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對(duì)于國(guó)產(chǎn)手機(jī)來(lái)說(shuō)，“中端卷性能、高端卷影像”已經(jīng)成了手機(jī)廠商們的共識(shí)。什么一英寸的索尼 IMX989 傳感器、潛望式長(zhǎng)焦鏡頭、超級(jí)微距、長(zhǎng)焦微距等等豪華配置。再結(jié)合上手機(jī)廠商自家的算法，如今的智能手機(jī)，在一定程度上代替了相機(jī)的功能。
但“沒(méi)有最卷、只有更卷”！超級(jí)大底、潛望長(zhǎng)焦等配置，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是盡頭。最近有消息傳出，手機(jī)不僅要當(dāng)相機(jī)，還要把顯微鏡的活兒也給搶了。不得不說(shuō)，太逆天了。
根據(jù)美國(guó)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(xiàng)手機(jī)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(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。華為提交該專利期間仍處于疫情期間，在專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。
該專利原理如下：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。
首先常規(guī)相機(jī)拍攝：該相機(jī)可識(shí)別物體的場(chǎng)景和類別，在示例中可以區(qū)分食物、手或餐桌。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。之后設(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。
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。
手機(jī)顯微鏡技術(shù)的原理是將硬件電子設(shè)備配備了兩個(gè)關(guān)鍵組件：普通相機(jī)和微距相機(jī)。微距相機(jī)采用了平場(chǎng)消色差微型物鏡，光學(xué)分辨率達(dá)到了2.0μm。用戶可以先使用普通相機(jī)拍攝并識(shí)別物體的場(chǎng)景和類別，如食物、手或餐桌等。然后，利用微距相機(jī)進(jìn)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(jī)和微距相機(jī)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(xiàng)技術(shù)專利具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。首先，它可以用于食品安全保障。用戶可以通過(guò)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(guò)拍攝廚具表面的微觀圖像，判斷是否存在污垢和細(xì)菌，進(jìn)而采取相應(yīng)的清潔措施。
此外，該技術(shù)還可以評(píng)估個(gè)人衛(wèi)生狀況，包括手的清潔度。通過(guò)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(hù)良好的衛(wèi)生環(huán)境。
總的來(lái)說(shuō)，華為手機(jī)的手機(jī)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(guò)手機(jī)來(lái)進(jìn)行微觀觀察和衛(wèi)生檢測(cè)。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。隨著手機(jī)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(yàn)和服務(wù)。
想象一下，把智能手機(jī)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(dú)特吸收和發(fā)射光的“指紋”來(lái)檢測(cè)危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)。但這些分光儀器長(zhǎng)期以來(lái)體積龐大、價(jià)格昂貴，無(wú)法在實(shí)驗(yàn)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(kāi)發(fā)出一種光譜儀，這種光譜儀非常小而且簡(jiǎn)單，它可以在不犧牲精確度的前提下與典型手機(jī)的攝像頭集成。
制造該設(shè)備的電氣工程師團(tuán)隊(duì)成員之一朱旺說(shuō)：這是一個(gè)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(jìn)功能，它可以收集圖像中每個(gè)像素的信息，以便在復(fù)雜的背景下識(shí)別材料或探測(cè)特定物體。
例如，高光譜傳感可以用來(lái)探測(cè)巖石表面中有價(jià)值礦物的礦層，或在植被高度密集的地區(qū)識(shí)別特定植物。每一種元素的光譜指紋都包含獨(dú)特光發(fā)射或吸收波長(zhǎng)。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(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)。相機(jī)的光電探測(cè)器可以捕捉并分析這些波段；例如，鈉元素光譜指紋由兩個(gè)波長(zhǎng)分別為589和590納米的波段組成。人眼看到590納米波長(zhǎng)的光呈橙黃色。較短的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)藍(lán)色和紫色，而較長(zhǎng)的波長(zhǎng)呈現(xiàn)紅色。陽(yáng)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(duì)較大，光的傳播和分離需要較長(zhǎng)的路徑長(zhǎng)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(jī)的傳感器上。這種小尺寸是可能的，因?yàn)檠芯咳藛T將設(shè)備基于特殊設(shè)計(jì)的材料，這種材料能迫使入射光在到達(dá)傳感器之前來(lái)回反射幾次。這些內(nèi)部反射延長(zhǎng)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(jìn)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(wú)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(jìn)可能為進(jìn)一步增強(qiáng)傳感器鋪平道路。
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