本發(fā)明涉及智能手機(jī)擴(kuò)展設(shè)備領(lǐng)域和光學(xué)干涉儀測量領(lǐng)域。

實(shí)施本發(fā)明公開的智能手機(jī)輪廓測定及透視成像系統(tǒng)，為用戶提供擴(kuò)展智能手機(jī)成像功能，對物體表面或內(nèi)部進(jìn)行斷層成像的功能。

背景技術(shù)：

近年來，隨著移動(dòng)智能設(shè)備技術(shù)特別是智能手機(jī)的發(fā)展，以及人們對手機(jī)成像功能需求的增加，智能手機(jī)外接擴(kuò)展成像設(shè)備成為新的技術(shù)熱點(diǎn)。簡單的光學(xué)機(jī)械單元，諸如藍(lán)牙自拍桿、廣角鏡頭、微距攝影鏡頭、平移攝影臺等；較復(fù)雜的成像接口，如3D成像和顯示系統(tǒng)、頻譜測量接口、人眼眼底成像接口、醫(yī)學(xué)皮膚圖像錄入系統(tǒng)等層出不窮。 但目前市場上尚無具備透視能力或表面輪廓測量能力的智能手機(jī)接口，其主要原因是普通光學(xué)系統(tǒng)無法得到較短的縱向分辨率，無法分辨來自不同縱向位置的光學(xué)信息。

因此，有必要提供一種新的集成度高、結(jié)構(gòu)和操作簡單、體積小巧、安全可靠、接入成本低且能有效利用智能手機(jī)資源的表面輪廓測量及透視成像系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種利用智能手機(jī)的光源、傳感器和機(jī)算處理器得到表面輪廓和內(nèi)部透視斷層成像的系統(tǒng)，通過以下技術(shù)方案來具體實(shí)現(xiàn)的。

表面輪廓測定和透視斷層成像系統(tǒng)，其包括：閃光燈導(dǎo)入光路，邁克爾遜干涉儀，參考臂調(diào)制被測對象連接和手機(jī)圖像傳感器適配單元。

所述的表面輪廓測定和透視斷層的成像系統(tǒng)，將智能手機(jī)的閃光燈光源與其圖像傳感器和被測對象進(jìn)行閉路相連。

所述的表面輪廓測定和透視斷層的成像系統(tǒng)，其用于對金屬材料表面輪廓測定，縱向精確度高于1微米，測量范圍大于1厘米，靈敏度高于80 dB，測量頻率由手機(jī)最高拍照速度決定。

所述的閃光燈導(dǎo)入光路，通過反射鏡與邁克爾遜干涉儀呈90度固定于系統(tǒng)底座。

所述的麥克爾遜干涉儀，為成像系統(tǒng)提供全景測量結(jié)構(gòu)，參考臂可通過平行移動(dòng)臺選擇測量范圍。

所述的手機(jī)圖像傳感器適配單元，通過系統(tǒng)內(nèi)置光圈控制過光量，目鏡位置可調(diào)，與智能手機(jī)相機(jī)鏡頭公焦點(diǎn)配合。

本發(fā)明可以帶來的有益效果為：拓展使用者的智能手機(jī)的成像功能，在原有普通照相和攝影功能外，提供表面輪廓測定和內(nèi)部透視斷層成像功能。

附圖說明

通過以下對本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解其實(shí)用發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖。

圖1 所示為表面輪廓測定和透視斷層成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1 所示為表面輪廓測定和透視斷層成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：該圖中1是手機(jī)內(nèi)置閃光燈，2是成像系統(tǒng)準(zhǔn)直透鏡，3是反光鏡，4是聚焦透鏡，5是分光鏡，6是物鏡，7示意被系統(tǒng)照亮的被測物體8的表面，9是系統(tǒng)參考臂透鏡，10是參考臂反射鏡，11是平行移動(dòng)臺及聯(lián)動(dòng)調(diào)制按鈕，12是目鏡，13為可調(diào)光圈，14是智能手機(jī)自身的包括成像透鏡的圖像傳感器單元，15是手機(jī)適配器，16示意智能手機(jī)機(jī)身。

圖1所示為表面輪廓測定和透視斷層成像系統(tǒng)的工作流程圖；用戶將系統(tǒng)和手機(jī)通過手機(jī)適配器15相連，使用手機(jī)進(jìn)入視頻記錄模式，設(shè)置閃光燈強(qiáng)制，一手按動(dòng)快門，另一手按動(dòng)調(diào)制按鈕11。閃光燈輸出光通過透鏡2準(zhǔn)直，被反射鏡3反射進(jìn)入邁克爾遜干涉儀部分。光線被透鏡4聚焦，透鏡4與物鏡6公焦點(diǎn)，光線被分光鏡5反射，反射光通過物鏡6平行照亮被測物體8表面位置7。位置7所在平面和物鏡6前焦平面重合，位置7內(nèi)任意一點(diǎn)反射或散射光（圖1中示意為虛線）被物鏡6收集，再次通過分光鏡5及與物鏡6公焦的目鏡12，進(jìn)入智能手機(jī)16的圖像傳感器單元14。

分光鏡5的透射光進(jìn)入干涉儀的參考光路，被透鏡9準(zhǔn)直后被反射鏡10反射，平行移動(dòng)臺及聯(lián)動(dòng)調(diào)制按鈕11通過縱向移動(dòng)提供干涉信號的調(diào)制。干涉信號以干涉條紋形式被智能手機(jī)傳感器14記錄為圖像序列。每2-3副圖像可作為一個(gè)周期被相移干涉算法解調(diào)，又智能手機(jī)APP客戶端呈現(xiàn)解調(diào)圖像。

當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明所述的面輪廓測定和透視斷層成像系統(tǒng)對金屬等高反射率材料進(jìn)行成像時(shí)，檢測信號為反射光，輸出圖像序列為被測物體表面不同縱向位置的登高平面測繪，在智能手機(jī)APP客戶端進(jìn)行3D合成，最終得到被測物表面3D輪廓測定。此種模式適用于金屬部件的表面輪廓3D測定。

當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明所述的面輪廓測定和透視斷層成像系統(tǒng)對透明、半透明材料、高散射材料或多層材料等低反射率材料進(jìn)行成像時(shí)，檢測信號為內(nèi)部反射光或者材料內(nèi)部散射光，輸出圖像序列為被測物體表面不同縱向位置的C型斷層圖像，在智能手機(jī)APP客戶端進(jìn)行3D合成，最終得到被測物表面內(nèi)部3D斷層圖像或進(jìn)一步2D重新采樣得到用戶選定方向的斷層圖像。此種模式應(yīng)用廣泛，可用于醫(yī)學(xué)成像，生物組織探測、刑偵樣本分析、工業(yè)厚度測量、食品加工制量檢測等各種應(yīng)用。

綜上所訴，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。