一种用于手机外接镜头的固定装置及外接镜头的制作方法

本发明涉及手机配件技术领域，具体而言，涉及一种用于手机外接镜头的固定装置及外接镜头。

背景技术：

随着现代信息技术的迅速发展和人们生活水平的不断提高，手机作为一种日常通讯工具，活跃在人们的视野中，已逐渐成为随处可见的日常用品。现在人们使用的手机大多是智能手机，随着手机的更新换代，拍照作为智能手机的一个必不可少的重要功能，在像素等各个方面也得到越来越多的改善和提升。与之而来的，为了得到不同的拍照效果和一些特殊的拍照需求，手机外接镜头也逐渐进入大众视野，手机外接镜头在手机本体的基础上，满足不同的拍照需要，达到手机本体镜头无法达到的一些效果。

为了使手机外接镜头能够固定在手机上，需要相应的固定支架实现两者之间的固连。通过更换不同的手机外接镜头实现不同的拍照效果。但市面上现有的手机外接镜头固定支架往往存在以下问题：

1.不能够兼容大部分机型，手机更新换代后往往无法正常装夹，需要重新设计，造成浪费；

2.体积庞大，有的固定支架需要装夹在手机壳上，整体体积较大，不具备便捷性；

3.拍摄时外接镜头的稳定性不高，固定支架容易发生偏转，不便于实现光路的对准。

并且，近年来智能手机均集成了高像素，高分辨率的拍照功能，用户可以利用手机进行简单方便的拍摄。但是手机本身的摄像头一般只能进行简单的拍摄，无法满足用户的一些特殊需求。

为了得到更多更全面的拍摄效果，通常会在手机的镜头处加装一个外接镜头，即手机外接镜头。手机外接镜头是一种可以满足用户特殊需求的拍摄辅助工具，市面上现有的手机外接镜头已经具备可以实现远距离拍摄、光学变焦或者高清拍摄等用途。但是，现阶段手机的外接镜头仅仅改变了手机自身镜头的拍摄效果，仍然存在功能上的局限性，例如是不能实现形貌测量等需求。功能单一的外接镜头不能满足消费者的需求，难以普及推广应用。

技术实现要素：

本发明公开了一种用于手机外接镜头的固定装置，旨在改善现有用于手机外接镜头的固定架兼容性及稳定性差的问题。

本发明另公开了一种外接镜头，旨在改善现有用于手机的外接镜头功能单一且难以普及推广等问题。

本发明采用了如下方案：

一种用于手机外接镜头的固定装置，包括：外框架、导向柱以及调节件；所述外框架包含相正对层叠且间隔配置的第一板体和第二板体，两板体之间能够形成有容置外部手机的空间，且所述第一板体开设有一贯通的用以装配外接镜头的安装孔；所述导向柱垂直设于第一板体与第二板体的端面之间，所述导向柱具有第一端和第二端，所述第一端与所述第一板体固设相连，所述第二板体经由所述第二端套设于所述导向柱内且能够相对所述导向柱滑动，对应调整其与所述第一板体之间的间距大小；所述调节件螺设于所述导向柱中，且套设在所述第二端上以抵接至所述第二板体，所述调节件受控于外力以带动所述第二板体沿靠近所述第一板体的方向移动调节之间的间距大小，对应将外部手机位置可调地卡紧置于所述第一板体与第二板体之间，且调整所述安装孔与外部手机的摄像头以及光源相正对。

作为进一步改进，所述导向柱设于所述第一板体与第二板体的上端部位置，所述安装孔避让设于所述第二板体的下端部位置。

作为进一步改进，所述导向柱为双头螺柱，所述双头螺柱的一端螺设紧固于所述第一板体的端面上，其中另一端穿设所述第二板体，能够允许所述第二板体沿双头螺柱的柱体方向滑动，且所述第二板体大致竖向支撑在所述双头螺柱的柱体上。

