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    華為手機變身“顯微鏡”,可分析菌落種類和數(shù)量!背后的傳感器是關(guān)鍵
    發(fā)布日期:2023-11-11 訪問量:685

    對于國產(chǎn)手機來說,“中端卷性能、高端卷影像”已經(jīng)成了手機廠商們的共識。什么一英寸的索尼 IMX989 傳感器、潛望式長焦鏡頭、超級微距、長焦微距等等豪華配置。再結(jié)合上手機廠商自家的算法,如今的智能手機,在一定程度上代替了相機的功能。

    “沒有最卷、只有更卷”!超級大底、潛望長焦等配置,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是盡頭。最近有消息傳出,手機不僅要當(dāng)相機,還要把顯微鏡的活兒也給搶了。不得不說,太逆天了。


    華為手機新功能


    華為手機顯微鏡專利曝光


    根據(jù)美國商標(biāo)和專利局近日公示的技術(shù)專利 PDF,華為公司獲得了一項手機顯微鏡技術(shù)專利,鏡頭與被拍攝物體的距離保持 0.5 毫米左右,可以放大 20-400 倍。


    OPPO 此前曾在 Find X3 Pro 手機中引入了“顯微鏡”功能,可以實現(xiàn) 60 倍放大。華為公司于 2021 年提交了這項專利申請,提供了更豐富的顯微鏡應(yīng)用場景。華為提交該專利期間仍處于疫情期間,在專利描述中特別介紹了識別拍攝對象細(xì)菌數(shù)量、提供衛(wèi)生建議等等。


    該專利原理如下:電子設(shè)備上配有 2 個基礎(chǔ)組件,一個是普通相機,而另一個是微距相機,該微距相機采用平場消色差微型物鏡,光學(xué)分辨率為 2.Math.m。


    首先常規(guī)相機拍攝:該相機可識別物體的場景和類別,在示例中可以區(qū)分食物、手或餐桌。再使用微距相機(Microscopic Camera)進行微觀拍攝:接下來相機需要切換到顯微鏡模式,拍攝此前照片場景中的某個物體。顯微鏡模式的作用是揭示此前圖像中的微觀信息,可以顯示細(xì)菌的種類和數(shù)量情況,這種微觀視圖為了解物體的衛(wèi)生狀況提供了寶貴的見解。之后設(shè)備會根據(jù)普通攝像頭的場景信息和顯微攝像頭的微觀信息進行綜合分析,此步驟對于準(zhǔn)確確定物體的衛(wèi)生狀況至關(guān)重要。


    該技術(shù)可以通過文本、語音、振動或指示器等方式提供相關(guān)信息,詳細(xì)描述對象的衛(wèi)生情況,并提供改進和適當(dāng)?shù)男l(wèi)生措施建議等等。


    可分析菌落種類和數(shù)量


    可分析菌落種類和數(shù)量


    手機顯微鏡技術(shù)的原理是將硬件電子設(shè)備配備了兩個關(guān)鍵組件:普通相機和微距相機。微距相機采用了平場消色差微型物鏡,光學(xué)分辨率達到了2.0μm。用戶可以先使用普通相機拍攝并識別物體的場景和類別,如食物、手或餐桌等。然后,利用微距相機進行微觀拍攝,揭示之前圖像中的微觀信息,包括細(xì)菌的種類和數(shù)量。最后,綜合分析普通相機和微距相機的信息,判斷物體的衛(wèi)生狀況,并提供相關(guān)的衛(wèi)生建議。


    這項技術(shù)專利具有廣泛的應(yīng)用場景。首先,它可以用于食品安全保障。用戶可以通過拍攝食物表面的微觀圖像,了解食物是否受到細(xì)菌污染,從而保證食品的安全和衛(wèi)生。其次,該技術(shù)還可以確認(rèn)廚房用具的清潔度。用戶可以通過拍攝廚具表面的微觀圖像,判斷是否存在污垢和細(xì)菌,進而采取相應(yīng)的清潔措施。


