CN116616765A - 一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置及数据采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置及其数据采集方法。该装置包括发射模块和接收模块；发射模块包括至少一个光源元件和至少一个用于会聚光源元件发出的光的凹面镜；光源元件与凹面镜一一对应；光源元件排布在光源电路板上并分别依次发出各自波长的近红外光。接收模块包括带通滤光片和光电传感器；发射模块的光源元件发射出的光信号所通过的路径依次为凹面镜、待测部位、带通滤光片和光电传感器；经过带通滤光片的光信号为经待测部位漫反射的近红外光。本发明提供的装置可以使光源均匀地会聚在有效照明区域，同时杜绝环境光中其他近红外光和可见光的干扰，减少噪音，进一步提高检测精准度。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械及无创检测领域，尤其涉及一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置及数据采集方法。
背景技术
利用近红外特殊物理参数特性，采集数据然后进行数据参数分析已得到广泛应用，特别是，近红外光谱(NIRS)和近红外化学成像(NIRCI)分析技术在多种疾病的医疗指标的检测应用中因具有无创伤、无痛感、无耗材、分析快速等优势，能够有效克服常规有创检测方法存在的弊端，有利于实现多种疾病的普查、诊断、预防与治理，具有巨大的社会效益与医学价值。物理理论与实验都表明，透射近红外光谱和近红外化学成像中携带血液内待测成分浓度的有效信息，均可用于定量分析。
但现有技术提供的利用NIRS或NIRCI分析技术进行无创检测的技术方案并不能实现在无创检测装置具有高亮度、多波段、低噪声等特点的同时，满足会聚性、在有效照明区域亮度均匀、光能利用率高、结构稳定性好的特性。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，该装置可至少解决上述一种问题，
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，其特征在于，
包括发射模块和接收模块；
所述发射模块包括至少一个光源元件和至少一个用于会聚所述光源元件发出的光的凹面镜；所述光源元件与所述凹面镜一一对应，即每个所述光源元件对应配有一或多个所述凹面镜，且所述凹面镜的安装位置依据所述光源元件的安装位置而确定，优选为一个所述光源元件与一个所述凹面镜相对应，并安装于所述对应凹面镜的凹面中心；
所述光源元件排布在光源电路板上并分别依次发出各自波长的近红外光，所述光源元件发出的近红外光为预先选定好波长的近红外光；所述凹面镜使所述光源元件的近红外光照射区域均匀覆盖待测部位，具体为所述凹面镜可将所述光源元件发出的近红外光进行光路调整，使得调整后近红外光均匀会聚在待测部位的指定区域。
所述接收模块包括带通滤光片和光电传感器；所述发射模块的光源元件发射出的光所通过的路径依次为所述凹面镜、待测部位、所述带通滤光片和所述光电传感器；
经过所述带通滤光片的光为经待测部位漫反射的近红外光。
在一些实施方案中，所述光源元件只发出一个波长的光，数个所述光源元件间发出的光的波长可相同或不同；同一时间只有发出相同波长光的所述光源元件被开启。
在一些实施方案中，所述光源元件可发出数个波长不同的光，同一时间只发出一个波长的光；同一时间，数个所述光源元件发出的光的波长相同。
在一些实施方案中，所述光电传感器为无畸变微距拍摄光电传感器，无畸变微距拍摄光电传感器是指能够在微距场景下进行无畸变的成像的光电传感器，有机光电传感器(OPD)是目前应用的较多的一种。
在一些实施方案中，所述带通滤光片既不允许波长小于所述光源元件发出的最小波长的光通过，也不允许大于所述光源元件发出的最大波长的光通过。
在一些实施方案中，所述光源电路板中间设有通光孔，经待测部位漫反射的光穿过所述通光孔后经所述带通滤光片过滤并最终抵达所述光电传感器；所述光源元件及所述凹面镜绕所述通光孔外围排布。
在一些实施方案中，所述通光孔外围设有一个中心对称的环带，其上安装有所述光源元件及所述凹面镜；所述环带呈圆形或方形等，大部分的电子线路都布置在所述光源电路板的环带外面部分。
