CN210181294U - 基于潜望式长焦手机摄像头的移动显微镜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种基于潜望式长焦手机摄像头的移动显微镜装置，通过使用非球面消色差透镜实现物体显微图像的获取，并成像于无穷远处，便于在非球面消色差透镜以及成像镜头之间安装分光镜片模组、LED光源、电控变焦透镜与反射镜，分光镜片模组用于实现明场与荧光的双成像模式，LED光源提供了双成像模式的外部光源，电控变焦透镜实现了显微图像的便捷调焦，避免了复杂的调焦机械元件的使用，反射镜用于折叠光路，使得系统整体结构紧凑。

Description

基于潜望式长焦手机摄像头的移动显微镜装置

技术领域

本实用新型属于成像技术领域，具体涉及一种基于潜望式长焦手机摄像头的移动显微镜装置。

背景技术

显微镜是观察微观物体的常规实验设备。通过显微镜，人们可以在工业生产、生物医学研究中，观察微米以及纳米尺度的物体，对人们更深入的了解研究对象的本质有着重要的作用。然而，当前大部分的显微镜仍旧因为尺寸的原因被局限在实验室中。近年来，由于关键光机电器件的小型化以及性价比的提高，手持式显微镜的研究备受关注。

近年来，智能手机的发展非常迅速，智能手机的处理速度，感光芯片灵敏度的性能不断提高，随着5G时代的来临，手机的网络传输速度将获得一个巨大的飞跃，更为重要的是，这两年来发布的潜望式长焦手机摄像头，极大的提高了手机摄像头的焦距，这对于在手机上开发新型的移动显微镜提供了一个新的巨大机遇。并且，结合手机自身的摄像头、处理器以及网络传输能力，基于手机的显微装置天然具有便携性以及互联网特性。在本实用新型中，我们提出基于潜望式长焦手机摄像头，结合反射镜、电控变焦透镜、非球面透镜、LED光源、分光镜片模组以及样品架，开发移动显微装置。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种基于潜望式长焦手机摄像头的移动显微镜装置，该装置在潜望式长焦手机摄像头前安装反射镜、电控变焦透镜、非球面透镜、LED光源、分光镜片模组以及样品架，实现移动便携式显微装置，该装置可实现明场/荧光双模式的成像效果，同时结合手机的无线通信模块，可实现显微图像的远程传输。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型包括样品架、非球面消色差透镜、分光镜片模组、LED光源、电控变焦透镜、反射镜以及潜望式长焦手机摄像头，显微样品放置于样品架上，在样品的左侧，安装非球面消色差透镜，非球面消色差透镜的前焦点与样品重合，在非球面消色差透镜的左侧安装分光镜片模组，分光镜片模组的上方安装LED光源，LED光源可发射短波长的可见光光线以及红外光线，LED光源发射的光线经过分光镜片模组的反射后，聚焦到非球面消色差透镜的后焦点，经过非球面消色差透镜后准直照射样品，LED光线被样品散射后，其中部分散射光通过非球面消色差透镜，准直出射，并透过分光镜片模组，并经过电控变焦透镜实现调焦，并通过反射镜反射后，进入潜望式长焦手机摄像头，在潜望式长焦手机摄像头内，一个反射棱镜将入射光线反射，并通过多片式镜头组后，成像于手机的感光芯片位置，手机处理器对图像进行清晰度分析，并根据分析结果通过USB接口发出信号，控制电控变焦透镜实现焦距的改变，进而实现显微图像的调焦。

所述非球面消色差透镜，是由非球面透镜胶合而成，实现了低的光学色散，并同时降低了显微图像的像差。

所述分光镜片模组，是由二向分光色镜、激发滤光片以及荧光滤光片组成的光学模组，激发滤光片的表面法线与LED的光轴平行，激发滤光片用于实现可见光范围内的短波长的带通滤波，二向分光色镜沿斜45度角安装，二向分光色镜在可见光波段内反射短波长光线，透射长波长光线，荧光滤光片的表面法线与激发滤光片的表面法线相互垂直，荧光滤光片在可见光范围内透过长波长光线，滤除短波长光线，激发滤光片与荧光滤光片均可透过红外光线，二向分光色镜对于红外光线可实现部分反射与部分透射。

所述LED光源，内部集成了双LED、匀光片以及LED聚光镜，双LED包括一个短波长LED以及一个红外LED，两个LED位于同一个平面，双LED前依次安装匀光片以及LED聚光镜，双LED的光线经过匀光片后实现光束亮度均匀，经过LED聚光镜后实现光束的聚焦，聚焦的光束通过分光镜片模组的激发滤光片，并由二向分光色镜反射，聚焦在非球面消色差透镜的后焦面处。

所述电控变焦透镜，是一种通过电信号控制其焦距的透镜，通过改变该透镜的焦距，实现显微图像的调焦。

本实用新型的有益效果：

通过本实用新型的结构设置，可以实现一种基于潜望式长焦手机摄像头的移动显微镜装置，通过使用非球面消色差透镜实现物体显微图像的获取，并成像于无穷远处，便于在非球面消色差透镜以及成像镜头之间安装分光镜片模组、LED光源、电控变焦透镜与反射镜，分光镜片模组用于实现明场与荧光的双成像模式，LED光源提供了双成像模式的外部光源，电控变焦透镜实现了显微图像的便捷调焦，避免了复杂的调焦机械元件的使用，反射镜用于折叠光路，使得系统整体结构紧凑。

