CN112291417B - 一种基于手机相机检测微小镜头的嵌入式装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于手机相机检测微小镜头的嵌入式装置，能够有效减小装置的大小，减少成本，可以随时随地检测身边的微小目标，让人们能够更好地保护自己的隐私。本发明装置采用衍射特征检测微小镜头，该装置集成到手机内部，利用手机内部一些原有的成像光路作为光学接收系统，添加激光发射系统，利用手机相机取代了单独放置的面阵探测器，利用手机相机作为光学接收系统，有效节约了成本，实现手机和微小镜头探测装置一体化，手机小巧、普遍，利用手机相机检测微小镜头有效减小了探测装置的体积，减轻了产品推广的难度，使用更加方便，更容易进入人们的生活。

Description

一种基于手机相机检测微小镜头的嵌入式装置
技术领域
本发明属于光学成像和激光探测技术领域，具体涉及一种基于手机相机检测微小镜头的嵌入式装置。
背景技术
现有的光学方法检测微小镜头主要有“猫眼效应”以及“猫眼效应”衍生出的衍射特征检测方法，也有研究者探寻其它的一些方法，比如色差法、结构法、空间频率激光调制法等，但相比较与前两种方法，这些方法结构更加复杂，元件的精细度要求更高，因而体积较大、成本偏高。当前，基于“猫眼效应”以及衍射特征检测方法的微小镜头检测装置也同样体积偏大，携带不便，不能随时随地检测人们是否被微型摄像头监控，灵活性略显不足，而且成本较高，推广难度较大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于手机相机检测微小镜头的嵌入式装置，能够有效减小装置的大小，减少成本，可以随时随地检测身边的微小目标，让人们能够更好地保护自己的隐私。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
本发明的一种基于手机相机检测微小镜头的嵌入式装置，包括激光器、整形透镜、分光镜、成像透镜组、手机相机CMOS面阵探测器、手机处理器以及手机显示屏，对微小镜头目标进行检测；
其中，微小镜头目标位于目标探测区域；激光器、整形透镜、分光镜以及成像透镜组内嵌在手机中的非手机本身的器件，手机相机CMOS面阵探测器、手机处理器以及手机显示屏为手机本身的器件；
激光器正对整形透镜放置，整形透镜用于调整激光的发散角，激光经过整形透镜到达分光镜，经分光镜透射后照射微小镜头目标所在的目标探测区域，该区域的反射体对激光进行反射，激光重新回到分光镜，反射后到达成像透镜组，之后成像到手机相机CMOS面阵探测器，手机相机CMOS面阵探测器用于检测猫眼效应产生的衍射光斑；手机处理器用于确定目标是否是微小镜头；手机显示屏用于向用户提供处理器的处理结果。
有益效果：
本发明装置采用衍射特征检测微小镜头，该装置集成到手机内部，利用手机内部一些原有的成像光路作为光学接收系统，添加激光发射系统，利用手机相机取代了单独放置的面阵探测器，利用手机相机作为光学接收系统，有效节约了成本，实现手机和微小镜头探测装置一体化，手机小巧、普遍，利用手机相机检测微小镜头有效减小了探测装置的体积，减轻了产品推广的难度，使用更加方便，更容易进入人们的生活。
附图说明
图1为本发明的基于手机相机检测微小镜头的嵌入式装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
智能手机是一种普及的小型设备，市场上的智能手机基本都包含摄像功能，摄像机的探测器采用的是CMOS面阵探测器，光学系统满足“猫眼效应”探测微小镜头的要求，智能手机的处理器也日新月异，功能强大，能够很好完成信息处理的要求，将探测设备集成到手机中，对手机相机的光学系统加以改进，既能解决设备小型化的问题，又能解决设备推广的问题。
