本發(fā)明涉及一種用于智能移動(dòng)設(shè)備的附加鏡頭和光照調(diào)整系統(tǒng)，屬于電子設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當(dāng)前智能手機(jī)和平板電腦等智能移動(dòng)設(shè)備的技術(shù)發(fā)展日新月異，處理器和攝像頭等硬件性能不斷快速提高，主流產(chǎn)品的硬件其基礎(chǔ)性能足以替代以往需要特殊設(shè)計(jì)的檢測設(shè)備。然而智能移動(dòng)設(shè)備專為主流的拍照和攝像用途設(shè)計(jì)的鏡頭和簡單的閃光燈系統(tǒng)，制約了其在檢測方面的擴(kuò)展用途。具體來說，為降低成本，許多智能移動(dòng)設(shè)備的攝像頭是定焦距設(shè)計(jì)，通過數(shù)碼方式進(jìn)行變焦，而一些高端拍照手機(jī)雖然采用了微電機(jī)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了光學(xué)變焦，但受鏡頭模組的體積和成本限制，其焦距調(diào)整范圍很低，長焦和微距性能往往差強(qiáng)人意，甚至有性能缺失。與此同時(shí)幾乎所有的智能移動(dòng)設(shè)備均采用貼片白光led作為閃光燈進(jìn)行補(bǔ)光。為適合大部分拍照需要，led閃光燈前的鏡片一般只能起到保護(hù)led芯片的作用，只能實(shí)現(xiàn)對閃光燈前的大角度范圍內(nèi)用低功率的白色光進(jìn)行補(bǔ)光照明。如果能對作為主要性能瓶頸的的鏡頭和閃光燈進(jìn)行改進(jìn)，則移動(dòng)智能設(shè)備可廣泛用于諸如新生兒經(jīng)皮膽紅素檢測(即經(jīng)皮黃疸檢測)、指紋識別、虹膜識別等不同的檢測領(lǐng)域。

經(jīng)皮膽紅素檢測又可稱為膽紅素?zé)o創(chuàng)光學(xué)檢測。大量研究和統(tǒng)計(jì)論文指出，近年來，我國新生兒高膽紅素血癥的發(fā)病率已達(dá)50％(足月新生兒)至80％(早產(chǎn)兒)左右，該癥嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致新生兒死亡，或留下嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥。而母乳喂養(yǎng)的嬰兒還可能在出院后發(fā)生母乳性黃疸，有資料指出國內(nèi)母乳性黃疸發(fā)病率也達(dá)20％至30％。新生兒黃疸是由于新生兒紅細(xì)胞壽命短，肝功能不足，未結(jié)合膽紅素生成過多肝臟代謝不足造成的，大量膽紅素堆積在眼球的鞏膜和皮膚表面就形成了黃疸現(xiàn)象。經(jīng)皮膽紅素檢測儀可用于在避免抽血的情況下通過檢測嬰兒皮膚對特定光線的吸收率來排查嬰兒是否患有高膽紅素血癥。然而當(dāng)前專業(yè)的經(jīng)皮膽紅素檢測儀售價(jià)高達(dá)數(shù)千甚至過萬元，不利于普通用戶自行采購在家中監(jiān)控新生兒是否患有高膽紅素血癥，尤其是緩發(fā)的，母乳喂養(yǎng)引起的母乳性黃疸。為此，西雅圖華盛頓大學(xué)開發(fā)了名為bilicam的，用手機(jī)攝像頭同時(shí)拍攝比色卡和新生兒膚色照片的app，通過云服務(wù)器對膚色和比色卡的計(jì)算，來粗略估計(jì)新生兒是否患有高膽紅素血癥。然而購買app、比色卡和使用云服務(wù)需要額外的成本，而且通過比色卡和膚色照片計(jì)算經(jīng)皮黃疸數(shù)值，受到光照強(qiáng)度、光源顯色指數(shù)等各方面的影響很大，談不上精確性，只能起初步的篩查作用。