在一些实施方案中，所述光源元件为LED近红外灯或LD近红外灯，发射出的光的波段在750～2250nm间。
在一些实施方案中，所述带通滤光片可以根据实际应用的需要允许750～2250nm波段内任一波段区间的光通过，所述带通滤光片设于所述通光孔与所述光电传感器间，优选设置在所述通光孔处以节约设备空间。
在一些实施方案中，所述光电传感器为有机光电传感器(OPD)且可根据应用需求拍摄750nm～2250nm波段内任一波段区间的近红外图像。所述有机光电传感器具有机械柔性、易于加工、光电特性可调、优良的光传感性能的特性。由于有机光电传感器对于成像物距要求低，故使用其针对微距成像时不需要采用镜头对焦。
在一些实施方案中，所述光源元件为LED近红外灯或者LD近红外灯，发射出的光的波段在750～1100nm间；所述带通滤光片允许750～1100nm波段内任一波段区间的光通过；所述光电传感器为有机光电传感器且可根据应用需求拍摄750～1100nm波段内任一波段区间的近红外图像；所述多波段漫反射近红外发光拍摄装置用于测量使用者的血糖指标和贫血症病的血红蛋白浓度等。
在一些实施方案中，所述光源元件为LED近红外灯或者LD近红外灯，发射出的光的波段在1550～1650nm间；所述带通滤光片允许1550～1650nm波段内任一波段区间的光通过；所述光电传感器为有机光电传感器且可根据应用需求拍摄1550～1650nm波段内任一波段区间的近红外图像；所述多波段漫反射近红外发光拍摄装置用于测量使用者的尿酸指标。
本发明还提供了利用如上所述的一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置进行数据采集的方法，其采集步骤如下：
将待测部位放置好后，启动所述发射模块和所述光电传感器；
所述光源元件依次发出各自波长的近红外光，同一时间，所述光源元件发出的光的波长相同；
所述光电传感器配合所述光源元件依次发出各自波长的近红外光的时间，依次在每个波长连续采集多帧该波长的近红外光经待测部位漫反射后的待测部位近红外图像；
在所述待测部位近红外图像中筛选至少一帧并通过外接处理器进行数据前期处理，将处理后的所述待测部位近红外图像作为数据集应用于后续的应用。
所述待测部位近红外图像包括但不限于照片、录像及光谱图，该方法可用于收集近红外照片、连续录像及光谱图等。
优选地，所述光电传感器采集完前一个波长下的待测部位近红外图像并确认该图像可以满足采集目的后，发出反馈信号将发出前一个波长的近红外光的所述光源元件切换为发出后一个波长的近红外光的所述光源元件，直到收集完所有波长下的所述近红外光图像。
本发明还提供了另一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，其包括发射模块和接收模块；
所述发射模块包括至少一个光源元件和至少一个用于会聚所述光源元件发出的光的凹面镜；所述光源元件与所述凹面镜一一对应，即每个所述光源元件对应配有一或多个所述凹面镜，且所述凹面镜的安装位置依据所述光源元件的安装位置而确定，优选为一个所述光源元件与一个所述凹面镜相对应，并安装于所述对应凹面镜的凹面中心；
所述至少一个光源元件排布在光源电路板上并分别依次发出各自波长的近红外光，所述光源元件发出的近红外光为预先选定好波长的近红外光；所述凹面镜使所述光源元件的近红外光照射区域均匀覆盖待测部位，具体为所述凹面镜可将所述光源元件发出的近红外光进行光路调整，使得调整后近红外光均匀会聚在待测部位的指定区域。
所述接收模块包括带通滤光片、接收端光学镜片组和光电传感器；
所述发射模块的光源元件发射出的光信号所通过的路径依次为所述凹面镜、待测部位、所述带通滤光片、所述接收端光学镜片组和所述光电传感器；
经过所述带通滤光片的光信号为经待测部位漫反射的近红外光。
在一些实施方案中，所述光源元件只发出一个波长的光，数个所述光源元件间发出的光的波长可相同或不同；同一时间只有发出相同波长光的所述光源元件被开启。
在一些实施方案中，所述光源元件可发出数个波长不同的光，同一时间只发出一个波长的光；同一时间，数个所述光源元件发出的光的波长相同。
在一些实施方案中，所述光电传感器为互补金属氧化物半导体(CMOS)光电传感器。
在一些实施方案中，所述带通滤光片既不允许波长小于所述光源元件发出的最小波长的光通过，也不允许大于所述光源元件发出的最大波长的光通过。
