一种人体头皮和毛发信息的采集装置的制作方法

本实用新型属于头部检测领域，具体涉及一种人体头皮和毛发信息的采集装置。

背景技术：

毛发是人体外观的重要标志之一，涉及毛发的疾病会直接影响人们的心理健康和生活质量，所以随着人们生活水平的不断提高，人们对于头皮及毛发的健康也越来越关注。毛发疾病较之皮肤疾病或其他疾病有其特异性，其通常以毛发数量和质量的改变为主，还可伴有头皮的改变。毛发疾病在临床上最为常见的是脱发性疾病，其诊断和治疗较之其他疾病有着很大的特异性，需要评估或测定的参数较多，如评估毛发的覆盖情况、毛发数量、直径、毛囊单位中毛干数目、毛干形态、所处的毛囊周期等毛发生长状态，以及头皮的组织病理学表现等，毛发疾病的治疗过程中往往需要育发和护发。

在现有技术中，临床对育发、护发类产品的应用与观察大数只是对安全性进行评价，而对功效评价则甚少，即使个别产品采用了功效评价，也仅局限于肉眼判断或半定量评价，这就使得其结果存在着较大的主观性和盲目性，无法充分客观地评价产品的功效。而且毛发疾病的治疗往往是周期渐变的过程，需要对不同阶段的治疗效果进行客观观察和评价，从而对治愈有效或无效的进行判定。因此，对毛发生长情况和头皮健康状态的评价便成为了如今亟待解决的问题。

虽然现有技术中可采用毛发图像分析技术来客观定量地评估毛发生长情况，通过在一段时间内对头皮某一固定的区域进行系列地拍照，如通常选择1cm²或2cm²的区域，在距头皮表面1mm处将头发剃掉，进行拍照，作为基准；一段时间后，再在同样的区域拍照，然后按照同样的方法将头发剃掉；如此重复，直到有足够多的图片进行分析比较，以此来计算生长期/休止期毛发的比例并测量毛发的线性生长速度、毛发的直径和密度等，具有非侵入性、完整性、精确性及可重复性等优点，但是该方法采集的样本量较少，只能局部检查，不能全面反映人体头部整体的毛发生长情况，再加上人体头部毛发的生长速度非常缓慢，短期内的生长变化非常细微，小样本量和短期的检查难以作出精确地判断，并且人体头部头皮附着的毛发数量庞大，分布密集，难以进行精准定位，很难对同一区域、同一毛囊甚至同一毛发进行长期跟踪(数月、数年)测量检查，检查测量的结果往往会产生较大的偏差，影响人体头部真实毛发及头皮状态数据的采集和评价。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种人体头皮和毛发信息的采集装置，其中通过在人体头部正中矢状面的两侧确定轴心点，在轴心点设置可绕轴心点连线旋转的扫描支撑带来完成头发覆盖区域的扫描，并通过在扫描支撑带上设置扫描检测柱和毛发扫描镜来完成扫描支撑带覆盖区域头皮和毛发信息的采集，准确性和全面性高，能实现头皮部位头皮和毛发信息的采集，可用于头皮和毛发状态的持续追踪和观察。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种人体头皮和毛发信息的采集装置，用于采集人体头部的毛发及头皮状态信息，其特征在于，

包括若干条端部设置在位于所述人体头部正中矢状面两侧的轴心点上的扫描支撑带、多个间隔设置在所述扫描支撑带与头皮相对的侧面上的轴线与所述头皮表面相交的扫描检测柱、以及可在所述扫描支撑带相对的另一侧面上沿其两端往复移动的毛发扫描镜；

所述扫描支撑带可绕所述轴心点连线旋转以实现所述扫描支撑带的分行扫描，所述毛发扫描镜可发出检测光并通过所述扫描检测柱照射到所述人体头部，继而该检测光在所述人体头部发生反射，并可通过所述扫描检测柱反射回所述毛发扫描镜中，实现该扫描支撑带覆盖区域头皮和毛发信息的采集；通过所述扫描支撑带的绕轴心点连线转动和所述毛发扫描镜的往复移动即可完成所述人体头部头皮区域的头皮和毛发信息的采集。

