CN108685563A - 手机套件、多功能手机及基于手机的近红外成像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种手机套件、多功能手机及基于手机的近红外成像方法。所述手机套件包括镜头及设在镜头下方的可移动组件；所述可移动组件包括滑板以及设置在滑板上的红外截止滤波片和高通滤波片；所述滑板移动可载着所述红外截止滤波片或高通滤波片移至所述镜头的正下方。本发明所提供的多功能手机是包含上述手机套件的手机。本发明通过改变具有照相功能的智能手机摄像头结构并利用手机显示屏，使得手机在具备照相功能的同时，还具备了近红外成像功能。本发明中的手机套件以及包含该手机套件的多功能手机，结构设计成本低廉，通过手机更新换代即实现了家用普及，对于老人及儿童静脉采血及穿刺具有极大的帮助，还能够实现防偷拍，保护个人隐私。
Description
技术领域
本发明涉及红外成像技术领域，具体地说是一种手机套件、多功能手机及基于手机的近红外成像方法。
背景技术
静脉血管中的去氧血红蛋白对近红外有较强的吸收，而皮肤等其他组织吸收较弱，在滤除可见光干扰红外成像时就形成了影像反差，从而将皮下静脉血管位置清晰地显像定位出来。目前，静脉血管穿刺主要靠医护人员目视及临床经验进行，对于儿童、肥胖者等静脉血管不明显的患者，目视穿刺难以保证一针见血，引起患者紧张及家属不满情绪；对于血压降低的危重病人，因血管收缩造成难以查找难题，从而错失抢救良机。针对上述问题，静脉血管定位仪应景而来，静脉血管定位仪主要由红外发射、影像采集、信号处理和影像显示四部分组成。红外发射主要是近红外光源发出近红外光；影像采集部分主要是红外摄像镜头，镜头采用红外滤波涂层或滤波片；信号处理负责影像采集后续数字图像信号的修正和加强；影像显示可采用液晶监视屏或采用微型投影机。
现有的静脉血管定位仪将红外发射、影像采集、信号处理、影像显示集成在一起，是一台独立的临床专用辅助血管显像定位设备，成本高昂，客户市场主要定位于医院，推广普及受到限制，很难推广至家用。
发明内容
本发明的目的就是提供一种手机套件、多功能手机及基于手机的近红外成像方法，将该手机套件应用在手机上，使得手机具备了近红外成像功能，能够用来实现静脉血管显像，从而解决了现有的静脉血管定位仪成本高昂很难推广至家用的问题。
本发明的目的是这样实现的：一种手机套件，包括镜头及设置在所述镜头下方的可移动组件；所述可移动组件包括滑板以及设置在所述滑板上的红外截止滤波片和高通滤波片；所述滑板移动可载着所述红外截止滤波片或所述高通滤波片移至所述镜头的正下方。
滑板可通过如下两种驱动方式来实现往复移动：
一种是：在所述滑板的侧沿设有齿条，所述滑板可通过与所述齿条相啮合的齿轮实现沿所述齿条方向往复运动，从而可载着所述红外截止滤波片或所述高通滤波片移至所述镜头的正下方。
另一种是：在所述滑板的一端设有电磁铁，所述电磁铁通电，可将所述滑板的端部吸住，此时位于所述滑板上的两个滤波片中的一个移至所述镜头的正下方；所述滑板还连接有复位弹簧，所述电磁铁断电，在所述复位弹簧的作用下所述滑板可移动至原位，此时位于所述滑板上的两个滤波片中的另一个移至所述镜头的正下方。
优选的，所述镜头为CMOS或CCD镜头。
优选的，所述红外截止滤波片用于滤除波长大于650nm的光；所述高通滤波片用于使波长大于720nm或760nm的光通过。
本发明还提供了一种包含上述手机套件的多功能手机，具体是：所述多功能手机包括机体及设置在所述机体上的手机套件；所述手机套件包括镜头及设置在所述镜头下方的可移动组件；所述可移动组件包括滑板以及设置在所述滑板上的红外截止滤波片和高通滤波片；所述滑板移动可载着所述红外截止滤波片或所述高通滤波片移至所述镜头的正下方。