在一些实施方案中，所述光源电路板中间设有通光孔，经待测部位漫反射的光穿过所述通光孔后经所述带通滤光片过滤并抵达所述光电传感器；所述光源元件及所述凹面镜绕所述通光孔外围排布。
在一些实施方案中，所述通光孔外围设有一个中心对称的环带，其上安装有所述光源元件及所述凹面镜。
在一些实施方案中，所述接收模块还包括分光滤光片、摄像头板；所述接收端光学镜片组包括广角镜头及接收端凸透镜；所述广角镜头及所述摄像头板间形成成像通道，所述分光滤光片设于所述成像通道内；所述摄像头板为一块电路板，其上安装有所述光电传感器，并与所述发射模块相关联，并可外接处理器，以接收所述处理器的指令完成拍摄、数据采集及数据集分析发送等工作；
所述发射模块的光源元件发射出的光所通过的路径依次为所述凹面镜、待测部位、所述带通滤光片、所述广角镜头、所述接收端凸透镜、所述分光滤光片、所述光电传感器。
在一些实施方案中，所述光源元件为LED近红外灯或LD近红外灯，发射出的光的波段在750～2250nm间。
在一些实施方案中，所述带通滤光片可以根据实际应用的需要允许750～2250nm波段中任一波段区间的光通过。
在一些实施方案中，所述光电传感器为铟镓砷探测器，且可根据应用需求拍摄750nm～2250nm波段间内任一波段区间的近红外图像。
在一些实施方案中，所述分光滤光片为线性渐变滤光片，且允许750～2250nm波段中任一波段区间的光通过。
在一些实施方案中，所述光源元件为LED近红外灯或者LD近红外灯，发射出的光的波段在750～1100nm间；所述带通滤光片允许750～1100nm波段内任一波段区间的光通过；所述分光滤光片为线性渐变滤光片，且允许750～1100nm波段中任一波段区间的光通过；所述光电传感器为铟镓砷探测器，所述光电传感器是黑白的且可根据应用需求拍摄750～1100nm波段内任一波段区间的近红外图像；所述多波段漫反射近红外发光拍摄装置用于测量使用者的血糖指标和贫血症病的血红蛋白浓度等。
在一些实施方案中，所述光源元件为LED近红外灯或者LD近红外灯，发射出的光的波段在1550～1650nm间；所述带通滤光片允许1550～1650nm波段内任一波段区间的光通过；所述分光滤光片为线性渐变滤光片，且允许1550～1650nm波段中任一波段区间的光通过；所述光电传感器为铟镓砷探测器，所述光电传感器是黑白的且可根据应用需求拍摄1550～1650nm波段内任一波段区间的近红外图像；所述多波段漫反射近红外发光拍摄装置用于测量使用者的尿酸指标
本发明还提供了利用如上所述的另一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置进行数据采集的方法，其采集步骤如下：
将待测部位放置好后，通过所述摄像头版启动所述发射模块和所述光电传感器；
所述光源元件依次发出各自波长的近红外光,同一时间，所述光源元件发出的光的波长相同；
所述光电传感器配合所述光源元件依次发出各自波长的近红外光的时间，依次在每个波长连续采集多帧该波长的近红外光经待测部位漫反射后的待测部位近红外图像；
在所述待测部位近红外图像中筛选至少一帧并通过外接处理器进行数据前期处理，将处理后的所述待测部位近红外图像作为数据集应用于后续的应用。
所述待测部位近红外图像包括但不限于照片、录像及光谱图，该方法可用于收集近红外照片、连续录像及光谱图等。
优选地，所述光电传感器采集完前一个波长下的待测部位近红外图像并确认该图像可以满足采集目的后，发出反馈信号将发出前一个波长的近红外光的所述光源元件切换为发出后一个波长的近红外光的所述光源元件，直到收集完所有波长下的所述近红外光图像。
本发明的有益效果：
本发明提供的多波段漫反射近红外发光拍摄装置上的多个光源元件可分别依次发出不同波长的近红外光，可实现一次检测中采集多组不同波长下的检测数据，有助于提高检测精度；此外，该拍摄装置将光源元件适当排布在光源电路板上，使得所有光源元件照射区域的重叠部分覆盖待测区域，减少多波段采集数据时因光源元件位置不同引起的误差，并在每个光源元件前配套设有凹面镜，使得光源可以在满足会聚性的同时实现均匀性，即最终可以均匀地会聚在检测区域，提升检测精度；并在接收模块设有带通滤光片，该带通滤光片只允许光源部件发出的特定波段区间的近红外光通过而滤去其他光，杜绝环境光中其他近红外光和可见光的干扰，减少噪音，进一步提高检测精准度。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是多波段漫反射近红外发光拍摄装置的结构示意图