當(dāng)前國內(nèi)絕大部分經(jīng)皮膽紅素檢測產(chǎn)品和儀器都采用雙波長法進(jìn)行檢測。具體來說，就是利用新生兒體內(nèi)缺乏胡蘿卜素等干擾物質(zhì)，而膽紅素對460nm波長光有強(qiáng)吸收作用的特點(diǎn)，并用550nm光的吸收值做分差，以排除血紅蛋白同樣能吸收460nm波長光的干擾影響，從而通過將光照的具體吸收量代入對應(yīng)的回歸方程，并由儀器中處理器計(jì)算得出受測新生兒皮下大致的膽紅素濃度值。這要求經(jīng)皮膽紅素檢測儀器能夠分別產(chǎn)生互不影響的460nm波長和 550nm波長的檢測光?，F(xiàn)有的智能移動(dòng)設(shè)備閃光燈只能釋放白光，并不具備單獨(dú)產(chǎn)生兩個(gè)460nm波長和550nm波長照明光路的能力。

此外，光學(xué)檢測也可用于指紋識別。現(xiàn)有的指紋識別技術(shù)主要通過光學(xué)傳感器、半導(dǎo)體傳感器和超聲波傳感器獲得指紋圖像的采集。其中半導(dǎo)體傳感器基于測量指紋的電容或熱電阻獲得指紋分布圖像，超聲波則通過聲波的反射獲得圖像，這兩者都需要在智能移動(dòng)設(shè)備上額外添加成本較高的特殊指紋識別組件實(shí)現(xiàn)指紋檢測?，F(xiàn)有技術(shù)中，光學(xué)傳感器一般通過棱鏡，利用光的全反射原理檢測指紋——當(dāng)光線照射到按壓在三棱鏡上的手指表面后，反射光線經(jīng)過凸透鏡聚焦，投射于ccd或cmos傳感器獲得指紋圖像。然而填充于指紋脊線間的水漬及污物，和上一次檢測時(shí)留在三棱鏡表面的指紋痕跡很容易干擾當(dāng)前的指紋檢測準(zhǔn)確性。為此，有公司開發(fā)了直接將手指豎立在具有光學(xué)變焦能力的手機(jī)攝像頭前拍攝手指照片進(jìn)行指紋識別的技術(shù)。該技術(shù)避免了手指潮濕或臟來對接觸式指紋識別帶來的不利影響，但對于手機(jī)攝像頭的微距對焦性能要求過高，不但影響攝像頭模組在成本、體積、長焦拍攝等方面的性能，而且因受外部光照影響、手指很難對準(zhǔn)攝像頭中心、以及單手拍攝時(shí)抖動(dòng)等原因，其識別率較低。這是因?yàn)?，手機(jī)攝像頭的核心用途和鏡頭的結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)(比如手機(jī)攝像頭因體積限制，其光圈很小，從物理上天然造成了其更適合大景深拍攝)主要還是用于在中長焦和大景深下對人像和景物進(jìn)行拍照，與此同時(shí)，在微距下拍攝手指指紋時(shí)，手指沒有常規(guī)指紋檢測設(shè)備上的按壓定位面，造成手指和手機(jī)之間不能相互準(zhǔn)確定位，所以很容易因?yàn)槭种富蛭粘质謾C(jī)的手掌在按動(dòng)拍照按鈕時(shí)發(fā)生抖動(dòng)，使手指不小心移出微距模式下攝像頭狹窄的拍攝窗口造成識別失敗。這顯然不利于保證用戶體驗(yàn)。又有研究顯示，用藍(lán)色光譜作為指紋識別的補(bǔ)光，可以提高光學(xué)指紋識別的準(zhǔn)確率。然而幾乎所有的手機(jī)都不會(huì)安裝藍(lán)色發(fā)光led芯片。

