[发明专利]基于智能手机的样品均匀透射照明拍照装置

说明书

本发明涉及一种基于智能手机的样品均匀透射照明拍照装置，属于生物传感器装置技术领域，该装置包含照明系统、成像系统和机械系统；机械系统包含成像盒子，成像盒子的上表面设置有两个开孔，成像盒子不透光，成像盒子靠近成像盒子底部的侧面设置有样品室；照明系统包含黑皮光纤、PC镜面和导光板，导光板设置在成像盒子内底部，黑皮光纤的一端连接至成像盒子上光源的开孔，导光板用于将PC镜面反射来的光线发散为均匀的面光源，导光板底部设置有多个散光凸起；成像系统设置在导光板的正上方，成像系统用于对样品进行放大。本发明装置利用手机内置光源为拍照提供恒定光照，控制光照变量，可以用于比色分析，并且无需加入其它电路装置。

技术领域

本发明属于生物传感器装置技术领域，涉及一种基于智能手机的样品均匀透射照明拍照装置。

背景技术

智能手机现在类似于具有操作系统，内部存储器和高质量相机镜头的微型计算机。而且它们比实验室分析设备更容易使用并且更加便宜。这使得使用智能手机用于临床检测的方法受到越来越多的关注。即时检测(POCT)的发展已经允许在实验室之外进行许多测试。同时，由于基于互补金属氧化物半导体(CMOS)的照相机的性能呈指数级增长，使用智能手机作为便携式生物传感器和分析设备更加合适。在大多数情况下，智能手机不能单独作为实验室仪器使用。智能手机与其他分析设备的结合在医疗保健，食品安全，环境监测和生物安全性展现了巨大的发展潜能，特别是在偏远和农村地区。近来有许多关于使用智能手机作为生物分析装置的设计应用。通过使用智能手机照相机作为“智能检测器”，几乎整合了所有基于光学的方法，包括吸光度，反射率，荧光，表面等离子体共振(SPR)，生物化学发光，和电化学发光。

然而，在这些分析方法中，照明问题承担的重要的任务。照明方式按照光束照射样本的方向可以分为透射照明和落射照明。落射照明是指光束从样本的上方照射样本，手机从样本上方捕获样本图像。这种照明方式采集的是观察样本的反射光，适用于非透明的被检物，如矿石，昆虫，电路板等。这种照明方式必须调整好照明的角度，否则拍出的照片会因为样品表面对光源的镜面反射而出现光源本身的像，由于光源本身亮度远高于样本本身，从而会严重影响成像质量。而且，限制落射照明最大的因素之一是如何保证照明的均匀程度。

另外一种照明方式为透射照明，透射照明是指光束从样本的下方照射，手机从样本上方捕获样本图像。绝大多数生物显微装置都属于此类照明，这种照明方式采集的是观察样本的透射光，适用于观察透明的样本，如卵细胞，胚胎发育线虫等等。这类生物透明样本利用落射照明反而会看不清一些内部细节。然而在保证透射照明均匀性问题上，大部分与手机相结合的分析设备都会外接光源实现对样品的均匀照明。但外加的光源无疑忽略了手机本身自身LED闪光灯的照明功能，浪费了这一光源的作用。

此外，POCT的检测仪器趋向小型化，简单化。其中，微流控芯片技术在POCT中起着重要作用，它把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。然而手机本身相机在拍摄微米级尺寸大小的结构时，并不能很好捕获芯片中反应的细节，这就在一定程度上限制了手机在POCT上的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于智能手机的样品均匀透射照明拍照装置，提出通过光纤结构将手机光源导向镜面再反射入导光板变为均匀的面光源，实现从样品底部对样品的透射均匀照明，同时通过透镜组合对样品进行放大并降低成像像差，如色差、畸变、球差、场曲等。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于智能手机的样品均匀透射照明拍照装置，该装置包含照明系统、成像系统和机械系统；

所述机械系统包含成像盒子，所述成像盒子的上表面设置有两个开孔，其中一个开孔用于设置光源，另一个开孔用于设置镜头，所述成像盒子不透光，所述成像盒子靠近成像盒子底部的侧面设置有样品室；