CN117297542A - 一种多光谱皮肤探测手柄 - Google Patents

一种多光谱皮肤探测手柄 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多光谱皮肤探测手柄,包括外壳和设置在外壳内部的探测部,所述外壳的下部设置有握把,所述探测部包括匀光罩桶、多光谱照明单元、成像单元和控制单元,所述多光谱照明单元用于提供多光谱照明,所述成像单元用于拍摄相应波长下的皮肤照片;所述控制单元用于控制多光谱照明单元依次产生不同波长的照明光,并控制成像单元配合多光谱照明单元开启;所述握把内设置有开关,所述开关与控制单元连接。本发明LED灯时序控制模块会依次点亮不同波长的LED灯,高清相机快门开启,拍摄该波长下皮肤的照片,依次循环,直至各个不同波长的照片拍摄完成,以便于后期通过皮肤分析算法对照片进行分析,计算出皮肤黑色素、红色素等相关特征。

Description

一种多光谱皮肤探测手柄
技术领域
本发明涉及皮肤探测技术领域,具体为一种多光谱皮肤探测手柄。
背景技术
在抗衰皮肤治疗中,等离子皮肤消融作用有导致并发症的潜在风险,例如与治疗后炎症反应相关的皮肤色素沉着(post-inflammatory hyperpigmentation(PIH))。PIH通常继发于各种内源性和外源性的刺激因素,皮肤较深的人群尤其易感。PIH也是激光和其他光源性皮肤治疗后最为常见的并发症。PIH的严重程度与皮肤本身的色泽和皮肤受激发后产生的炎性反应的程度、累及组织深度、表皮层好-真皮层交界面的破坏程度、黑色素细胞的稳定性等因素都有关;黑色素沉积的深度,是决定并发症愈后和治疗效果的关键因素。因此,在治疗过程中,需要掌握皮肤黑色素、红色素等皮肤特征参数,以制订相应的治疗方案。现有技术中,大多采用窄带宽的LED灯照明皮肤,无法实现多光谱成像和全光谱色度成像。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多光谱皮肤探测手柄,可以实现多光谱成像和全光谱色度成像,在后期对黑色素和血红素含量的计算时,获取的图片可以互相对照,进而提高测量精度,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种多光谱皮肤探测手柄,包括外壳和设置在外壳内部的探测部,所述外壳的下部设置有握把,所述探测部包括匀光罩桶、多光谱照明单元、成像单元和控制单元,所述多光谱照明单元用于提供多光谱照明,所述成像单元用于拍摄相应波长下的皮肤照片;所述控制单元用于控制多光谱照明单元依次产生不同波长的照明光,并控制成像单元配合多光谱照明单元开启;
所述握把内设置有开关,所述开关与控制单元连接。
优选的,所述控制单元包括相机控制器和LED灯时序控制模块,所述控制单元设置在外壳内部成像单元的一侧。
优选的,所述多光谱照明单元包括LED光路分隔板、多个LED灯、与LED灯配合的环形偏振片、圆形偏振片和偏振片压圈,所述LED灯嵌设在LED光路分隔板内,所述LED灯的外侧套设有分光管,所述分光管与LED光路分隔板表面连接,所述LED光路分隔板的中部开设有圆槽,所述环形偏振片设置在LED光路分隔板的一侧,所述圆形偏振片设置在环形偏振片的一侧,所述圆形偏振片和环形偏振片通过偏振片压圈固定在LED光路分隔板上,所述LED灯与LED灯时序控制模块连接。
优选的,所述成像单元包括高清相机、相机安装座和相机遮光罩,所述高清相机设置在相机安装座内,所述高清相机通过相机安装座与相机遮光罩连接,所述相机遮光罩远离高清相机的一端与圆槽内壁连接,所述LED光路分隔板与匀光罩桶的一端连接,所述相机控制器设置在高清相机的一侧,所述高清相机与相机控制器连接。
优选的,所述外壳包括半壳一、半壳二和匀光罩桶连接框,所述上壳和下壳可拆卸连接,所述匀光罩桶连接框分别与半壳一和半壳二的一端连接,所述匀光罩桶远离LED光路分隔板的一端与匀光罩桶连接框连接。
优选的,所述LED灯的数量为二十六颗,二十六颗所述LED灯可以产生七种不同波长的照明光。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明,按下开关,LED灯时序控制模块会依次点亮不同波长的LED灯,同时在LED灯点亮期间,相机控制器控制高清相机快门开启,按照预设的时间拍摄该波长下皮肤的照片,这样依次循环,直至各个不同波长的照片拍摄完成。
