CN106264448A - 皮肤分析装置及其影像撷取模块 - Google Patents

皮肤分析装置及其影像撷取模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种皮肤分析装置及其影像撷取模块，该影像撷取模块包括一壳体、一透光元件、一影像感测单元、一环状的基板、多个光源以及一环状的光学机构。前述透光元件设置于壳体的一端，前述影像感测单元设置于壳体内，且位于影像撷取模块的一中心轴上。前述环状的基板设置于壳体内，前述光源则设置于基板上并且围绕前述中心轴。前述光源于中心轴方向上的位置介于透光元件和影像感测单元之间，且环状的光学机构设置于该壳体内，并导引前述光源所发出的光线至透光元件。

Description

皮肤分析装置及其影像撷取模块
技术领域
发明涉及一种影像撷取模块，特别是涉及一种皮肤分析装置的影像撷取模块。
背景技术
皮肤镜(dermoscope)是一种有用的皮肤分析工具，其可撷取皮肤影像并提供容易且清楚的皮肤分析，通过使用皮肤镜可达到皮肤病变的早期侦测，尤其是针对皮肤癌及黑色素瘤，如此可提升患者的存活率并降低相关的治疗费用。
由于传统的光学式皮肤镜是通过光线反射的原理来撷取皮肤影像，因此影像感测单元、手指与光源之间的相对角度必须经过适当地设计或调整才能撷取到清晰的皮肤影像。一般而言，扫描得到的皮肤影像中经常会产生眩光(flare)图案，且皮肤分析装置的微型化也并不容易。
发明内容
为了解决前述现有问题点，本发明提供一种皮肤分析装置的影像撷取模块，包括一壳体、一透光元件、一影像感测单元、一环状的基板、多个光源以及一环状的光学机构。前述透光元件设置于壳体的一端，前述影像感测单元设置于壳体内，且位于影像撷取模块的一中心轴上。前述环状的基板设置于壳体内，前述光源则设置于基板上并且围绕前述中心轴。前述光源于中心轴方向上的位置介于透光元件和影像感测单元之间，且环状的光学机构设置于该壳体内，并导引前述光源所发出的光线至透光元件。
在本发明一实施例中，前述透光元件和影像感测单元于中心轴方向上相隔一距离H，且前述透光元件和光学机构于中心轴方向A上相隔一距离h1，其中h1/H的比值介于0.15～0.2。
在本发明一实施例中，前述透光元件和影像感测单元于中心轴方向上相隔一距离H，且前述光源和影像感测单元于中心轴方向上相隔一距离h2，其中h2/H的比值介于0.4～0.6。
在本发明一实施例中，前述壳体具有一开口，且透光元件邻接开口，其中开口具有一宽度W1，影像感测单元具有一宽度W2，且W1/W2的比值介于0.8～1.2。
在本发明一实施例中，前述每一该光源的中心位置和影像感测单元于一水平方向上相隔一距离D，且影像感测单元于水平方向上具有一宽度W2，其中W1/(2D+W2)的比值介于0.5～0.8。
在本发明一实施例中，前述影像撷取模块还包括一底座以及一承载件，影像感测单元设置于底座的一开孔内，且承载件设置于底座上，用以承载光源和基板。
在本发明一实施例中，前述光学机构具有一扩散片或一棱镜片。
在本发明一实施例中，前述光学机构设置于透光元件与光源之间。
在本发明一实施例中，前述透光元件为压克力或玻璃材质。
在本发明一实施例中，前述光学机构包括一楔形的导光板、一光学膜片以及一反射片，光学膜片设置于导光板的一顶侧，反射片设置于导光板的一底侧，且光源邻接于导光板的一侧壁，其中侧壁位于顶侧与底侧之间。
在本发明一实施例中，前述光学机构还包括一扩散片，设置于导光板的顶侧，且位于导光板与光学膜片之间。
在本发明一实施例中，前述光学膜片包含微棱镜阵列或微透镜阵列。
在本发明一实施例中，前述光学机构具有一发光面，且发光面相对于中心轴呈倾斜。
在本发明一实施例中还提供一种皮肤分析装置，包括如前所述的影像撷取模块以及一处理单元，其中影像撷取模块电连接处理单元。
在本发明一实施例中，前述影像感测单元具有一结合部，且影像感测单元通过结合部螺接锁固于皮肤分析装置的一侧。
在本发明一实施例中，前述皮肤分析装置连接至一笔记型电脑、移动电话、平板电脑、个人电脑、读卡机、信用卡刷卡机或自动柜员机。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例并配合所附的附图做详细说明。
附图说明
图1为本发明一实施例的影像撷取模块分解图；
图2为图1的影像撷取模块组装后的剖视图；
图3为本发明另一实施例的影像撷取模块剖视图；
图4为图3中的光源以及光学机构放大图。
符号说明
100、100’～指纹辨识模块； 10～壳体；
11～开口； 20～透光元件；
21～接触面； 22～下表面；
30～影像撷取模块； 31～结合部；
32～感测面； 40、40’～光源；
50、60～光学机构； 51、631～发光面；
61～导光板； 611～顶侧；
612～底侧； 613～侧壁；
62～扩散片； 63～光学膜片；
64～反射片； A～中心轴；
B～底座； B1～开孔；
C～承载件； D～距离；
H、h1、h2～距离； L～光线；
S～基板； W1、W2～宽度；
θ～入射角。
具体实施方式
