(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711400194.4
(22)申请日 2017.12.22
(71)申请人 广安长明高端产业技术研究院
地址 638500 四川省广安市广安区方坪乡
新街11号
(72)发明人 余玲 陈刚 方灿 李长明
(74)专利代理机构 北京同恒源知识产权代理有
限公司 11275
代理人 赵荣之
(51)Int.Cl.
H04N 5/225(2006.01)
H04N 5/228(2006.01)
G01N 21/78(2006.01)
G01N 33/558(2006.01)
G03B 15/03(2006.01)
G03B 15/06(2006.01)
(54)发明名称基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置及拍摄微流控芯片的方法(57)摘要本发明涉及一种基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置及拍摄微流孔芯片的方法，所述拍照装置包括盒子体和导光装置；所述盒子体的上顶面设置有摄像头孔和闪光灯孔；所述导光装置呈“人”字型贯通管状结构且固定于所述盒子体上顶面内侧，其中一个开口为光入射口；另外两个开口为光出射口；所述光入射口与所述闪光灯孔连通，该装置能够避免外部光照条件对拍照效果的影响，防止光源直射到微流控芯片而引起照片的曝光效应，保证光照均匀度，且无需加入其他电路装置，能够用于微流控芯片 拍摄及分析。权利要求书1页 说明书4页 附图7页CN 108124088 A 2018.06.05
C N 108124088
A
1.基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置，其特征在于：包括盒子体和导光装置；
所述盒子体的上顶面设置有摄像头孔和闪光灯孔；所述盒子体外表面为避光材料，内壁为白材料；
所述导光装置呈“人”字型贯通管状结构且固定于所述盒子体上顶面内侧，其中一个开口为光入射口；另外两个开口为光出射口；所述光入射口与所述闪光灯孔连通；且所述导光装置内壁为镜面材料，外表面为白材料。
2.根据权利要求1所述基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置，其特征在于：所述盒子的体外表面涂有黑涂层，内壁贴有白纸。
3.根据权利要求1所述基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置，其特征在于：所述导光装置的外表面贴有白纸。
4.根据权利要求1所述基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置，其特征在于：所述，所述闪光灯孔位于所述上顶面的中心处。
5.根据权利要求1所述基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置，其特征在于：所述盒子体的底面通过滑动槽与侧面连接且可以通过滑动底面调节盒子体的宽度。
6.根据权利要求5所述基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置，其特征在于：所述盒子体设计为抽屉结构，通过抽拉改变底面宽度调节盒子体的宽度。
7.利用权利要求1～6任一项所述基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置拍摄微流控芯片的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所需要进行图片分析的样品放置于盒子体底面中心位置，调节盒子的宽度到可容纳芯片的最小宽度；
(2)将手机摄像头和闪光灯分别对准上顶面的摄像头孔和闪光灯孔，并保证闪光灯孔处于上顶面的中心位置；
(3)将盒子体的上顶面盖好，打开手机内置摄像头软件，并将闪光灯设置为开启状态；
(4)对需要拍摄的样品进行聚焦、拍摄。
8.权利要求1～6任一项所述基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置在葡萄糖检测显反应中的应用。
9.权利要求1～6任一项所述基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置在酶联免疫吸附实验的可视化检测中的应用。
权 利 要 求 书1/1页CN 108124088 A
