一种基于编组直排光栅的扫描识别方法及扫描识别系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于编组直排光栅的扫描识别方法及扫描识别系统，包括：移动装置、检测板、激发光源、编组直排光栅、光纤及识别装置。将多根光纤的一端按照编组间隔直线排列的方式，形成编组直排光栅；或在单根光纤的一端端面通过光刻或腐蚀的方式，形成编组直排光栅。检测板设置在移动装置上，检测板上有矩阵分布的待检物。利用编组直排光栅与检测板形成的相对运动，对检测板进行扫描；待检物发出或反射的光被编组直排光栅采集，并传送到识别装置进行光电转换，从而实现对检测板进行扫描识别。这种扫描识别方式能够对检测板上的待检物进行动态连续计数，以减少识别时间、提高检测效率、提高检测精度。提高检测精度。提高检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于编组直排光栅的扫描识别方法及扫描识别系统


[0001]本专利技术涉及检测
、实现数字化单分子扫描，具体涉及一种基于编组直排光栅的扫描识别方法及扫描识别系统。

技术介绍

[0002]单分子检测（Single Molecule Detection, SMD）是近年来快速发展起来的一种超灵敏的检测技术，其是指从单分子水平上对目标物进行测定与分析，是一种全新的检测方法，也开辟了一种全新的检测领域。单分子荧光检测是单分子检测最常用的方法，通过标记在生物大分子上各个荧光基团的各种特性的变化反映了有关分子间相互作用、酶活性、反应动力学、分子构象、DNA和RNA的转录、蛋白质折叠等生物学信息。单分子荧光检测在化学分析、生物分析、纳米材料分析、医学诊断、法医分析、单细胞分析、分子动力学机理考察等方面都具有独特的应用价值，对许多学科领域的发展产生了和正在产生着深远的影响。单分子荧光检测形式可分为三种：光子爆发检测、单分子图像记录和单分子光谱测绘。光子爆发检测最为简单，直接测定爆发的光子数。单分子成像可指示分子在图像中的位置和发光强弱，实时跟踪记录单分子。其中美国Quanterix公司研发出一种Simoa（Single
‑
molecule Array）技术为目前最为先进的单分子荧光检测技术，该技术的灵敏度为ELISA技术的1000倍以上，检测下限达到fg/mL，实现了单分子的有效检测和定量。
[0003]但现有的Simoa技术是采用成像后在图片中数发光分析物的数量，对成像设备有较高的要求，且检测速度慢，导致Simoa技术的应用推广存在难度。为此本申请是采用编组直排光栅对发光的待检物进行动态连续计数，以实现数字化单分子扫描，从而提高检测精度、减少识别时间、提高检测效率。
[0004]经专利检索，与本申请有一定关系的主要有以下专利：1、申请号为“202110018302.1”、申请日为“2021.01.07”、公开号为“CN112859256A”、公开日为“2021.05.28”、名称为“一种基于图像识别的光栅耦合器定位测量方法”、申请人为“天津大学”的中国专利技术专利，该专利技术专利公开一种基于图像识别的光栅耦合器定位测量方法，具体包括以下步骤：(1)在芯片设计图中定位光栅耦合器的位置坐标；(2)将芯片设计图与测量平台上芯片的尺寸进行映射匹配，从而得到芯片中的光栅耦合器在测量平台上的位置坐标；(3)利用程序控制位移台移动，实现耦合光纤与光栅耦合器位置的微米级定位；(4)使用空间扫描方法实现耦合光纤与光栅耦合器位置的百纳米级以下定位，找出最优的耦合位置进行芯片测量。但该专利是通过移动光纤，对准光栅耦合器上的光信号进行逐点扫描，检测效率低。
[0005]2、申请号为“202111571233.3”、申请日为“2021.12.21”、公开号为“CN114240755A”、公开日为“2022.03.25”、名称为“一种基于光纤束结合微扫描技术的图像超分辨重建方法”、申请人为“中国科学院光电技术研究所”的中国专利技术专利，该专利技术专利公开了一种基于光纤束结合微扫描技术的图像超分辨重建方法，包括准直镜头、光纤束、位移驱动器、光电探测器、高压放大器、位移控制及数据采集装置。物体经准直镜头成像于其像
方焦平面并被光纤束接收，位移控制装置产生电压信号，经高压放大器放大后，作用于位移驱动器，从而使光纤束面阵对目标物体所成的像进行微位移扫描，精确调节系统扫描步长，即可实现小于等于光学系统衍射极限的位移。本专利技术利用光纤束纤芯传像的特征并结合微扫描技术，打破目标探测与识别受探测器像元大小影响的限制，实现亚像素位移，补偿包层缺失的信息；并利用光电探测器阵列快速捕获光纤束输出端的光能量信息，减少信息丢失，可实现大视场超高分辨率成像。但该专利是通过凸透镜成像的方式，将光信号投影到光纤束上，不是采用扫描的方式检测光信号，检测精度较低。
