一种基于智能手机的全息拍摄装置的制作方法

本实用新型属于全息测量技术领域，尤其是涉及一种基于智能手机的全息拍摄装置。

背景技术：

传统光学全息装置与现代数字图像技术结合，发展出数字全息术。数字化的记录过程和再现过程，使全息图处理更加便捷，也减少了复杂且价格高的光学元件。还可以通过数据压缩实现传输和储存，利用成熟的数字图像处理技术来消除噪声，改善重建再现像的质量。数字全息显微成像系统中利用“理想”球面波具有的衍射放大作用来对物体进行照射并放大，这种方法实现的过程被称为点源同轴数字全息显微成像技术。只需要激光，针孔，相机就可以组成硬件系统，得到全息图，并由计算机对全息图进行重构处理还原再现像。

目前，智能手机已经成为了人们日常生活中必不可少的一件装备。随着手机相机技术的逐渐提高，能够拍摄到更加细小的东西，现有手机已经步入亿级像素,成为数字全息成像一种便携的理想拍摄装置。利用智能手机的摄像头单元代替相机，可以减小装置并极大降低成本，有利于装置的日常使用推广。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种基于智能手机的全息拍摄装置，满足日常对微小粒子的测量需求，具有结构简单、便携、成本低、易用等特点。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案实现如下：

一种基于智能手机的全息拍摄装置，包括外壳、激光发射组件、距离控制组件和含有摄像头的智能手机，所述的激光发射组件由距离控制组件调节位置，所述的外壳包括依次连通的激光发射组件段、距离控制组件段、样品室和连接段，所述的距离控制组件段、样品室和连接段一体成型设置，所述的激光发射组件段的一端滑动设置在距离控制组件段内，另一端为自由端；

所述的激光发射组件包括激光发射器和针孔，所述的激光发射器设置在激光发射组件段的自由端，所述的针孔设置在激光发射组件段内，所述的连接段连接在智能手机的摄像头处，且激光发射器的发射口中心与针孔中心及摄像头成像中心同轴布置。

进一步的，所述样品室设有样品室盖，在样品室内设有透明载物台，且所述透明载物台通过样品室内的凹槽固定。

进一步的，所述距离控制组件包括连接轴、齿轮和齿条，所述连接轴穿过距离控制组件段的底部，且两端分别与一旋钮连接，所述齿轮固设在连接轴的中部，所述齿条固定在在激光发射组件段的底部，所述齿轮和齿条配合；在距离控制组件段上开设有与齿条配合的滑槽，且在滑槽的槽底上开设有用于容纳齿轮的通槽。

进一步的，所述激光发射器为单色激光发射器，所使用的激光波长在380-780nm范围内，所述针孔为微米级针孔。

进一步的，所述连接段的靠近智能手机的一端开设有通孔，且所述通孔正对摄像头。

进一步的，所述外壳通过夹持、卡接或吸附方式安装在智能手机的摄像头处。

进一步的，所述外壳通过安装支架和调节钮安装在智能手机上。

进一步的，所述激光发射器由电池或智能手机连接供电。

进一步的，所述外壳不透光，且外壳内表面进行无反光处理。

进一步的，所述外壳为组装或3d打印成型。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种基于智能手机的全息拍摄装置具有以下优势：

本实用新型所述的一种基于智能手机的全息拍摄装置，

1、装置使用的成像设备是用户已有且普及度极高的智能手机，为本装置的大面积推广应用提供了可能。

2、本实用新型结构简单、便携、成本低。所使用光学组件仅有两种，具有高相干性的单色激光发射器(波长在380-780nm范围内)和微米级针孔(50μm)。

3、通过增加数字全息测量装置，能使人们使用智能手机就可以拍摄并观察自己周围的微小颗粒(例如雾霾)，相关图像处理由智能手机内安装的app或程序实施。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种基于智能手机的全息拍摄装置的结构示意图；

