CN106769947A - 待测样品图像的辅助获取装置及吸光度检测方法 - Google Patents

待测样品图像的辅助获取装置及吸光度检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种待测样品图像的辅助获取装置及吸光度检测方法，其中所述装置包括：待测区域，用于放置待测样品；导光管，用于将电子设备上的发光装置所发出的光投射至待测区域；其中，电子设备还包括成像装置，用于获取待测样品在背光照明时的图像，成像装置位于导光管第一端的出射光经待测样品后所透射出的光的光路上；或者，成像装置位于透射光的反射光光路上，透射光为导光管第一端的出射光经待测样品后所透射出的光。通过本发明，仅需带有发光装置和成像装置的电子设备，辅以待测样品图像的辅助获取装置便可以实现待测样品图像的采集，进而获取待测样品的吸光度，而无需外加发光装置或成像装置。

Description

待测样品图像的辅助获取装置及吸光度检测方法
技术领域
本发明涉及食品检测、环境检测和生化检测等技术领域，具体涉及一种待测样品图像的辅助获取装置及吸光度检测方法。
背景技术
吸光度是衡量光被吸收程度的一个物理量，指光线通过溶液或其他物质前的入射光强度与该光线通过溶液或其他物质后的透射光强度比值。例如，对于溶液而言，吸光度主要受光波长、溶液厚度、溶液中溶质浓度等影响；在光束波长和溶液厚度一定条件下，吸光度由溶液浓度决定。基于吸光度原理测定溶液中特定物质浓度是临床生化检测、食品安全检测和环境安全检测的主要技术手段。
中国专利文献CN 104502293A公开了一种基于手机平台的食品安全快速检测装置，其包括额外设置的LED灯源、用于盛装物质的比色皿和具有CCD摄像头的手机，通过手机的CCD摄像头对光源照射的比色皿中的物质成像。
然而，上述装置必须额外设置LED灯源用于照射比色皿中的物质，而通常便携式设备设置灯源时还需额外设置灯源的供电电池，若采用干电池则导致整个装置的体积较大，若采用纽扣电池则替换下的电池容易造成环境污染，此外，采用干电池和纽扣电池中的任意一者都需要更换电池。若采用蓄电池则需要额外对其充电，即采用额外设置的灯源会导致整个装置操作不便。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种待测样品图像的辅助获取装置及吸光度检测方法，以解决额外设置灯源需要额外设置电池的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种待测样品图像的辅助获取装置，包括：待测区域，用于放置所述待测样品；导光管，用于将电子设备上的发光装置所发出的光投射至所述待测区域；其中，所述电子设备还包括成像装置，用于获取所述待测样品在背光照明时的图像，所述成像装置位于所述导光管第一端的出射光经所述待测样品后所透射出的光的光路上；或者，所述成像装置位于透射光的反射光光路上，所述透射光为所述导光管第一端的出射光经所述待测样品后所透射出的光。
可选地，所述装置还包括第一匀光板，设置于所述导光管的第一端与所述待测区域之间。
可选地，所述透射光至所述成像装置的光路上设置有第一反光镜，用于反射待测样品在背光照明时的图像。
可选地，所述装置还包括第一固定件，用于固定下列各部件之间的位置关系：所述待测区域、所述导光管的第一端和所述第一匀光板。
可选地，所述导光管第一端至所述待测区域的光路上设置有第二反光镜。
可选地，所述装置还包括第二固定件，用于固定下列各部件之间的位置关系：所述待测区域、所述导光管的第一端、所述第二反光镜和所述第一匀光板。
可选地，所述装置还包括第二匀光板，设置于所述导光管的第一端至所述第二反光镜的光路上；所述第二匀光板的位置通过所述第二固定件固定。
可选地，所述装置还包括聚焦透镜，设置于所述成像装置的镜头前方。
可选地，所述装置还包括第三固定件，用于固定下列各部件之间的位置关系：所述成像装置、所述发光装置和所述导光管的第二端。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种使用第一方面或者第一方面的任意一种可选方式中所述的待测样品图像的辅助获取装置进行吸光度检测的方法，包括：控制所述发光装置开启，使所述发光装置的出射光照射到所述待测区域内的待测样品；控制所述成像装置获取所述待测区域内待测样品的图像；计算所述待测样品图像的图像参数，所述图像参数包括R、G、B色度值，或者灰度值；将所述待测样品图像的图像参数与预设图像参数进行比对，获取所述待测样品的吸光度。