作为进一步改进，所述调节件为一旋转螺帽，所述旋转螺帽螺设在所述导向柱的第二端，且抵接至所述第二板体的端面，用户旋动所述旋转螺帽以带动所述第二板体沿靠近或远离所述第一板体的方向移动，对应挤压固定或松开拆离置于两板体空间内的外部手机。

作为进一步改进，所述第一板体与所述第二板体相正对的端面之间设有硅胶垫片，且位于所述第一板体的所述硅胶垫片与所述安装孔相避让设置。

本申请另提供了一种外接镜头，包括镜头本体，所述镜头本体可拆卸的装配至所述的固定装置的安装孔内，对应与外部手机的摄像头以及光源相正对，以对准所述镜头本体与摄像头的光路；所述镜头本体包含：形成一照明光路的第一透镜模组，所述第一透镜组配置于外部手机所提供的光源与待测物之间，用以将所述光源聚焦至待测物的表面；以及形成一探测光路的第二透镜模组，待测物表面反射的光线经由所述第二透镜模组成像至外部手机的摄像头处。

作为进一步改进，所述第一透镜模组包括沿光源照射至待测物方向依次间隔配置在所述镜头本体中的第一小孔、色散透镜组以及分光镜；所述第一小孔开设于所述镜头本体正对光源处的一侧，经由所述第一小孔使得所述光源进入至所述色散透镜组对应将该光源进行色散，所述分光镜接收色散后的所述光源以传输至待测物的表面。

作为进一步改进，所述第二透镜模组包括沿待测物至手机的摄像头方向依次间隔配置在所述镜头本体中的反射镜、聚焦透镜以及第二小孔；所述反射镜用以接收进入所述分光镜的待测物表面反射的光源，经由所述反射镜将该光源反射至所述聚焦透镜，进而在正对位于外部手机的摄像头一侧的所述第二小孔以使光源成像，通过摄像机进行拍摄采集处理该成像。

作为进一步改进，所述色散透镜组包含沿所述照明光路方向依次配置在所述镜头本体中的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜、具有负光焦度且朝向光源方向呈一弯月形的第四透镜以及具有正光焦度且朝向光源方向呈一弯月形的第五透镜；且所述色散透镜组的线性色散的范围至少为160mm。

作为进一步改进，外部手机的摄像头将所获取的该成像反馈至其内部的处理单元，通过彩色共聚焦测量的方式以实现对被测物表面的三维形貌进行测量和重构。

通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：

1.本申请的固定装置，通过配置在导向柱上的第一板体和第二板体，经由调节件控制两板体之间的间距大小，对应卡紧固定外部手机，且能够方便调整手机在两板体之间的位置，使得用于装配外接镜头的安装孔与手机摄像头以及光源相正对。该固定装置结构简单，设计合理，适用性强，通过对夹持位置的调节可以实现手机外接镜头与手机本体摄像头光路的精确对准。且无需外置手机壳，体积小，使用方便，可以实现对手机外接镜头的便利锁紧，从而使得外接镜头与手机本体镜头相固定。且应用广泛，可以通过调节柱件螺设在导向柱上且抵接第二板体以带动第二板体沿靠近第一板体的方向移动调节之间的间距大小，从而实现对不同厚度尺寸的手机的夹持固定。

2.本申请的外接镜头，通过镜头本体中设有的第一透镜模组和第二透镜模组，从而实现基于彩色共聚焦原理对待测物的形貌进行测量，提升了测量效率及测量精度。其中，该外接镜头与固定装置的安装孔相适配以实现之间的可拆卸装配，实现外接镜头的微型化设计，能够直接通过日常使用的手机即可实现该测量过程，集便携及效率为一体，极大满足消费者的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例的固定装置在第一视角下的结构示意图；

