CN205901870U - 基于红外多传感器具有采集人体健康数据功能的手机 - Google Patents
基于红外多传感器具有采集人体健康数据功能的手机 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于红外多传感器具有采集人体健康数据功能的手机，包括壳体、主处理器、手势传感器、红外成像模块、虹膜成像模块和信号处理器，手势传感器通过检测手势目标反射的红外光信号来检测手势，并将手势信号发送到主处理器，主处理器计算出手势的运动方向，并发送相应的控制命令给红外成像模块/虹膜成像模块进行成像，生成的图像数据经过信号处理器的处理在显示器上进行显示。本实用新型将红外热成像技术、虹膜成像技术与智能手机相结合，经过图像解析和评估后，能够获得人体的健康数据信息，操作简单易携带，方便人们随时了解自身的健康状况。
Description
技术领域
本发明属于移动通信领域，具体涉及一种基于红外多传感器具有采集人体健康数据功能的手机。
背景技术
近年来，智能手机的发展日新月异，尤其是随着手机上网功能的成熟和3G、4G技术的普及，手机已经由传统的打电话、发短信的通信工具转变为全球数量最大的移动网络终端。智能手机早已超越物质和工具的概念，成为人们生命与生活中的一部分。随着人们对智能手机依赖程度的不断提高，智能手机的功能日益增多，智能化程度不断提高。
红外热成像技术，是利用各种探测器来接收物体发出的红外辐射，再进行光电信息处理，最后以数字、信号、图像等方式显示出来的高效快速的探测分析技术。红外热成像技术是一种被动式、非接触的检测与识别，具有不受电磁干扰、可直观显示物体表面温度场的特点，可以广泛应用于军事、工业、农业、医疗、消防、交通、公安等领域。
虹膜学是一种以形态学为基础、透过眼睛虹彩的形象变化来推断人体健康状况和窥视康复过程的医学技术。通过虹膜图像的采集、虹膜特征的提取以及根据虹膜学诊断理论和虹膜专家诊断数据库对提取的虹膜图像进行分析、运算、评估，可以得到人体的健康数据信息。
现有技术中缺少将红外热成像技术、虹膜成像技术与便携式设备相结合的产品，并且红外热成像和虹膜成像的设备往往也较为笨重，不易携带和操作。
本实用新型将红外热成像技术、虹膜成像技术与智能手机进行结合，用于采集人体的红外热图像和虹膜图像，经过系统的解析和评估后，可以获得人体的健康数据信息。这样方便人们随时了解自身的身体健康状况，并进行相应的防治措施，达到治疗未病的目的。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种基于红外多传感器具有采集人体健康数据功能的手机。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于红外多传感器具有采集人体健康数据功能的手机，其特征在于，包括壳体、主处理器、手势传感器、红外成像模块、虹膜成像模块和信号处理器；所述壳体上设有显示器和旋转模块，旋转模块包括并排设置的第一旋转单元和第二旋转单元；所述红外成像模块包括红外摄像头、罩设在红外摄像头外的红外滤光片和红外探测器，红外滤光片用于过滤可见光，红外探测器接收通过红外摄像头的红外光并将红外光信号转化为电信号，传送给信号处理器生成红外热图像，其中，红外摄像头和红外滤光片设在第一旋转单元上；所述虹膜成像模块包括可见光摄像头、距离传感器、指示装置、可见光源和可见光探测器，可见光源用于朝眼睛发射可见光，距离传感器用于检测眼睛和可见光摄像头之间的距离，并发送给主处理器，当距离超过预设阈值时，主处理器驱动指示装置进行报警，当距离不超过预设阈值时，主处理器驱动可见光摄像头进行拍照，可见光探测器接收通过可见光摄像头的可见光并将可见光信号转化为电信号，传送给信号处理器生成虹膜图像，其中，可见光摄像头、距离传感器、指示装置和可见光源设在第二旋转单元上；所述第一旋转单元和第二旋转单元可分别进行180°的翻转，从而支持主拍和自拍两种拍摄模式；所述壳体的侧边还设有红外光源，用于朝手势目标发射红外光；手势传感器通过检测手势目标反射的红外光信号来检测手势，并将手势信号发送到主处理器，主处理器计算出手势的运动方向，并发送相应的控制命令给红外成像模块/虹膜成像模块进行成像，生成的图像数据经过信号处理器的处理在显示器上进行显示。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
