例中，样本检测腔室713形状与器件腔室形状一致，面积大小也一致，样本检测腔室713的光源能完全照射样本存放室内的样本，能充分利用光源，检测效率更高。

实施例2

请参见图4和图5，本实用新型实施例公开了一种显微图像信息采集模块730，显微图像信息采集模块730包括显微镜本体731、载物台735和显微光学信息采集组件736，显微镜本体731包括镜片组732，待检测样本设置在载物台735上，载物台735设于镜片组732图像入射的一侧，显微光学信息采集组件736位于显微镜本体731上，待检测样本经镜片组732放大后形成待检测样本的当前显微图像，待检测的样本当前显微图像反映待检测样本的当前状态，位于显微镜本体731上的显微光学信息采集组件736可以拍摄待检测样本的当前状态，能够提取经显微镜放大的待检测样本的生物信息并将该生物信息以图片的形式保存，可以将该图片移交至检测处进行检测，检测精确度更高，与此同时，为避免检测出错，也可以调用该图片进行二次核验。载物台735、显微镜本体731以及显微光学信息采集组件736之间的位置相对固定，待检测样本进入载物台735就可直接进行检测，检测更方便。

本实用新型提供的显微图像采集模组720包括微流控检测芯片710和前述的显微图像信息采集模块730，载物台735设于微流控检测芯片710，微流控检测芯片710为样本检测提供检测环境，如：光线环境和恒温环境，据此，显微图像采集模组720采集的图像会更清晰，更能反映待检测样本的相关信息。

本实用新型提供的智能马桶包括前述的显微图像信息采集模块730或显微图像采集模组720，能够采集更清晰的样本图像，检测精确度更高。

为便于理解显微图像信息采集模块730的结构，现将显微镜本体731、载物台735以及显微光学信息采集组件736分别进行描述，如下：

请参见图5，显微镜包括滤光组件734和变焦组件733，滤光组件734设置在显微光学信息采集组件736与变焦组件733之间，滤光组件734包括自显微光学信息采集组件736一端依次设置的第一滤光镜734b和第二滤光镜，第一滤光镜734b和第二滤光镜可选取所需辐射波段，使样本呈现出便于观测的图像，变焦组件733能在一定范围内变换焦距，从而得到不同宽窄的视场角，不同大小的影象和不同景物范围，变焦组件733在不改变拍摄距离的情况下，可以通过变动焦距来改变拍摄范围，因此非常有利于画面构图，在本实施例中，滤光组件734、变焦组件733以及滤光组件734与变焦组件733之间的位置相对固定，滤光组件734与变焦组件733结合，能够清晰地投射出样本的图像。

进一步的，变焦组件733包括自滤光组件734一端依次设置的第一放大透镜733a、第二放大透镜733b和护镜733c，第一放大透镜733a和第二放大透镜733b为样本提供放大环境，第二放大透镜733b位置一定，样本存放在微流控检测芯片710中，样本位于第二放大透镜733b的一倍焦距与二倍焦距之间，样本的成像在第一放大透镜733a的二倍焦距之外，呈现为倒立放大的实像，第二放大透镜733b所在位置一定，将第一放大透镜733a的倒立实像放大，呈现为正立虚假图像。护镜733c用于保护显微镜内部各元件，防止外部灰尘或杂质进入显微镜内部，污染镜片。

更进一步的，第一放大透镜733a、第二放大透镜733b和护镜733c中心对齐叠放，第一放大透镜733a靠近滤光组件734，护镜733c设置在靠近微流控检测芯片710处的显微镜的末端，第二放大透镜733b设置在第一放大透镜733a与护镜733c之间。中心对齐叠放能保证第一放大透镜733a、第二放大透镜733b和护镜733c的相对位置固定，放大倍数为预设倍数，载物台735所在位置也与显微镜第一放大透镜733a、第二放大透镜733b和护镜733c所在位置相对应。样本、护镜733c、第二放大透镜733b以及第一放大透镜733a位置相对固定，可以直接对载物台735上的样本进行检测，不用频繁调整各部分之间的位置关系。