图2是图1中的拆解示意图；

图3是本发明实施例的固定装置在第二视角下的结构示意图；

图4是本发明实施例的固定装置在第三视角下的结构示意图；

图5是本发明实施例的固定装置在第四视角下的结构示意图，其中，箭头右侧为拆解示意图；

图6是本发明实施例的固定装置的使用状态图；

图7是图6在另一视角下的使用状态图；

图8是本发明实施例的外接镜头在剖解视角下的结构示意图；

图9是本发明实施例的外接镜头的使用状态图。

图标：1-外框架；11-第一板体；111-安装孔；12-第二板体；2-导向柱；3-调节件；4-硅胶垫片；5-镜头本体；51-第一透镜模组；511-第一小孔；512-色散透镜组；5121-第一透镜；5122-第二透镜；5123-第三透镜；5124-第四透镜；5125-第五透镜；513-分光镜；52-第二透镜模组；521-反射镜；522-聚焦透镜；523-第二小孔；a-摄像头；b-光源；c-待测物。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

结合图1至图7，本实施例提供了一种用于手机外接镜头的固定装置，包括：外框架1、导向柱2以及调节件3。

在本实施例中，外框架1包含相正对层叠且间隔配置的第一板体11和第二板体12，两板体之间能够形成有容置外部手机的空间，且第一板体11开设有一贯通的用以装配外接镜头的安装孔111。导向柱2垂直设于第一板体11与第二板体12的端面之间，导向柱2具有第一端和第二端，第一端与第一板体11固设相连，第二板体12经由第二端套设于导向柱2内且能够相对导向柱2滑动，对应调整其与第一板体11之间的间距大小。调节件3螺设于导向柱2中，且套设在第二端上以抵接至第二板体12，调节件3受控于外力以带动第二板体12沿靠近第一板体11的方向移动调节之间的间距大小，对应将外部手机位置可调地卡紧置于第一板体11与第二板体12之间，且调整安装孔111与外部手机的摄像头以及光源(照明灯)相正对。

本实施例通过配置在导向柱2上的第一板体11和第二板体12，经由调节件3控制两板体之间的间距大小，对应卡紧固定外部手机，且能够方便调整手机在两板体之间的位置，使得用于装配外接镜头的安装孔111与手机摄像头以及光源相正对。该固定装置结构简单，设计合理，适用性强，通过对夹持位置的调节可以实现手机外接镜头与手机本体摄像头光路的精确对准。且无需外置手机壳，体积小，使用方便，可以实现对手机外接镜头的便利锁紧，从而使得外接镜头与手机本体镜头相固定。且应用广泛，可以通过调节柱件螺设在导向柱2上且抵接第二板体12以带动第二板体12沿靠近第一板体11的方向移动调节之间的间距大小，从而实现对不同厚度尺寸的手机的夹持固定。

在本发明的一个实施方式中，导向柱2设于第一板体11与第二板体12的上端部位置，安装孔111避让设于第二板体12的下端部位置。其中，第一板体11和第二板体12均为薄板形，且两板体的规格相同。优选地，导向柱2为双头螺柱，双头螺柱的一端螺设紧固于第一板体11的端面上，其中另一端穿设第二板体12，能够允许第二板体12沿双头螺柱的柱体方向滑动，且第二板体12大致竖向支撑在双头螺柱的柱体上。需要说明的是，双头螺柱一端紧固在第一板体11上，且第二板体12上开设的用于穿设双头螺柱的通孔(图未示)的孔径略大于双头螺柱的直径，以使得第二板体12通过该通孔沿螺柱的柱体方向能够相对滑动，且支撑于双头螺柱上。板体大致呈薄板状，其上端部大致为半圆形，平顺对接于上端部的下端部大致为矩形。且上端部在调节件3的抵接带动下相对移动，使得两个下端部用于形成适配于外部手机厚度的夹持空间，对应保证了高效的夹持且位置可调。相同规格的第一板体11及第二板体12确保了夹持时的一致性，且利于批量制造，节省制造工时和成本。