还配置有与壳体柔性连接的橡胶眼罩，所述眼罩呈筒状，使用时一端罩设在可见光摄像头和可见光源外，一端靠近眼部设置，用于虹膜成像时进行对准。
还配置有红外健康评估单元，对生成的红外热图像进行解析，从而对人体的健康数据进行评估监控。
所述健康数据包括体温。
还配置有虹膜表征分析单元，对生成的虹膜图像进行特征信息的提取，用于评估虹膜的健康状况。
所述特征信息包括虹膜的形状和颜色。
所述可见光源为环形光源。
本实用新型的有益效果是：将红外热成像技术、虹膜成像技术与智能手机进行结合，用于采集人体的红外热图像和虹膜图像，经过系统的解析和评估后，可以获得人体的健康数据信息，整个设备结构简单易携带，而手势传感器的使用也进一步简化了操作。
附图说明
附图1为本实用新型的整体结构示意图。
附图2为本实用新型旋转模块的局部示意图。
附图3为本实用新型旋转模块翻转状态的示意图。
附图4为本实用新型各工作模块的连接示意图。
附图标记如下：壳体1、显示器2、旋转模块3、第一旋转单元31、第二旋转单元32、红外摄像头4、红外滤光片5、可见光摄像头6、距离传感器7、指示装置8、可见光源9、红外光源10、眼罩11。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型。
如图1所示的基于红外多传感器具有采集人体健康数据功能的手机，包括壳体1、主处理器、手势传感器、红外成像模块、虹膜成像模块和信号处理器。壳体1上设有显示器2和旋转模块3，参照附图2可知，旋转模块3包括并排设置的第一旋转单元31和第二旋转单元32。
红外成像模块用于红外热成像，包括红外摄像头4、罩设在红外摄像头4外的红外滤光片5和红外探测器。红外滤光片5用于过滤可见光，减少可见光的干扰，红外探测器接收通过红外摄像头4的红外光并将红外光信号转化为电信号，传送给信号处理器生成红外热图像。
虹膜成像模块用于虹膜成像，包括可见光摄像头6、距离传感器7、指示装置8、可见光源9和可见光探测器。可见光摄像头6采用一种可以自动进行光学对焦的高分辨率摄像头，该摄像头主要用于人体表面器官的形状、大小、颜色及深浅等体表特征、图像信息的采集。在进行虹膜成像时，可见光源9朝眼睛发射可见光，可见光源9可采用如图2所示的环形光源，使得照明更为均匀。由于虹膜成像对拍摄精度的要求较高，眼睛离摄像头的距离不能太远，所以在成像之前先设定一个阈值，该阈值是眼睛离可见光摄像头6所允许的最大距离，接着采用距离传感器7来检测眼睛和可见光摄像头6之间的距离，并发送给主处理器。当距离超过预设阈值时，主处理器驱动指示装置8进行报警，提示使用者需要缩短眼睛和可见光摄像头6之间的距离；当距离不超过预设阈值时，主处理器驱动可见光摄像头6进行拍照，可见光探测器接收通过可见光摄像头6的可见光并将可见光信号转化为电信号，传送给信号处理器生成虹膜图像。
其中，红外摄像头4和红外滤光片5设在第一旋转单元31上，可见光摄像头6、距离传感器7、指示装置8和可见光源9设在第二旋转单元32上。如图3所示，第一旋转单元31和第二旋转单元32可分别进行180°的翻转，带动红外摄像头4和可见光摄像头6的翻转，从而支持主拍和自拍两种拍摄模式。更具体地，在拍摄时，可以将两种成像都设置成主拍/自拍模式，也可以一个设置为主拍，一个设置为自拍。
在进行成像时，手机要保持平稳的状态，而使用者的双手如果操作手机的话容易产生晃动，影响成像精度。因此，在手机中加入了手势传感器，手势传感器与设置在壳体1侧边的红外光源10配套使用。首先，预设好分别对应于红外成像和虹膜成像的操作手势，如用手比划一个“1”就对应于启动红外成像，用手比划一个“一”就对应于启动虹膜成像；然后红外光源10朝手势目标发射红外光，手势传感器通过检测手势目标反射的红外光信号来检测手势，并将手势信号发送到主处理器，主处理器计算出手势的运动方向，解析出该手势所对应的操作指令，并发送相应的控制命令给红外成像模块/虹膜成像模块进行成像，生成的图像数据经过信号处理器的处理在显示器2上进行显示。
此外，由于虹膜成像模块是集成到手机上，体积的限制对其测量范围和精度必然造成一定影响。因此，还具备如图1所示的眼罩11，可采用橡胶材料制成，与壳体1柔性连接，方便将眼罩11移动到适合的位置。眼罩11呈筒状，在使用时一端可罩设在可见光摄像头6和可见光源9外，一端靠近眼部设置，用于虹膜成像时进行眼睛的对准，使拍摄光路基本上限制在眼罩11的筒体内。
