華為手機(jī)“顯微鏡”火了，背后的傳感器是王道！

隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，“便攜儀器”的定義范圍在無(wú)限縮小。相信有一天，我們一定會(huì)見(jiàn)到更多品類(lèi)手機(jī)儀器的誕生。

編輯：感知芯視界 萬(wàn)仞

來(lái)源：儀器信息網(wǎng)

10月8日消息，根據(jù)美國(guó)商標(biāo)和專(zhuān)利局近日公示的技術(shù)專(zhuān)利，華為公司獲得了一項(xiàng)手機(jī)顯微鏡技術(shù)專(zhuān)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(jī)中引入了“顯微鏡”功能，可以實(shí)現(xiàn)60 倍放大。華為公司于2021年提交了這項(xiàng)專(zhuān)利申請(qǐng)，提供了更豐富的顯微鏡應(yīng)用場(chǎng)景。

華為提交該專(zhuān)利期間仍處于疫情期間，在專(zhuān)利描述中特別介紹了識(shí)別拍攝對(duì)象細(xì)菌數(shù)量、提供衛(wèi)生建議等等。

在此簡(jiǎn)要介紹下該專(zhuān)利原理如下：電子設(shè)備上配有2個(gè)基礎(chǔ)組件，一個(gè)是普通相機(jī)，而另一個(gè)是微距相機(jī)，該微距相機(jī)采用平場(chǎng)消色差微型物鏡，光學(xué)分辨率為2.Math.m。

1. 首先常規(guī)相機(jī)拍攝：該相機(jī)可識(shí)別物體的場(chǎng)景和類(lèi)別，在示例中可以區(qū)分食物、手或餐桌。

2. 再使用微距相機(jī)（Microscopic Camera）進(jìn)行微觀拍攝：接下來(lái)相機(jī)需要切換到顯微鏡模式，拍攝此前照片場(chǎng)景中的某個(gè)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(lèi)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(jiàn)解。

3. 判斷衛(wèi)生情況：設(shè)備會(huì)根據(jù)普通攝像頭的場(chǎng)景信息和顯微攝像頭的微觀信息進(jìn)行綜合分析，此步驟對(duì)于準(zhǔn)確確定物體的衛(wèi)生狀況至關(guān)重要。

4. 智能提示：該技術(shù)可以通過(guò)文本、語(yǔ)音、振動(dòng)或指示器等方式提供相關(guān)信息，詳細(xì)描述對(duì)象的衛(wèi)生情況，并提供改進(jìn)和適當(dāng)?shù)男l(wèi)生措施建議等等。

華為在專(zhuān)利中還概述了多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景：

食品安全保證：您在家準(zhǔn)備晚餐，可以用于確保要切的蔬菜是干凈的。

廚房用具維護(hù)：可以關(guān)心廚房用具的清潔度，例如咖啡機(jī)或微波爐。

個(gè)人衛(wèi)生評(píng)估：可以確保個(gè)人衛(wèi)生，尤其是手部清潔。

餐桌清潔度：您正在舉辦晚宴，并希望確保您的餐桌一塵不染。

兒童玩具檢查：您關(guān)心孩子玩具的清潔度。

寵物衛(wèi)生監(jiān)測(cè)：您希望確保寵物生活空間的清潔度。

遙遙領(lǐng)先，很快華為用戶(hù)就能使用上一臺(tái)最高能放大400倍的手機(jī)顯微鏡了。如此便攜的神奇儀器，列文虎克老兄也得羨慕的“流口水”吧？

法國(guó)公司GoyaLab推出了一款可以將任何智能手機(jī)或平板電腦變成超緊湊且功能強(qiáng)大的手持式光譜儀的設(shè)備GoSpectro，它的價(jià)格只有400多美元。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，GoSpectro是一只可以安裝在手機(jī)鏡頭上的分光鏡。但是手機(jī)裝上配套的APP后，二者就合體為一臺(tái)緊湊卻功能強(qiáng)大的便攜式光譜儀。

GoSpectro在整個(gè)可見(jiàn)光范圍(400 nm-750 nm)上都很靈敏，光譜分辨率小于10nm，再現(xiàn)性為1nm。這種革命性的器件能夠以緊湊性對(duì)光源進(jìn)行光譜表征以及****、透射或反射的測(cè)量光譜。它是在不同設(shè)置下和不同場(chǎng)景下測(cè)量光譜的理想伴侶，特別是在野外、戶(hù)外等環(huán)境下更為適用。

應(yīng)用場(chǎng)景包括：

珠寶行業(yè)：免提分析 納米尺度測(cè)量 寶石分析、儲(chǔ)存以及數(shù)據(jù)導(dǎo)出 無(wú)人眼疲勞檢測(cè)。

物證鑒定：便攜式閱讀器防偽標(biāo)簽(熒光墨水)、證物的實(shí)時(shí)驗(yàn)證。

雖然GoSpectro的參數(shù)及應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上實(shí)驗(yàn)室中常見(jiàn)的光譜儀，但他的出現(xiàn)似乎在向這個(gè)世界宣告：科學(xué)儀器的手機(jī)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。

在華為“顯微鏡”和GoSpectro光譜儀走入大家視野的同時(shí)，來(lái)自埃因霍芬理工大學(xué)（Technische Universiteit Eindhoven，以下簡(jiǎn)稱(chēng)：TU/e）的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型近紅外（NIR）光譜傳感器，該傳感器易于制造，并且尺寸與智能手機(jī)中的傳感器相當(dāng)，可用于工業(yè)過(guò)程監(jiān)測(cè)及農(nóng)業(yè)相關(guān)應(yīng)用。這一突破性的研究成果已發(fā)表于Nature期刊。

TU/e團(tuán)隊(duì) 圖源Mantispectra官網(wǎng)

“這項(xiàng)開(kāi)發(fā)成本很低，因?yàn)槲覀兛梢耘可a(chǎn)眾多傳感器，并且目前已做好開(kāi)展實(shí)際應(yīng)用的準(zhǔn)備?！痹撗芯康墓餐谝蛔髡?、TU/e應(yīng)用物理系光子和半導(dǎo)體納米物理研究組的博士研究員Kaylee Hakkel說(shuō)道，“該傳感器芯片尺寸很小，甚至未來(lái)可以嵌入智能手機(jī)中?！?/span>

圖源Mantispectra官網(wǎng)

這項(xiàng)研究的共同第一作者M(jìn)aurangelo Petruzzella表示：“我們現(xiàn)在有基于該項(xiàng)技術(shù)的完整開(kāi)發(fā)套件——SpectraPod，很多公司和研究團(tuán)隊(duì)利用它來(lái)構(gòu)建應(yīng)用程序。最棒的是，該傳感器未來(lái)甚至可以在智能手機(jī)中普及，這意味著人們可以在家里用它來(lái)監(jiān)測(cè)食物質(zhì)量或健康狀況?！?/span>

開(kāi)發(fā)套件SpectraPod 圖源Mantispectra官網(wǎng)

相比“手機(jī)外設(shè)”GoSpectro光譜儀，TU/e的芯片更趨近于“手機(jī)即儀器”理念的實(shí)現(xiàn)。

“便攜”是科學(xué)儀器行業(yè)近些年來(lái)公認(rèn)的發(fā)展趨勢(shì)之一，色譜、光譜、質(zhì)譜等儀器的便攜版已屢見(jiàn)不鮮。同時(shí)，隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，“便攜儀器”的定義范圍也在無(wú)限縮小。相信有一天，我們一定會(huì)見(jiàn)到更多品類(lèi)手機(jī)儀器的誕生。