其中，特别的，调节件3为一旋转螺帽，旋转螺帽螺设在导向柱2的第二端，且抵接至第二板体12的端面，用户旋动旋转螺帽以带动第二板体12沿靠近或远离第一板体11的方向移动，对应挤压固定或松开拆离置于两板体空间内的外部手机。具体地，第二板体12上的通孔大致位于上端部的中部位置，且旋转螺帽与第二板体12相正对的配合面大于通孔的面积，从而使得用户旋动旋转螺帽能够通过面接触带动整个第二板体12沿柱体的布设方向相对滑动，且第二本体支撑在柱体上，避免了第二板体12相对第一板体11倾斜，确保第二板体12与第一板体11始终保持相对平行状态。

在本实施例中，第一板体11与第二板体12相正对的端面之间设有硅胶垫片4，且位于第一板体11的硅胶垫片4与安装孔111相避让设置。较佳地，硅胶垫片4配置在板体的下端部上，且置于用于夹持外部手机的所在端面位置，以起到保护作用。使用柔性的硅胶垫片4使得第二板体12和第一板体11在调节件3的抵接带动下夹紧外部手机时，能够保护外部手机不被压坏，且利于板体对外部手机更为紧密的夹持固定。

结合图7至图9，本申请另提供了一种外接镜头，包括镜头本体5。镜头本体5可拆卸的装配至的固定装置的安装孔111内，对应与外部手机的摄像头a以及光源b相正对，以对准镜头本体5与摄像头a的光路。需要说明的是，固定装置的安装孔111开为设有内螺纹的通孔，与之对应的，该外接镜头设有与内螺纹孔相适配的外螺纹，使外接镜头能够通过螺纹之间的相互配合从而可快速拆装于固定装置。其中，镜头本体5包含：形成一照明光路的第一透镜模组51以及形成一探测光路的第二透镜模组52。第一透镜模组51配置于外部手机所提供的光源b与待测物c之间，用以将光源b聚焦至待测物c的表面。且待测物c表面反射的光线经由第二透镜模组52成像至外部手机的摄像头a处，经由该摄像头a对该成像进行拍摄，从而获取图像以传输至手机内部。经由固定装置对外部手机的调节固定，使外部手机的摄像头a以及配置在摄像头a旁的光源b(照明灯)正对设置在装配至安装孔111内的外接镜头中，以实现镜头本体5与摄像头a以及镜头本体5与光源b的光路相互对准。

本实施例中通过镜头本体5中设有的第一透镜模组51和第二透镜模组52，从而实现基于共聚焦原理对待测物c的形貌进行测量，提升了测量效率及测量精度。其中，该外接镜头与固定装置的安装孔111相适配以实现之间的可拆卸装配，实现外接镜头的微型化设计，能够直接通过日常使用的手机即可实现该测量过程，集便携及效率为一体，极大满足消费者的需求。

具体地，第一透镜模组51包括沿光源照射至待测物c方向依次间隔配置在镜头本体5中的第一小孔511、色散透镜组512以及分光镜513。第一小孔511开设于镜头本体5正对光源b处的一侧，经由第一小孔511使得光源进入至色散透镜组512对应将该光源进行色散，分光镜513接收色散后的光源以传输至待测物c的表面。其中，外部手机所提供的光源b通过第一小孔511进入至镜头本体5内形成点光源，点光源传输至位于镜头本体5内的色散透镜组512中进行色散形成多个具有不同波长的光线，再传输至与之对应配置的分光镜513中，进而将光线传递至待测物c的表面。

在本实施例中，色散透镜组512包含沿照明光路方向依次配置在镜头本体5中的具有正光焦度的第一透镜5121、具有负光焦度的第二透镜5122、具有负光焦度的第三透镜5123、具有负光焦度且朝向光源方向呈一弯月形的第四透镜5124以及具有正光焦度且朝向光源方向呈一弯月形的第五透镜5125。其中，各透镜均选用阿贝值低的玻璃镜片。阿贝值表示光分散能的逆数,阿贝值越小,镜片周边色收差,即色镜因素越小。第一透镜5121与第二透镜5122之间具有一光路间距，且第一透镜5121相对靠近第一小孔511设置。第二透镜5122与第三透镜5123之间相互正对，且之间相正对侧均开设有一凹槽(图未示)，两凹槽组合形成一被隔开的圆形状。呈弯月形的第四透镜5124和第五透镜5125相互背对背反方向组合形成双高斯结构，利于拍照日常生活的焦段。特别的，色散透镜组512的线性色散的范围至少为160mm，用于将不同波长的光线聚焦到待测物c所在光轴的不同高度上。