此外，為降低硬件分辨率要求及成本(如有的指紋采集模塊方案采用了廉價(jià)的8bitcmos傳感器，又有方案采用了僅有2700像素的線陣ccd傳感器)，和指紋識別設(shè)備中性能較低的單片機(jī)或者dsp的計(jì)算開銷、以及降低指紋數(shù)據(jù)儲(chǔ)存芯片的容量要求(一枚指紋儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)大小往往只有3～15k)，當(dāng)前主流的指紋識別技術(shù)一般分為基于提取指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)特征識別的細(xì)節(jié)法，和采用基于指紋圖像的紋理法。然而在常規(guī)指紋檢測模塊獲得的較低分辨率的指紋圖像和指紋識別系統(tǒng)較小的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)限制下，大量研究論文顯示，當(dāng)前主流的指紋檢測技術(shù)和設(shè)備的理論準(zhǔn)確率一般在96％左右，理論誤檢率一般在2.5％左右，再加上手指潮濕或臟污造成的額外錯(cuò)誤率，使得我們有時(shí)需要用多次反復(fù)檢測抵消錯(cuò)誤率。這是為了降低成本所作出的妥協(xié)。而主流的智能移動(dòng)設(shè)備配備的攝像頭，因產(chǎn)業(yè)鏈更成熟和成本壓力更低，其像素和分辨率往往達(dá)到了專用指紋檢測模塊的數(shù)百倍甚至數(shù)千倍，當(dāng)解決智能移動(dòng)設(shè)備標(biāo)配攝像頭的微距拍攝問題和拍攝定位問題后，利用智能移動(dòng)設(shè)備cpu性能高于單片機(jī)幾個(gè)數(shù)量級的優(yōu)勢，可以顯著提高指紋識別的準(zhǔn)確率，從而大大提高指紋識別的安全性。

再次，現(xiàn)有的虹膜檢測儀器價(jià)格一般在萬元甚至數(shù)萬元以上，然而大量研究和實(shí)際產(chǎn)品中，虹膜檢測所需的ccd或cmos傳感器實(shí)際僅需要150至300萬像素的低端型號即可滿 足性能要求。單虹膜圖像本身，僅僅需要320×280像素的眼部照片即可實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確率的識別。這對于當(dāng)前智能移動(dòng)設(shè)備，尤其是智能手機(jī)上動(dòng)輒千萬或者兩千萬像素以上的攝像頭來說并無性能問題，當(dāng)前主流智能移動(dòng)設(shè)備中處理器的計(jì)算能力也足以承擔(dān)虹膜識別算法的需要。限制手機(jī)攝像頭獲得可用于虹膜識別的有效照片的主要問題在于：1，常規(guī)手機(jī)攝像模組鏡頭的微距性能不足；2，人眼和手機(jī)之間相互定位難以保證準(zhǔn)確和穩(wěn)定；3，手機(jī)閃光燈無法在近距離拍攝眼球時(shí)用于虹膜識別拍攝時(shí)對人眼進(jìn)行補(bǔ)光以保證虹膜照片細(xì)節(jié)的清晰度和對比度；4，在現(xiàn)有的虹膜識別算法中，消耗計(jì)算資源最大的步驟是虹膜的定位(包括用多種算法消除睫毛和眼瞼陰影的影響等于擾噪聲信息)計(jì)算，如果試圖從包含整個(gè)頭部甚至是全身照片和背景圖像的高分辨率照片，而非從諸如320×280像素的眼部小數(shù)據(jù)照片中提取實(shí)際平均直徑只有11mm的微小虹膜區(qū)域——尤其是對于虹膜顏色較深導(dǎo)致補(bǔ)光不足時(shí)難以區(qū)分虹膜紋理細(xì)節(jié)的東方人照片而言——，以當(dāng)前智能移動(dòng)設(shè)備的處理器性能往往需要數(shù)十分鐘乃至數(shù)小時(shí)的數(shù)據(jù)時(shí)間。而對于萬元以上的虹膜識別設(shè)備，往往將設(shè)備固定于墻體或工作臺，并要求用戶站立于固定位置，并采用紅外發(fā)光二極管燈發(fā)出對人眼刺激較小的850nm波長紅外線照射對虹膜進(jìn)行補(bǔ)光。有研究認(rèn)為針對東方人的黑色虹膜，850nm波長紅外線容易穿透黑色素紋理，影響準(zhǔn)確率，而采用700nm波長的，紅外光譜與可見光中的紅色光譜交界點(diǎn)處的光譜，進(jìn)行補(bǔ)光時(shí)黑色虹膜的識別性能最強(qiáng)。然而手機(jī)的白光led閃光燈在微距拍攝時(shí)發(fā)出的強(qiáng)光對人眼損害較大，顯然也無法實(shí)現(xiàn)以850nm或700nm波長光為主的補(bǔ)光效果。