图2为激光发射组件的结构示意图；

图3为距离控制组件的结构示意图；

图4为距离控制组件与壳体安装结构示意图；

图5为样品室的结构示意图；

图6为安装支架的结构示意图；

图7为本实用新型实施例所述的一种基于智能手机的全息拍摄装置的工作原理图。

附图标记说明：

1-激光发射器，2-针孔，3-样品室，4-智能手机，5-外壳，6-激光发射组件段，7-距离控制组件段，8-通孔，9-连接段，10-滑槽，11-旋钮，12-样品室盖，13-透明载物台，14-凹槽，15-安装支架，16-调节钮，17-连接轴，18-齿轮，19-齿条。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-图6所示，一种基于智能手机的全息拍摄装置，包括外壳5、激光发射组件、距离控制组件和含有摄像头的智能手机4(也可以是带摄像头的pc机)，所述的激光发射组件由距离控制组件调节位置，所述的外壳5包括依次连通的激光发射组件段6、距离控制组件段7、样品室3和连接段9，所述的距离控制组件段7、样品室3和连接段9一体成型设置，所述的激光发射组件段6的一端滑动设置在距离控制组件段7内，另一端为自由端；

所述的激光发射组件包括激光发射器1和针孔2，所述的激光发射器1设置在激光发射组件段6的自由端，所述的针孔2设置在激光发射组件段6内，所述的连接段9连接在智能手机4的摄像头处，且激光发射器1的发射口中心与针孔2中心及摄像头成像中心同轴布置，所述连接段9的靠近智能手机4的一端开设有通孔8，且所述通孔8正对摄像头。

样品室3，用于目标气体样本的收集和使用载玻片的液体或固体类样本固定，样品室3设有样品室盖12，在样品室3内可以直接观察所收纳的气体样本，在样品室3内可以设有透明载物台13以固定观察液体或固体类样本，且所述透明载物台13安装在样品室3底部的凹槽14内，使用时拿下样品室盖12，静置待空气流通，即加入气体样品；或者将液体或固体样品通过盖玻片固定于透明载物台13上，载物台13通过凹槽14固定，使用时，样本采集后，轻合上样品室盖12即可。

距离控制组件是一种将转动转为线性运动的传动组件，所述的距离控制组件包括旋钮11、连接轴17、齿轮18和齿条19，所述的连接轴17穿过距离控制组件段7的底部，且两端分别与一旋钮11连接，所述的齿轮18固设在连接轴17的中部，所述的齿条19固定在在激光发射组件段6的底部，所述的齿条19和齿轮18配合，将转动操作转化为线性运动以调整距离；在距离控制组件段7上开设有与齿条配合的滑槽10，且在滑槽10的槽底上开设有用于容纳齿轮18的通槽。

调整距离时，通过旋转旋钮11带动齿轮18转动,齿轮18与齿条19啮合，从而带动齿条19移动，由于齿条19固定在激光发射组件段6的底部，因此实现激光发射组件段6在距离控制组件段7内位置的调节，从而实现针孔2中心与智能手机摄像头中心沿中心轴距离可调节。

激光发射器为单色激光发射器，所使用的激光波长在380-780nm范围内，所述针孔为微米级针孔，如50μm。

外壳5通过夹持、卡接或吸附方式安装在智能手机4或pc机的摄像头处。具体可以为，外壳5通过安装支架15和调节钮16安装在智能手机4上，安装支架15套在智能手机或pc机的摄像头处，通过调节钮拧紧固定，安装支架15的另一侧与连接段9固定连接。

激光发射器1由电池或智能手机4连接供电。

外壳5不透光，且外壳5内表面进行无反光处理，避免外部光线干扰，且拍摄过程中样品室盖12必须严密闭合。

外壳5为组装或3d打印成型，为中空结构。

安装在外壳5上的激光发射器1和针孔2相对位置固定，且同轴线装配，但两者共同相对于外壳在垂直于轴线的平面上二自由度可调节位置，即通过调节安装支架15与手机连接的位置，以使激光发射器1和针孔2二者的轴线可以调节对准相机成像轴线，使三者在同一轴线上成像。

如图7所示，本实用新型的工作原理为：激光发射器发射的激光经过针孔后，衍射为球面波，针孔相当于点光源。发出发散的球面波照射粒子场。部分光被粒子衍射作为物光波。在记录平面上形成一几何放大的衍射图。另一部分经过粒子场而没有被粒子衍射的光作为参考光。这两部分光在记录平面上干涉形成粒子场的同轴全息图，记录在cmos传感器(智能手机摄像组件)上，cmos传感器将数据传递至相关数据处理系统，相关数据处理系统计算处理得到粒径分布数据。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。