作为本实用新型的进一步改进，所述扫描检测柱和所述毛发扫描镜可一体设置或分开设置。

作为本实用新型的进一步改进，对应所述扫描支撑带在两所述轴心点上分别设置有轴心点支架，所述轴心点支架上设置有若干支架槽，所述扫描支撑带的端部可对应设置在所述支架槽中，并可在所述支架槽中上下移动。

作为本实用新型的进一步改进，所述扫描检测柱包括光源柱和检测柱，所述毛发扫描镜的检测光可通过所述光源柱发射到所述人体头部后经所述检测柱反射回所述毛发扫描镜中，实现对所述人体头部毛发及头皮等图像的观察、摄像或拍照。

作为本实用新型的进一步改进，对应若干所述扫描支撑带设置有与其相交并连接的带动带，所述带动带可带动所述扫描支撑带绕所述轴心点连线旋转，完成对头皮区域的人体头皮和毛发信息的采集。

作为本实用新型的进一步改进，对应所述轴心点支架设置有不易形变的头部固定支架，其为圆环形结构并可套设在所述人体头部上，所述头部固定支架的圆周上设置有多个固定旋钮，通过旋转所述固定旋钮可将所述头部固定支架固定在所述人体头部，并可将所述轴心点支架固定在所述轴心点上。

作为本实用新型的进一步改进，所述光源柱和所述检测柱间隔设置，一个所述检测柱和其四周设置的四个光源柱组成一个检测单元，即所述扫描支撑带的内侧设置有多组检测单元，以多组所述检测单元可完成所述扫描支撑带覆盖区域头皮和毛发信息的采集。

作为本实用新型的进一步改进，所述毛发扫描镜包括光源组和检测头，通过所述光源组向一个检测单元中的四个光源柱发出检测光，并以所述检测头接收来自所述检测柱的反射光，继而完成所述人体头部头皮和毛发信息的采集。

作为本实用新型的进一步改进，该采集装置的外部设置有头罩，以防止外部光线的侵入。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的人体头皮和毛发信息的采集装置，其通过在人体头部正中矢状面的两侧确定轴心点，在轴心点设置可绕轴心点连线旋转的扫描支撑带来完成头发覆盖区域的扫描，并通过在扫描支撑带上设置扫描检测柱和毛发扫描镜来完成扫描支撑带覆盖区域头皮和毛发信息的采集，准确性和全面性高，能实现头皮部位头皮和毛发信息的采集，可用于头皮和毛发状态的持续追踪和观察，实用性高；

(2)本实用新型的人体头皮和毛发信息的采集装置，其通过在人体头部选取相对固定的下颌下点、鼻梁点和后头顶点，确定人体头部的虚拟圆心点和轴心点，在相应固定点上设置电磁场源和磁检测器，实现在人体头部产生磁场来进行定位，提升多次扫描时扫描支撑带的安装同步性和在头皮部位定位的准确性和可重复性；

(3)本实用新型的人体头皮和毛发信息的采集装置，其通过在扫描支撑带外设置头罩来屏蔽外界光线的侵入，有效提升了头皮和毛发状态采集的准确性，且扫描支撑带上的扫描检测柱包括光源柱和检测柱间隔布置，形成连续的多组检测单元，检测的全面性和准确性进一步提升；

(4)本实用新型的人体头皮和毛发信息的采集装置，其结构简单，设置简便，操作便捷，能有效提升头皮及毛发信息采集的全面性和可重复性，从而实现头皮区域和状态的长期精确跟踪，具有极大的应用和推广价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例中人体头皮和毛发信息采集装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中人体头皮和毛发信息采集装置的整体结构俯视图；