除此之外，本发明还提供了一种基于手机的近红外成像方法，该方法包括如下步骤：
a、设置机体；
b、在所述机体上设置手机套件；所述手机套件包括镜头及设置在所述镜头下方的可移动组件；所述可移动组件包括滑板以及设置在所述滑板上的红外截止滤波片和高通滤波片；所述滑板移动可载着所述红外截止滤波片或所述高通滤波片移至所述镜头的正下方；
c、通过控制可移动组件，使滑板上的高通滤波片移至镜头的正下方；镜头和其正下方的高通滤波片共同作用，实现近红外成像。
应用本发明中的多功能手机来实现近红外成像，可以用来实现静脉血管显像；也可以用来检测红外光源的存在。通过对红外光源进行检测，能够将一些地方所设的用于偷拍的红外摄像头很好的检测出来，因此本发明还具有防偷拍保护隐私的作用。
当需要采用本发明中的多功能手机进行正常拍照时，只需通过控制可移动组件，使滑板上的红外截止滤波片移至镜头的正下方；镜头和其正下方的红外截止滤波片共同作用，就能实现普通照相功能。
本发明中，对可移动组件的控制方式可以为手动控制方式，也可以为自动控制方式。
本发明所提供的手机套件，在镜头的下方设有可移动组件，在可移动组件的滑板上设有两个滤波片，一个是红外截止滤波片，一个是高通滤波片；通过移动滑板，可使两个滤波片中的任一滤波片移至镜头的下方。将该手机套件应用于手机上，使得手机在具备照相功能的同时，还具备了近红外成像功能。通过近红外成像，能够使手机实现静脉血管显像功能，还能够检测红外光源的存在，使手机具有防偷拍保护隐私的作用。具体是：通过控制使高通滤波片移至镜头的正下方，镜头和其正下方的高通滤波片共同作用能够使手机实现近红外成像功能；通过控制使红外截止滤波片移至镜头的正下方，镜头和其正下方的红外截止滤波片共同作用使手机具备了普通照相的功能。
本发明通过改变具有照相功能的智能手机摄像头结构并利用手机显示屏，使得手机在具备照相功能的同时，还具备了近红外成像功能。本发明中的手机套件以及包含该手机套件的多功能手机，结构设计成本低廉，通过手机更新换代即实现了家用普及，对于老人及儿童静脉采血及穿刺具有极大的帮助，还能够实现防偷拍，保护个人隐私。对于手机厂商来说增加了手机功能，增强了其产品竞争能力，对占领市场份额具备极大帮助，能产生很好的社会效益和经济效益。
附图说明
图1是本发明中手机套件的一种结构示意图。
图2是本发明中手机套件的另一种结构示意图。
图中：1、镜头，2、滑板，3、高通滤波片，4、红外截止滤波片，5、齿条，6、齿轮，7、电磁铁。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明所提供的手机套件包括镜头1及位于镜头1下方的可移动组件。镜头1可以是CMOS或CCD镜头。可移动组件在镜头1下方可相对镜头1左右移动。可移动组件包括滑板2，在滑板2上设有两个滤波片，分别为高通滤波片3和红外截止滤波片4，图1和图2中的高通滤波片3和红外截止滤波片4是并列设置在滑板2上的，高通滤波片3和红外截止滤波片4两者的中心线处于同一直线上。通过移动滑板2使其沿高通滤波片3和红外截止滤波片4中心线连线所在方向往复运动，可以使高通滤波片3或红外截止滤波片4移至镜头1的正下方。红外截止滤波片4用于滤除波长大于650nm的光；高通滤波片3用于使波长大于720nm或760nm的光通过。
本发明中的多功能手机包括机体以及设置在机体上的手机套件。手机套件的结构具体可参见上面的描述。