其中，第二透镜模组52包括沿待测物c至手机的摄像头a方向依次间隔配置在镜头本体5中的反射镜521、聚焦透镜522以及第二小孔523。反射镜521用以接收进入分光镜513的待测物c表面反射的光源，经由反射镜521将该光源b反射至聚焦透镜522，进而在正对位于外部手机的摄像头a一侧的第二小孔523以使光源成像，通过摄像机进行拍摄采集处理该成像。在本实施例中，第二小孔523开设于镜头本体5正对摄像头a处的一侧，能够使得探测光路传输的光源在第二小孔523靠近摄像头a的一侧进行成像。第一透镜模组51与第二透镜模组52之间相互平行设置，且反射镜521与分光镜513相正对。反射镜521的反射面朝向聚焦透镜522和分光镜513之间，进入分光镜513的光源传输至反射镜521上，再通过聚焦透镜522从而聚焦至第二小孔523以实现小孔成像。

具体地，照明光路中经色散的不同波长的光线到达待测物c表面后会被待测物c表面反射，经手机摄像头a前的第二小孔523滤除杂散光的影响后，由手机的摄像头a拍照得到相应所成像的图像。其中，分光镜513和反射镜521用来反射待测物c表面的光线至探测光路中，具体而言，只有满足投射在待测物c表面的波长的光线，在待测物c表面反射后，经由聚焦透镜522聚焦可以穿过探测光路摄像头a前的第二小孔523，并由手机的摄像头a拍照得到相应的成像。未聚焦于被测物表面的光线则会被摄像头a前的第二小孔523滤除。特别的，光源b(照明灯)优选为复色光源，第一小孔511对应将复色光源通过小孔以形成复色点光源，且第二小孔对应将聚焦在待测物c表面的光线经由分光镜513、反射镜521传输至通过小孔实现成像。通过利用第二小孔523、第一小孔511以及被测物表面聚焦点具有一一共轭对应的关系，能够完成彩色共聚焦测量。需要说明的是，彩色共聚焦是指光路(照明光路和探测光路)的两个小孔和待测物表面三者互为共轭的关系。在彩色共聚焦测量中，复色照明光经色散后聚焦在待测物c的表面的不同深度处，而探测光聚焦在第二小孔523上。第二小孔523限制待测物c表面的聚焦深度，滤除非聚焦在被测物表面的杂散光影响，同时有效防止杂质信号(如灰尘荧光、待测物c背面的污染、玻璃的荧光信号、空气中常见的灰尘颗粒和来自外部光学组件的荧光污染)产生的背景噪音干扰，从而降低背景信号的强度，对应控制焦深、照明强度，降低非焦平面光线噪音干扰，增强了测量精度。且彩色共聚焦技术无需如共聚焦技术的轴向扫描，仅需通过色散透镜组512即可实现波长-位移的变换。

需要提到的是，外部手机的摄像头a将所获取的该成像反馈至其内部的处理单元(图未示)，通过处理单元对图像进行分析和处理。其中，本发明的手机外接镜头能够通过手机中安装的相关图像处理的软件(即处理单元)相配合，针对手机的摄像头a即成像面得到的图像进行处理，利用相应的转换算法得到每个被测点相对应的高度值。且将本申请的固定装置安装于外部可移动控制台(图未示)对手机进行控制，将手机沿被测物表面在水平和垂直两个方向上进行二维扫描运动，从而实现对整个被测物表面的形貌进行测量和重构。其中，图像在相关软件上的处理以及经由转换算法得出被测点的高度值，请参考现有技术中的相关记载，在此不做赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。