2、本发明同时为了防止LED灯发光经散射后进入高清相机,高清相机及其镜头部分安装在圆锥形遮光罩内,和LED灯发光时候引起的杂散光有效隔绝,以保证多光谱图像拍摄时候每个光谱的照明纯洁度。
3、本发明中LED灯发出的单色多光谱照明光,在匀光罩桶内传播的过程中混合,均匀化;最终实现在匀光罩桶前方形成一个均匀的照明区域。从这个被照明的皮肤区域反射的单色照明光,反向经过匀光套筒,通过锥形遮光罩进入高清相机,从而在高清相机内部的CMOS成像芯片上得到该单色光谱照明下该皮肤区域的照片。
附图说明
图1为本发明一种多光谱皮肤探测手柄整体结构示意图;
图2为本发明图1的正视结构示意图;
图3为本发明内部结构示意图;
图4为本发明图3的正视结构示意图;
图5为多光谱照明单元、成像单元和控制单元结构爆炸示意图;
图6为图5的正视结构示意图;
图7为本发明匀光罩通结构示意图。
图中:外壳1、探测部2、握把3、开关4、匀光罩桶201、多光谱照明单元202、成像单元203、控制单元204、相机控制器2041、LED灯时序控制模块2042、LED光路分隔板2021、LED灯2022、环形偏振片2023、圆形偏振片2024、偏振片压圈2025、分光管2026、高清相机2031、相机安装座2032、相机遮光罩2033。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-7,本发明提供一种技术方案:一种多光谱皮肤探测手柄,包括外壳1和安装在外壳1内部的探测部2,外壳1的下部安装有握把3,探测部2包括匀光罩桶201、多光谱照明单元202、成像单元203和控制单元204,握把3内安装有开关4,开关4与控制单元204连接,多光谱照明单元202用于提供多光谱照明,成像单元203用于拍摄相应波长下的皮肤照片;控制单元204用于控制多光谱照明单元202依次产生不同波长的照明光,并控制成像单元203配合多光谱照明单元202开启;控制单元204包括相机控制器2041和LED灯时序控制模块2042,控制单元204安装在外壳1内部成像单元203的一侧。
多光谱照明单元202包括LED光路分隔板2021、多个LED灯2022、与LED灯2022配合的环形偏振片2023、圆形偏振片2024和偏振片压圈2025,LED灯2022嵌设在LED光路分隔板2021内,LED灯2022的外侧套设有分光管2026,分光管2026与LED光路分隔板2021表面连接,LED光路分隔板2021的中部开设有圆槽2027,环形偏振片2023安装在LED光路分隔板2021的一侧,圆形偏振片2024安装在环形偏振片2023的一侧,圆形偏振片2024和环形偏振片2023通过偏振片压圈2025固定在LED光路分隔板2021上,LED灯2022与LED灯时序控制模块2042连接。
成像单元203包括高清相机2031、相机安装座2032和相机遮光罩2033,高清相机2031安装在相机安装座2032内,高清相机2031通过相机安装座2032与相机遮光罩2033连接,相机遮光罩2033远离高清相机2031的一端与圆槽2027内壁连接,LED光路分隔板2021与匀光罩桶201的一端连接,相机控制器2041安装在高清相机2031的一侧,高清相机2031与相机控制器2041连接。
外壳1包括半壳一、半壳二和匀光罩桶连接框,上壳和下壳可拆卸连接,匀光罩桶连接框分别与半壳一和半壳二的一端连接,匀光罩桶201远离LED光路分隔板2021的一端与匀光罩桶连接框连接。
LED灯2022的数量为二十六颗,二十六颗LED灯2022可以产生七种不同波长的照明光。
工作原理:使用时,按下开关4后。LED灯时序控制模块2042会依次点亮不同波长的LED灯2022,同时在LED灯2022点亮期间,相机控制器2041控制高清相机2031快门开启,按照预设的时间拍摄该波长下皮肤的照片。这样依次循环,直至各个不同波长的照片拍摄完成。
