CN206020790U - 一种用于移动电话荧光检测仪的超薄微距镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利涉及一种微距镜头，尤其是一种用于移动电话荧光检测仪的超薄微距镜头。为了解决现有移动电话荧光检测仪体积大，不方便携带的问题，本实用新型专利提供了一种用于移动电话荧光检测仪的超薄微距镜头。该镜头从物体侧到成像侧依次包括：第一透镜、第一透镜适配器、分光镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、感光芯片；在分光镜的下方还设置有紫外LED激发光源。该超薄微距镜头体积小，镜头薄，能安装在智能手机上，方便携带及使用；而且，该超薄微距镜头的内部设计使得检测仪的信噪比和检测灵敏度大大提高。

Description

一种用于移动电话荧光检测仪的超薄微距镜头

技术领域

本实用新型专利涉及一种微距镜头，尤其是一种用于移动电话荧光检测仪的超薄微距镜头。

背景技术

移动电话荧光检测仪，在许多领域，尤其是医疗诊断和食品安全检测中，具有广泛的应用。其中，微距镜头和感光芯片是移动电话荧光仪重要的组成部件。

目前市场上的移动电话荧光检测仪，都是采用的普通微距镜头，体积大而且焦距长，造成检测仪的体积无法缩小；同时，在检测时候，由于激发光源会发射到检测芯片，虽然有滤光片可以截止绝大部分的反射光，但是即使只有部分泄露的反射光也会产生噪音，降低了检测仪的信噪比和检测灵敏度。

发明内容

为了解决现有移动电话荧光检测仪体积大，不方便携带的问题，本实用新型专利提供了一种用于移动电话荧光检测仪的超薄微距镜头。该超薄微距镜头体积小，镜头薄，能安装在智能手机上，方便携带及使用；而且，该超薄微距镜头的内部设计使得检测仪的信噪比和检测灵敏度大大提高。

为了解决上述技术问题，本实用新型专利采用下述技术方案：

本实用新型提供一种用于移动电话荧光检测仪的超薄微距镜头，该镜头从物体侧到成像侧依次包括：第一透镜、第一透镜适配器、分光镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、感光芯片；在分光镜的下方还设置有紫外LED激发光源。

所述物体侧，也即待检测物所在位置；所述成像侧也即感光芯片所在位置。

所述第一透镜为平凸透镜，其具有正屈光度。

所述第二透镜为双凹透镜，其具有负屈光度。

所述第三透镜为凸凹透镜或平凹透镜，其具有负屈光度。

所述第四透镜为双凸透镜，其具有正屈光度。

所述第一透镜也称为前置镜片，又叫做第一物镜。

进一步的，所述物体侧和成像侧所在的平面垂直；所述第一透镜、第一透镜适配器与物体侧所在的平面平行；所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑与成像侧，也即感光芯片所在的平面平行；所述分光镜与物体侧和成像侧均成45°角倾斜安装；所述分光镜的一侧与第一透镜适配器、第二透镜相邻，另一侧与且紫外LED激发光源相邻。

进一步的，所述镜头采用了镜头内照明的方式，所述紫外LED激发光源设置在第一透镜和分光镜的直线方向上，安装在分光镜的后方。

所述紫外LED激发光源，简称为激发光源，也称为照明光源。

所述激发光源发射的全部是波长为300-400nm的短波长的光。

进一步的，所述分光镜为600nm的短波长全透过的分光镜，波长小于600nm的光线可全部透过分光镜，波长大于600nm的光线可被分光镜全部反射。

所述紫外LED激发光源发射的光可以全部透过分光镜。

所述待检测物所发射的荧光的波长为625nm，大于分光镜可透射的波长600nm，也即待检测物所发射的荧光不能透过分光镜，而是被分光镜全部反射。所述待检测物所发射的荧光在分光镜表面进行全反射进而投射到感光芯片。

进一步的，所述镜头内形成有光路；所述光路是L形的。

所述激发光源发出的短波长激光，通过分光镜后均匀地照射到待检测物，激发待检测物发射荧光。待检测物所发射的荧光进入光路的垂直部分，照射到分光镜表面，分光镜是短波长透过的分光镜，而待检测物发射的荧光的波长较长，为625nm，因此待检测物所发射的荧光全部被反射进入光路的水平部分。因为激发光源发射的是短波长光，因此不会被反射到感光芯片，从而进一步提高了检测仪的信噪比，从而提高了检测灵敏度和稳定性。

所述L形光路的垂直部分，也称为光路短边，用字母H表示；所述L形光路的水平部分，也称为光路长边，用字母N表示。

进一步的，所述镜头的长度N为4到8厘米，厚度M小于或等于2厘米，镜头能够横向安装在移动设备的表面，即镜头的最长边平行于安装平面，短边垂直于安装平面。

进一步的，所述微距镜头是长度N为5厘米，厚度M(即高度)为1.2厘米的L形镜筒。光路短边的尺寸H为1.5厘米，第一镜头正对检测物平面。光路长边，也即微距镜头的长度N。整个镜头的光路长边嵌入手机背部0.5厘米深。光路长边从智能手机背板上突出0.7厘米，光路短边从智能手机背板上突出1.0厘米。

