[实用新型]基于手机平台的皮肤含水量光谱测量装置

说明书

本实用新型公开了一种基于手机平台的皮肤含水量光谱测量装置，该装置包括手机镜头透镜、镜架、四色滤光膜、手机CMOS图像传感器和线路板，所述手机镜头透镜设置在镜架的上端，手机CMOS图像传感器和线路板依次设置在镜架的下端，所述四色滤光膜设置在手机镜头透镜和手机CMOS图像传感器之间。本实用新型是通过手机闪光灯或者环境光照射到皮肤上发生漫反射，被手机镜头接收，经过四色滤光膜分光后，形成单色光输入到手机CMOS图像传感器，获取人体皮肤图像信息，再将图像信息进行数据处理，获得与图像信息对应的皮肤表面吸收光谱数据信息，计算得到皮肤水分含量；本光谱测量装置具有图像分辨率高，多光谱能量利用率高及可与手机摄像头集成的优点。

技术领域

本实用新型涉及光谱检测和医学领域，具体涉及一种基于手机平台的皮肤含水量光谱测量装置。

背景技术

随着智能手机的普及，将人体生理参数测量功能嵌入到手机等智能移动设备是移动健康的发展趋势。皮肤是人体的重要屏障，皮肤水分对于保护人体及皮肤有重要的意义，为了改善皮肤的含水程度，各种保湿类化妆品应运而生。皮肤含水量的测量可以作为评价人体健康状态及保湿类产品作用效果的重要参数。本实用新型一方面基于光谱技术通过实验测量和数据计算开展确定人体皮肤水分的测量方法。另一方面通过硬件小型化设计了内置于手机中的光谱采集系统。

目前，与本申请技术方案相近的已有技术有公开号CN105380646A的实用新型专利，公开了一种人体肌肤水分检测系统及方法，利用脉冲信号激励的人体皮肤容抗测量方法，公开号CN204318756U的实用新型专利，公开了一种蓝牙皮肤水分检测仪，是基于生物电阻抗原理来检测皮肤含水量，上述两种方法属于接触式测量，缺点是对人体皮肤会产生影响，另外对水分的较大变化有明显反应，对缓慢和微小变化则无能为力。

公开号CN104535526A的实用新型专利，公开了一种基于微型计算机Edison的线性渐变滤光片式手持智能光谱仪，解决了现有近红外光谱仪存在的检测功能单一，无法检测完整光谱的问题。该光谱仪将模拟信号经模数转换器转换成数字信号传输给微型计算机Edison，微型计算机Edison对数字信号进行分析处理得到光谱数据，微型计算机Edison运用WIFI模块与网络连接，上传光谱数据至网络数据库。此光学系统虽然体积小，重量轻，但还不能实现集成于手机中。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提出了一种基于手机平台的皮肤含水量光谱测量装置，该光谱测量装置结构简单、紧凑，通过结构的巧妙设计，省去传统光谱仪中采用的准直、校准及聚焦等物镜，使光谱仪外形尺寸小，且分辨率高，光谱探测范围宽，可实现集成于手机中。

本实用新型的目的是这样实现的：一种基于手机平台的皮肤含水量光谱测量方法，该装置包括手机镜头透镜、镜架、四色滤光膜、手机CMOS图像传感器和线路板，所述手机镜头透镜设置在镜架的上端，手机CMOS图像传感器和线路板依次设置在镜架的下端，所述四色滤光膜设置在手机镜头透镜和手机CMOS图像传感器之间。

所述四色滤光膜为集成于手机镜头组中的分光系统，四色滤光膜由蓝光波段、绿光波段、红光波段和近红外波段透光膜构成，不同波段透光膜单元的大小相等并且和手机CMOS图像传感器的像元尺寸相等，四种波段透光膜单元的位置关系是：左上白色是近红外透光膜，右上红色是红光透光膜，左下蓝色是蓝光透光膜，右下绿色是绿光透光膜，四个颜色构成一组重复单元，四色滤光膜由多组这样的重复单元构成。

其中，手机镜头透镜将皮肤表面漫反射光耦合，并传送到手机镜头光学出口，镜架用来固定透镜和四色滤光膜，探测光经过四色滤光膜分光后的单色光输入到手机CMOS图像传感器，获取人体皮肤图像信息。对皮肤图像在不同波段(蓝光、绿光、红光和近红外波段)的亮度值进行提取，用亮度值作为相应波段的光强度值，即获得与图像信息对应的光谱信息(图像中颜色和亮度值分别对应光谱中的波段和光强值)。调用计算公式和计算皮肤表面含水量(图像处理、水分含量计算过程及计算结果显示可在后续开发手机App中实现)。