照明用LED灯2022使用贴片方式安装于LED光路分隔板2021上。并针对每颗LED灯2022设有分光管2026,以避免各LED灯2022点亮时它们发出的光互相干扰。同时,为了防止LED灯2022发光经散射后进入高清相机2031,高清相机2031及其镜头部分安装在圆锥形遮光罩内,和LED灯2022发光时候引起的杂散光有效隔绝,以保证多光谱图像拍摄时候每个光谱的照明纯洁度。进一步的,为了降低LED灯2022发光在皮肤上因为微小的汗液等因素引起的镜面反射造成局部反光影响皮肤分析的准确性。我们采用了一对90度正交方向安装的环形偏振片2023和圆形偏振片2024来消除皮肤表面的镜面反射因素。具体的做法是,在26颗照明LED灯2022前安装一个环形偏振片,偏振方向安装在45度角方向。同时在相机的圆锥形相机遮光罩2033前部安装圆形偏振片2024,偏振方向与前述的环形偏振片2023垂直,这种垂直的偏振片安装可以有效消除镜面反射中的单一方向的偏振光,从而达到前述的消除镜面反射的效果。
各组LED灯2022发出的单色多光谱照明光,在匀光罩桶201内传播的过程中混合,均匀化。最终实现在匀光罩桶201前方形成一个80x60mm的均匀照明的区域。从这个被照明的皮肤区域反射的单色照明光,反向经过匀光套筒,通过锥形遮光罩进入高清相机2031,从而在高清相机2031内部的CMOS成像芯片上得到该单色光谱照明下该皮肤区域的照片。依前,LED灯时序控制模块2042会控制9组共7种不同波长的LED灯2011轮流发光,重复上面描述的拍摄过程,最终获得9张不同光谱下同一片皮肤区域的照面。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种多光谱皮肤探测手柄,其特征在于:包括外壳(1)和设置在外壳(1)内部的探测部(2),所述外壳(1)的下部设置有握把(3),所述探测部(2)包括匀光罩桶(201)、多光谱照明单元(202)、成像单元(203)和控制单元(204),所述多光谱照明单元(202)用于提供多光谱照明,所述成像单元(203)用于拍摄相应波长下的皮肤照片;所述控制单元(204)用于控制多光谱照明单元(202)依次产生不同波长的照明光,并控制成像单元(203)配合多光谱照明单元(202)开启;
所述握把(3)内设置有开关(4),所述开关(4)与控制单元(204)连接。
2.根据权利要求1所述的一种多光谱皮肤探测手柄,其特征在于:所述控制单元(204)包括相机控制器(2041)和LED灯时序控制模块(2042),所述控制单元(204)设置在外壳(1)内部成像单元(203)的一侧。
3.根据权利要求2所述的一种多光谱皮肤探测手柄,其特征在于:所述多光谱照明单元(202)包括LED光路分隔板(2021)、多个LED灯(2022)、与LED灯(2022)配合的环形偏振片(2023)、圆形偏振片(2024)和偏振片压圈(2025),所述LED灯(2022)嵌设在LED光路分隔板(2021)内,所述LED灯(2022)的外侧套设有分光管(2026),所述分光管(2026)与LED光路分隔板(2021)表面连接,所述LED光路分隔板(2021)的中部开设有圆槽(2027),所述环形偏振片(2023)设置在LED光路分隔板(2021)的一侧,所述圆形偏振片(2024)设置在环形偏振片(2023)的一侧,所述圆形偏振片(2024)和环形偏振片(2023)通过偏振片压圈(2025)固定在LED光路分隔板(2021)上,所述LED灯(2022)与LED灯时序控制模块(2042)连接。
4.根据权利要求1所述的一种多光谱皮肤探测手柄,其特征在于:所述成像单元(203)包括高清相机(2031)、相机安装座(2032)和相机遮光罩(2033),所述高清相机(2031)设置在相机安装座(2032)内,所述高清相机(2031)通过相机安装座(2032)与相机遮光罩(2033)连接,所述相机遮光罩(2033)远离高清相机(2031)的一端与圆槽(2027)内壁连接,所述LED光路分隔板(2021)与匀光罩桶(201)的一端连接,所述相机控制器(2041)设置在高清相机(2031)的一侧,所述高清相机(2031)与相机控制器(2041)连接。
5.根据权利要求3所述的一种多光谱皮肤探测手柄,其特征在于:所述外壳(1)包括半壳一、半壳二和匀光罩桶连接框,所述上壳和下壳可拆卸连接,所述匀光罩桶连接框分别与半壳一和半壳二的一端连接,所述匀光罩桶(201)远离LED光路分隔板(2021)的一端与匀光罩桶连接框连接。
6.根据权利要求3所述的一种多光谱皮肤探测手柄,其特征在于:所述LED灯(2022)的数量为二十六颗,二十六颗所述LED灯(2022)可以产生七种不同波长的照明光。
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