CN202886724U - 一种基于智能手机的掌上数码显微镜 - Google Patents
一种基于智能手机的掌上数码显微镜 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种基于智能手机的掌上数码显微镜。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将显微镜头与智能手机相结合，利用智能手机作为图像采集，分析处理及无线通讯的平台，实现数码显微观察和图像采集，分析处理和无线传送装置的微型化，得到掌上型的数码显微镜。该显微镜不仅便于携带，方便显微观察，并且利用智能手机的摄像头，图像处理能力和无线通信功能，使该显微镜可以方便的实现数码图像采集，分析处理和无线传送。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种数码显微镜，尤其基于智能手机的数码图像采集，图像处理和通信功能的便携式掌上型数码显微镜。其不仅能对微小物体实现显微放大观察，并且图像直接显示在手机的显示屏上，易于观察和使用。
背景技术
显微镜是一种广泛应用的观察微小物体的仪器设备。传统的显微镜由基座，支架，镜筒，以及安装于镜筒两端的物镜和目镜构成。具备数码图像采集功能的显微镜，还要配备电子目镜并与电脑相连。一般整套装置是置于工作台面上，体积和重量较大，不便于携带。
为了解决便携移动应用的要求，有研究者报道了关于袖珍显微镜和笔式显微镜的专利，如CN1888947A和CN2550790Y报道了袖珍显微镜，CN2369255Y和CN1782776A报道了笔式显微镜。但上述袖珍或笔式显微镜并不能完成数码图像的采集和处理。
USB显微镜将镜头和成像元件(CCD或CMOS)集成在一起并通过USB电缆接口与电脑相连，通过安装在电脑上的图像采集软件采集显微图像。如CN201364417Y报道了数码USB显微镜。虽然USB显微镜本身体积和重量可以很小，但由于要与电脑相连，其便携和移动应用还是很受限制。
发明内容
为了达到便携显微观察和数码图像采集和处理的需求，本实用新型提供一种基于智能手机的掌上数码显微镜。该显微镜不仅便于携带，方便显微观察，并且利用智能手机的越来越强大的摄像头，图像处理能力和无线通信功能，该显微镜可以方便的实现数码图像采集，分析处理和无线传送。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将显微镜头与智能手机相结合，利用智能手机作为图像采集，分析处理及无线通讯的平台，实现显微观察、图像采集、分析处理和无线传送装置的微型化，得到掌上型的数码显微镜。
有益效果
本实用新型的有益效果是，可以使使用人员随时随地方便地进行数码显微观察，并方便地进行数码图像采集，分析和无线传送。本实用新型可以起到方便地现场显微放大观察和采集数码图像的功用。例如用在如下方面：
工业-电路板，印刷业，纺织，精密机械
医学-皮肤病，寄生虫，血液检验
园艺-植物，昆虫，病害
科研-失效分析，材料剖析，形貌观测，缺陷分析
收藏-钱币集邮珠宝古董
日常-教育，家居及办公室
公安-刑侦取证及司法鉴定
本实用新型在应用于上述等领域时，不仅能实现方便的现场观察和数码图像采集，并且配合智能手机上的图像处理软件，能够对图像进行分析处理，如量取特定部分的长度，面积，角度等。进一步的应用，通过智能手机的通信功能(蓝牙，wifi，手机网络)可以实现数据的分享，与数据库比对，以及通过服务器对数据进行进一步的分析处理。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的效果图。
图3是本实用新型采用折叠光路的设计图。
具体实施方式
如图1所示的本实用新型的结构示意图，包括智能手机(1)及其摄像头(2)，由目镜(4)和物镜(6)及镜筒(5)组成的显微镜头及其与智能手机的链接装置(3)。为了达到好的照明和成像效果，在物镜前端安装有由发光二极管(10)组成的反射照明组件(7)和透射照明组件(9)。照明组件由电源及其控制电路(11)提供能量并调节亮度。待观察的样品置于载玻片(8)所示的视野中心位置。为了便于观察和稳定图像，支架(12)可以对整个装置起到支撑和稳定作用。