以下说明本发明实施例的皮肤分析装置及其影像撷取模块。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所揭示的特定实施例仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇揭露所属的一般技术者所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。
首先请一并参阅图1、图2，本发明一实施例的影像撷取模块100(imagecapturing module)可包含于一皮肤分析装置中，并且电连接至皮肤分析装置内部的一处理单元，由此可通过影像撷取模块100撷取皮肤影像，并将所撷取到的皮肤影像数据传送至前述处理单元以进行皮肤影像的分析。
如图1、图2所示，前述影像撷取模块100主要包括一中空的壳体10、一透光元件20、影像感测单元30、多个光源40、一光学机构50、一底座B、一承载件C以及一环状的基板S，其中影像感测单元30具有一结合部31，影像撷取模块100可通过形成有螺纹的结合部31而螺接锁固于皮肤分析装置的一侧，当使用者在操作皮肤分析装置时可通过影像撷取模块100撷取皮肤影像以进行皮肤分析。
在本实施例中，透光元件20设置于壳体10的顶端并邻接位于壳体10中央的一开口11，当使用者欲进行皮肤分析时，可将皮肤贴附于透光元件20的接触面21上，以利于影像感测单元30撷取皮肤影像。此外，前述影像感测单元30、光源40、光学机构50、底座B、承载件C以及基板S都设置于壳体10内，其中影像感测单元30设置于底座B中央的开孔B1内，承载件C则设置于底座B上，用以承载前述光源40和基板S。
如图2所示，本实施例中的光源40例如为发光二极管(LED)，设置于基板B上并且围绕影像撷取模块100的一中心轴A，前述光学机构50则可包含扩散片(diffuser)或棱镜片(prism)等光学镜片，设置于光源40上方，由此可在光源40上方形成一环形且垂直于中心轴A的发光面51，以增加光线L投射至透光元件20时的入射角θ，如此一来可避免因入射角度过小，导致光线经由透光元件20的下表面22直接反射到影像感测单元30的感测面32而造成眩光(flare)现象。
此外，为了兼顾影像撷取模块100的微型化与透光元件20高开口率的需求，前述各元件于三度空间中的配置与相对位置关系都经过特殊的机构设计安排。如图2所示，前述透光元件20和影像感测单元30之间于中心轴方向A上相隔一距离H，透光元件20和光学机构50之间于中心轴方向A上相隔一距离h1，此外光源40和影像感测单元30之间于中心轴方向A上则相隔一距离h2，其中光源40略高于影像感测单元30，亦即光源40在沿中心轴A的方向上的位置介于透光元件20和光学机构50之间，且h2/H的比值介于0.15～0.2(本实施例中h2/H的比值为0.185)，h1/H的比值介于0.4～0.6(本实施例中h2/H的比值为0.5)。需特别说明的是，本实施例通过使光源40的位置略高于像撷取模块30，并通过在光源40上方设置环状的光学机构50，使得由光学机构50的发光面51所发出的主要光线L投射到透光元件20时可形成较大的入射角θ，由此能有效避免透光元件20的下表面22直接反射光线至影像感测单元30而产生眩光(flare)现象。
如前所述，本发明通过适当地配置透光元件20、影像感测单元30、光源40以及光学机构50，可增加发光面51所发出的主要光线L投射到透光元件20时的入射角θ，以防止眩光现象的产生。另一方面，通过前述特殊的机构设计，更可兼顾到影像撷取模块100的微型化与透光元件20高开口率的需求；具体而言，本实施例中的透光元件20例为如一压克力或玻璃材质的透明平板，其中在壳体10上且邻接于透光元件20的开口11具有一宽度W1，前述影像感测单元30则具有一宽度W2，其中W1/W2的比值大致介于0.8～1.2(本实施例中W1/W2的比值为1)。此外，前述光源40的中心位置与影像感测单元30于水平方向上相隔一距离D，亦即位于相反侧的两对应光源40间的距离为2D+W2，其中W1/(2D+W2)的比值介于0.5～0.8(本实施例中W1/(2D+W2)的比值为0.59)。换言之，本发明除了可避免眩光现象产生之外，也能兼顾透光元件20的高开口率并有助于缩短光源40到影像感测单元30之间的距离D，由此可减小影像撷取模块100的宽度尺寸以达成微型化的目的。
接着请一并参阅图3、图4，在本发明另一实施例的影像撷取模块100’中，在壳体10内部配置有多个光源40’以及一环状的光学机构60，用以分别取代图2中所示的光源40以及光学机构50。由图3中可以看出，前述光学机构60环绕于影像撷取模块100’的中心轴A，其主要包括一楔形的导光板61、一扩散片62、一光学膜片63以及一反射片64，其中扩散片62和光学膜片63位于导光板61的顶侧611，而反射片64则设置于导光板61的底侧612，且扩散片62位于导光板61与光学膜片62之间。图3、图4所示，多个光源40’邻接于导光板61的侧壁613，其中前述侧壁613位于顶侧611与底侧612之间，当光源40’所发出的光线进入导光板61后可经由反射片64反射并依序穿过扩散片62以及光学膜片63，且光线最后会经由光学膜片63上方的发光面631离开光学机构60。举例而言，前述光学膜片63可包含微棱镜阵列(microprism array)或微透镜阵列(microlens array)，由此可控制发光面631出光角度以避免眩光(flare)现象产生，其中发光面631相对于影像撷取模块100’的中心轴A呈倾斜。