下面结合附图4来说明该手机在红外成像/虹膜成像时各模块的工作流程。在进行拍摄之前，先设定好对应于红外成像和虹膜成像的操作手势，以及眼睛离可见光摄像头6之间的最大距离（即预设阈值），并且将手机放置在合适的拍摄位置。打开红外光源10，在红外光的照射范围内进行相应的手势操作，以此来选择自己要进行的拍摄操作，手势传感器通过检测手势目标反射的红外光信号来检测手势，并将手势信号发送到主处理器，主处理器计算出手势的运动方向，解析出该手势所对应的操作指令，即选择红外成像还是虹膜成像。
如果输入的手势代表红外成像，则主处理器发送指令给红外摄像头4，进行红外拍摄，红外探测器接收通过红外摄像头4的红外光并将红外光信号转化为电信号，传送给信号处理器生成红外热图像，信号处理器将红外热图像发送给显示器2进行显示。
如果输入的手势代表虹膜成像，则主处理器发送指令给距离传感器7，距离传感器7检测使用者眼睛和可见光摄像头6之间的距离，并将距离发送给主处理器，主处理器对比该距离是否超过预设阈值，如果超过，则发送指令给指示装置8，报警以提醒使用者需要缩短距离，如果不超过，则发送指令给可见光摄像头6，进行虹膜拍摄，可见光探测器接收通过可见光摄像头的可见光并将其转化为电信号，传送给信号处理器生成虹膜图像，信号处理器将虹膜图像发送给显示器2进行显示。
本实用新型设计的手机除了具备普通手机的功能以外，还可配置有红外健康评估单元和虹膜表征分析单元。红外健康评估单元可基于内部的中医专家诊断数据库对人体的红外热图像进行解析，从而对人体的健康数据进行评估监测，例如可以实现红外手机使用者体温的实时监控，评测人体的中医体质特征，评估人体的亚健康状态。虹膜表征分析单元对生成的虹膜图像进行特征信息的提取，用于评估虹膜的健康状况。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于红外多传感器具有采集人体健康数据功能的手机，其特征在于，包括壳体（1）、主处理器、手势传感器、红外成像模块、虹膜成像模块和信号处理器；所述壳体（1）上设有显示器（2）和旋转模块（3），旋转模块（3）包括并排设置的第一旋转单元（31）和第二旋转单元（32）；所述红外成像模块包括红外摄像头（4）、罩设在红外摄像头（4）外的红外滤光片（5）和红外探测器，红外滤光片（5）用于过滤可见光，红外探测器接收通过红外摄像头（4）的红外光并将红外光信号转化为电信号，传送给信号处理器生成红外热图像，其中，红外摄像头（4）和红外滤光片（5）设在第一旋转单元（31）上；所述虹膜成像模块包括可见光摄像头（6）、距离传感器（7）、指示装置（8）、可见光源（9）和可见光探测器，可见光源（9）用于朝眼睛发射可见光，距离传感器（7）用于检测眼睛和可见光摄像头（6）之间的距离，并发送给主处理器，当距离超过预设阈值时，主处理器驱动指示装置（8）进行报警，当距离不超过预设阈值时，主处理器驱动可见光摄像头（6）进行拍照，可见光探测器接收通过可见光摄像头（6）的可见光并将可见光信号转化为电信号，传送给信号处理器生成虹膜图像，其中，可见光摄像头（6）、距离传感器（7）、指示装置（8）和可见光源（9）设在第二旋转单元（32）上；所述第一旋转单元（31）和第二旋转单元（32）可分别进行180°的翻转，从而支持主拍和自拍两种拍摄模式；所述壳体（1）的侧边还设有红外光源（10），用于朝手势目标发射红外光；手势传感器通过检测手势目标反射的红外光信号来检测手势，并将手势信号发送到主处理器，主处理器计算出手势的运动方向，并发送相应的控制命令给红外成像模块/虹膜成像模块进行成像，生成的图像数据经过信号处理器的处理在显示器（2）上进行显示。
2.如权利要求1所述的手机，其特征在于：还配置有与壳体（1）柔性连接的橡胶眼罩（11），所述眼罩（11）呈筒状，使用时一端罩设在可见光摄像头（6）和可见光源（9）外，一端靠近眼部设置，用于虹膜成像时进行对准。
3.如权利要求1所述的手机，其特征在于：还配置有红外健康评估单元，对生成的红外热图像进行解析，从而对人体的健康数据进行评估监控。
4.如权利要求3所述的手机，其特征在于：所述健康数据包括体温。
5.如权利要求1所述的手机，其特征在于：还配置有虹膜表征分析单元，对生成的虹膜图像进行特征信息的提取，用于评估虹膜的健康状况。
6.如权利要求5所述的手机，其特征在于：所述特征信息包括虹膜的形状和颜色。
7.如权利要求5所述的手机，其特征在于：所述可见光源（9）为环形光源。
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