图1所示的上述部件只是基于智能手机的掌上数码显微镜的一般的结构示意。根据具体的型号设计，相应的部件可作增减和调整。比如，所要设计的掌上型数码显微镜只作为反射观察用途，相应的透射照明组件(9)就可以省略。又比如，为了达到简单和超薄的设计，可以用简化的单片透镜镜头代替目镜(4)和物镜(6)组成的复合显微镜头。下面以具体实施例进行说明。
实施例1.单透镜光导管照明超薄便携掌上显微镜
为了达到超薄的设计，采用自身带800万像素摄像头和发光二极管照明的超薄直板智能手机，所用显微镜头采用非球面单透镜超薄设计，照明则利用智能手机本身所带的发光二极管，通过特别设计的光导管将光源导到镜头视场中照亮所观察的样品。显微镜头和光导管通过与智能手机贴合良好的背壳与智能手机结合在一起。智能手机上的摄像头控制和图像采集软件，同时可以控制照明发光二极管的开启，并能达到自动对焦和数码变倍的功能。所得到的单透镜光导管照明超薄便携掌上显微镜，配合数码变倍功能，能达 到20至200倍放大倍数。图2是本实用新型的效果图，为掌上型的数码显微镜所采集到的显微标尺的图像，图中最小刻度为50微米，刻线的宽度约为5微米。如图2所示，可以清楚地分辨数十微米的细节。由于采用超薄的单透镜镜头设计并结合光导管照明，可以有效的控制整个显微镜的厚度。所得到的便携掌上显微镜只在智能手机的厚度上增加1-2厘米。
实施例2.集成独立电源和照明装置的掌上数码显微镜
与实施例1一样采用具有800万像素摄像头的智能手机，但显微镜头采用多片镜片组合设计，并把四个照明二极管集成在显微镜头前端，照明二极管通过安装在智能手机背壳里的充电电池和控制电路提供电源。本实施例得到的掌上数码显微镜具有更好的光学成像效果和放大倍数，并能有更长的连续工作时间。
实施例3.集成独立电源和透射照明装置的掌上数码显微镜
与实施例2一样采用具有800万像素摄像头的智能手机和镜头设计，但照明二极管采用透射光照明的设计。与实施例2一样，本实施例得到的掌上数码显微镜具有更好的光学成像效果，放大倍数和工作时间，并且适合透射光方式观察样品。
实施例4.集成独立电源和照明装置的掌上数码显微镜
与实施例2一样采用具有800万像素摄像头的智能手机，显微镜头采用多片镜片组合设计，并把四个照明二极管集成在显微镜头前端，照明二极管通过安装在智能手机背壳里的充电电池和控制电路提供电源。为了进一步减小厚度，本实施例采用折叠光路的设计。如图3所示，通过增加一反射镜(13)，使光路改变90度，从而减小所得到的基于智能手机的掌上显微镜的厚度。
实施例5.对采集的显微图像进行处理和无线传送
利用上述实施例1-4所得到的装置，利用智能手机上已有的图像采集和处理软件(比如iOS上的Camera+，Instagram等)采集到感兴趣的显微图像，并在软件中对图像进行相应处理，如调节亮度，对比度，色调等，并通过软件中的分享功能(通过email，或上传到服务器)经由无线网络达到传送和分享的目的。
Claims (5)
1.一种基于智能手机的掌上数码显微镜，其特征包括智能手机，显微镜头，显微镜头与智能手机的连接装置，照明装置，以及智能手机上的数码图像采集和处理软件，利用智能手机的图像采集和计算能力结合微型化的显微镜头，实现一种便携式的掌上型数码显微镜。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的掌上数码显微镜，其特征是其显微镜头采用包括目镜和物镜的多片透镜的组合，出于尽量小型化的目的，或者采用单片透镜。
3.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的掌上数码显微镜，其特征是其照明装置，采用集成在显微镜头上发光二极管和散光板部件及相应供电电路，或者采用通过特殊设计的光导管，利用智能手机的发光二极管来照明。
4.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的掌上数码显微镜，其特征是其显微镜头和智能手机的连接装置，采用手机背壳来实现。
5.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的掌上数码显微镜，其特征是其显微镜头和智能手机的连接装置的连接方式，采用手机摄像头与显微镜头光轴在同一直线上连接起来的方式，或者采用把手机摄像头和显微镜头由反光镜或棱镜通过折叠光路的方式连接起来以达到减小厚度的设计。
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