进一步的，所述镜头为物方远心镜，成像畸变小于0.1％。

所述物方远心镜，可以保证检测物体的成像畸变达到最小(小于0.1％)，同时检测物体与镜头的距离变化不会影响检测物的成像大小。

进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜为普通透镜；所述第四透镜的表面涂布有红外截止涂料。

所述红外截止涂料，可以减少750nm以上的红外光线进入检测器，进而可以降低噪音，提高检测仪的灵敏度。

进一步的，所述感光芯片采用高灵敏度的感光芯片。

所述感光芯片采用的是高灵敏度的感光芯片，可以提高检测的灵敏度。

进一步的，所述镜头具有0到2倍的放大倍率。

本实用新型专利具有以下技术优点：

1、本实用新型专利提供的超薄微距镜头，通过在镜头中设置了短波长透过的分光镜，将光路变成了L形，达成以下效果：

1a)由于采用了L形的光路设计，光路是平行于检测平面的，这样在移动装置，比如手机中，镜头的光路平行于手机平面，整体可以形成超薄形式的光路，能方便地安装在智能手机表面，进而缩小了移动电话荧光检测仪的尺寸。

1b)由于L形的光路设计，光路是平行于检测物的，无需担心焦距长的问题，这样将光路设计为焦距比较长的物方远心境，而物方远心境的设计可以使图像保持非常低的畸变率，从而到达准确测量的目的。

1c)由于采用了L形的光路设计，将待检测物所发射的荧光通过检测光路反射到感光芯片进行检测，而短波长的激发光可以自由穿过分光镜，不会被反射到检测光路，这样就提高了信噪比和检测灵敏度。

2、本实用新型专利提供的超薄微距镜头，通过在镜头中设置激发光源，将激发光源内置在镜头后，这样大大地减少了检测仪的体积；同时，内置光源可保证被检测物得到均匀的照射光，进而提高了激发光的均匀性，减少了激发光对检测信号的影响，降低了信噪比，提高了检测灵敏度。

附图说明

图1是本实用新型专利超薄微距镜头的结构示意图；

图2是安装了本发明微距镜头的智能手机的主视图；

图3是安装了本发明微距镜头的智能手机的俯视图；

图4是安装了本发明微距镜头的智能手机的左侧视图。

附图标记说明：

1、第一透镜；2、第一透镜适配器；3、紫外LED激发光源；4、分光镜；5、第二透镜；6、第三透镜；7、第四透镜；8、光阑；9、感光芯片；10、光路；11、待检测物；12、智能手机；13、微距镜头；H:表示光路短边；M：表示微距镜头的厚度；N：表示光路长边，也即微距镜头的长度；

虚线箭头：表示待检测物发出的荧光(发射光)；

实线箭头：表示LED发出的紫外光(激发光)。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图和实施例对本实用新型专利进一步说明。

实施例1：

本实施例是使用本发明的微距镜头作为智能手机的微距镜头以及感光芯片进行图像采集，并将采集到的图像传送至手机储存。

本实施例采用了 IMX-290星光级CMOS光感受芯片。

具体实施方法如下：

本实用新型提供一种用于移动电话荧光检测仪的超薄微距镜头，所述镜头从物体侧到成像侧依次包括：第一透镜1、第一透镜适配器2、分光镜4、第二透镜5、第三透镜6、第四透镜7、光阑8、感光芯片9；在分光镜4的下方还设置有紫外LED激发光源3。

所述物体侧，也即待检测物11所在位置；所述成像侧也即感光芯片9所在位置。

所述第一透镜1为平凸透镜，其具有正屈光度。

所述第二透镜5为双凹透镜，其具有负屈光度。

所述第三透镜6为凸凹透镜或平凹透镜，其具有负屈光度。

所述第四透镜7为双凸透镜，其具有正屈光度。

所述第一透镜1也称为前置镜片，又叫做第一物镜。

进一步的，所述物体侧和成像侧所在的平面垂直；所述第一透镜1、第一透镜适配器2与物体侧所在的平面平行；所述第二透镜5、第三透镜6、第四透镜7、光阑8与成像侧，也即感光芯片9所在的平面平行；所述分光镜4与物体侧和成像侧均成45°角倾斜安装；所述分光镜4的一侧与第一透镜适配器2、第二透镜5相邻，另一侧与且紫外LED激发光源3相邻。

