智能眼镜如Meta Ray-Bans的兴起带来隐私隐患,其隐藏摄像头可能在不知情下录制影像。NullPxl的banrays开源项目提出IR LED结合光电二极管硬件方案,利用CMOS传感器独特的光学反射特性实现实时检测,提供低功耗嵌入式警报。该方法避免使用摄像头自身,聚焦被动光学信号采集,适合眼镜式穿戴设备。
核心原理源于CMOS传感器的“猫眼效应”(retro-reflectivity):入射IR光被镜头反射回源头,形成尖峰信号,而普通表面反射更平缓。通过850nm或940nm IR LED发射脉冲光,光电二极管(如BPW34)捕获反射强度时序,形成波形指纹。NullPxl测试显示,手机后摄产生快速尖峰,而屏幕为宽波;Ray-Bans摄像头区虽信号弱(4英寸距离),但扫掠模式下与普通镜片(如飞行员墨镜)有差异。
硬件电路简洁高效:Arduino Uno驱动多个IR LED(SFH 4545 940nm,前向电压1.3V,电流100mA),经2N2222A晶体管开关控制,避免MCU直驱过载。光电二极管连接运放(如LM358)放大信号,ADC采样率1kHz。原型照片显示LED阵列对准目标区,光电二极管居中。电源3.3V/5V,功耗优化至uA级待机。
实际参数落地:LED脉冲宽度10μs,频率1kHz,占空比1%确保低热;光电二极管偏置5V,反馈电阻1MΩ增益1000。阈值设定:峰值>0.5V且上升时间<50μs判为摄像头。扫掠协议:用户执行“左-右-上-下”头部运动,每方向2s,采集2000样本。伪代码:
for sweep in ['left', 'right', 'up', 'down']:
modulate_led(1kHz)
samples = adc_read(2000)
peaks = detect_peaks(samples, threshold=0.5)
if len(peaks) > 3 and avg_rise_time < 50us:
alert()
测试中,Ray-Bans波形尖峰不稳,需傅里叶变换提取频谱特征(如10-50Hz主导)区分噪声。
低功耗嵌入式工程关键:换用ESP32或ATTiny1614,BLE警报至手机。待机模式LED关,光电二极管低功耗偏置(<10uA)。唤醒阈值:连续5s环境光<100lux触发扫描。电池CR2032续航>24h,参数:采样间隔5s,单次扫掠功耗50mW。监控点:温度阈值>50°C降频;LED电流限100mA防烧毁。
部署清单:
- BOM:10x IR LED($0.5/个)、1x BPW34($1)、2N2222A($0.1)、ATTiny($2)、镜架原型(3D打印)。
- 组装:LED阵列间距5mm,准直透镜可选(FOV 30°)。光电二极管后加850-950nm带通滤光片拒环境光。
- 固件烧录:Arduino IDE,库TinyADC。警报:蜂鸣器3级音(zelda“秘密发现”铃声),或振动马达。
- 校准:室内外阈值自适应,ML-lite分类波形(TensorFlow Micro,模型<10KB)。
- 回滚:纯规则阈值,若误报>10%调高峰值至0.7V。
风险控制:IR波对眼安全(Class1 <1mW/cm²),940nm隐形优于850nm。限界:距离>10cm衰减快,遮挡失效;结合BLE补足(Meta ID 0x01AB)。改进:多波长融合(850+940),MEMS镜扫掠自动化。
该方案成本<20USD,易DIY,提供隐私警报参数如误报率<5%、检测延迟<1s。相比软件指纹,硬件被动无隐私泄露。
资料来源:
- GitHub: NullPxl/banrays(IR电路与测试波形)1
- 相关研究:CRE 2005论文“By sending IR at camera lenses, we can take advantage of the CMOS sensor's retro-reflectivity”2
(正文约1200字)