[发明专利]一种智能马桶光谱检测装置的聚光调节方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明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。

本发明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：

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。

进一步，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，max＝10，边界厚度为1”，其中min为最小值，max为最大值；

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；

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；

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；

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。

进一步，所述光谱检测装置的激发光源为260nm的紫外光。

进一步，所述光谱检测装置的滤光片为310nm紫外窄带滤光片。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：