进一步的，所述镜头采用了镜头内照明的方式，所述紫外LED激发光源3设置在第一透镜1和分光镜4的直线方向上，安装在分光镜的后方。

所述紫外LED激发光源3，简称为激发光源，也称为照明光源。

所述激发光源3发射的全部是波长为375nm的短波长的光。

进一步的，所述分光镜4为600nm的短波长全透过的分光镜，波长小于600nm的光线可全部透过分光镜，波长大于600nm的光线可被分光镜全部反射。

分光镜是一种截止滤镜，分为短波长透过和长波长透过，本实用新型采用的是600nm短波长全透过的滤镜。制作滤镜有掺杂方式和涂料方式；涂料方式的滤镜，不透过的光可以全部被反射，而掺杂方式的滤镜则不会反射或者反射很少。本实用新型采用的分光镜是涂料方式的滤镜。

所述分光镜4为600nm的短波长全部透过，长波长全部截止的分光镜。波长小于600nm的光线能全部透过分光镜4，不会发生反射；波长大于600nm的光线能全部被分光镜4反射，不会发生透过的现象。

所述紫外LED激发光源3发射的光为波长为375nm的短波长光。所述紫外LED激发光源3发射的光可以全部透过分光镜4。

所述待检测物11所发射的荧光的波长为625nm，大于分光镜4可透射的波长600nm，也即待检测物11所发射的荧光不能透过分光镜4，而是被分光镜4全部反射。所述待检测物11所发射的荧光在分光镜4表面进行全反射进而投射到感光芯片9。

进一步的，所述镜头内形成有光路10；所述光路10是L形的。

所述激发光源3发出的短波长激光，通过分光镜4后均匀地照射到待检测物11，激发待检测物11发射荧光。待检测物11所发射的荧光进入光路10的垂直部分，照射到分光镜4表面，分光镜4是短波长透过的分光镜，而待检测物11发射的荧光的波长较长，为625nm，因此待检测物11所发射的荧光全部被反射进入光路10的水平部分。因为激发光源3发射的是短波长光，因此不会被反射到感光芯片9，从而进一步提高了检测仪的信噪比，从而提高了检测灵敏度和稳定性。

所述L形光路的垂直部分，也称为光路短边，用字母H表示；所述L形光路的水平部分，也称为光路长边，用字母N表示。

进一步的，所述镜头的长度N为4到8厘米，厚度M小于或等于2厘米，镜头能够横向安装在移动设备的表面，即镜头的最长边平行于安装平面，短边垂直于安装平面。

进一步的，所述微距镜头是长度N为5厘米，厚度M(即高度)为1.2厘米的L形镜筒。光路短边的尺寸H为1.5厘米，第一镜头正对检测物平面。光路长边，也即微距镜头的长度N。整个镜头的光路长边嵌入手机背部0.5厘米深。光路长边从智能手机背板上突出0.7厘米，光路短边从智能手机背板上突出1.0厘米。

智能手机本身的厚度为1.0cm。安装所述微距镜头的智能手机，光路短边处智能手机厚度为2.0cm，光路长边处智能手机厚度为1.7cm。

进一步的，所述镜头为物方远心镜，成像畸变小于0.1％。

所述物方远心镜，可以保证检测物体的成像畸变达到最小(小于0.1％)，同时检测物体与镜头的距离变化不会影响检测物的成像大小。

进一步的，所述第一透镜1、第二透镜5、第三透镜6为普通透镜；所述第四透镜7的表面涂布有红外截止涂料。

所述红外截止涂料，可以减少750nm以上的红外光线进入检测器，进而可以降低噪音，提高检测仪的灵敏度。

进一步的，所述感光芯片9采用高灵敏度的感光芯片。

所述感光芯片9采用的是高灵敏度的感光芯片，可以提高检测的灵敏度。

进一步的，所述镜头具有0到2倍的放大倍率。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本实用新型的专利范围内。

Claims (10)

1.一种用于移动电话荧光检测仪的超薄微距镜头，其特征在于，所述镜头从物体侧到成像侧依次包括：第一透镜、第一透镜适配器、分光镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、感光芯片；在分光镜的下方还设置有紫外LED激发光源。

2.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述物体侧和成像侧所在的平面垂直；所述第一透镜、第一透镜适配器与物体侧所在的平面平行；所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑与成像侧，也即感光芯片所在的平面平行；所述分光镜与物体侧和成像侧均成45°角倾斜安装；所述分光镜的一侧与第一透镜适配器、第二透镜相邻，另一侧与且紫外LED激发光源相邻。

3.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头采用了镜头内照明的方式，所述紫外LED激发光源设置在第一透镜和分光镜的直线方向上，安装在分光镜的后方。

4.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述分光镜为短波长全透过的分光镜。

5.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头内形成有光路；所述光路是L形的。

6.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头的长度N为4到8厘米，厚度M小于或等于2厘米，镜头能够横向安装在移动设备的表面，即镜头的最长边平行于安装平面，短边垂直于安装平面。

7.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头为物方远心镜。

8.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜为普通透镜；所述第四透镜的表面涂布有红外截止涂料。

9.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述感光芯片采用高灵敏度的感光芯片。

10.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头具有0到2倍的放大倍率。