更进一步的，第一放大透镜733a为菲涅尔透镜，第二放大透镜733b为月牙透镜或菲涅尔透镜。采用月牙透镜对样本进行检测，可产生最小的准直入射光焦点，投射效果较好。菲涅尔透镜为螺纹透镜，菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，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。菲涅尔透镜连续表面部分“坍陷”到一个平面上，从剖面看，其表面由一系列锯齿型凹槽412b组成，中心部分是椭圆型弧线，每个凹槽412b都与相邻凹槽412b之间角度不同，但都将光线集中一处，形成中心焦点，也就是透镜的焦点，每个凹槽412b都可以看做一个独立的小透镜，把光线调整成平行光或聚光。这种透镜还能够消除部分球形像差。使用普通的凸透镜，会出现边角变暗、模糊的现象，这是因为光的折射只发生在介质的交界面，凸透镜片较厚，光在玻璃中直线传播的部分会使得光线衰减。如果可以去掉直线传播的部分，只保留发生折射的曲面，便能省下大量材料同时达到相同的聚光效果。菲涅尔透镜看上去像一片有无数多个同心圆纹路(菲涅尔带)的玻璃，却能达到凸透镜的效果，如果投射光源是平行光，汇聚投射后能够保持图像各处亮度的一致，成像效果更好。

更进一步的，护镜733c为平面镜，微流控检测芯片710包括发光器件711b，发光器件711b的光源直射在样本上，样本位置与显微镜位置相对应，发光层发射的光源会直射到显微镜中，不便于观察，平面镜反射光线的能力较弱，平面镜设置在靠近微流控检测芯片710处的显微镜末端，能够提供较好的光照环境，显微镜成像效果更好。

请参见图4，进一步的，显微光学信息采集组件736包括CCD/CMOS集成组件，CCD集成组件能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的成像元件，CCD集成组件具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击等优势，CMOS是互补性金属氧化物半导体，COMS上有N带负电，和P带正电级的半导体，两个互补效应所成生电流解读成图片显示在芯片上所得图像，CMOS集成组件成本低，更省电。

实施例3

请参见图4和图6，本实用新型实施例公开了一种显微图像采集模组720，包括微流控检测芯片710和前述的显微图像信息采集模块730，载物台735设于微流控检测芯片710，微流控检测芯片710为样本检测提供检测环境，如：光线环境和恒温环境，据此，显微图像采集模组720采集的图像会更清晰，更能反映待检测样本的相关信息。

进一步的，载物台735为微流控检测芯片710上设置的用于容纳样本的样本检测腔室713。

实施例4

请参见图7和图8，本实用新型实施例公开了一种光学信息采集模组740，

光学信息采集模组740包括微流控检测芯片710和光学信息采集组件741，所述微流控检测芯片710用于容纳样本并为样本的光学检测提供检测环境辅助采集样本的光学信息，用于采集所述样本的光学信息，图像采集过程中，不设置显微镜，微流控检测芯片710就能为样本的光学检测提供检测环境，辅助采集样本的光学信息，微流控检测芯片710将样本的光学图像投影到光学信息采集组件741中，由光学信息采集组件741获取和保存样本的光学图像信息，能够节省成本。此外，样本可以流入微流控检测芯片710，由光学信息采集组件740直接采集样本的光学信息，不需要人工转移检测样本，检测流程较为简单，节约成本。

