一种基于智能手机与锥形光纤阵列耦合成像的显微装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于智能手机与锥形光纤阵列耦合成像的显微装置及方法，属于生物医学检测领域。设计一种高分辨率、便携式的显微成像装置，以及用于进一步图像增强显示的处理方法。本发明专利技术可广泛应用于生物医学中血液细胞病理检测，进一步的可以实现高清成像，视频跟踪样本形态，以及克服传统光学显微镜体积庞大、对焦繁琐、图像传输步骤复杂等缺陷，具有良好的应用前景。

Micro device and method based on intelligent mobile phone and conical optical fiber array coupling imaging

The invention provides a micro device and a method based on an intelligent mobile phone and a conical optical fiber array coupled imaging, belonging to the field of biomedicine detection. A high resolution, portable micro imaging device and a method for further image enhancement display are designed. The invention can be widely applied to blood cell pathology in biomedical detection, can achieve high-definition imaging further, video tracking sample form, and to overcome the traditional optical microscope of large volume, complicated, complex steps focus image transmission and other defects, it has a good application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能手机与锥形光纤阵列耦合成像的显微装置及方法
本专利技术涉及生物医学检测领域，更具体的涉及一种基于智能手机与锥形光纤阵列耦合成像的显微装置及方法。
技术介绍
光学显微镜被广泛应用于生物医学检测，然而其体型庞大、造价高昂以及调焦复杂等缺陷限制了在许多领域及地区的应用，昂贵的透镜组尤其限制了显微镜的普及。为了克服这些问题，手持型、微型化的显微镜近些年来蓬勃发展，也渐渐从科研研究走到实用领域之中。然而这些显微镜仍基于光学透镜组基本原理，造成光学结构过大，调焦复杂，不能方便的实现远程数据共享等缺陷。
技术实现思路
针对上列需求和现实存在的问题，本专利技术提供了一种结构简单，放大倍率较大以及操作便捷的智能手机显微镜系统，包括一种基于智能手机和锥形光纤阵列耦合成像的显微装置，以及用于进行进一步图像增强操作的图像处理方法。可用于为生物医学中细胞内液，及部分致病菌溶液的检测和诊断，以及用于后续远程医疗、共同会诊等需求。1、一种基于智能手机与锥形光纤阵列耦合成像的显微装置，该系统包括光传输器件，可拆卸的进行细光学调焦的套筒腔体。2、一种用于图像增强操作的图像处理方法，其包括：基于智能手机与锥形光纤阵列耦合成像的显微装置，以及用于在后续智能手机端或服务器端执行的编程以用于后处理增强显示。本专利技术的技术方案：一种基于智能手机与锥形光纤阵列耦合成像的显微装置，该显微装置包括调焦一级套筒腔体1、样本载玻片2、安装于智能手机5上的摄像头4与锥形光纤阵列的耦合体6、LED光源8和纽扣电池9；将调焦一级套筒腔体1固定于带有内置摄像头4的智能手机5的壳体上，调焦一级套筒腔体1构造成以照明光源的照明路径内对齐的方式容纳所有光学器件；将摄像头4原有的光学透镜组与表面滤光片图层去掉后，由光学光敏胶作为中间介质，与锥形光纤阵列的出射大端6b组合为耦合体6，耦合组件6与样本载玻片2接触成像；调焦一级套筒腔体1的外端设有LED光源8，由纽扣电池9供电。一种基于智能手机与锥形光纤阵列耦合成像的显微装置，该显微装置包括调焦一级套筒腔体1、样本载玻片2、调焦二级套筒腔体3、安装于智能手机5上的摄像头4与锥形光纤阵列的耦合体6、透镜或微透镜阵列7、LED光源8和纽扣电池9；其中，调焦一级套筒腔体1与调焦二级套筒腔体3通过细螺纹连接，调焦二级套筒腔体3固定于带有内置摄像头4的智能手机5的壳体上，调焦一级套筒腔体1与调焦二级套筒腔体3构造成以照明光源的照明路径内对齐的方式容纳所有光学器件；将摄像头4原有的光学透镜组与表面滤光片图层去掉后，由光学光敏胶作为中间介质，与锥形光纤阵列的出射大端6b组合为耦合体6；调焦二级套筒腔体3内设有透镜或微透镜阵列7，透镜或微透镜阵列7用于在照明路径内对样本载玻片2上的待测样本进行一级放大，并将放大后图像传接至耦合体6的入射小端6a；调焦一级套筒腔体1的外端设有LED光源8，由纽扣电池9供电。所述的LED光源8更换为激发荧光波长的LED，在套筒腔体光路中添加带通滤光片，应用于荧光显微成像。一种基于智能手机与锥形光纤阵列耦合成像的显微装置的图像增强处理方法，步骤如下：将增强处理算法加载在智能手机5上，或通过将原始图像上传至服务器端处理；在智能手机5内置摄像头获取原始图像后，执行图像灰度变换，目的是简化信息，保留原始图像信息轮廓；对多幅灰度变换后的图像进行特征提取得到特征点，通过相似性度量找到匹配的特征点对，得到图像空间坐标变换参数，完成图像配准；对匹配后的图像进行位移与叠加，并执行均值化处理，得到一幅高分辨率图像；最后，对得到的均值图像滤波，进行图像的存储与显示。本专利技术的有益效果：本专利技术针对传统光学显微镜体积庞大、操作复杂，价格昂贵以及数据共享困难等缺陷，提出基于智能手机与锥形光纤阵列耦合成像的显微装置及进一步的图像增强显示处理算法，并通过智能手机诊断实现数据的显示、存储与远传等功能。本专利技术可以方便、快捷的针对生物医学检测样本进行直观的增强显示。本装置及其增强显示处理算法前景广阔，具有普遍的实用价值。可用于远程医疗诊断或者数据共享至医疗数据库，以便于专家会诊以及进一步的决策制定及诊断方案的计划。附图说明图1是本专利技术的显微成像装置结构图。图2是用于进一步进行图像增强显示的处理算法。图中：A成像装置；1调焦一级套筒腔体；2样本载玻片；3调焦二级套筒腔体；4摄像头；5智能手机；6耦合体；7透镜或微透镜阵列；8LED光源；9纽扣电池。具体实施方式以下结合附图和技术方案，进一步说明本专利技术的具体实施方式。图1示出了本专利技术安装在智能手机5上的显微成像装置结构图，智能手机5可以是具有Android，ios或windowsphone操作系统的且内置摄像头模块的移动设备。其中套筒1和套筒3构造成附接所述光学传输器件透镜3，锥形光纤阵列6，和内置摄像头4，并链接至所述智能手机的壳体。图1成像装置在两级可拆卸的调焦套筒所构成的腔体中，将样本载玻片2中心点、透镜7、锥形光纤阵列与手机CMOS图像传感器的耦合体6附接于一体，并使中心光路对齐。所述耦合体与透镜相比具有更短的焦距以及更大的放大倍率。图2详细示出了进行图像增强显示的处理算法步骤。应用程序作为机载软件将所述增强处理算法加载在智能手机5上，也可通过将拍摄图像上传至服务器端处理。在智能手机内置摄像头获取原始图像后，执行图像灰度转换操作，用于简化信息，保留有用图像信息轮廓。对多幅图像进行特征提取得到特征点，通过进行相似性度量找到匹配的特征点对，以得到图像空间坐标变换参数，最后据此完成图像配准。然后图像会进行匹配、叠加步骤操作，并执行均值化操作得到一幅高分辨率图像。最后，执行滤波操作以进行图像的存储与显示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于智能手机与锥形光纤阵列耦合成像的显微装置，其特征在于，该显微装置包括调焦一级套筒腔体(1)、样本载玻片(2)、安装于智能手机(5)上的摄像头(4)与锥形光纤阵列的耦合体(6)、LED光源(8)和纽扣电池(9)；将调焦一级套筒腔体(1)固定于带有内置摄像头(4)的智能手机(5)的壳体上，调焦一级套筒腔体(1)构造成以照明光源的照明路径内对齐的方式容纳所有光学器件；将摄像头(4)原有的光学透镜组与表面滤光片图层去掉后，由光学光敏胶作为中间介质，与锥形光纤阵列的出射大端(6b)组合为耦合体(6)，耦合体(6)与样本载玻片(2)接触成像；耦合体可以对样本进行放大并在摄像头端完成成像；调焦一级套筒腔体(1)的外端设有LED光源(8)，由纽扣电池(9)供电。