本发明实施例所提供的待测样品图像的辅助获取装置，将待测样品放置于待测区域，通过导光管将电子设备上的发光装置所发出的光投射至待测区域，从而使得同一电子设备上的成像装置可以位于导光管第一端的出射光经待测样品后所透射出的光的光路上，或者使得同一电子设备上的成像装置可以位于投射光的反射光光路上，也即使得成像装置能够获取待测样品在背光照明时的图像。该待测样品图像的辅助获取装置仅需配合带有发光装置和成像装置的电子设备便可以实现待测样品图像的采集，而无需外加发光装置或成像装置，从而通过本发明可以便捷地获取待测样品的图像。
本发明实施例所提供的使用上述待测样品图像的辅助获取装置进行吸光度检测的方法，首先电子设备上的发光装置开启以使发光装置的出射光照射到待测区域内的待测样品，然后控制同一电子设备上的成像装置获取待测区域内待测样品在背光照明时的图像，再计算待测样品图像的图像参数，将待测样品图像的图像参数与预设图像参数进行比对，获取待测样品的吸光度。该方法仅需带有发光装置和成像装置的电子设备，辅以上述待测样品图像的辅助获取装置便可以实现待测样品图像的采集，进而获取待测样品的吸光度，而无需外加发光装置或成像装置。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了一种待测样品图像的辅助获取装置的原理图；
图2示出了另一待测样品图像的辅助获取装置的原理图；
图3示出了又一待测样品图像的辅助获取装置的原理图；
图4示出了又一待测样品图像的辅助获取装置的原理图；
图5示出了使用待测样品图像的辅助获取装置进行吸光度检测的方法。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1示出了一种待测样品图像的辅助获取装置的原理图，用于辅助获取待测液体或可透光固体的图像。根据图1所示，该装置包括待测区域1和导光管2。该导光管2为柔性导光管，即可以弯曲。
待测区域1用于放置待测样品，待测样品可以是液体，也可以是可透光固体。具体地，待测区域1上可以放置透明试管或比色皿，该透明试管或比色皿中装有待测液体；或者，待测区域1也可以放置可透光固体。
导光管2用于将电子设备3上的发光装置4所发出的光投射至待测区域1。导光管2的第二端靠近发光装置4设置，当发光装置发光时，其所发的光可以部分耦合进导光管2，并在导光管2内传播。其中，电子设备3还包括成像装置5，用于获取待测样品在背光照明时的图像。成像装置5位于导光管2第一端的出射光A经待测样品后所透射出的光B的光路上，即成像装置5、待测样品、导光管2的第一端位于同一直线光路上，成像装置5所获取的是待测样品经光源背光照明情况下的图像。
需要补充说明的是，上述待测区域1与导光管2的第一端的位置通过固定装置固定，导光管2的第二端与电子设备3上的发光装置4的位置也通过固定装置固定。电子设备3的成像装置5与待测区域1之间的位置关系可以通过固定装置固定，也可以人为控制，即人为根据电子设备3所显示的、成像装置5所拍摄到的图像的范围来调整电子设备3的位置，使得成像装置5能够对待测区域1内的待测样品成像。
上述待测样品图像的辅助获取装置，将待测样品放置于待测区域，通过导光管将电子设备上的发光装置所发出的光投射至待测区域，从而使得同一电子设备上的成像装置可以位于导光管第一端的出射光经待测样品后所透射出的光的光路上，或者使得同一电子设备上的成像装置可以位于投射光的反射光光路上，也即使得成像装置能够获取待测样品在背光照明时的图像。该待测样品图像的辅助获取装置仅需配合带有发光装置和成像装置的电子设备便可以实现待测样品图像的采集，而无需外加发光装置或成像装置，从而通过本发明可以便捷地获取待测样品的图像。
实施例二
图2示出了另一待测样品图像的辅助获取装置的原理图，用于辅助获取待测液体或可透光固体的图像。与图1的区别在于，还包括第一匀光板6、第一反光镜7、聚焦透镜8。
第一匀光板6设置于导光管2的第一端与待测区域1之间，用于使导光管2第一端的出射光A均匀照射于待测样品，以使得成像装置5所获取的、待测样品的图像是亮度均匀、色度均匀的。
需要补充说明的是，本实施例中也可以没有第一匀光板6。当没有第一匀光板6时，导光管2第一端的出射光A直接照射到待测区域1的待测样品上。
