專利名稱：一種基于智能手機的掌上數碼顯微鏡的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數碼顯微鏡，尤其基于智能手機的數碼圖像采集，圖像處理和通信功能的便攜式掌上型數碼顯微鏡。其不僅能對微小物體實現顯微放大觀察，并且圖像直接顯示在手機的顯示屏上，易于觀察和使用。
背景技術：
顯微鏡是一種廣泛應用的觀察微小物體的儀器設備。傳統的顯微鏡由基座，支架，鏡筒，以及安裝于鏡筒兩端的物鏡和目鏡構成。具備數碼圖像采集功能的顯微鏡，還要配備電子目鏡并與電腦相連。一般整套裝置是置于工作臺面上，體積和重量較大，不便于攜帶。為了解決便攜移動應用的要求，有研究者報道了關于袖珍顯微鏡和筆式顯微鏡的專利，如 CN1888947A 和 CN2550790Y 報道了袖珍顯微鏡，CN2369255Y 和 CN1782776A 報道了筆式顯微鏡。但上述袖珍或筆式顯微鏡并不能完成數碼圖像的采集和處理。USB顯微鏡將鏡頭和成像元件((XD或CMOS)集成在一起并通過USB電纜接口與電腦相連，通過安裝在電腦上的圖像采集軟件采集顯微圖像。如CN201364417Y報道了數碼USB顯微鏡。雖然USB顯微鏡本身體積和重量可以很小，但由于要與電腦相連，其便攜和移動應用還是很受限制。
發明內容為了達到便攜顯微觀察和數碼圖像采集和處理的需求，本實用新型提供一種基于智能手機的掌上數碼顯微鏡。該顯微鏡不僅便于攜帶，方便顯微觀察，并且利用智能手機的越來越強大的攝像頭，圖像處理能力和無線通信功能，該顯微鏡可以方便的實現數碼圖像采集，分析處理和無線傳送。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是將顯微鏡頭與智能手機相結合，利用智能手機作為圖像采集，分析處理及無線通訊的平臺，實現顯微觀察、圖像采集、分析處理和無線傳送裝置的微型化，得到掌上型的數碼顯微鏡。有益效果本實用新型的有益效果是，可以使使用人員隨時隨地方便地進行數碼顯微觀察，并方便地進行數碼圖像采集，分析和無線傳送。本實用新型可以起到方便地現場顯微放大觀察和采集數碼圖像的功用。例如用在如下方面工業-電路板，印刷業，紡織，精密機械醫學-皮膚病，寄生蟲，血液檢驗園藝-植物，昆蟲，病害科研-失效分析，材料剖析，形貌觀測，缺陷分析收藏-錢幣集郵珠寶古董日常-教育，家居及辦公室公安-刑偵取證及司法鑒定[0016]本實用新型在應用于上述等領域時，不僅能實現方便的現場觀察和數碼圖像采集，并且配合智能手機上的圖像處理軟件，能夠對圖像進行分析處理，如量取特定部分的長度，面積，角度等。進ー步的應用，通過智能手機的通信功能(藍牙，wifi，手機網絡)可以實現數據的分享，與數據庫比對，以及通過服務器對數據進行進一歩的分析處理。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進ー步說明。
圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型的效果圖。圖3是本實用新型采用折疊光路的設計圖。
具體實施方式
如
圖1所示的本實用新型的結構示意圖，包括智能手機(I)及其攝像頭(2)，由目鏡(4)和物鏡(6)及鏡筒(5)組成的顯微鏡頭及其與智能手機的鏈接裝置(3)。為了達到好的照明和成像效果，在物鏡前端安裝有由發光二極管(10)組成的反射照明組件(7)和透射照明組件(9)。照明組件由電源及其控制電路(11)提供能量并調節亮度。待觀察的樣品置于載玻片(8)所示的視野中心位置。為了便于觀察和穩定圖像，支架(12)可以對整個裝置起到支撐和穩定作用。
