頭之間的距離，其中手機(可將光學目鏡加裝在上級套筒中間）位于套筒最上 端，通過上級螺旋式調節套筒對此焦距進行調節，在第一次使用確定此焦距位置后不需要 再次調節，梓緊固定螺栓，即可將手機攝像頭放置位置與物鏡之間的距離完全固定。2、顯微 鏡透鏡組和光錐入射面樣本之間的距離，即調焦過程，可W通過下級螺旋式調節套筒調節 直到在目鏡視野里看見清晰的物像。
[0025] 智能手機1所包含的顯示屏用于進行人機交互，使用者可W進行手機端與服務器 端的圖像傳輸，與調節各性能參數及保存照片，并顯示服務器回傳的增強圖像，另外使用者 還可W錄入個人信息，地理參數與時間和日期等信息。
[0026] 所述的高分辨率便攜式顯微鏡系統中，顯微鏡測量系統的放大倍數Μ由光錐的放 大倍數化和透鏡組放大倍數M2共同決定，具體公式為：
[0027] Μ=ΜιΧΜ2
[00%]其中透鏡組放大倍數M2又由CMOS透鏡焦距fin和外置透鏡組焦距f out決定，具體公 式如下：
[0029]
[0030] 本發明中的樣本夾持模塊安裝在調焦套筒下端，可拆卸，配合光錐模塊使用。
[0031 ]可W使用日期/時間/GPS定位信息/個人病歷信息來標記圖像25，W在服務器端建 立統一數據庫，方便于病患信息的存儲、醫療工作者的診斷、政府的政策引導等。
[0032] 圖2示出了圖像增強步驟的流程圖。選擇使用手機移動網絡或WIFI網絡等進行圖 像傳輸，將圖像上傳至服務器端可W利用計算機強大性能快速執行圖像增強算法，并可進 一步在云端對分布在不同地域的使用者進行信息記錄，W及建立數據庫，方便共享診斷數 據與分享診斷經驗等。
[0033] 將應用程序作為機載軟件，在手機設備中加載，執行圖像獲取的操作20,并將圖像 與其他機載信息上傳至服務器操作21W便執行圖2的B部分操作。
[0034] B部分流程圖示出了服務器端所進行的操作，首先將所述上傳圖像進行存儲22,并 執行步驟23均值化操作，取步驟22中若干張數字負片DNG(Digital News Gathering)進行 求平均運算，W大幅提高圖像信噪比SNR(SIGNAL-NOISE RATIO)。
[0035] 然后對圖像進行灰度轉換步驟24操作，保留照片的綠色像素陣列，W大幅去除無 用信號，減少數據處理量。后續執行步驟25濾波操作，W減少光學噪點，校正光學儀器非均 勻光照影響。
[0036] 使用邊緣重建和細節重建相結合的超分辨率算法26,在保證圖像邊緣清晰的基礎 上，又可W恢復圖像的細節。在執行存儲增強處理后的存儲步驟27,將處理結果回傳至手機 機載應用程序進行顯示，并執行人機交互。
【主權項】
1. 一種適用于安裝在手機攝像頭端的成像裝置，包括： 可拆卸的光學模塊，其包括： 外殼:調焦螺旋式套筒，紐扣電池盒，光錐調節螺栓； 光學組件:輔助LED光源，進行光學耦合的第一級圖像傳輸與聚焦器件、第二級圖像放 大、耦合器件和第三級用于圖像放大的光傳輸器件。2. 根據權利要求1所述的一種適用于安裝在手機攝像頭端的成像裝置，其特征在于:所 述的光學組件中，第一級光傳輸器件包括兩級聚光透鏡與光學濾光片，兩級濾光透鏡在照 明路徑中串聯堆置。3. 根據權利要求1或2所述的一種適用于安裝在手機攝像頭端的成像裝置，其特征在 于:所述的光學組件中，第二級圖像放大、耦合器件包括光錐模塊與光錐調節螺栓，光錐位 于第一級光傳輸器件和第三級光傳輸器件之間，作為中繼、耦合元件，將樣本圖像放大，并 將用于將樣本的第一級光傳輸圖像耦合至下一級光傳輸器件;光錐調節螺栓用于調節光錐 水平各方向的移動，用于間接調節樣本在視野中的位置。4. 根據權利要求3所述的一種適用于安裝在手機攝像頭端的成像裝置，其特征在于:所 述的光學組件中， 第三級用于圖像放大的光傳輸器件包括光學物鏡與上級螺旋調焦套筒，其中光學物鏡 與上級螺旋調焦套筒固定在一起。5. 用權利要求1-4任一所述成像裝置制作的便攜式高分辨率顯微鏡測量系統，其特征 在于： 螺旋式套筒結構集粗、細調焦于一身，調焦能力與普通臺式光學顯微鏡平臺相當，在使 用時，首先旋轉顯微鏡套筒，同時眼睛觀察手機成像界面，在視野中可以觀察到樣本時，停 止旋轉套筒，改擰動微調螺栓進行微調，直至視野中樣本清晰成像。6. 根據權利要求3所述的便攜式高分辨率顯微鏡測量系統，其特征在于： 光錐的放大倍率為錐形光纖大端尺寸與小端尺寸之比;所述的樣本在制備完畢后需緊 密貼合在錐光錐入射面。7. -種手機圖像處理系統，該圖像從具有內置攝像頭的手機獲得，該系統包括： 可拆卸的光學組件，其包括 外殼:調焦螺旋式套筒，樣本夾持部分，紐扣電池盒，光錐調節螺栓； 光學組件:輔助LED光源，進行光學耦合的第一級圖像傳輸與聚焦器件、第二級圖像放 大、耦合器件和第三級用于圖像放大的光傳輸器件； 在手機設備上執行的編程用于接收從成像裝置輸出的圖像，光學畸變的校準、圖像的 傳輸以及對圖像進行增強處理。8. 根據權利要求7所述的一種手機圖像處理系統，其中增強處理包括： 圖像均值化處理、圖像轉換、濾波、圖像增強處理算法以及圖像的顯示和存儲。9. 根據權利要求7或8所述的的一種手機圖像處理系統，增強處理中圖像均值化處理包 括:使用如權利要求1所述獲得的存儲在手機里的數字負片DNG若干張進行均值化運算；圖 像增強處理算法包括:使用多幀所述處理圖像進行超分辨率算法操作，以進一步執行圖像 增強操作。
【專利摘要】一種高分辨率手機顯微鏡系統，屬于生物醫學診斷和海洋環境監測領域。其技術要點在于設計一種高分辨率、便攜式、微型化的手機顯微鏡系統，通過操作簡單的螺旋式套筒結構方便快捷實現粗、細調焦，獲得的圖像可以在服務器端做進一步的分析和處理。系統可以被廣泛應用于生物醫學中人體致病菌診斷和海洋環境微生物及海洋溢油、漏油的監測。本發明克服了傳統光學顯微鏡平臺過于龐大，操作復雜，分辨率低等缺陷，具有分辨率高、操作簡單以及視場范圍大等優點，具有較好的應用前景。
【IPC分類】G02B21/00, H04M1/02, G02B21/02, G02B21/36
【公開號】CN105629451
【申請號】CN201610021737
【發明人】喻言, 王偉明, 黃輝, 歐進萍
【申請人】大連理工大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月13日