普通手机在正面有显示屏，在背面有摄像头。普通手机的摄像头包括镜头、红外截止滤波片（IR-Cut Filter）、感光芯片和线路板等。感光芯片不仅对可见光谱感光，而且对红外光谱感光。而红外光谱干扰会使拍摄的图像色彩明显偏红，这种色差又无法用软件修正，因此普通手机摄像头中通过设置红外截止滤波片，可以有效滤除红外光，从而提高拍摄图像的有效分辨率和色彩还原性。红外截止滤波片一般可滤除波长大于650nm的光。普通手机摄像头中正是由于加入了红外截止滤波片，才使得其失去了静脉血管显像的光学基础。
本发明在此基础上，通过对普通手机的摄像头进行改进，在镜头1的下方设置滑板2，滑板2上固定有两个滤波片（分别为高通滤波片3和红外截止滤波片4），通过设置使得滑板2可以相对镜头1移动，从而可根据需要切换滑板2上的两个滤波片分别处于镜头1的正下方。通过控制可移动组件，使滑板2上的高通滤波片3移至镜头2的正下方；镜头1和其正下方的高通滤波片3共同作用，可实现近红外成像功能。这使得采用该手机能够实现静脉血管显像，还能实现对一些微型或隐形的红外摄像头（或红外光源）进行检测，以防止某些宾馆的偷拍现象。通过控制可移动组件，使滑板2上的红外截止滤波片4移至镜头1的正下方；镜头1和其正下方的红外截止滤波片4共同作用，可实现普通照相功能。
如图1所示，滑板2的往复移动可以通过齿条5和齿轮6来实现。具体是：在滑板2的侧沿固定设置有齿条5，齿条5的方向即是高通滤波片3和红外截止滤波片4中心线连线所在方向。齿轮6与齿条5相啮合。由电机（或其他驱动方式）控制齿轮6转动，进而可带动齿条5移动，齿条5的移动即可带动滑板2移动，从而可以根据需要将高通滤波片3或红外截止滤波片4移至镜头1的正下方。
如图2所示，滑板2的往复移动还可以通过电磁铁7和复位弹簧来实现。在图2所示实施例中滑板2需为铁材质。将电磁铁7设置在滑板2的外侧，且电磁铁7中的铁芯正对滑板2的端部，铁芯处于高通滤波片3和红外截止滤波片4的中心线连线上。滑板2的两侧还连接有复位弹簧。给电磁铁7通电，铁芯可将滑板2的端部吸住；给电磁铁7断电，铁芯与滑板2间失去吸力，滑板2在复位弹簧的作用下移动至原位。通过设置使滑板2在原位时，其上的一个滤波片处于镜头1的正下方；再通过设置滑板2与电磁铁7间的距离，使得滑板2被电磁铁7吸合后，滑板2上的另一个滤波片正好处于镜头1的正下方。这样，通过电磁铁7的通电和断电，即可实现位于镜头1正下方的两个滤波片间的切换。
对于复位弹簧的设置，例如可以在滑板2的前后两侧设竖向的连接板，连接板板面垂直于电磁铁7的铁芯方向，复位弹簧的一端固定，另一端顶在连接板上。滑板2处于原位时，复位弹簧对连接板没有弹力。滑板2被电磁铁7吸合后，复位弹簧被压缩。
除了如图1和图2所示结构外，滑板2上的两个滤波片还可以呈一定夹角设置，即：使两个滤波片中心线呈一定夹角（例如呈90°）。首先使其中一个滤波片位于镜头1正下方。当需要切换另一滤波片时，只需使滑板2旋转过一定角度（旋转的该角度即是两个滤波片的夹角）即可。当需要再次切换滤波片时，只需逆时针再旋转滑板2即可。
对于摄像头中的其他一些器件，例如感光芯片和线路板等，其可以设置在手机套件上，也可以设置在手机中。
本发明中的手机套件在应用于手机时，两个滤波片的切换可以通过手动控制方式来实现，也可以通过自动控制方式（即通过软件程序控制）来实现。这对于本领域技术人员来说都是容易实现。
本发明还可以设置与高通滤波片3配合使用的红外光源，红外光源可以设置在手机套件上，也可以设置在手机中。通过红外光源可以实现近红外照明的补光作用。同时，本发明还可以设置用于给红外光源供电的电池。