综上所述，本发明提供一种体积小且可防止眩光(flare)的影像撷取模块，其可设置于一皮肤分析装置中以提供容易且清楚的皮肤分析(例如皮肤癌及黑色素瘤的早期检测)。然而，该皮肤分析装置同时也可以作为一指纹辨识装置(fingerprint recognition device)，其中位于皮肤分析装置内部的影像撷取模块电连接至一处理单元，由此可通过影像撷取模块撷取一指纹影像，并将所撷取到的指纹影像数据传送至前述处理单元以进行指纹比对。举例而言，前述皮肤分析装置(指纹辨识装置)可连接至笔记型电脑、移动电话、平板电脑等可携式电子装置，或者任何需要登入或身分认证的电子设备上，例如个人电脑、读卡机(card reader)、信用卡刷卡机(credit card swipe machine)或自动柜员机(Automated Teller Machine,ATM)等，由此便能达到生物特征授权(biometric authorization)与身分确认的目的，以确保系统在使用上与交易上的安全性。
虽然本案实施例及其优点已揭露如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中具有通常知识者可从本发明揭示内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果都可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。
在本说明书以及权利要求中的序数，例如“第一”、“第二”等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。
本发明虽以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (16)

1.一种影像撷取模块，包括：
壳体；
透光元件，设置于该壳体的一端；
影像感测单元，设置于该壳体内，且位于该影像撷取模块的一中心轴上；
环状的基板，设置于该壳体内；
多个光源，设置于该基板并且围绕该中心轴，其中该些光源于该中心轴方向上的位置介于该透光元件和该影像感测单元之间；以及
环状的光学机构，设置于该壳体内，并导引该些光源所发出的光线至该透光元件。
2.如权利要求1所述的影像撷取模块，其中该透光元件和该影像感测单元于该中心轴方向上相隔一距离H，且该透光元件和该光学机构于该中心轴方向A上相隔一距离h1，其中h1/H的比值介于0.15～0.2。
3.如权利要求1所述的影像撷取模块，其中该透光元件和该影像感测单元于该中心轴方向上相隔一距离H，且该些光源和该影像感测单元于该中心轴方向上相隔一距离h2，其中h2/H的比值介于0.4～0.6。
4.如权利要求1所述的影像撷取模块，其中该壳体具有一开口，且该透光元件邻接该开口，其中该开口具有一宽度W1，该影像感测单元具有一宽度W2，且W1/W2的比值介于0.8～1.2。
5.如权利要求1所述的影像撷取模块，其中每一该光源的中心位置和该影像感测单元于一水平方向上相隔一距离D，且该影像感测单元于该水平方向上具有一宽度W2，其中W1/(2D+W2)的比值介于0.5～0.8。
6.如权利要求1所述的影像撷取模块，其中该影像撷取模块还包括底座以及承载件，该影像感测单元设置于该底座的一开孔内，且该承载件设置于该底座上，用以承载该光源和该基板。
7.如权利要求1所述的影像撷取模块，其中该光学机构具有扩散片或棱镜片。
8.如权利要求1所述的影像撷取模块，其中该光学机构设置于该透光元件与该些光源之间。
9.如权利要求1所述的影像撷取模块，其中该透光元件为压克力或玻璃材质。
10.如权利要求1所述的影像撷取模块，其中该光学机构包括楔形的导光板、光学膜片以及反射片，该光学膜片设置于该导光板的一顶侧，该反射片设置于该导光板的一底侧，且该些光源邻接于该导光板的一侧壁，其中该侧壁位于该顶侧与该底侧之间。
11.如权利要求10所述的影像撷取模块，其中该光学机构还包括扩散片，设置于该导光板的该顶侧，且位于该导光板与该光学膜片之间。
12.如权利要求10所述的影像撷取模块，其中该光学膜片包含微棱镜阵列或微透镜阵列。
13.如权利要求10所述的影像撷取模块，其中该光学机构具有发光面，且该发光面相对于该中心轴呈倾斜。
14.一种皮肤分析装置，包括如权利要求1所述的影像撷取模块以及一处理单元，其中该影像撷取模块电连接该处理单元。
15.如权利要求14所述的皮肤分析装置，其中该影像感测单元具有结合部，且该影像感测单元通过该结合部螺接锁固于该皮肤分析装置的一侧。
16.如权利要求14所述的皮肤分析装置，其中该皮肤分析装置连接至一笔记型电脑、移动电话、平板电脑、个人电脑、读卡机、信用卡刷卡机或自动柜员机。
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