當(dāng)前有許多廠家意識到可以通過在智能移動(dòng)設(shè)備的攝像頭外安裝附加鏡頭，以彌補(bǔ)現(xiàn)有的攝像頭在微距、視角、色散、放大率等方面的性能限制。如專利號為cn201420154558.0的專利《通用型附加鏡頭之定位裝置》，通過在智能手機(jī)或平板電腦攝像頭外固定廣角鏡頭、微距鏡頭或魚眼鏡頭等附加鏡頭使智能手機(jī)或平板電腦原有的攝像頭實(shí)現(xiàn)更多的長焦、微距、廣角等拍攝效果。又如專利號為cn200720190393.4的專利《萬用手機(jī)拍攝附加鏡系統(tǒng)裝置》可通過對拍照手機(jī)原有攝像頭添加偏振鏡、減光鏡、紅外線鏡等附加鏡頭實(shí)現(xiàn)各種濾鏡效果。還有專利cn201520642966.5《樣本檢測用便攜式平板電腦數(shù)碼顯微鏡》，通過在平板電腦攝像頭外附加纖維鏡頭和附加鏡頭上由平板電腦供電的led補(bǔ)光燈，使帶有攝像頭的平板電腦在一定程度擁有了數(shù)碼顯微鏡功能。然而此類發(fā)明的技術(shù)方案主要圍繞對智能移動(dòng)設(shè)備原有攝像頭增設(shè)附加鏡頭，實(shí)質(zhì)上只是改善了原有鏡頭的功能不足或增加了拍攝照片和視頻的濾鏡等效果，但難以使原有鏡頭性能擴(kuò)展到可以滿足對鏡頭和光照要求更嚴(yán)格的專業(yè)檢測儀器的性能需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種智能移動(dòng)設(shè)備的附加鏡頭和光照調(diào)整系統(tǒng)，以解決在更高的鏡頭光學(xué)和補(bǔ)光光照性能要求下，常規(guī)智能移動(dòng)設(shè)備無法替代專業(yè)儀器的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種智能移動(dòng)設(shè)備的附加鏡頭和光照調(diào)整系統(tǒng)，包含獨(dú)立于智能移動(dòng)設(shè)備閃光燈和攝像頭外的，附加閃光燈導(dǎo)光通道、閃光燈濾光模塊、附加檢測鏡頭和檢測鏡頭通道。

所述的一個(gè)或若干個(gè)附加閃光燈導(dǎo)光通道覆蓋于智能移動(dòng)設(shè)備的閃光燈上，可遮擋閃光燈大角度發(fā)散照射的強(qiáng)光，并將其中部分光照導(dǎo)向安裝在附加閃光燈導(dǎo)光通道頂端的閃光燈濾光模塊。這一部分光照通過閃光燈濾光模塊濾波和折射后定向照射到被測位置。此時(shí)，閃光燈濾光模塊可以改變閃光燈光照的強(qiáng)度、方向和波長(光的顏色)。

因?yàn)殚W光燈濾光模塊與閃光燈的相互位置很容易固定，實(shí)際上閃光燈濾光模塊中鏡片的位置、鏡片的折射率、與閃光燈光路的夾角和鏡片形狀等具體參數(shù)可以決定離開閃光燈濾光模塊的具體投射光路。所以由此可以保證投射光路照會(huì)射到被測表面的某個(gè)固定位置，對被測量表面進(jìn)行有效的補(bǔ)光。