在设计近红外补光时，根据反射、透射成像方式设计红外光源。对于反射式成像，可将红外光源、电池、高通滤波片集成在一起；或者设计成独立的红外照明光源，根据实际临床需要，自行选择反射或透射成像方式，并且照明强度可调整，以方便适用于皮下不同深度血管的显像定位。
本发明在现有具备照相功能的手机的基础上，将现有手机摄像头中的红外截止滤波片取出，将红外截止滤波片和高通滤波片设置在一个滑板上，滑板置于镜头下方，且滑板可相对镜头移动，使红外截止滤波片和高通滤波片两者之一可根据需要切换至镜头正下方。将本发明中的手机套件应用于手机中，光路和以前一样，这样既不影响照相时拍摄图像色彩质量，又使得手机具备了近红外成像的功能。
Claims (10)
1.一种手机套件，其特征是，包括镜头及设置在所述镜头下方的可移动组件；所述可移动组件包括滑板以及设置在所述滑板上的红外截止滤波片和高通滤波片；所述滑板移动可载着所述红外截止滤波片或所述高通滤波片移至所述镜头的正下方。
2.根据权利要求1所述的手机套件，其特征是，在所述滑板的侧沿设有齿条，所述滑板可通过与所述齿条相啮合的齿轮实现沿所述齿条方向往复运动，从而可载着所述红外截止滤波片或所述高通滤波片移至所述镜头的正下方。
3.根据权利要求1所述的手机套件，其特征是，在所述滑板的一端设有电磁铁，所述电磁铁通电，可将所述滑板的端部吸住，此时位于所述滑板上的两个滤波片中的一个移至所述镜头的正下方；所述滑板还连接有复位弹簧，所述电磁铁断电，在所述复位弹簧的作用下所述滑板可移动至原位，此时位于所述滑板上的两个滤波片中的另一个移至所述镜头的正下方。
4.根据权利要求1所述的手机套件，其特征是，所述镜头为CMOS或CCD镜头。
5.根据权利要求1所述的手机套件，其特征是，所述红外截止滤波片用于滤除波长大于650nm的光；所述高通滤波片用于使波长大于720nm或760nm的光通过。
6.一种多功能手机，其特征是，包括机体及设置在所述机体上的手机套件；所述手机套件包括镜头及设置在所述镜头下方的可移动组件；所述可移动组件包括滑板以及设置在所述滑板上的红外截止滤波片和高通滤波片；所述滑板移动可载着所述红外截止滤波片或所述高通滤波片移至所述镜头的正下方。
7.根据权利要求6所述的多功能手机，其特征是，在所述滑板的侧沿设有齿条，所述滑板可通过与所述齿条相啮合的齿轮实现沿所述齿条方向往复运动，从而可载着所述红外截止滤波片或所述高通滤波片移至所述镜头的正下方。
8.根据权利要求6所述的多功能手机，其特征是，在所述滑板的一端设有电磁铁，所述电磁铁通电，可将所述滑板的端部吸住，此时位于所述滑板上的两个滤波片中的一个移至所述镜头的正下方；所述滑板还连接有复位弹簧，所述电磁铁断电，在所述复位弹簧的作用下所述滑板可移动至原位，此时位于所述滑板上的两个滤波片中的另一个移至所述镜头的正下方。
9.一种基于手机的近红外成像方法，其特征是，包括如下步骤：
a、设置机体；
b、在所述机体上设置手机套件；所述手机套件包括镜头及设置在所述镜头下方的可移动组件；所述可移动组件包括滑板以及设置在所述滑板上的红外截止滤波片和高通滤波片；所述滑板移动可载着所述红外截止滤波片或所述高通滤波片移至所述镜头的正下方；
c、通过控制可移动组件，使滑板上的高通滤波片移至镜头的正下方；镜头和其正下方的高通滤波片共同作用，实现近红外成像。
10.根据权利要求9所述的基于手机的近红外成像方法，其特征是，对可移动组件的控制方式为手动控制方式或自动控制方式。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181023 |