图2是多波段漫反射近红外发光拍摄装置的光路示意图
图3是光源电路板侧视图
图4是光源电路板正面俯视图
图5是光源电路板背面俯视图
图6是使用多波段近红外发光拍摄装置进行数据采集的流程图
图7是使用多波段近红外发光拍摄装置进行数据采集的另一流程图
图8是另一多波段漫反射近红外发光拍摄装置的结构及光路示意图
图中，1、光源元件，2、光源电路板，3、凹面镜，4、通光孔，5、待测部位，6、带通滤光片，7、光电传感器，8、环带，91、广角镜头，92、接收端凸透镜，93、成像通道，94、分光滤光片，95、CMOS光电传感器，96摄像头板
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。但本发明不仅限于以下实施的案例。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
本发明的实施方式之一，如图1至5所示，是一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，该拍摄装置包括发射模块和接收模块。
如图1至3所示，发射模块包括四个光源元件1、光源电路板2和凹面镜3，本实施方式中光源元件为LED灯，四个光源元件1对称排布在呈正方形的光源电路板2上并分别依次发出各自波长的近红外光。光源元件1只发出一个波长的光，数个光源元件1间发出的光的波长可相同或不同，同一时间只有发出相同波长光的光源元件1被开启。本实施方式中，一个光源元件1只发出一种波长的光，且四个光源元件1发出的光的波长不相同，即四个光源元件1分别依次发出四种不同波长的光。
一个光源元件1配有一个凹面镜3以分别会聚光源元件1发出的光，光源元件1安装在凹面镜3的凹面处；凹面镜3使光源元件1的近红外光照射区域均匀覆盖待测部位，具体为凹面镜3可将光源元件1发出的近红外光进行光路调整，使得调整后近红外光均匀会聚在待测部位5的指定区域，本实施方式中的待测部位5为使用者手腕部皮肤。
如图4、5所示，光源电路板2中心位置设有通光孔4(图4、5中最中间的深灰色部分)，通光孔4外围设有一个中心对称的圆形环带8，其上安装有四个光源元件1和四个凹面镜3，大部分的电子线路都布置在光源电路板2的环带8外面部分。
如图1、2所示，接收模块包括带通滤光片6和光电传感器7。带通滤光片6设于通光孔4与光电传感器7间，优选设置在通光孔4处以节约设备空间，带通滤光片6既不允许波长小于光源元件1发出的最小波长的光通过，也不允许大于光源元件1发出的最大波长的光通过。光电传感器7为无畸变微距拍摄的光电传感器，本实施方式中光电传感器为有机光电传感器(OPD)，有机光电传感器具有机械柔性、易于加工、光电特性可调、优良的光传感性能的特性。由于有机光电传感器对于成像物距要求低，故使用其针对微距成像时不需要采用镜头进行对焦。
须知，图1至图3中为展示通光孔4(虚线框处)的位置省略了位于通光孔4前后的两个光源元件1及对应的两个凹面镜3，图1、2中的黑色矩形为位于通光孔4处的带通滤光片6。
如图2所示(实线及虚线光路分别表示左、右两个LED灯珠发出的光的路线)，发射模块的光源元件1发射出的光信号所通过的路径依次为凹面镜3、待测部位5、通光孔4、带通滤光片6和光电传感器7；经过带通滤光片6的光信号为经待测部位5漫反射的近红外光。
在一些实施方式中，如图8所示，接收模块还包括分光滤光片94、摄像头板96和接收端光学镜片组；接收端光学镜片组包括广角镜头91及接收端凸透镜92；广角镜头91及摄像头板96间形成成像通道93，分光滤光片94设于成像通道内；摄像头96板为一块电路板，其上安装有光电传感器，并与发射模块相关联，并可外接处理器，以接收处理器的指令完成拍摄、数据采集及数据集分析发送等工作；相对应地，光电传感器为CMOS光电传感器95(例如，铟镓砷探测器)；发射模块的光源元件1发射出的光所通过的路径依次为凹面镜3、待测部位5、带通滤光片6、广角镜头91、接收端凸透镜92、分光滤光片94、CMOS光电传感器95。使用时，通过摄像头板96启动发射模块和光电传感器。