本实用新型提供的光学样本检测装置包括前述的光学信息采集模组740，尿液光学检测的成本降低。

本实用新型提供的智能马桶包括前述的光学信息采集模组740或光学样本检测装置，不仅使尿液检测变得简单便捷，而且降低了检测成本。

为便于理解光学信息采集模组740的结构，现将微流控检测芯片710和荧光光学信息采集组件741分别进行描述，如下：

请参见图9和图10，本实用新型实施例提供的微流控检测芯片710包括检测芯片本体711、检测芯片进样口712、样本检测腔室713和第一微流道714，样本检测腔室713设于检测芯片本体711内，用于容纳和辅助检测样本，第一微流道714设置在检测芯片本体711内，样本从检测芯片进样口712经第一微流道714流入样本检测腔室713，在本实施例中，检测芯片进样口712、样本检测腔室713和第一微流道714依次连通，样本可以直接经第一微流道714流入样本检测腔室713内进行检测，微流控检测芯片710集成度较高，不需要人工转移检测样本，检测流程较为简单。微流控检测芯片710便于清洗，将清洗液注入第一微流道714，清洗后的样本从第二微流道716流出，可以较为方便的清洗检测芯片本体711、第一微流道714和第二微流道716。

样本检测腔室713部分透明或全透明。样本检测腔室用于辅助检测样本，样本检测腔室713包括上腔壁、下腔壁和侧壁，当侧壁透明，上腔壁或下腔壁也透明时，样本通入检测腔室内部，外部光源可透过该侧壁、透明上腔壁或下腔壁进入样本检测腔室713内，光线通过透明上腔壁或下腔壁反射出样本检测腔室713，据此，可为样本检测提供光源环境。当上腔壁、下腔壁均透明时，光源提供的光线可以从上腔壁或下腔壁的一侧穿透上腔壁以及下腔壁，为样本检测提供光线环境。本实施例中的微流控检测芯片710用于辅助样本进行检测，集成度较高，结构简单，降低了检测成本。

在本实施例中，第一微流道714设置在检测芯片本体711内，样本检测腔室713位于第一微流道714的其中一段，检测芯片进样口712设置在第一微流道714的一端并与外界连通，样本从检测芯片进样口712流入第一微流道714内直接进入样本检测腔室713中，在样本检测腔室713内，检测模组可直接对样本进行检测，不需要人工转移检测样本，检测流程较为简单。

检测芯片还包括：检测芯片出样口715和第二微流道716，检测芯片出样口715设置在第二微流道716的一端并与外界连通，样本从样本检测腔室713经第二微流道716流出检测芯片出样口715。第二微流道716设置在检测芯片本体711内，第一微流道714与第二微流道716连通，样本先从第一微流道714进入样本检测腔室713中，再从样本检测腔室713流入第二微流道716，最后通过检测芯片出样口715流出检测芯片，完成样本检测。在本实施例中，检测芯片既包括第一微流道714也包括第二微流道716，若样本为尿液样本，样本经第一微流道714进行检测后形成废液从第二微流道716流出，检测芯片可重复使用，若样本为清洗液，可以对检测芯片内部进行清洗，以供下次使用。

在另一种实施例中，检测芯片只包括第一微流道714不包括第二微流道716，样本只进不出，检测芯片为一次性产品。

检测芯片本体711还包括器件腔室，器件腔室用于容纳检测器件，检测器件用于为样本检测提供检测环境。

进一步的，器件腔室包括第一器件腔室711a，第一器件腔室711a用于容纳发光器件711b，发光器件711b发出检测样本的光源，光源投射到样本上，经光源投射的样本透射出微流控检测芯片710，以便光学样本检测装置对样本进行检测和分析。更进一步的，发光器件711b包括紫外光源、红外光源或可见光源中的至少一种。

微流控检测芯片710应用于荧光图像信息采集时，发光器件711b发出激发样本荧光物质的光源，光源投射到样本上，经光源投射的样本透射出微流控检测芯片710，以便光学样本检测装置对样本的荧光图像进行检测和分析。更进一步的，发光器件711b包括紫外光源或蓝紫光源中的至少一种。

微流控检测芯片710应用于光谱信息采集时，发光器件711b发出激发样本光谱信息的光源，光源投射到样本上，经光源投射的样本透射出微流控检测芯片710，以便光学样本检测装置对样本的光谱信息进行检测和分析。更进一步的，发光器件711b包括红外光源或X射线中的至少一种。