图3是本实用新型实施例中人体头皮和毛发信息采集装置的轴心点支架结构示意图；

图4是本实用新型实施例中人体头皮和毛发信息采集装置的整体结构正视图；

图5是本实用新型实施例中人体头皮和毛发信息采集装置的扫描检测柱结构示意图；

图6是本实用新型实施例中人体头皮和毛发信息采集装置的扫描检测柱结构仰视图；

图7是本实用新型实施例中人体头皮和毛发信息采集装置的扫描检测柱和毛发扫描镜的配合示意图；

图8是本实用新型实施例中人体头皮和毛发信息采集装置中毛发扫描镜的扫描范围示意图；

图9是本实用新型实施例中人体头皮和毛发信息采集装置外设头罩后的结构正视图；

图10是本实用新型实施例中人体头皮和毛发信息采集装置外设头罩后的结构侧视图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.人体头部，10.轴心点支架，11.支架槽，12.轴心点压片，13.轴心点固定旋钮，14.头部固定支架，15.支架旋钮，16.头部固定压片，17.伸缩装置盒，18.弹性伸缩装置，19.下颏束带，20.扫描支撑带，21.扫描检测柱，22.光源柱，23.光源柱支架，24.检测柱，25.拔齿，26.拔齿带动丝，27.导轨，28.导轨引导绳，30.毛发扫描镜，31.光源组，32.检测头，33.起偏器，34.检偏器，35.凹面镜，36.检测单元，37.检测区域，40.引导绳导引管，41.头侧电机，42.电机带动轮，43.带动带，44.带动带被动轮，45.头后电机，46.头后电机主动轮，47.拔齿带动丝被动轮，50.肩部支架，51.装置总电源，52.控制系统，53.头罩，54.弹性边带。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型优选实施例中的人体头皮和毛发信息的采集方法基于人体头部的基本造型特征，由于人体的头部肌肉比较浅薄，头部的基本造型特征一般由头骨的形状决定，成年人颅骨不随年龄和体重的变化而发生突变，受环境因素影响较小，人为改变的难度大，颅骨特征与现有的指纹识别、面部识别技术等所采用的外部特征相比，具有更强的内部稳定性和不易破坏性。

人体头颅可分为脑颅和面颅，脑颅侧面一般呈不规则圆形，顶面呈卵圆形，面颅则略呈锥形，而人体头发绝大部分都附着在以脑颅为基础的头部之上。再者，人体头部头皮上的毛囊一旦生成，其数量一般不会发生变化(除外力破坏或瘢痕性脱发等以外)，以及每个毛囊及毛发并非沿直线等距离排列，而是如指纹一样有其特定的排列形态，并非规则的，且其排列形态一般也不会发生改变。

基于上述两点，本实用新型优选实施例中的人体头皮和毛发信息的采集方法在脑颅侧面的圆形接近中央的位置设置轴心点支架10，其上放置若干条扫描支撑带20，扫描支撑带20上设置有导轨27和若干扫描检测柱21，扫描检测柱21呈梳齿状，内部布置有光学系统或中空，插入被测人员头发内，与头皮垂直，均匀排列在扫描支撑带20上，扫描支撑带20上还设置有毛发扫描镜30，其可在头部两侧的电机41带动下，在扫描支撑带20上的导轨27内运行，逐点进行扫描，采集毛发及头皮等图像信息；继而扫描完一行后，扫描支撑带20在头后部的电机45带动下，受轴心点支架10限制绕脑颅两侧轴心点旋转，从而采集到整个人体头顶部位的毛发及头皮等图像信息；最后将采集到的图像信息实时传入计算机系统，系统识别并统计出每张图像中头发的数量、测量出每根头发的直径等数据，再由系统根据相邻图像中毛囊或毛发的排列形态特征自动进行拼接，最终形成一张完整的被测人员头顶部位的毛发及头皮图像，完成人体头皮和毛发信息的采集。