本发明可嵌入手表或手环等可携带设备内，用于近距离测量血糖指标、贫血症指标、尿酸指标等。本发明提供的多波段漫反射近红外发光拍摄装置中，光源元件1发射出的光的波段在750～2250nm间，带通滤光片6允许750～2250nm波段间任一波段区间的光通过；光电传感器7为有机光电传感器且可根据应用需求拍摄750～2250nm波段间任一波段区间的近红外图像。
本实施方式中的测量目的是获取使用者的血糖指标，因此，光源元件1发射出的光的波段在750～1000nm间，带通滤光片6允许750～1000nm波段间的通过；光电传感器7为有机光电传感器且可根据应用需求拍摄750～1000nm波段间的近红外图像。
在一些实施方式中，当需要测量使用者贫血症指标时，光源元件1发射出的光的波段在760～1100nm间，带通滤光片6允许760～1100nm波段间的通过；光电传感器7为有机光电传感器且可根据应用需求拍摄760～1100nm波段间的近红外图像。
在一些实施方式中，当需要测量使用者尿酸值时，光源元件1发射出的光的波段在1600nm，带通滤光片6允许1600nm波长的光通过；光电传感器7为有机光电传感器且可根据应用需求拍摄1600nm波长的近红外图像。
使用本实施方式的多波段漫反射近红外发光拍摄装置进行数据采集时，其采集步骤如图6所示，将待测部位放置好后，启动发射模块和光电传感器7，启动发射模块后，光源元件1同时被开启，多个光源元件1依次发出多组不同波长的近红外光，光电传感器7配合光源元件1依次发出多个不同波长的近红外光的时间，在每个波长依次采集多帧该波长的近红外光经待测部位5漫反射后的待测部位近红外图像。在本实施方式中具体为，第一个LED灯开启，发出第一波长的近红外光，与此同时，光电传感器7开始采集3帧第一波长的近红外光经手腕部皮肤漫反射后的手腕部近红外图像并筛选出最优的1帧。筛选结束后，关闭第一个LED灯，开启第二个LED灯，其发出第二波长的近红外光，与此同时，光电传感器7开始采集3帧第二波长的近红外光经手腕部皮肤漫反射后的手腕部近红外图像并筛选出最优的1帧。筛选结束后，关闭第二个LED灯，开启第三个LED灯，其发出第三波长的近红外光，与此同时，光电传感器7开始采集3帧第三波长的近红外光经手腕部皮肤漫反射后的手腕部近红外图像并筛选出最优的1帧。筛选结束后，关闭第三个LED灯，开启第四个LED灯，其发出第四波长的近红外光，与此同时，光电传感器7开始采集3帧第四波长的近红外光经手腕部皮肤漫反射后的手腕部近红外图像并筛选出最优的1帧。
在一些实施方式中，一个光源元件1只发出一种波长的光，且同一时间有多个光源元件1发出同一波长的光，例如，三个LED灯同时开启发出第一波长的近红外光，另外三个LED灯同时开启发出第二波长的近红外光，再三个LED灯同时开启发出第三波长的近红外光，又三个LED灯同时开启发出第四波长的近红外光。
随后，通过外接处理器将筛选出的4帧照片作为原始数据进行数据前处理，并将处理后的手腕部近红外图像作为数据集应用于后续的检测算法并最终得出需要的检测值。
在一些实施方式中，当需要测量使用者贫血症指标时，只需要获得一个波长下的尿酸指标，故其进行数据采集时只需要开启发出同一个波长近红外光的光源元件1，与此同时，光电传感器7开始采集3帧该波长的近红外光经手腕部皮肤漫反射后的手腕部近红外图像并筛选出最优的1帧。随后，通过外接处理器将筛选出的1帧照片作为原始数据进行数据前处理，并将处理后的手腕部近红外图像作为数据集应用于后续的检测算法并最终得出需要的检测值。
在本发明的另一实施方式中，其结构与图1至5相似，仅有一个光源元件1，其可以依次发出数个波长不同的光，同一时间只发出一个波长的光。本实施方式的发射模块包括一个光源元件1、光源电路板2和凹面镜3，本实施方式中光源元件1也为LED灯，该光源元件1位于光源电路板上且配有一个凹面镜3以会聚光源元件1发出的光，光源元件1设于凹面镜3凹面中心处；凹面镜3使光源元件1的近红外光照射区域均匀覆盖待测部位，具体为凹面镜3可将光源元件1发出的近红外光进行光路调整，使得调整后近红外光均匀会聚在待测部位5的指定区域，本实施方式中的待测部位为使用者手腕部皮肤。
在一些实施方案中，光源元件1的数量为多个，每个光源元件1可发出数个波长不同的光，同一时间只发出一个波长的光；同一时间，该多个光源元件1发出的光的波长相同，例如，四个LED灯同时开启发出第一波长的近红外光，然后这四个LED灯发出的光再同时从第一波长的近红外光切换到第二波长的近红外光，依此类推。