所述的附加檢測鏡頭由一塊或若干塊光學(xué)鏡頭組成，安裝在檢測鏡頭通道內(nèi)，兩者覆蓋在智能移動(dòng)設(shè)備的攝像頭前。附加檢測鏡頭接受從被測量表面反射的光線，并按需對這些反射光線進(jìn)行濾光和折射后導(dǎo)向智能移動(dòng)設(shè)備的攝像頭。此時(shí)，附加檢測鏡頭通過其具體的形狀或若干個(gè)鏡頭組成的鏡頭組合，可以實(shí)現(xiàn)微距、窄視角、過濾雜光等精密檢測所需的具體光學(xué)特性。而當(dāng)用戶需要用智能移動(dòng)設(shè)備的攝像頭進(jìn)行普通的照片拍攝時(shí)，也可以將上述的附加鏡頭和光照調(diào)整系統(tǒng)從攝像頭和閃光燈前移開，從而不影響正常的拍攝。

上述的附加鏡頭和光照調(diào)整系統(tǒng)可作為獨(dú)立的可拆卸的附加功能模塊，通過吸盤、磁性體和卡槽等結(jié)構(gòu)在需要使用時(shí)臨時(shí)吸附在智能移動(dòng)設(shè)備背板上，亦即在攝像頭和閃光燈的前方；也可以設(shè)計(jì)成固定于智能移動(dòng)設(shè)備背板上的功能模塊，通過功能模塊底部與背板內(nèi)側(cè)的滑槽等結(jié)構(gòu)配合，在所需時(shí)通過滑動(dòng)覆蓋或遠(yuǎn)離智能移動(dòng)設(shè)備自帶的鏡頭和閃光燈。

本發(fā)明的有益效果：通過為智能移動(dòng)設(shè)備鏡頭和閃光燈增設(shè)可拆卸或可推離的附加鏡頭和光照調(diào)整系統(tǒng)，使智能移動(dòng)設(shè)備能夠滿足實(shí)現(xiàn)專業(yè)檢測所需，又不影響智能移動(dòng)設(shè)備正常拍攝功能，且成本較低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明專利作為一種智能移動(dòng)設(shè)備背部可拆卸的，外接式結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的外形示意簡圖。圖中，1閃光燈，2閃光燈導(dǎo)光通道，3閃光燈濾光模塊，5附加檢測鏡頭模塊，6檢測鏡頭通道，7攝像頭。

圖2是本發(fā)明專利一種采用單閃光燈導(dǎo)光通道和單附加檢測鏡頭的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意簡圖。圖中，1閃光燈，2閃光燈導(dǎo)光通道，3閃光燈濾光模塊，4被測表面，5附加檢測鏡頭模塊，6檢測鏡頭通道，7攝像頭。

圖3是本發(fā)明專利一種采用雙閃光燈導(dǎo)光通道和在鏡片上對半鍍不同濾光膜的單附加檢測鏡頭的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意簡圖。

圖中，1閃光燈，2閃光燈導(dǎo)光通道，301閃光燈濾光模塊1，302閃光燈濾光模塊2，4被測表面，501左附加檢測鏡頭模塊，502右附加檢測鏡頭模塊，6檢測鏡頭通道，7攝像頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明，圖1揭示了本專利一種可安裝于智能移動(dòng)設(shè)備背部的，可拆卸的，外接式結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的外形示意圖。其中閃光燈導(dǎo)光通道2，閃光燈濾光模塊3，附 加檢測鏡頭5模塊，檢測鏡頭通道6相互組合成為一個(gè)整體附加模塊，可通過吸盤、磁性體或者卡口等方法固定在智能移動(dòng)設(shè)備的背板上。此時(shí)因?yàn)樯鲜霾考M合成一體，所以比起通用型外接鏡頭來說，本專利的系統(tǒng)中的燈導(dǎo)光通道2，檢測鏡頭通道6和可與對應(yīng)型號的智能移動(dòng)設(shè)備背板上的閃光燈，和1和攝像頭7分別做到精確相互定位。而對于希望保證圖像清晰度和精度的光路而言，這種光學(xué)部件之間的精確定位性能是必須的。