附图说明

图1为基于潜望式长焦手机摄像头的移动显微镜装置示意图。

图2为分光镜片模组结构示意图。

图3为LED光源结构示意图。

具体实施方式

为了使公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。

实施例1

下面结合附图1、附图2、附图3和实施例1对本实用新型作进一步说明。

如附图1所示，本实用新型包括样品架1、非球面消色差透镜2、分光镜片模组3、LED光源4、电控变焦透镜5、反射镜6以及潜望式长焦手机摄像头7，显微样品放置于样品架1上，在样品的左侧，安装非球面消色差透镜2，非球面消色差透镜2的前焦点与样品重合，在非球面消色差透镜2的左侧安装分光镜片模组3，分光镜片模组3的上方安装LED光源4，LED光源4可发射短波长的可见光光线以及红外光线，LED光源4发射的光线经过分光镜片模组3的反射后，聚焦到非球面消色差透镜2的后焦点，经过非球面消色差透镜2后准直照射样品，LED光线被样品散射后，其中部分散射光通过非球面消色差透镜2，准直出射，并透过分光镜片模组3，并经过电控变焦透镜5实现调焦，并通过反射镜6反射后，进入潜望式长焦手机摄像头7，在潜望式长焦手机摄像头7内，一个反射棱镜7-1将入射光线反射，并通过多片式镜头组7-2后，成像于手机的感光芯片8位置，手机处理器对图像进行清晰度分析，并根据分析结果通过USB接口9发出信号，控制电控变焦透镜5实现焦距的改变，进而实现显微图像的调焦。

所述非球面消色差透镜，是由非球面透镜胶合而成，实现了低的光学色散，并同时降低了显微图像的像差。

如附图2所示，所述分光镜片模组，是由二向分光色镜1、激发滤光片2以及荧光滤光片3组成的光学模组，激发滤光片2的表面法线与LED的光轴平行，激发滤光片2用于实现可见光范围内的短波长的带通滤波，二向分光色镜1沿斜45度角安装，二向分光色镜1在可见光波段内反射短波长光线，透射长波长光线，荧光滤光片3的表面法线与激发滤光片2的表面法线相互垂直，荧光滤光片3在可见光范围内透过长波长光线，滤除短波长光线，激发滤光片2与荧光滤光片3均可透过红外光线，二向分光色镜1对于红外光线可实现部分反射与部分透射。

如附图3所示，所述LED光源，内部集成了双LED1、匀光片2以及LED聚光镜3，双LED1包括一个短波长LED1-1以及一个红外LED1-2，两个LED位于同一个平面，双LED1前依次安装匀光片2以及LED聚光镜3，双LED1的光线经过匀光片2后实现光束亮度均匀，经过LED聚光镜3后实现光束的聚焦，聚焦的光束通过分光镜片模组的激发滤光片，并由二向分光色镜反射，聚焦在非球面消色差透镜的后焦面处。

所述电控变焦透镜，是一种通过电信号控制其焦距的透镜，通过改变该透镜的焦距，实现显微图像的调焦。

Claims (5)

1.一种基于潜望式长焦手机摄像头的移动显微镜装置，其特征在于系统包括样品架、非球面消色差透镜、分光镜片模组、LED光源、电控变焦透镜、反射镜以及潜望式长焦手机摄像头，显微样品放置于样品架上，在样品的左侧，安装非球面消色差透镜，非球面消色差透镜的前焦点与样品重合，在非球面消色差透镜的左侧安装分光镜片模组，分光镜片模组的上方安装LED光源，LED光源可发射短波长的可见光光线以及红外光线，LED光源发射的光线经过分光镜片模组的反射后，聚焦到非球面消色差透镜的后焦点，经过非球面消色差透镜后准直照射样品，LED光线被样品散射后，其中部分散射光通过非球面消色差透镜，准直出射，并透过分光镜片模组，并经过电控变焦透镜实现调焦，并通过反射镜反射后，进入潜望式长焦手机摄像头，在潜望式长焦手机摄像头内，一个反射棱镜将入射光线反射，并通过多片式镜头组后，成像于手机的感光芯片位置，手机处理器对图像进行清晰度分析，并根据分析结果通过USB接口发出信号，控制电控变焦透镜实现焦距的改变，进而实现显微图像的调焦。

2.根据权利要求1所述的一种基于潜望式长焦手机摄像头的移动显微镜装置，其特征在于所述的非球面消色差透镜，是由非球面透镜胶合而成，实现了低的光学色散，并同时降低了显微图像的像差。

3.根据权利要求1所述的一种基于潜望式长焦手机摄像头的移动显微镜装置，其特征在于所述的分光镜片模组，是由二向分光色镜、激发滤光片以及荧光滤光片组成的光学模组，激发滤光片的表面法线与LED的光轴平行，激发滤光片用于实现可见光范围内的短波长的带通滤波，二向分光色镜沿斜45度角安装，二向分光色镜在可见光波段内反射短波长光线，透射长波长光线，荧光滤光片的表面法线与激发滤光片的表面法线相互垂直，荧光滤光片在可见光范围内透过长波长光线，滤除短波长光线，激发滤光片与荧光滤光片均可透过红外光线，二向分光色镜对于红外光线可实现部分反射与部分透射。

4.根据权利要求1所述的一种基于潜望式长焦手机摄像头的移动显微镜装置，其特征在于所述的LED光源，内部集成了双LED、匀光片以及LED聚光镜，双LED包括一个短波长LED以及一个红外LED，两个LED位于同一个平面，双LED前依次安装匀光片以及LED聚光镜，双LED的光线经过匀光片后实现光束亮度均匀，经过聚光镜后实现光束的聚焦，聚焦的光束通过分光镜片模组的激发滤光片，并由二向分光色镜反射，聚焦在非球面消色差透镜的后焦面处。

5.根据权利要求1所述的一种基于潜望式长焦手机摄像头的移动显微镜装置，其特征在于所述的电控变焦透镜，是一种通过电信号控制其焦距的透镜，通过改变该透镜的焦距，实现显微图像的调焦。

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