猫眼效应广泛用于检测摄像镜头，主要特点是入射光进入光电成像器件后会被探测器面或者分划板反射而沿原路返回，且辐射强度远高于普通漫反射背景。由于微型摄像头的通光口径较小，进入目标的光较为微弱，反射光与背景漫反射光对比不明显，相较于大镜头，猫眼效应在此处便体现了不足之处，而且“猫眼效应”难以将微小镜头与尺寸相近的圆形强反射体区别开来。然而，反射光会因微小镜头的微小孔径限制存在明显的衍射现象，当面阵探测器偏离光学系统像面一定距离，便可以采集到的衍射光斑。手机相机能够有效探测可见光波段的图像，其探测器为手机相机CMOS面阵探测器，成像光学系统也可以用来探测微小镜头，因此，检测微小镜头时，可以利用可见光波段的激光照明，对光学系统调焦，让探测器与像面错开一段距离，通过手机内部的手机相机CMOS面阵探测器可以采集到微小镜头的衍射光斑。
本发明利用手机相机能够取代单独放置的面阵探测器设计了一种嵌入式微小镜头探测装置，手机小巧易携带，基本人人普及，能够有效节约、有效减小装置的体积、有效减轻产品的推广难度，让手机相机兼备了成像和微小镜头检测两种功能，能够更好保护人们的隐私。
本发明提供的一种基于手机相机检测微小镜头的嵌入式装置，其工作原理如图1所示。本发明装置包括激光器1、整形透镜2、分光镜3、成像透镜组5、手机相机CMOS面阵探测器6、手机处理器7、手机显示屏8，对微小镜头目标4进行检测。
其中，微小镜头目标4位于目标探测区域，激光器1、整形透镜2、分光镜3以及成像透镜组5内嵌在手机中的非手机本身的器件，手机相机CMOS面阵探测器6、手机处理器7以及手机显示屏8为手机本身的器件。
本实施例中激光器1正对整形透镜2放置，激光经过整形透镜2到达分光镜3，经分光镜3透射后照射微小镜头目标4所在的目标探测区域，该区域的反射体对激光进行反射，若反射体是微小镜头目标4，会产生猫眼效应和衍射，否则没有，反射激光重新回到分光镜3，经反射后到达成像透镜组5，之后成像到手机相机CMOS面阵探测器6，激光器1、整形透镜2、分光镜3、目标探测区域内的反射体、分光镜3、成像透镜组5和手机相机CMOS面阵探测器6组成该装置完整的光路。
其中，整形透镜2用于调整激光的发散角；分光镜3用于在光学系统中引入激光源；微小镜头目标4作为检测目标，放置于目标探测区域内；成像透镜组5用于汇聚返回的激光，进行成像；手机相机CMOS面阵探测器6用于检测猫眼效应产生的衍射光斑；手机处理器7用于确定目标是否是微小镜头；手机显示屏8用于向用户提供手机处理器的处理结果。
本发明装置工作过程如下：
首先，连接激光器1电源，打开开关，激光器1开始发射激光，保持手机开机，进入特定的软件界面，整个装置进入工作状态；接着，激光经过整形透镜2扩大发散角后传播到分光镜3，透射朝向目标探测区域，被其中的反射体反射，若反射体是微小镜头目标4，此处发生猫眼效应以及衍射现象，激光再次回到分光镜3，反射后由成像透镜组5汇聚到手机相机CMOS面阵探测器6；然后，手机相机CMOS面阵探测器6采集好图像，传输到手机处理器7中，手机处理器7检测图像中是否包含衍射特征，由此判定目标探测区域内是否存在微小镜头；最后，手机处理器7将判定结果传输给手机显示屏8，由手机显示屏8输出判定结果。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于手机相机检测微小镜头的嵌入式装置，其特征在于，包括激光器(1)、整形透镜(2)、分光镜(3)、成像透镜组(5)、手机相机CMOS面阵探测器(6)、手机处理器(7)以及手机显示屏(8)，对微小镜头目标(4)进行检测；
其中，微小镜头目标(4)位于目标探测区域；激光器(1)、整形透镜(2)、分光镜(3)以及成像透镜组(5)内嵌在手机中的非手机本身的器件，手机相机CMOS面阵探测器(6)、手机处理器(7)以及手机显示屏(8)为手机本身的器件；
激光器(1)正对整形透镜(2)放置，整形透镜(2)用于调整激光的发散角，激光经过整形透镜(2)到达分光镜(3)，经分光镜(3)透射后照射微小镜头目标(4)所在的目标探测区域，该区域的反射体对激光进行反射，激光重新回到分光镜(3)，反射后到达成像透镜组(5)，之后成像到手机相机CMOS面阵探测器(6)，手机相机CMOS面阵探测器(6)用于检测猫眼效应产生的衍射光斑；手机处理器(7)用于确定目标是否是微小镜头；手机显示屏(8)用于向用户提供处理器的处理结果。
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