圖2是本發(fā)明專利一種采用單閃光燈導(dǎo)光通道和單附加檢測鏡頭的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意簡圖，主要用于只需用單一波長，或?qū)ΣㄩL無要求的補(bǔ)光的檢測應(yīng)用中。在本實(shí)施例中，閃光燈導(dǎo)光通道2定位于閃光燈1上并遮蔽閃光燈的散射光照，只保留部分光線通過安裝在閃光燈導(dǎo)光通道2頂部的濾光模塊3的濾光和定向折射，然后集中投射到被測表面4對被測表面4進(jìn)行照明。被測表面4反射的部分光線進(jìn)入附加檢測鏡頭模塊5后沿檢測鏡頭通道6最終進(jìn)入攝像頭7并在攝像頭7內(nèi)的感光元件上成像。根據(jù)檢測的實(shí)際需求和成本要求，所述的附加檢測鏡頭模塊5可以由單個(gè)鏡頭構(gòu)成，也可以由若干個(gè)凸透鏡和凹透鏡或若干個(gè)非球面鏡組成鏡片組。同理。根據(jù)具體檢測需要，附加檢測鏡頭模塊5的鏡頭上可以選擇鍍覆增透膜、濾光膜、減光膜、偏振膜等不同光學(xué)鍍層。

針對實(shí)際情況舉例來說，圖2中的單閃光燈導(dǎo)光通道和單附加檢測鏡頭的實(shí)施例，可用于但不局限于心率檢測、指紋和虹膜檢測等用途。

對于心率檢測的用途來的結(jié)構(gòu)，可在閃光燈濾光模塊3的鏡片上鍍帶通膜，使閃光燈1產(chǎn)生的復(fù)合白光經(jīng)過閃光燈濾光模塊3后，只有特定波長的紅光或者綠光才能通過，同時(shí)鏡片還將聚焦的紅光或者綠光光斑對準(zhǔn)被測表面4——即人體的皮膚，尤其是皮下含有動(dòng)脈的指尖或手腕等位置。相對于腕帶等測量點(diǎn)不易對準(zhǔn)動(dòng)脈具體位置的智能穿戴設(shè)備來說，可自由選擇測量點(diǎn)的模式能夠提高測量準(zhǔn)確性——，并由起到微距鏡頭作用的附加檢測鏡頭模塊5通過鏡片上的帶通膜過濾環(huán)境中的雜光，將檢測用的特定波長的紅光或者濾光光經(jīng)由檢測鏡頭通道6聚焦于攝像頭7。此時(shí)，智能移動(dòng)設(shè)備可以根據(jù)攝像頭7獲得的光信號變化，通過皮下血管內(nèi)脈搏波動(dòng)時(shí)血紅蛋白對紅光的吸收率變化，或者血液本身密度變化造成綠光反光率和反射光強(qiáng)度的周期性變化的原理，通過對應(yīng)app的具體算法得出一定時(shí)間內(nèi)脈搏的頻率。當(dāng)app內(nèi)保存有當(dāng)前智能移動(dòng)設(shè)備的攝像頭7的具體性能參數(shù)和本專利的附加鏡頭和光照調(diào)整系統(tǒng)的具體參數(shù)時(shí)，app可以根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)快速控制微電機(jī)將攝像頭7的鏡頭調(diào)整到最佳位置，以實(shí)現(xiàn)在最短時(shí)間內(nèi)保證對焦質(zhì)量，也避免了因?yàn)榄h(huán)境光照變化等原因造成的隨機(jī)性的自動(dòng)對焦失敗等問題。此時(shí)，相對于圖2中的通用結(jié)構(gòu)，檢測鏡頭通道6的側(cè)壁宜適當(dāng)加高，讓受測量的皮膚緊貼該側(cè)壁實(shí)現(xiàn)可靠的測量定位；與此同時(shí)，側(cè)壁朝向?yàn)V光模塊3的位置宜開一個(gè)可通過聚焦的測量光束的小孔或小槽。采用這種優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)可確保受測皮膚與濾光模塊3和附加檢測鏡頭模塊5三者的相互位置均處于最佳的光路聚焦和反射位置，并可遮蓋和過濾大部分的環(huán)境光干擾的影響以提高測量準(zhǔn)確性。