基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置及拍摄微
流控芯片的方法
技术领域
[0001]本发明属于检测装置领域，涉及基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置，还涉利用该拍摄装置拍摄微流控芯片的方法。
背景技术
[0002]近年来，智能手机的广泛普及以及其功能的不断强大，使得人们不再满足对手机基本通讯功能的使用。由于智能手机具有轻量便携，普及范围广，传感器种类多，数据处理功能强大等众多优势，使其在检测方面显示出巨大潜力。其中，智能手机内置摄像头是获取信息最为直观的传感器之一，用它获取的数字图片信息可以为及时检测的普及提供更广泛的前景。随着手机硬件的快速发展，手机的拍照能力也成为衡量一款手机性能的重要标准，这就促进了手机摄像头像素的增长。在一定程度上说，众多的手机像素以及超越了卡片相机甚至中低端的单反。所以基于智能手机的数字图片分析作为一种新型、快速的定量检测方法被研究者所重视。
[0003]比分析法是利用被测溶液本身的颜，或加入试剂后呈现的颜，目测或利用相关设备对溶液浓度进行计算的方法。微流控芯片具备样品消耗少、易集成化、检测成本低等优点使其在比分析中具有广泛应用前景。将智能手机的图片采集功能与微流控芯片上的颜反应相结合，通过对数字图片颜部位进行数字分析，可以实现样品的定量检测，从而有效降低检测成本，被很多研究者应用。
[0004]然而用手机采集图片时由于光照的条件不同，会对成像质量产生很大的影响(例如样品的光照强度
、光照均匀度以及镜面反射效应等)，最终直接影响待检物的定量检测。为了解决这一问题研究者们有的从软件算法上降低外部环境的干扰作用，有的通过提供一外部光源给样品提供一个稳定光照条件。但无论是从软件算法着手或者提供一特殊光源都无疑增加了工作的复杂度。
[0005]因此，急需一种简单、方便且能够解决由于光照条件影响成像质量的装置，利用智能手机内置光源和摄像头对微流控芯片进行数字图片采集，无需复杂外电路装置，并且拍摄效果理想。
发明内容
[0006]有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置；本发明的目的之二在于提供利用所述基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置拍摄微流控芯片的方法；本发明的目的之三在于提供基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置在葡萄糖检测显反应中的应用；本发明的目的之四在于提供基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置在酶联免疫吸附实验的可视化检测中的应用。
[0007]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0008]1、基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置，包括盒子体和导光装置；[0009]所述盒子体的上顶面设置有摄像头孔和闪光灯孔；所述盒子体外表面为避光材料，内壁为白材料；
[0010]所述导光装置呈“人”字型贯通管状结构且固定于所述盒子体上顶面内侧，其中一个开口为光入射口；另外两个开口为光出射口；所述光入射口与所述闪光灯孔连通；且所述导光装置内壁为镜面材料，外表面为白材料。
[0011]本发明中，盒子体外表面设计用避光材料，其目的是为了避免外部光照条件对拍照效果的影响，优选为黑涂层；盒子体内壁为白材料的目的是为了光线均匀照射到芯片表面，优选为贴有白纸。
[0012]本发明中，为了防止光源直射到微流控芯片而引起照片的曝光效应，并且保证光照均匀度，在盒子体中增加了简单导光装置，将光线导向盒子两侧壁。为了减少光损失，导光专职内壁设计为镜面材质，为了提供漫反射条件，外表面为白材料，优选为贴有白纸。[0013]本发明优选的，所述闪光灯孔位于所述上顶面的中心处。
[0014]为了保证光照强度，将盒子体底面通过滑动槽与侧面连接且可以通过滑动底面调节盒子体的宽度，以适应芯片大小，优选的盒子体设计为抽屉结构，通过抽拉改变底面宽度调节盒子体的宽度。
[0015]2、利用所述基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置拍摄微流控芯片的方法，包括如下步骤：
[0016](1)将所需要进行图片分析的样品放置于盒子体底面中心位置，调节盒子的宽度到可容纳芯片的最小宽度；