在一些实施方式中，只有一个光源元件且该光源元件位于光源电路板的中心，相对应地，通光孔位置也发生改变，即绕该光源元件外围设有一圈通光孔。
与图4、5所示相似，光源电路板2中心位置设有通光孔4(图4、5中最中间的深灰色部分)，通光孔4外围设有一个中心对称的圆形环带8，其上安装有1个光源元件1，大部分的电子线路都布置在光源电路板2的环带8外面部分。
与图1、2相似，接收模块包括带通滤光片6和光电传感器7。带通滤光片6设于通光孔4与光电传感器7间，优选设置在通光孔4处以节约设备空间，带通滤光片6既不允许波长小于光源元件1发出的最小波长的光通过，也不允许大于光源元件1发出的最大波长的光通过。光电传感器7为无畸变微距拍摄的光电传感器，本实施方式中光电传感器为有机光电传感器(OPD)。有机光电传感器具有机械柔性、易于加工、光电特性可调、优良的光传感性能的特性。由于有机光电传感器对于成像物距要求低，故使用其针对微距成像时不需要采用镜头进行对焦。
发射模块的光源元件1发射出的光信号所通过的路径依次为凹面镜3、待测部位5、通光孔4、带通滤光片6和光电传感器7；经过带通滤光片6的光信号为经待测部位5漫反射的近红外光。
本发明可嵌入手表或手环等可携带设备内，用于近距离测量血糖指标、贫血症指标、尿酸指标等。本发明提供的多波段漫反射近红外发光拍摄装置中，光源元件1发射出的光的波段在750～2250nm间，带通滤光片6允许750～2250nm波段间任一波段区间的光通过；光电传感器7为有机光电传感器且可根据应用需求拍摄750～2250nm波段间任一波段区间的近红外图像。
本实施方式中的测量目的是获取使用者的血糖指标，因此，光源元件1发射出的光的波段在750～1000nm间，带通滤光片6允许750～1000nm波段间的通过；光电传感器7为有机光电传感器且可根据应用需求拍摄750～1000nm波段间的近红外图像。
在一些实施方式中，当需要测量使用者贫血症指标时，光源元件1发射出的光的波段在760～1100nm间，带通滤光片6允许760～1100nm波段间的通过；光电传感器7为有机光电传感器且可根据应用需求拍摄760～1100nm波段间的近红外图像。
在一些实施方式中，当需要测量使用者尿酸值时，光源元件1发射出的光的波段在1600nm，带通滤光片6允许1600nm波长的光通过；光电传感器7为有机光电传感器且可根据应用需求拍摄1600nm波长的近红外图像。此时，只需要获得一个波长，即1600nm波长下的尿酸指标。
使用本实施方式的多波段漫反射近红外发光拍摄装置进行数据采集时，其采集步骤如图7所示，将待测部位放置好后，启动发射模块和光电传感器7，启动发射模块后，光源元件1同时被开启，光源元件1依次发出多个不同波长的近红外光，光电传感器7配合光源元件1依次发出多个不同波长的近红外光的时间，在每个波长依次采集多帧该波长的近红外光经待测部位6漫反射后的待测部位近红外图像。在本实施方式中具体为，LED灯开启，发出第一波长的近红外光，与此同时，光电传感器7开始采集3帧第一波长的近红外光经手腕部皮肤漫反射后的手腕部近红外图像并筛选出最优的1帧。筛选结束后，将LED灯发出的第一波长的近红外光切换到第二波长的近红外光，与此同时，光电传感器7开始采集3帧第二波长的近红外光经手腕部皮肤漫反射后的手腕部近红外图像并筛选出最优的1帧。筛选结束后，将LED灯发出的第二波长的近红外光切换到第三波长的近红外光，与此同时，光电传感器7开始采集3帧第三波长的近红外光经手腕部皮肤漫反射后的手腕部近红外图像并筛选出最优的1帧。筛选结束后，将LED灯发出的第三波长的近红外光切换到第四波长的近红外光，与此同时，光电传感器7开始采集3帧第四波长的近红外光经手腕部皮肤漫反射后的手腕部近红外图像并筛选出最优的1帧。
随后，通过外接处理器对筛选出的4帧照片作为原始数据进行数据前处理，并将处理后的手腕部近红外图像作为数据集应用于后续的检测算法并最终得出需要的检测值。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (12)
1.一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，其特征在于，