對于指紋檢測用途的結(jié)構(gòu)，閃光燈1主要用于補(bǔ)光，不必嚴(yán)格遮蔽環(huán)境光的干擾。閃光燈1發(fā)出的散射光依次通過閃光燈導(dǎo)光通道2和閃光燈濾光模塊3聚焦，或者通過閃光燈導(dǎo) 光通道2傳導(dǎo)和閃光燈濾光模塊3鏡片上的帶通膜將白光過濾成對指紋識別更有利的藍(lán)光后聚焦，然后照射在被測表面4——即人的手指——上，此時(shí)，閃光燈濾光模塊3聚焦后的光束不但起到了在測量時(shí)補(bǔ)光的作用，更重要的作用是成為幫助手指在測量中實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位的反饋信號。測量者可憑手指是否對準(zhǔn)并被聚光后的補(bǔ)光光斑覆蓋來確定手指是否處于最佳測量位置上。當(dāng)測量者的手指停留在預(yù)定位置后，附加檢測鏡頭模塊5能夠作為微距鏡頭接受到被測表面4的反射光線，并經(jīng)由檢測鏡頭通道6聚焦于攝像頭7。用于指紋檢測的app同樣可以控制攝像頭7實(shí)現(xiàn)快速對焦功能。此時(shí)本發(fā)明的附加鏡頭和光照調(diào)整系統(tǒng)起到了幫助手指實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位、對受測量的手指實(shí)現(xiàn)補(bǔ)光、提高攝像頭7微距性能的輔助作用。

對于虹膜檢測用途的結(jié)構(gòu)，其原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與指紋檢測類似。閃光燈濾光模塊3的鏡片上宜鍍減光膜和帶通膜，以實(shí)現(xiàn)向受檢測的虹膜和瞳孔投射對人眼安全的，較低亮度的白色或波長接近700nm的紅色補(bǔ)光。如果閃光燈1的功率不足或光譜中波長接近700nm的紅色光所占能量不足造成紅色光的補(bǔ)光量不足，可在閃光燈濾光模塊3的鏡片內(nèi)(當(dāng)鏡片為有機(jī)玻璃時(shí))或鏡片鍍層內(nèi)添加如uv&gtri-ms等的稀土無機(jī)紅光劑，或如gtrd-c20h17o4n等的熒光染料，將能量最高的藍(lán)光轉(zhuǎn)化為所需的紅光。此時(shí)，經(jīng)過聚焦的補(bǔ)光也可以成為眼球和攝像頭7之間的相互準(zhǔn)確定位的反饋信號，而虹膜檢測的app可實(shí)現(xiàn)攝像頭7的快速準(zhǔn)確調(diào)焦。在解決補(bǔ)光、定位和調(diào)焦的問題后，依靠移動(dòng)智能設(shè)備性能強(qiáng)大的攝像頭7和cpu足以獲得超過常規(guī)虹膜識別設(shè)備的準(zhǔn)確率。此結(jié)構(gòu)也可以用于視網(wǎng)膜掃描等類似檢測。需強(qiáng)調(diào)，此時(shí)附加檢測鏡頭模塊5應(yīng)具備較高的微距效果和較小的拍攝視角特性，以減少攝像頭7拍攝窗口中的虹膜外的拍攝圖案，從而減少虹膜定位消耗的無用時(shí)間。

圖3是適用于雙波長背光的檢測的一種單附加檢測鏡頭的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意簡圖。可用于新生兒或黃疸肝炎患者的經(jīng)皮黃疸檢測等領(lǐng)域。