    此外,該技術(shù)還可以評估個人衛(wèi)生狀況,包括手的清潔度。通過拍攝手部的微觀圖像,用戶可以了解手部是否清潔,并采取適當(dāng)?shù)那鍧嵈胧4送?,該技術(shù)還可以用于確認(rèn)餐桌、兒童玩具以及寵物生活空間的清潔度,幫助用戶維護良好的衛(wèi)生環(huán)境。


    總的來說,華為手機的手機顯微鏡技術(shù)專利的獲得為用戶提供了一種新的工具和可能性,可以通過手機來進行微觀觀察和衛(wèi)生檢測。這項技術(shù)的應(yīng)用場景廣泛。隨著手機顯微鏡技術(shù)的不斷發(fā)展,我們可以期待更多創(chuàng)新的應(yīng)用和功能的出現(xiàn),為用戶提供更好的體驗和服務(wù)。


    針尖大小的光譜儀傳感器


    針尖大小的光譜儀傳感器


    想象一下,把智能手機指向你在食品柜后面發(fā)現(xiàn)的一種咸零食,然后立刻知道它的成分是否變質(zhì)了。一種叫做光譜儀的設(shè)備可以根據(jù)一種獨特吸收和發(fā)射光的“指紋”來檢測危險化學(xué)物質(zhì)。但這些分光儀器長期以來體積龐大、價格昂貴,無法在實驗室之外使用。直到現(xiàn)在,威斯康辛-麥迪遜大學(xué)的工程師們已經(jīng)開發(fā)出一種光譜儀,這種光譜儀非常小而且簡單,它可以在不犧牲精確度的前提下與典型手機的攝像頭集成。


    制造該設(shè)備的電氣工程師團隊成員之一朱旺說:這是一個緊湊的單鏡頭光譜儀,具有高分辨率和低制造成本。其研究成功發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications上。設(shè)備還具有一種稱為高光譜成像的先進功能,它可以收集圖像中每個像素的信息,以便在復(fù)雜的背景下識別材料或探測特定物體。


    例如,高光譜傳感可以用來探測巖石表面中有價值礦物的礦層,或在植被高度密集的地區(qū)識別特定植物。每一種元素的光譜指紋都包含獨特光發(fā)射或吸收波長。而光譜儀感知光的能力使研究人員能夠做任何事情,從分析未知化合物的組成到揭示遙遠(yuǎn)恒星的組成。


    光譜儀通常依靠棱鏡或光柵將物體發(fā)出的光分裂成不同波段——每一波段對應(yīng)不同波長。相機的光電探測器可以捕捉并分析這些波段;例如,鈉元素光譜指紋由兩個波長分別為589和590納米的波段組成。人眼看到590納米波長的光呈橙黃色。較短的波長對應(yīng)藍色和紫色,而較長的波長呈現(xiàn)紅色。陽光包含了一道完整的彩虹,我們看到它是白色的。為了解決不同顏色混合光之間的差異,光譜儀通常必須相對較大,光的傳播和分離需要較長的路徑長度。然而,研究小組制造了微型光譜儀,每邊只有200微米。


    足夠精密,可以直接放在典型數(shù)碼相機的傳感器上。這種小尺寸是可能的,因為研究人員將設(shè)備基于特殊設(shè)計的材料,這種材料能迫使入射光在到達傳感器之前來回反射幾次。這些內(nèi)部反射延長了光在不增加體積的情況下傳播路徑,提高了設(shè)備的分辨率。這些設(shè)備還進行了高光譜成像,從疊加投影快照中分辨出兩幅不同的圖像(數(shù)字5和9),疊加投影將這兩幅圖像組合成肉眼無法分辨的東西?,F(xiàn)在,研究小組希望提高該設(shè)備的光譜分辨率,以及它捕捉到圖像的清晰度和清晰度,這些改進可能為進一步增強傳感器鋪平道路。


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