进一步具体地，本实用新型优选实施例中人体头皮和毛发信息的采集方法借助人体头皮和毛发信息采集装置，其在优选实施例中的结构如图1～8中所示。

在进行人体头皮及毛发信息的采集前，首先需要在人体头部1的两侧分别确定一个轴心点，优选实施例中轴心点的确定可通过如下方法确定：先确定人体头部1的正中矢状面，即过人体头部虚拟圆心点并使得头部两侧大致对称的竖向平面，选取下颌下点2、后头顶点、和鼻梁点，其中，下颌下点指下颌下缘最低点，即下颌下缘与头部相交的点、后头顶点优选指人体头部正中矢状面上，距离下颌下点最远的点，而鼻梁点为人体鼻骨在头部正中矢状面的最凹点；继而将下颌下点与后头顶点连成一直线，该直线过虚拟圆心点，从鼻梁点引出一射线与该直线相交，当鼻梁点距交点的距离与后头顶点距该交点的距离相等时，该交点便为人体头部脑颅内的虚拟圆心点，而轴心点为该虚拟圆心点与头部正中矢状面垂直至脑颅两侧的点，从而可以确定虚拟圆心点和轴心点。

进一步地，本实用新型优选实施例中轴心点的确定也可选用别的方法，且轴心点的位置也无需特别精确，两次轴心点选取的误差可通过头皮及毛发信息的对比来进行修正。

进一步地，如图1中所示，在两轴心点上分别设置有轴心点支架10，优选实施例中的轴心点支架10包括支架槽11、轴心点压片12和轴心点固定旋钮13，其安置在头部固定支架14上，使用时，通过拧紧其上的轴心点固定旋钮13，将轴心点压片12牢牢压在被测人员脑颅侧面选取的轴心点的头皮上；进一步地，在两轴心点支架10之间设置有若干根可包绕在头皮上的扫描支撑带20，扫描支撑带20的两端分别设置在轴心点支架10上的支架槽11中，继而支架槽11可绕轴心点连线支架10的中心旋转，进而带动其槽内设置的扫描支撑带20的端部绕脑颅侧面轴心点旋转；进一步优选地，扫描支撑带20的端部可在槽内上下移动，以自动适应不同被测人员头部的大小及形态，且优选设置扫描支撑带20高于被测人员头部发型头发的位置，使得其在扫描检测时，被测人员的头发不会影响装置的运行。

进一步地，优选实施例的采集装置中扫描支撑带20的数量为六条，其优选等角度分布在被测人员头顶部，每根扫描支撑带20的两端分别通过左右两个支架槽11进入头部固定支架14内侧设置的两个伸缩装置盒17内，每个伸缩装置盒17内设置有对应数量的弹性伸缩装置18，紧拉住各自相连接的扫描支撑带20的端部，伸缩装置盒17内设置有一定的行程，使每条扫描支撑带20工作时设置其上的扫描检测柱21的光源柱支架23紧贴并垂直于头皮。优选地，扫描支撑带20选择垂直方向柔软，水平方向坚硬的材料，以满足其在工作时垂直方向要始终贴合被测人员头型的凹凸而变化，水平方向则要始终保持住在被测人员头顶部的角度不变。

进一步地，优选实施例中的头部固定支架14围绕被测人员头部，旋转其上的两个轴心点固定旋钮13及若干个支架旋钮15，便可实现其在人体头部外周上的固定，支架旋钮15优选为三个，也可有一个、两个、四个、五个或者更多个，每个支架旋钮15的底部都优选设置有头部固定压片16，由支架旋钮15个轴线点固定旋钮13将头部固定支架14固定在被测人员的头部，头部固定支架14两侧的下部可优选设置下颏束带19使其更牢固地安置在被测人员的头部之上。该装置检测前在被测人员的头部安置时，必须保证头部固定支架14前、后端，以及在其内设置的扫描支撑带20的顶端，与被测人员头部正中矢状面对齐，旋钮固定好后，每条扫描支撑带20的顶端将始终工作在被测人员头部正中矢状面上。

进一步地，相邻的两扫描支撑带20之间以带动带43连接，带动带43优选设置在每条扫描支撑带20的顶部，且等距离连接，用以带动扫描支撑带20绕脑颅两侧轴心点旋转，从而实现对被测人员全头顶等部位的毛发及头皮的检测。为了适合所述装置工作时被测人员前后头型的变化，带动带43也由具有与扫描支撑带20相同特性的材料制成。