以黃疸檢測的需要為例，圖3中，閃光燈1發(fā)出的光線可以通過閃光燈導(dǎo)光通道2照射到閃光燈濾光模塊1(301)，閃光燈濾光模塊2(302)。閃光燈濾光模塊1(301)和閃光燈濾光模塊2(302)的鏡頭分別鍍有只允許通過460nm波長光和550nm波長光的帶通膜。此時(shí)閃光燈濾光模塊1(301)和閃光燈濾光模塊2(302)因?yàn)閮?nèi)部鏡頭的安裝位置和角度稍有區(qū)別，可在被測表面4——即被測量者(尤其是新生兒)的額頭皮膚、胸口皮膚等檢測位置——上形成兩個(gè)不重合的460nm波長光和550nm波長光的光斑。因?yàn)槠つw并非是絕對光滑平面，兩個(gè)光斑會(huì)在皮膚上發(fā)生漫反射。所以需要用在鏡頭上兩側(cè)分別鍍有允許通過460nm波長光和550nm波長光的帶通膜的左附加檢測鏡頭模塊501，和右附加檢測鏡頭模塊502對這些漫反射干擾光進(jìn)行過濾。并由檢測鏡頭通道6將兩個(gè)獨(dú)立的不同色光斑圖像傳遞給攝像頭7。此時(shí)，通過在同樣的光照條件下對比與標(biāo)準(zhǔn)比色卡等校正源的反光率進(jìn)行校正，攝像頭7可以計(jì)算出被測量皮膚對兩者波長光線的吸收率，并通過對應(yīng)app的具體算法計(jì)算出較為精確的經(jīng)皮黃疸數(shù)值。因?yàn)橹悄芤苿?dòng)設(shè)備便于連接互聯(lián)網(wǎng)，該計(jì)算數(shù)值可以通過app連接云數(shù)據(jù)庫進(jìn)一步提高精度。

作為優(yōu)選，在需要雙波長背光的檢測中，本發(fā)明的系統(tǒng)可配備兩個(gè)平行和相互獨(dú)立的檢 測鏡頭模塊5和檢測鏡頭通道6。其中一個(gè)檢測鏡頭模塊5的鏡頭上鍍覆針對一種波長光線的帶通膜，另一個(gè)檢測鏡頭模塊5的鏡頭上鍍覆針對另一種波長光線的帶通膜。兩個(gè)獨(dú)立的檢測鏡頭通道6分布將兩個(gè)獨(dú)立的檢測圖像投射到攝像頭7對應(yīng)的感光元件的不同位置上。如有必要，在兩個(gè)獨(dú)立的檢測鏡頭通道6內(nèi)還可增設(shè)兩條光纖，以進(jìn)一步提高指向攝像頭7的光路的準(zhǔn)確性，并徹底防止兩條光路在出口位置的相互干擾。從而實(shí)現(xiàn)濾光效果更好，雜光干擾更少的雙波長檢測效果，從而進(jìn)一步提高檢測準(zhǔn)確性。

作為優(yōu)選，在心率檢測等需要高強(qiáng)度補(bǔ)光的檢測時(shí)，閃光燈導(dǎo)光通道2內(nèi)，閃光燈1和閃光燈濾光模塊3之間可增設(shè)一條光纖，光纖正對閃光燈1端可連接一個(gè)聚焦透鏡，以大幅度增加傳導(dǎo)至閃光燈濾光模塊3的通光量。

作為優(yōu)選，本發(fā)明的附加鏡頭和光照調(diào)整系統(tǒng)可相對于說明書附圖的比例而言通過犧牲通光量等參數(shù)來減少體積，以集成在智能移動(dòng)設(shè)備的背板上，通過在滑槽上平移的方法確定當(dāng)前是否需要遮蓋智能移動(dòng)設(shè)備的閃光燈1和攝像頭7，以便智能移動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)檢測模式和普通模式模式的自由切換。

作為優(yōu)選，本發(fā)明的附加鏡頭系統(tǒng)也可安裝或臨時(shí)覆蓋在智能移動(dòng)設(shè)備的前置攝像頭上，以方便用戶在虹膜檢測或視網(wǎng)膜掃描時(shí)通過觀察智能移動(dòng)設(shè)備的顯示屏獲得更直觀的補(bǔ)光光斑定位效果反饋，而并非僅局限于將附加鏡頭系統(tǒng)安裝在背板上。

需指出，本發(fā)明中，說明書和說明書附圖中所列舉的實(shí)施例僅用于形象說明和披露技術(shù)方案。對于說明書中的各種可行技術(shù)方案的實(shí)施例，同行業(yè)技術(shù)人員很容易通過無創(chuàng)造性的局部改變對實(shí)施例進(jìn)行等同替代。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于說明書和說明書附圖中的具體形狀和描述，而應(yīng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。