进一步的，器件腔室还包括第二器件腔室711c，第二器件腔室711c用于容纳调温器件711d。第二器件腔室711c的设置位置在此不作限定，只要能为样本检测腔室提供适宜的温度环境即可，优选的，在本实施例中，第二器件腔室711c设置在第一器件腔室711a与样本检测腔室713之间，用于调节样本检测腔室713的温度，在对样本进行检测时，需保证样本处在恒温条件下，调温器件711d为样本检测提供了恒温环境，恒温条件下检测的效果更好。更进一步的，调温器件711d部分透光或全透光，调温器件711d设置在发光器件711b与样本之间，只有当调温器件711d全透光或部分透光时，发光器件711b发出的光源才能投射到样本上。进一步的，调温器件711d包括温度传感器和温度控制单元。

进一步的，器件腔室还包括器件密封件711e，在本实施例中，器件密封件711e密封样本检测腔室713的底部，在其他实施例中，器件密封件711e可以设置在其他位置，只要器件密封件711e位于样本检测腔室713与第二器件腔室711c之间，以保证发光器件711b发射的光线能透过器件密封件711e来实现辅助检测样本的作用即可。器件密封件711e也密封了器件腔室，样本检测腔室713经过第一微流道714，若是样本流入器件腔室，将会影响各检测器件的正常运行，据此，器件密封件711e隔离了样本检测腔室713与器件腔室，能有效防止样本泄漏。更进一步的，器件密封件711e部分透光或全透光，只有当器件密封件711e全透光或部分透光时，发光器件711b发出的光源才能投射到样本上。

请参见图1至图3，检测芯片本体711还包括第一腔室盖711f，第一腔室盖711f用于密封样本检测腔室713，防止样本泄漏，并且，能够较好的储存样本。进一步的，第一腔室盖711f部分透光或全透光，只有当第一腔室盖711f全透光或部分透光时，发光器件711b发出的光源才能投射到样本上。光源照射下，透光的腔室盖可以透射出样本的相关信息，以便对样本进行分析。

进一步的，第一腔室盖711f包括激发光滤光层711h，激发滤光层位于发光器件711b和样本之间，激发光滤光层711h用于过滤光谱或除荧光外的其他光。当激发光滤光层711h用于过滤除荧光外的其他光时，激发滤光层包括四组：紫外光、紫光、蓝光以及绿光。

检测芯片本体711还包括第二腔室盖711g，第二腔室盖711g设于第二微流道716的一侧，用于密封第二微流道716。第一腔室盖711f与第二腔室盖711g密闭整个检测芯片本体711。第，第二腔室盖711g作为支撑主体支撑并容纳各检测器件，第一腔室盖711f作为盖板624c盖住第二腔室盖711g，第一腔室盖711f与第二腔室盖711g可拆卸连接，具体的，第一腔室盖711f与第二腔室盖711g卡接、粘接或滑动连接，将第一腔室盖711f拆卸，可以查看微流控检测芯片710的内部结构，便于清理、维修或更换内部各部件。

进一步的，样本检测腔室713形成于第一腔室盖711f与器件腔室之间，样本检测腔室713用于存放待检测的样本，样本检测腔室713所在位置与器件腔室所在位置相对应，样本检测腔室713的上底面和下底面形状与面积也与器件腔室截面形状与面积相适应，便于对样本进行检测。具体的，在本实施例中，样本检测腔室713形状与器件腔室形状一致，面积大小也一致，样本检测腔室713的光源能完全照射样本存放室内的样本，能充分利用光源，检测效率更高。

光学信息采集组件741包括图像信息采集单元和/或光谱信息采集单元，图像信息采集单元用于采集样本图像信息，光谱信息采集单元用于采集样本光谱信息。光谱信息采集单元类型不限，只要能接收样本的光谱信息即可，在本实施例中，优选的，光谱信息采集单元包括光线和微型光谱仪，其中光纤接收光路为共焦接收，即接收面和物体面为共轭面，实现定点光谱接收。接收光纤一端接入微流控检测芯片光路，另一端连接至微型光谱仪，从而获取物体微观区域内的光谱信息。