包括发射模块和接收模块；
所述发射模块包括至少一个光源元件和至少一个用于会聚所述光源元件发出的光的凹面镜；所述光源元件与所述凹面镜一一对应；所述至少一个光源元件排布在光源电路板上并分别依次发出各自波长的近红外光；所述凹面镜使所述光源元件的近红外光照射区域均匀覆盖待测部位；
所述接收模块包括带通滤光片和光电传感器；
所述发射模块的光源元件发射出的光信号所通过的路径依次为所述凹面镜、待测部位、所述带通滤光片和所述光电传感器；
经过所述带通滤光片的光信号为经待测部位漫反射的近红外光。
2.根据权利要求1所述的一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，其特征在于，所述光源元件只发出一个波长的光，数个所述光源元件间发出的光的波长可相同或不同；同一时间只有发出相同波长光的所述光源元件被开启。
3.根据权利要求1所述的一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，其特征在于，所述光源元件可发出数个波长不同的光，同一时间只发出一个波长的光；同一时间，数个所述光源元件发出的光的波长相同。
4.根据权利要求1所述的一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，其特征在于，所述光电传感器为无畸变微距拍摄光电传感器。
5.根据权利要求1所述的一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，其特征在于，所述带通滤光片既不允许波长小于所述光源元件发出的最小波长的光通过，也不允许大于所述光源元件发出的最大波长的光通过。
6.根据权利要求1所述的一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，其特征在于，所述光源电路板中间设有通光孔，经待测部位漫反射的光穿过所述通光孔后经所述带通滤光片过滤并抵达所述光电传感器；所述光源元件及所述凹面镜绕所述通光孔外围排布。
7.根据权利要求6所述的一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，其特征在于，所述通光孔外围设有一个中心对称的环带，其上安装有所述光源元件及所述凹面镜。
8.根据权利要求1所述的一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，其特征在于，所述光源元件为LED近红外灯或LD近红外灯，发射出的光的波段在750～2250nm间。
9.根据权利要求1所述的一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，其特征在于，所述带通滤光片可以根据实际应用的需要允许750～2250nm波段中任一波段区间的光通过。
10.根据权利要求1所述的一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置，其特征在于，所述光电传感器为有机图形光电传感器，且可根据应用需求拍摄750nm～2250nm波段间内任一波段区间的近红外图像。
11.利用如权利要求1～10任一项所述的一种多波段漫反射近红外发光拍摄装置进行数据采集的方法，其特征在于，采集步骤如下：
将待测部位放置好后，启动所述发射模块和所述光电传感器；
所述光源元件依次发出各自波长的近红外光,同一时间，所述光源元件发出的光的波长相同；
所述光电传感器配合所述光源元件依次发出各自波长的近红外光的时间，依次在每个波长连续采集多帧该波长的近红外光经待测部位漫反射后的待测部位近红外图像；
在所述待测部位近红外图像中筛选至少一帧并通过外接处理器进行数据前期处理，将处理后的所述待测部位近红外图像作为数据集应用于后续的应用。
12.根据权利要求11所述的数据采集方法，其特征在于，所述光电传感器采集完前一个波长下的待测部位近红外图像并确认该图像可以满足采集目的后，发出反馈信号将发出前一个波长的近红外光的所述光源元件切换为发出后一个波长的近红外光的所述光源元件，直到收集完所有波长下的所述近红外光图像。
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