进一步地，图2和图4分别为本实用新型优选实施例中采集装置的使用俯视图和正视图，其中，每条扫描支撑带20上都分别设置有至少一个毛发扫描镜30；进一步优选地，中间间隔有一条扫描支撑带20的两扫描支撑带20上的毛发扫描镜30优选由人体头部1一侧的头侧电机41带动，且毛发扫描镜30在扫描支撑带20上的导轨27内运行，导轨27优选沿扫描支撑带20的轴线设置，并在导轨27内设置导轨引导绳28来带动毛发扫描镜30运动。优选实施例中的导轨引导绳28经过扫描支撑带20的两端后，进入引导绳导引管40，然后到达并缠绕在头侧电机带动轮42上，最后由头侧电机41带动，从而实现毛发扫描镜30在扫描支撑带20上部的导轨27内的移动。

进一步地，优选实施例中的扫描支撑带20由其下部的若干扫描检测柱21和其上部的导轨27组成，扫描检测柱21又包括光源柱22和检测柱24，扫描检测柱21插入被测人员头部的毛发内，光源柱22外侧固定设置有光源柱支架23，光源柱支架23下端圆滑直接接触在被测人员头皮部位，检测柱24的下端优选与被测人员头皮保持固定的距离。每4个光源柱22围绕一个检测柱24设置并组成一个检测单元36，如图5、6中所示，继而逐个检测单元36依次等距离布满在整个扫描支撑带20上。

进一步地，优选实施例中的毛发扫描镜30的结构如图7中所示，其优选为设置在扫描支撑带20上的皮肤镜，下端在导轨引导绳28的带动下可在导轨27内运行；进一步地，毛发扫描镜30优选对应一个检测单元36，其光源组31发出的特定光可通过其下的4个光源柱22传至被测人员检测的头皮处，经被测人员头皮、毛发或毛囊等所反射的光可再通过中间的检测柱24传回毛发扫描镜30的检测头32内，检测头32内优选设置有透镜组及ccd或cmos等芯片，从而对被测人员头顶等部位的头皮、毛发及毛囊等图像信息进行采集；进一步地，光源组31的每个光源上方优选设置有凹面镜35，可将光会聚后平行向前照射，继而在其前方可安装起偏器33，改变入射光的偏振态，保证光源组31发出的光可通过起偏器33照射到被测人员头皮上，未通过起偏器33的光无法进入系统和照射到头皮上；进一步地，检测头32前方可安装检偏器34，保证从头皮、毛发及毛囊等反射或散射的光经过检偏器34进入检测头32，未经过检偏器34的光无法进入检测头32。通过用偏振片滤掉被测人员头部皮表的漫反射光线，选择性收集透射光线观察，无需使用浸润液，即可观察到皮表下的结构，能观察到皮表、表皮、表皮与真皮交界处及真皮乳头层的颜色和结构，还可提供头皮毛囊单位在皮面开口处的结构信息，并能清晰地显示毛干形态、毛发损伤、色泽、油脂、头皮屑、发根形态和真皮乳头层毛细血管形态等。

进一步地，可通过对被测人员头顶等部位的毛发发根染发，从而可通过扫描采集的图像来测量毛发的线性生长速度，以及统计出生长期/休止期毛囊的比例等数据。当然，毛发扫描镜30中使用偏振光时并不限于线偏振光，也可增加波片使用圆偏振或椭圆偏振光或其它偏振态光源，也可不使用偏振光源，这些都可以根据实际需要具体选择。