圖1所示的上述部件只是基于智能手機的掌上數碼顯微鏡的一般的結構示意。根據具體的型號設計，相應的部件可作增減和調整。比如，所要設計的掌上型數碼顯微鏡只作為反射觀察用途，相應的透射照明組件(9)就可以省略。又比如，為了達到簡單和超薄的設計，可以用簡化的單片透鏡鏡頭代替目鏡(4)和物鏡(6)組成的復合顯微鏡頭。下面以具體實施例進行說明。實施例1.單透鏡光導管照明超薄便攜掌上顯微鏡為了達到超薄的設計，采用自身帶800萬像素攝像頭和發光二極管照明的超薄直板智能手機，所用顯微鏡頭采用非球面單透鏡超薄設計，照明則利用智能手機本身所帯的發光二極管，通過特別設計的光導管將光源導到鏡頭視場中照亮所觀察的樣品。顯微鏡頭和光導管通過與智能手機貼合良好的背殼與智能手機結合在一起。智能手機上的攝像頭控制和圖像采集軟件，同時可以控制照明發光二極管的開啟，井能達到自動對焦和數碼變倍的功能。所得到的單透鏡光導管照明超薄便攜掌上顯微鏡，配合數碼變倍功能，能達到20至200倍放大倍數。圖2是本實用新型的效果圖，為掌上型的數碼顯微鏡所采集到的顯微標尺的圖像，圖中最小刻度為50微米，刻線的寬度約為5微米。如圖2所示，可以清楚地分辨數十微米的細節。由于采用超薄的單透鏡鏡頭設計并結合光導管照明，可以有效的控制整個顯微鏡的厚度。所得到的便攜掌上顯微鏡只在智能手機的厚度上増加1-2厘米。實施例2.集成獨立電源和照明裝置的掌上數碼顯微鏡與實施例1 ー樣采用具有800萬像素攝像頭的智能手機，但顯微鏡頭采用多片鏡片組合設計，并把四個照明ニ極管集成在顯微鏡頭前端，照明ニ極管通過安裝在智能手機背殼里的充電電池和控制電路提供電源。本實施例得到的掌上數碼顯微鏡具有更好的光學成像效果和放大倍數，井能有更長的連續工作時間。[0027]實施例3.集成獨立電源和透射照明裝置的掌上數碼顯微鏡與實施例2 —樣采用具有800萬像素攝像頭的智能手機和鏡頭設計，但照明二極管采用透射光照明的設計。與實施例2 —樣，本實施例得到的掌上數碼顯微鏡具有更好的光學成像效果，放大倍數和工作時間，并且適合透射光方式觀察樣品。實施例4.集成獨立電源和照明裝置的掌上數碼顯微鏡與實施例2 —樣采用具有800萬像素攝像頭的智能手機，顯微鏡頭采用多片鏡片組合設計，并把四個照明二極管集成在顯微鏡頭前端，照明二極管通過安裝在智能手機背殼里的充電電池和控制電路提供電源。為了進一步減小厚度，本實施例采用折疊光路的設計。如圖3所示，通過增加一反射鏡(13)，使光路改變90度，從而減小所得到的基于智能手機的掌上顯微鏡的厚度。實施例5.對采集的顯微圖像進行處理和無線傳送利用上述實施例1-4所得到的裝置，利用智能手機上已有的圖像采集和處理軟件(比如iOS上的Camera+, Instagram等)采集到感興趣的顯微圖像，并在軟件中對圖像進行相應處理，如調節亮度，對比度，色調等，并通過軟件中的分享功能(通過email，或上傳到服務器)經由無線網絡達到傳送和分享的目的。
權利要求1.一種基于智能手機的掌上數碼顯微鏡，其特征包括智能手機，顯微鏡頭，顯微鏡頭與智能手機的連接裝置，照明裝置，以及智能手機上的數碼圖像采集和處理軟件，利用智能手機的圖像采集和計算能力結合微型化的顯微鏡頭，實現一種便攜式的掌上型數碼顯微鏡。
2.根據權利要求1所述的一種基于智能手機的掌上數碼顯微鏡，其特征是其顯微鏡頭采用包括目鏡和物鏡的多片透鏡的組合，出于盡量小型化的目的，或者采用單片透鏡。
3.根據權利要求1所述的一種基于智能手機的掌上數碼顯微鏡，其特征是其照明裝置，采用集成在顯微鏡頭上發光二極管和散光板部件及相應供電電路，或者采用通過特殊設計的光導管，利用智能手機的發光二極管來照明。
4.根據權利要求1所述的一種基于智能手機的掌上數碼顯微鏡，其特征是其顯微鏡頭和智能手機的連接裝置，采用手機背殼來實現。
5.根據權利要求1所述的一種基于智能手機的掌上數碼顯微鏡，其特征是其顯微鏡頭和智能手機的連接裝置的連接方式，采用手機攝像頭與顯微鏡頭光軸在同一直線上連接起來的方式，或者采用把手機攝像頭和顯微鏡頭由反光鏡或棱鏡通過折疊光路的方式連接起來以達到減小厚度的設計。
專利摘要本實用新型提供一種基于智能手機的掌上數碼顯微鏡。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是將顯微鏡頭與智能手機相結合，利用智能手機作為圖像采集，分析處理及無線通訊的平臺，實現數碼顯微觀察和圖像采集，分析處理和無線傳送裝置的微型化，得到掌上型的數碼顯微鏡。該顯微鏡不僅便于攜帶，方便顯微觀察，并且利用智能手機的攝像頭，圖像處理能力和無線通信功能，使該顯微鏡可以方便的實現數碼圖像采集，分析處理和無線傳送。
文檔編號G02B21/02GK202886724SQ20122016312
公開日2013年4月17日 申請日期2012年4月17日 優先權日2012年4月17日
發明者崔利, 劉津南 申請人:崔利, 劉津南