图像信息采集单元包括荧光信息采集模块、显微图像信息采集模块730和红外信息采集模块中的至少一种。显微图像信息采集模块730如前所述，用于采集样本的显微图像信息。荧光信息采集模块和红外信息采集模块可以采集样本的荧光图像信息和红外图像信息。荧光信息采集模块和红外信息采集模块的类型不限，只要能采集样本图像信息即可，优选的，在本实施例中，荧光信息采集模块和红外信息采集模块可以为CCD/CMOS集成组件，CCD集成组件能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的成像元件，CCD集成组件具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击等优势，CMOS是互补性金属氧化物半导体，COMS上有N带负电，和P带正电级的半导体，两个互补效应所成生电流解读成图片显示在芯片上所得图像，CMOS集成组件成本低，更省电。

光学信息采集组件741包括包括发光器件，发光器件包括不同波段光源、紫外、红外以及可见光，为样本检测提供光源环境，本实施方式中的发光器件包括前述微流控检测芯片中的发光器件，微流控检测芯片内的发光器件以及样本检测腔室均位于微流控检测芯片中，为样本检测提供内部光源环境。本实施方式中的发光器件还为样本检测提供了外部光源环境，样本检测腔室用于辅助检测样本，样本检测腔室713包括上腔壁、下腔壁和侧壁，当侧壁透明，上腔壁或下腔壁也透明时，样本通入检测腔室内部，外部光源可透过该侧壁、透明上腔壁或下腔壁进入样本检测腔室713内，不经微流控检测芯片710，光线通过透明上腔壁或下腔壁反射出样本检测腔室713，据此，可为样本检测提供外部光源环境，本实施方式适用于不具有微流控检测芯片710或微流控检测芯片710无法正常工作时。

光学信息采集模组包括前述的显微图像采集模组720，还包括荧光图像采集模组和光谱信息采集模组，可应用于尿液检测中，将尿液样本通入微流控检测芯片的样本检测腔室中，光学信息采集模块可采集尿液样本的显微图像、荧光图像、光谱信息。光学信息采集模组不限于应用在尿液检测领域，还可应用于其他人体生化指标检测领域，优选的，样本类型还包括人体体液如：血清(浆)、尿液、唾液等，人体组织如：上皮组织，以及粪便与液体的混合液等。

本实施例提供了一种光学样本检测装置，包括前述的微流控检测芯片、光学信息采集模组，当光学样本检测装置用于检测尿液样本时，光学样本检测装置为光学尿液检测模组。

实施例6

请参见图4、图6、图7和图13，本实用新型实施例公开了一种尿液检测模组，设置在智能马桶上，用于对尿液进行检测，尿液检测模组包括化学尿液检测模组和前述的光学尿液检测模组，化学尿液检测模组对尿液中的化学成分进行检测，来确定尿液中多种无机物质和有机物质，并通过对尿液的半定量和定量检测对泌尿系统疾病、肝胆疾病、糖尿病等疾病进行辅助诊断与疗效观察，对安全用药进行监护，以及评估健康状态；光学尿液检测模组对尿液样本图像进行采集，将采集的图像送至指定分析处进行分析或上传至智能马桶的控制器，控制器控制分析组件对光学尿液检测模组采集的图像进行分析，输出尿液样本的分析结果，根据分析结果判定用户的身体状况。

光学尿液检测模组包括显微图像采集模组720、荧光图像采集模组和光谱信息采集模组。显微图像采集模组720采用显微镜检查尿液中的细胞、管型及盐类结晶对的形态和数量，正常尿液中一般无红细胞、白细胞及上皮细胞，也无管型，这些成分增多反映出泌尿系统有病理变化，据此，可以分析出用户的身体状况。荧光图像采集模组采用荧光方法获取尿液样本的荧光信息，并将获取的荧光信息直接投射到光学信息采集组件741上，据此，光学信息采集组件741采集到尿液样本的荧光信息。光谱信息采集模块在检测尿液样本光谱的同时，可以实现尿液样本图像的实时采集，光谱能产生一种与观察位置有关的信号，如透射光子的计数率、总的或特定的峰的光电子产率、荧光产率等，这些信号能给出元素的、化学的、磁的等各种信息，依据这些光谱信息可以分析出用户的身体状况。