进一步地，优选实施例中的毛发扫描镜30的扫描工作范围示意图如图8中所示。每4个光源柱22围绕一个检测柱24为一个检测单元36，由4个光源柱22传出的光均匀照射在被测人员检测的头皮上，覆盖整个检测区域37，检测单元36中部的检测柱24内部布置有相应的光学系统或中空，收集整个检测区域37反射的光，并由其传至上部的毛发扫描镜30的检测头32内，实现对被测人员头顶等部位毛发及头皮等图像的观察、摄像或拍照。一个检测单元36的图像信息采集完成后，毛发扫描镜30在扫描支撑带20上部的导轨27内平移半个检测单元36，进行下一个检测区域37的采集，相邻左右两个检测区域37的边缘相互重叠。挨个的检测区域37逐个进行采集，一行信息采集完成后，由头后电机45带动，并在带动带43的带动下扫描支撑带20后移或前移半个检测单元36，进行下一行信息的采集，相邻上下两个检测区域37的边缘也相互重叠，从而确保了被测人员头顶等部位的毛发及头皮等信息采集的完整性。由于扫描支撑带20向后或向前移动时，被测人员头部的毛发会同时向后或向前倒伏，影响图像信息采集的质量，检测柱24的下端外部可优选均匀分布一圈拔齿25，在其上部的拔齿带动丝26的带动下检测柱24旋转，以拔开统一向后或向前倒伏的毛发，使毛发的朝向以检测柱24为中心，从而提高图像采集的质量。六条扫描支撑带20上的拔齿带动丝26逐个接触其上的所有检测柱24的上部，然后再经过带动带43后，缠绕在拔齿带动丝被动轮47上。

进一步地，优选实施例中的扫描支撑带20顶部与带动带43连接，带动带43下端与带动带被动轮44接触，头后电机45带动头后电机主动轮46旋转，当头后电机主动轮46与带动带被动轮44接触时，将带动扫描支撑带20的顶部在被测人员头顶部正中矢状面上前后移动。因为设置在扫描支撑带20顶部的检测柱24始终运行在被测人员头部正中矢状面上，故可在这个固定的检测柱24采集的图像中标示出被测人员头部的正中矢状面边线。头后电机45与头后电机主动轮46可在类似一个开关电路的控制下发生平移，头后电机主动轮46可选择与带动带被动轮44接触，也可选择与拔齿带动丝被动轮47接触。当与拔齿带动丝被动轮47接触时，带动拔齿带动丝26运动，从而整体带动六条扫描支撑带20上的所有检测柱24旋转，检测柱24下端的拔齿25在旋转中拔开统一向后或向前倒伏的毛发。

进一步地，可在采集装置的外部设置头罩53，如图9、10中所示，以防止外部光线侵入，且毛发扫描镜30相应的部件可外露，方便操作人员更换、安装或拆卸，在对被测人员进行头顶等部位的扫描检测前，可以自由更换不同的光源组31，也可自由安装或拆卸偏振片及波片，选择相应参数的光源进行特定地检测，对于不同的检测有特定的光源及标准，从而保证了采集的图像及检测的结果的可比性；进一步地，头侧电机41及头后电机45等偏重的部件均可安置在肩部支架50内，肩部支架50内还布置有装置总电源51及控制系统52等部件，肩部支架50通过连线与外部计算机系统连接，将采集的图像信息实时传入计算机系统内进行处理，处理完后将结果及图像等信息存入本机存储器，或上传至服务器或网络云系统中，以便后期调用。

进一步优选地，本实用新型另一优选实施例种的扫描检测柱21与毛发扫描镜30可连为一体，光源柱支架23不与光源柱22连接，直接分散布置在扫描支撑带20两侧的外边沿上，支撑起扫描支撑带20，使其与被测人员头皮始终保持固定的距离，继而扫描支撑带20中间开槽，光源柱22与检测柱24直接固定连接在毛发扫描镜30的前端，随毛发扫描镜30一同在扫描支撑带20的槽内运行，如此布置检测时，相邻的检测区域37间距可以更小，从而使检测更加的精细，图像放大倍数可以更高。除此变动外，其它均可与上述优选实施例中相同；且优选实施例中的扫描检测柱21可由光纤传像束替代，光纤传像束的一端如扫描检测柱21一样插入被测人员头发内，将其头顶等部位的毛发及头皮等图像信息传至另一端，光纤传像束的下端前也可设置光学透镜系统等。然后按一定的次序将每束光纤传像束的上端集中安置在所述装置任意合适的位置，再由毛发扫描镜30统一进行图像信息的采集。如此布置信息采集可以更集中，毛发扫描镜30运行的轨道设置可离开被测人员的头部，结构更简单，同时可减少电机及毛发扫描镜30设置的数量，提高了信息采集的效率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。