第一反光镜7设置于透射光B至成像装置的光路上，用于反射待测样品在背光照明时的图像。相应地，图2与图1所示装置的区别还在于，图2中所示的成像装置5位于透射光B的反射光C的光路上，此处透射光B为导光管2第一端的出射光A经待测样品后所透射出的光。该第一反光镜7的设置，一方面可缩短透射光B的直线距离进而缩短整个装置的直线长度，使装置更加小巧；另一方面可以改变透射光B的传播方向，从而使得通过调整第一反光镜的倾斜角度可以调整电子设备的位置及倾斜角度，使图像获取更加方便。
聚焦透镜8设置于成像装置5的镜头前方，即图像的光先经过聚焦透镜8聚焦后，再进入成像装置5成像。聚焦透镜8的设置可以使成像装置所获取的、待测样品经光源背光照明情况下的图像更加清晰。
此外，本实施例所提供的待测样品图像的辅助获取装置还包括第一固定件和第三固定件。
第一固定件用于固定下列各部件之间的位置关系：待测区域1、导光管2的第一端和第一匀光板6，以使导光管2的第一端的出射光先照射到匀光板6上，然后再照射待测样品。第一反光镜7可以采用单独的固定装置固定，或者也可以通过第一固定件来固定其位置。
第三固定件用于固定下列各部件之间的位置关系：成像装置5、发光装置4和导光管2的第二端。
可选地，本实施例中的导光管为导光光纤，可以为光线束，也可以为单芯光纤。优选地，光线束或单芯光纤的直径不小于0.2㎜。
可选地，电子设备为手机、平板电脑等移动终端，成像装置为移动终端的摄像头，可以为前置摄像头，与可以为后置摄像头，优选地采用分辨率不小于130万像素的摄像头，发光装置为移动终端的闪光灯。或者，电子设备为照相机，成像装置为照相机的成像镜头，发光装置为照相机的闪光灯。
实施例三
图3示出了又一待测样品图像的辅助获取装置的原理图，用于辅助获取待测液体或可透光固体的图像。与图2的区别在于，还包括第二反光镜9。
第二反光镜9设置于导光管2第一端至待测区域1的光路上，用于改变导光管2第一端的出射光A的传播方向，使其照射至待测区域1，从而导光管2的第一端便可不用弯曲设置，减少固定装置的结构复杂度。
需要补充说明的是，本实施例中也可以没有第一匀光板6。当有第一匀光板时，导光管2第一端的出射光A先照射到第二反光镜9，第二反光镜9的反射光D先照射到第一匀光板6匀光后再照射到待测区域1的待测样品上；当没有第一匀光板6时，第二反光镜9的反射光D直接照射到待测区域1的待测样品上。
针对第二反光镜9的设置，相应地，实施例二中的第一固定件替换为第二固定件。第二固定件用于固定下列各部件之间的位置关系：待测区域1、导光管2的第一端、第二反光镜9和第一匀光板6，以使导光管2的第一端的出射光先照射到第二反光镜9上，然后其反射光照射到匀光板6上，最后照射待测样品。第一反光镜7可以采用单独的固定装置固定，或者也可以通过第一固定件来固定其位置。
实施例四
图4示出了又一待测样品图像的辅助获取装置的原理图，用于辅助获取待测液体或可透光固体的图像。与图3的区别在于，还包括第二匀光板10，以使导光管2的出射光由集中的强光束扩散为均匀且相对柔和的光。
第二匀光板10设置于导光管2的第一端至第二反光镜9的光路上。第二匀光板10的位置通过实施例三中的第二固定件固定，以使导光管2的第一端的出射光先照射到第二匀光板10上，再照射到第二反光镜9上，然后照射到第一匀光板6，最后照射到待测样品。
本实施例所提供的待测样品图像的辅助获取装置，使导光管的出射光分别经第二匀光板、第一匀光板两次匀光，从而使得最后照射到待测样品的光比起一次匀光的效果，亮度和色度更加均匀，从而成像装置所获取的待测样品的图像的色度更加均匀。
实施例五
图5示出了使用实施例一至实施例四中任意一种待测样品图像的辅助获取装置进行吸光度检测的方法。根据图5所示，该方法包括下列步骤：
S10：控制发光装置开启，使发光装置的出射光照射到待测区域内的待测样品。
S20：控制成像装置获取待测区域内待测样品的图像。根据实施例一至实施例四，成像装置所获取的是待测样品在背光照明时的图像。
S30：计算待测样品图像的图像参数，图像参数包括R、G、B色度值，或者灰度值。
S40：将待测样品图像的图像参数与预设图像参数进行比对，获取待测样品的吸光度。