实施例7

请参见图11至图14，本实用新型实施例公开了一种智能马桶，包括前述的光学尿液检测模组或微流控检测芯片。智能马桶还包括前述的化学尿液检测模组。

本实施例的智能马桶既可作为普通马桶使用，也可用于尿液检测领域，对用户尿液进行检测，具体可运用在家庭、企业或医院等场所，如运用在家庭中：患者需要长期疗养，且需要经常检测尿液信息，通过分析尿液数据以确定患者自身的健康状况，虽然医院的尿检设备齐全，医生专业性也比较高，但是，在医院所要支出的费用也比较多，目前，有较多的家庭都比较拮据，医院的这笔费用会给整个家庭带来一个巨大的负担，若是采用本申请的智能马桶，患者待在家中即可进行尿液检测，不仅省去了医院的各种费用，而且，也更方便家人照顾患者，在家中，家人既可兼顾个人事务和家庭事务，也有更多的时间对患者进行照顾。此外，具有一定生活自理能力的患者也可独自在家中疗养，可根据需要实时知晓自身的身体健康状况。

又如在医院中，需要先排队检测，在检测流程中，只能由用户自行在卫生间如厕过程中进行取样，取样完成后，把取样样本交给医务人员进行检测分析，整个过程的取样流程不方便，并且排队需要浪费时间，若是采用本申请提供的智能马桶，客户不用在医院奔波，不需要排队，并且取样的流程也比较简单，使用更为便捷，省时省力。

请参见图11至图14，智能马桶包括马桶本体100、马桶座圈200、马桶盖体300、尿液取样器400以及尿液检测模组。马桶本体100作为智能马桶的基体，具有承载各种器件的功能，也能实现普通马桶的排便功能。马桶座圈200设置在马桶本体100上，马桶座圈200与人体贴合度高，马桶座圈200能增加用户如厕时的舒适度，如在天气寒冷时，在马桶上套上马桶座圈200，可以避免冰冷的马桶直接与人体接触，此外，套有马桶座圈200的马桶更加卫生健康，马桶冲水时具有一定的水压，会导致细菌乱溅，马桶座圈200则具有一定的隔离和防护效果。马桶盖体300可以保证马桶的卫生，不使用马桶时合上马桶盖体300，封住马桶本体100，避免细菌、尘土或液体等杂质进入马桶内。尿液取样器400可以设置在马桶本体100内，也可以设置在马桶本体100上方，位于尿液流入到马桶本体100内的路径上，用于对尿液进行取样。尿液检测模组设于马桶盖体300或马桶本体100，用于对尿液取样器400取样的尿液进行取样。

为便于理解智能马桶的结构，现对智能马桶各组成部分进行进一步描述，如下：

请参见图14，马桶本体100包括底座110和便槽120。底座110下底面与地面接触，底座110上表面与马桶座圈200接触，底座110上表面的长度和宽度均大于下底面的长度和宽度，占地空间小的同时能实现较大的如厕空间。便槽120呈锥形结构，锥形结构倒立设置，锥形顶点位于锥形底面下方，马桶本体100还包括下水管道，下水管道管口一端与便槽120锥形顶点连通，另一端接入便池，锥形结构能够有效地汇聚便槽120内的大小便以及冲洗时的清洗液。

请参见图12，马桶盖体300包括马桶前盖310和马桶后盖320，马桶后盖320固定设置在马桶本体100上，位于马桶本体100后部，马桶前盖310与马桶本体100或马桶后盖320转动连接，位于马桶前部，覆于马桶座圈200，盖住便槽120。优选的，在本实施例中，马桶前盖310与马桶后盖320转动连接，具体的，马桶后盖320的两侧设置有第一转动轴321，马桶前盖310上设置有第一轴承311，第一转动轴321安装在第一轴承311上，马桶前盖310可相对马桶后盖320前后转动，以实现马桶前盖310盖住便槽120保护马桶，将马桶前盖310掀起，用户可进行如厕或进行尿液检测。当马桶前盖310与马桶本体100转动连接时，马桶本体100上固定设置有第二转动轴(未图示)，马桶前盖310上设置有第二轴承(未图示)，将第二轴承套设在第二转动轴上，马桶前盖310可相对马桶本体100前后转动。