[0006]3、申请号为“200810201668.7”、申请日为“2008.10.23”、公开号为“CN101387527B”、公开日为“2010.12.15”、名称为“光纤光栅传感解调仪及其应用”、申请人为“曹春耕”的中国专利技术专利，该专利技术专利涉及光纤光栅传感解调仪，该解调仪包括大功率ASE 宽谱光源、微光机械扫描滤波系统、光耦合器、光探测器、对数放大电路、信号采集放大与模数转换电路、数字信号处理系统，所述的大功率ASE 宽谱光源与微光机械扫描滤波系统连接，所述的微光机械扫描滤波系统与光耦合器连接，所述的光耦合器与光探测器连接，所述的光探测器与对数放大电路、信号采集放大与模数转换电路、数字信号处理系统依次连接。本专利技术的的精度有了很大提高，该装置基于微光机械扫描滤波技术和DSP 信号采集与处理技术，性能稳定可靠，测量精度高；可以通过远程读取光纤光栅中心反射波长，实现解调仪的远程实时读取，对于传感系统网状布设，工程实现简单易行。但该专利是通过光纤布拉格光栅传感器进行检测，与本申请采用编组直排光栅的扫描识别方法不同。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种基于编组直排光栅的扫描识别方法及扫描识别系统。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种基于编组直排光栅的扫描识别方法，所述编组直排光栅是由多个采光点按照编组间隔直线排列的方式组成，所述采光点包括透光点或反光点。检测板上平铺有待检物，利用编组直排光栅与检测板形成的相对运动，对检测板进行扫描；待检物发出或反射的光被采光点采集，并传送到识别装置进行光电转换，从而实现对检测板进行扫描识别。利用编组直排光栅对发光的待检物进行动态连续计数，以减少识别时间、提高检测效率、提高检测精度。所述采光点为方形、圆形或椭圆形。
[0009]进一步地，待检物按照矩阵分布的方式平铺在检测板上，编组直排光栅的相邻采光点间距与待检物矩阵间距相同。使得采光点能够对准待检物，减少因采光点不能对准待检物所造成的干扰，能够大幅度提高扫描识别准确率。
[0010]进一步地，多个采光点沿光栅方向X间隔排列，组成编组直排光栅。编组直排光栅中的采光点对应检测板上矩阵中的一排待检物。在编组直排光栅与检测板的相对运动过程中，编组直排光栅依次对检测板上矩阵中的每排待检物进行扫描。
[0011]进一步地，相邻采光点在垂直于光栅方向错位排列。编组直排光栅中的采光点对应检测板上矩阵中相邻的两排待检物，以增加相邻采光点之间的距离，减小或避免采光点所对准的待检物相邻的待检物的光干扰，提高检测精度。
[0012]进一步地，相邻采光点错位距离与相邻采光点间距相等。与待检物矩阵间距相同，
使得编组直排光栅错位排列的采光点与待检物位置对应。
[0013]进一步地，编组直排光栅与检测板相对运动方向与光栅方向垂直。
[0014]进一步地，待检物发出或反射的光，在通过编组直排光栅采集后，经过光纤传送到识别装置。编组直排光栅设置在光纤的一端，识别装置设置在光纤的另一端。利用光纤来传输光信号，能够灵活布置识本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于编组直排光栅的扫描识别方法，所述编组直排光栅（4）是由多个采光点（401）按照编组间隔直线排列的方式组成，所述采光点（401）包括透光点或反光点；其特征在于：检测板（2）上平铺有待检物（201），利用编组直排光栅（4）与检测板（1）形成的相对运动，对检测板（2）进行扫描；待检物（201）发出或反射的光被采光点（401）采集，并传送到识别装置（6）进行光电转换，从而实现对检测板（1）进行扫描识别。2.根据权利要求1所述的基于编组直排光栅的扫描识别方法，其特征在于：待检物（201）按照矩阵分布的方式平铺在检测板（1）上，编组直排光栅（4）的相邻采光点间距（L）与待检物矩阵间距（K）相同。3.根据权利要求2所述的基于编组直排光栅的扫描识别方法，其特征在于：多个采光点（401）沿光栅方向（X）间隔排列，组成编组直排光栅（4）。4.根据权利要求3所述的基于编组直排光栅的扫描识别方法，其特征在于：相邻采光点（401）在垂直于光栅方向（X）错位排列。5.根据权利要求4所述的基于编组直排光栅的扫描识别方法，其特征在于：相邻采光点错位距离（M）与相邻采光点间距（L）相等。6.根据权利要求1至5任意一项所述的基于编组直排光栅的扫描识别方法，其特征在于：编组直排光栅（4）与检测板（2）相对运动方向（Y）与光栅方向（X）垂直。7.根据权利要求6所述的基于编组直排光栅的扫描识别方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢成昆，曾文彬，何峰，杨梅，刘美慧，
申请(专利权)人：湖南超亟检测技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：