[0017](2)将手机摄像头和闪光灯分别对准上顶面的摄像头孔和闪光灯孔，并保证闪光灯孔处于上顶面的中心位置；
[0018](3)将盒子体的上顶面盖好，打开手机内置摄像头软件，并将闪光灯设置为开启状态；
[0019](5)对需要拍摄的样品进行聚焦、拍摄。
[0020]3、所述基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置在葡萄糖检测显反应中的应用。
[0021]4、所述基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置在酶联免疫吸附实验的可视化检测中的应用。
[0022]本发明中，为了使该拍照装置适用于不同类型的手机，将盒子体上顶面设计为不同大小的闪光灯孔，或者将闪光灯孔设置为椭圆形，并在闪光灯孔下部增加可双向调节的滑片，通过调整滑片调整闪光灯孔以及闪光灯孔与手机摄像头孔的距离，以适应不同品牌及不同型号手机使用。
[0023]本发明的有益效果在于：本发明公开了基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置，具有如下优点：
[0024]1、避免了外部光照环境对拍照效果的影响。
[0025]2、利用手机内置光源为拍照提供恒定光照，控制光照变量，并且无需加入其它电路装置，使装置更加简化。
[0026]3、每次拍照位置固定，可以避免因拍照位置不同而引起的误差。
[0027]4、可以通过抽拉下底面调控盒子宽度，在不影响芯片的情况下，将宽度调到最小，降低光照损失。
[0028]5、光照更加均匀，可以有效避免因光源入射到芯片后直接返回摄像头而引起的镜面反射效应(照片曝光)。
附图说明
[0029]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
[0030]图1为可调节拍照盒子体原理图(a.盒子体部件组合图；b.盒子体宽度缩小方式图；c.盒子体部件分散图)。
[0031]图2为导光装置解剖概念图(a：导光装置立体图；b：导光装置内部剖面图；1、光入射口；2、光出射口；3、外壁；4、内壁)。
[0032]图3为拍照盒子上顶面-导光管组合模拟图与盒子整体模拟图(a：顶面-导光管组合模拟图；b：盒子整体模拟图，5：导光管，6、摄像头孔；7、闪光灯孔)。
[0033]图4为不加导光管和加导光管时，用Tracepro模拟芯片的镜面反射效应大小对比图(a：不加导光装置时镜头的照度图；b：加导光装置时镜头的照度图)。
[0034]图5为不加导光管和加导光管时，拍照效果对比图(a、c、e：不加导光装置时镜头的拍照效果图；b、d、f：加导光装置时镜头的拍照效果图)。
[0035]图6为葡萄糖可视化检测结果(A：自然光照条件下拍照；B：拍照盒子加光导管连用拍照；C：光照盒子拍照；D：灰度平均值与葡萄糖浓度标准曲线)。
[0036]图7为酶联免疫吸附实验的可视化检测结果(A：自然光照条件下拍照；C：光照盒子拍照；B：拍照盒子加光导管连用拍照；D：灰度平均值与抗原浓度标准曲线)。
具体实施方式
[0037]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0038]实施例1、基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置
[0039]基于智能手机和简单导光管的微流控芯片拍照装置，包括盒子体(图1)和导光装置(图2)；
[0040]其中盒子体根据抽屉原理设计，底面通过滑动槽与侧面连接，可以通过滑动底面调节盒子的宽度；盒体外表面为黑图层材质，内表面白纸材质；盒子体的上顶面在不同位置设置有摄像头孔和闪光灯孔能满足不同款手机类型(图3)，且闪光灯孔位于上顶面的中央位置。
[0041]导光装置为“人”字型贯通管状结构，其中一个开口为光入射口；另外两个开口为光出射口；设置于盒子体上顶面闪光灯孔下方，导光装置固定于所述盒子体上顶面内侧，所述光入射口与所述闪光灯孔连通；并且管内壁是镜面材质以减少光损失，外壁是白纸以提供漫反射条件，导光装置的“人”字型结构可以将闪光灯发出的光线平均分成两部分，并照射到两个侧壁。为了保证导光装置不遮住摄像头的拍摄范围，尽量把其高度调低，约占导光装置的1/5。
[0042]本发明设计的微流控芯片拍照装置能保证外部光照环境不会对样品产生影响，并
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