在马桶前盖310盖住便槽120时，马桶座圈200设置在马桶前盖310与马桶本体100之间，马桶盖体300也可保护马桶座圈200，马桶座圈200与马桶本体100或马桶盖体300转动连接，马桶座圈200上设置有第三轴承210，如前，马桶座圈200与马桶盖体300连接时，第三轴承210与第一转动轴321连接，马桶座圈200与马桶本体100连接时，第三轴承210与第二转动轴连接。

智能马桶还包括耗材收纳盒600，耗材收纳盒600用于为尿液检测模组提供检测条件。耗材收纳盒600包括若干可更换试剂耗材盒，若干可更换试剂耗材盒内容纳有用于与尿液混合的试剂。

尿液检测模组700包括光学尿液检测模组，光学尿液检测模组设置在马桶本体100上或马桶盖体300上。光学尿液检测模组包括显微图像采集模组720、荧光图像采集模组和光谱信息采集模组。尿液检测模组还包括化学尿液检测模组，化学尿液检测模组设置在马桶本体100上或马桶盖体300上。化学尿液检测模组包括干化学尿液检测模组和电化学体液检测装置。

智能马桶还包括控制系统和尿液传输管道780和取样微流泵500，尿液传输管道780用于传输尿液，取样微流泵500可以去除尿液中的气泡，也能定量获取和输送尿液，控制系统用于控制尿液取样器400进行尿液取样，控制尿液检测模组700进行尿液检测。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种光学信息采集模组，其特征在于，应用于样本的光学检测中，包括：

微流控检测芯片，所述微流控检测芯片用于容纳样本并为样本的光学检测提供检测环境辅助采集样本的光学信息；

光学信息采集组件，位于所述微流控检测芯片一侧，用于采集所述样本的光学信息。

2.根据权利要求1所述的光学信息采集模组，其特征在于，所述样本检测腔室部分透明或全透明。

3.根据权利要求1所述的光学信息采集模组，其特征在于，所述微流控检测芯片包括：

检测芯片本体；

检测芯片进样口；

样本检测腔室，设于所述检测芯片本体内，用于容纳和辅助检测样本；

第一微流道，所述第一微流道设置在所述检测芯片本体内，样本从所述检测芯片进样口经所述第一微流道流入所述样本检测腔室；

检测芯片出样口；

第二微流道，样本从所述样本检测腔室经第二微流道流出所述检测芯片出样口。

4.根据权利要求3所述的光学信息采集模组，其特征在于，所述检测芯片本体包括器件腔室，所述器件腔室用于容纳检测器件。

5.根据权利要求3所述的光学信息采集模组，其特征在于，所述检测芯片本体还包括第一腔室盖，所述第一腔室盖用于密封所述样本检测腔室。

6.根据权利要求3所述的光学信息采集模组，其特征在于，所述检测芯片本体还包括第二腔室盖，所述第二腔室盖与所述检测芯片本体之间形成所述第二微流道。

7.根据权利要求1所述的光学信息采集模组，其特征在于，所述光学信息采集组件包括图像信息采集单元和/或光谱信息采集单元，所述图像信息采集单元用于采集样本图像信息，所述光谱信息采集单元用于采集样本光谱信息。

8.根据权利要求7所述的光学信息采集模组，其特征在于，所述图像信息采集单元包括荧光信息采集模块、显微图像信息采集模块和红外信息采集模块中的至少一种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的光学信息采集模组，其特征在于，所述光学信息采集组件包括发光器件。

10.一种光学样本检测装置，其特征在于，用于对样本进行检测，包括如权利要求1-9任一项所述的光学信息采集模组。

11.一种智能马桶，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的光学信息采集模组或如权利要求10所述的光学样本检测装置。

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