[發(fā)明專利]一種具有微觀成像功能的移動通訊設備

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• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110351405A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設計）人: 胡慶磊;黃凱;李寧;李夢婷
• 申請（專利權）人: 肯維捷斯（武漢）科技有限公司
• 主分類號: H04M1/02
• 分類號: H04M1/02;H04N5/225;G02B7/10
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 宋敏

本發(fā)明公開了一種具有微觀成像功能的移動通訊設備，其中：包括移動通訊設備的外殼和安裝在所述外殼上的微觀攝像頭；所述微觀攝像頭包含位于前方的鏡頭、位于后方的面陣光電探測器和調(diào)焦結(jié)構(gòu)；所述鏡頭決定的一對共軛物面與像面的關系為：所述像面位于所述面陣光電探測器的光敏面上，所述物面距離所述鏡頭前表面的距離不大于30cm；所述鏡頭包括一片以上的鏡片組成的透鏡組，所述調(diào)焦結(jié)構(gòu)用于改變所述鏡頭中一片或多片鏡片的位置，從而改變與位于所述面陣光電探測器的光敏面上的像面共軛的物面與鏡頭前表面的距離。本發(fā)明的成像質(zhì)量優(yōu)于移動通訊設備上常用的在普通攝像頭上進行增距實現(xiàn)的微觀成像，可接近或達到專業(yè)微觀成像設備的水平。

技術領域

本發(fā)明屬于微觀成像領域，具體涉及一種具有微觀成像功能的移動通訊設備。

背景技術

顯微鏡可以對微觀結(jié)構(gòu)進行觀測，使得人能夠觀察到肉眼無法直接觀察的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)顯微鏡由物鏡和目鏡組成，用于將微觀結(jié)構(gòu)放大后呈現(xiàn)到人眼的明視距離處。數(shù)碼顯微鏡使用面陣光電探測器取代人眼進行探測，可以將圖像記錄成數(shù)字圖像文件，為信號采集帶來了便利。但顯微鏡的尺寸通常較大，以放置在桌面上的臺式顯微鏡形式最為常見。

小型化的便攜式的數(shù)碼顯微鏡、搭配手機使用的手機顯微鏡以及搭配相機使用的微距鏡頭相比傳統(tǒng)顯微鏡便攜性有所提升，但仍然有所欠缺，主要表現(xiàn)為：

1、便攜性不夠，只是體積相比傳統(tǒng)顯微鏡有顯著減小，但仍占用額外體積；

2、成像質(zhì)量不足，專業(yè)顯微鏡能達到1微米和亞微米級別的分辨率，上述便攜微觀成像產(chǎn)品，成像分辨率通常在1微米以上，且通過面陣光電探測器探測后其物方空間采樣率也往往1微米以上。

以手機為代表的移動通訊設備已成為當代社會每個人的隨身必備，其攝像頭的成像效果也越來越高，成像模式也越來越多，目前已出現(xiàn)具有望遠功能的長焦攝像頭和具有一定微觀成像功能的微距攝像頭。在移動通訊設備上集成微觀成像功能，一方面可提升移動通訊設備的功能型，另一方面為需要微觀成像功能的特定用戶提供了方便，這些用戶在不需要額外攜帶設備的情況下即可實現(xiàn)微觀成像。但現(xiàn)有的具有微觀成像功能的移動通訊設備，其微觀成像效果還比較有限，表現(xiàn)為：

1、像差較大，對于現(xiàn)有的具有微觀成像功能的移動通訊設備，其微觀成像是由具備微距功能的攝像頭實現(xiàn)的，其實現(xiàn)方式是增大其攝像頭的調(diào)焦范圍，使得其能夠調(diào)焦到近距離處，實現(xiàn)對近距離物體的成像，經(jīng)過高像素的面陣光電探測器采集后，能采集到相比傳統(tǒng)攝像頭更微觀的結(jié)構(gòu)。但其攝像頭并非專門為微觀成像所設計，還需要兼顧普通日常拍照，導致其對焦到近處時，難免出現(xiàn)額外像差，影響成像質(zhì)量。

2、數(shù)值孔徑較小，如上所述，現(xiàn)有移動通訊設備的微觀成像功能是通過將攝像頭對焦到近處實現(xiàn)，但其最近距離仍在1厘米以上，受限于輕薄便攜等要求，攝像頭的入瞳直徑不可能很大，通常在幾個毫米水平，導致其等效的數(shù)值孔徑通常小于0.1，根據(jù)阿貝成像理論成像的極限分辨率由數(shù)值孔徑?jīng)Q定，即使不考慮像差因素，其極限分辨率仍不足，僅能滿足日常近距離拍照需要，達不到專業(yè)的微觀成像要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術以上缺陷或改進需求中的至少一種，本發(fā)明提供了一種具有微觀成像功能的移動通訊設備，微觀攝像頭為針對近距離成像時的共軛物像面所設計，成像質(zhì)量優(yōu)于移動通訊設備上常用的在普通攝像頭上進行增距實現(xiàn)的微觀成像，可接近或達到專業(yè)微觀成像設備的水平。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種具有微觀成像功能的移動通訊設備，其中：包括移動通訊設備的外殼和安裝在所述外殼上的微觀攝像頭；

所述微觀攝像頭包含位于前方的鏡頭、位于后方的面陣光電探測器和調(diào)焦結(jié)構(gòu)；

所述鏡頭決定的一對共軛物面與像面的關系為：所述像面位于所述面陣光電探測器的光敏面上，所述物面距離所述鏡頭前表面的距離不大于30cm；