【技术特征摘要】
1.一种基于智能手机与锥形光纤阵列耦合成像的显微装置，其特征在于，该显微装置包括调焦一级套筒腔体(1)、样本载玻片(2)、安装于智能手机(5)上的摄像头(4)与锥形光纤阵列的耦合体(6)、LED光源(8)和纽扣电池(9)；将调焦一级套筒腔体(1)固定于带有内置摄像头(4)的智能手机(5)的壳体上，调焦一级套筒腔体(1)构造成以照明光源的照明路径内对齐的方式容纳所有光学器件；将摄像头(4)原有的光学透镜组与表面滤光片图层去掉后，由光学光敏胶作为中间介质，与锥形光纤阵列的出射大端(6b)组合为耦合体(6)，耦合体(6)与样本载玻片(2)接触成像；耦合体可以对样本进行放大并在摄像头端完成成像；调焦一级套筒腔体(1)的外端设有LED光源(8)，由纽扣电池(9)供电。2.一种基于智能手机与锥形光纤阵列耦合成像的显微装置，其特征在于，该显微装置包括调焦一级套筒腔体(1)、样本载玻片(2)、调焦二级套筒腔体(3)、安装于智能手机(5)上的摄像头(4)与锥形光纤阵列的耦合体(6)、透镜或微透镜阵列(7)、LED光源(8)和纽扣电池(9)；其中，调焦一级套筒腔体(1)与调焦二级套筒腔体(3)通过细螺纹连接，调焦二级套筒腔体(3)固定于带有内置摄像头(4)的智能手机(5)的壳体上，调焦一级套筒腔体(1)与调焦二级套筒腔体(3)构造成以照明光源的照明路径...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻言，王伟明，黄辉，欧进萍，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21