作为本实施例的一种可选实施方式，上述步骤S10、S20、S30和S40由实施例一至实施例四中任一实施例中的电子设备中的处理器来执行。预设图像参数为预先设置在电子设备中的参数；或者是预先设置在待测样品图像的辅助获取装置中的预设图像的参数，例如获取待测样品在背光照明时的图像时，同时获取待测区域内没有待测样品，即光没有经过任何待测样品时的图像(即预设图像)，计算该预设图像的参数作为预设图像参数。
作为本实施例的另一可选实施方式，上述步骤S10和S20由实施例一至实施例四中任一实施例中的电子设备中的控制器来执行，该电子设备具有第一通信模块；而步骤S30和S40由第二电子设备中的处理器来执行，该第二电子设备包括处理器以及与第一通信模块相适应的第二通信模块。电子设备中的控制器执行步骤S10和S20之后获取到待测样品的图像；或者，还同时获取到待测区域内没有待测样品，即光没有经过任何待测样品时的图像(即预设图像)，将待测样品的图像，或者连同预设图像一起通过第一通信模块发送至第二电子设备。第二电子设备中的处理器通过第二通信模块接收图像，然后通过处理器执行步骤S30和S40。当第二电子设备中的处理器接收到预设图像时，除了执行上述步骤S30和S40之外，还计算预设图像的R、G、B色度值，或者灰度值。需要补充说明的是，上述第二电子设备可以是远程计算机。
上述使用实施例一至实施例四中任意一种待测样品图像的辅助获取装置进行吸光度检测的方法，首先电子设备上的发光装置开启以使发光装置的出射光照射到待测区域内的待测样品，然后控制同一电子设备上的成像装置获取待测区域内待测样品在背光照明时的图像，再计算待测样品图像的图像参数，将待测样品图像的图像参数与预设图像参数进行比对，获取待测样品的吸光度。该方法仅需带有发光装置和成像装置的电子设备，辅以实施例一至实施例四中任意一种待测样品图像的辅助获取装置便可以实现待测样品图像的采集，进而获取待测样品的吸光度，而无需外加发光装置或成像装置。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种待测样品图像的辅助获取装置，其特征在于，包括：
待测区域，用于放置所述待测样品；
导光管，用于将电子设备上的发光装置所发出的光投射至所述待测区域；其中，所述电子设备还包括成像装置，用于获取所述待测样品在背光照明时的图像，所述成像装置位于所述导光管第一端的出射光经所述待测样品后所透射出的光的光路上；或者，所述成像装置位于透射光的反射光光路上，所述透射光为所述导光管第一端的出射光经所述待测样品后所透射出的光。
2.根据权利要求1所述的待测样品图像的辅助获取装置，其特征在于，还包括第一匀光板，设置于所述导光管的第一端与所述待测区域之间。
3.根据权利要求1所述的待测样品图像的辅助获取装置，其特征在于，所述透射光至所述成像装置的光路上设置有第一反光镜，用于反射待测样品在背光照明时的图像。
4.根据权利要求3所述的待测样品图像的辅助获取装置，其特征在于，还包括第一固定件，用于固定下列各部件之间的位置关系：所述待测区域、所述导光管的第一端和所述第一匀光板。
5.根据权利要求1所述的待测样品图像的辅助获取装置，其特征在于，所述导光管第一端至所述待测区域的光路上设置有第二反光镜。
6.根据权利要求5所述的待测样品图像的辅助获取装置，其特征在于，还包括第二固定件，用于固定下列各部件之间的位置关系：所述待测区域、所述导光管的第一端、所述第二反光镜和所述第一匀光板。
7.根据权利要求6所述的待测样品图像的辅助获取装置，还包括第二匀光板，设置于所述导光管的第一端至所述第二反光镜的光路上；所述第二匀光板的位置通过所述第二固定件固定。
8.根据权利要求1所述的待测样品图像的辅助获取装置，其特征在于，还包括聚焦透镜，设置于所述成像装置的镜头前方。
9.根据权利要求8所述的待测样品图像的辅助获取装置，其特征在于，还包括第三固定件，用于固定下列各部件之间的位置关系：所述成像装置、所述发光装置和所述导光管的第二端。
10.一种使用权利要求1至9任一项所述的待测样品图像的辅助获取装置进行吸光度检测的方法，其特征在于，包括：
控制所述发光装置开启，使所述发光装置的出射光照射到所述待测区域内的待测样品；
控制所述成像装置获取所述待测区域内待测样品的图像；
计算所述待测样品图像的图像参数，所述图像参数包括R、G、B色度值，或者灰度值；
将所述待测样品图像的图像参数与预设图像参数进行比对，获取所述待测样品的吸光度。
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