專利名稱：整合影像顯示的體溫計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種整合影像顯示的體溫計(jì)，特別是一種可以同時(shí)接收分析紅外線信號與可見光信號，進(jìn)而可以透過可見的影像協(xié)助診斷的整合影像顯示體溫計(jì)。
背景技術(shù)：
由于人體的體溫溫度范圍所輻射出的電磁波主要是位于紅外線的范圍，因此借助于接收分析這些紅外線區(qū)域的電磁波，便可以由熱輻射反推出人體的溫度。特別是當(dāng)所使用的儀器可以精確靈敏地只傳感到一小部份的紅外線信號，并可立即推算出相對的體溫。
基于這個(gè)概念，近年來已有耳道探頭式體溫計(jì)被推出并成為熱門產(chǎn)品。藉由將耳道探頭的檢測口對準(zhǔn)耳朵內(nèi)部，便可以檢測到耳朵內(nèi)的溫度。特別是由于只需要接收到足夠的傳感信號即可，而不需要像已知的水銀體溫計(jì)，在測量時(shí)，必須有一個(gè)水銀體溫計(jì)與測量部位達(dá)到熱平衡的過程，因此測量時(shí)間縮短到不到一秒鐘完成，這對于量測好動或生病的孩子更為方便實(shí)用。一般而言，如圖1A所示，已知技術(shù)的耳道探頭式體溫計(jì)至少包含兩大部份紅外線傳感裝置11，用以檢測多數(shù)個(gè)紅外線信號；以及分析處理裝置12，用以分析處理這些紅外線信號。當(dāng)然，視具體產(chǎn)品的不同規(guī)格，如圖1B所示，還可以有信號傳輸裝置13(有線或無線皆可)、電源裝置14、控制界面裝置15等，以及可以視需要再選用的裝置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，對于耳道探頭式體溫計(jì)已有許多的改良，例如更好掌握的外型、更靈敏的紅外線傳感器、更短的量測時(shí)間、自動記憶功能、自動斷電的省電設(shè)計(jì)等等。但是，對于是否能保證正確地測量到正確區(qū)域部位的體溫，以及對于在提供體溫信息外是否還能進(jìn)一步提供其它的信息功能的體溫計(jì)，目前還較為少見。
但是，根據(jù)統(tǒng)計(jì)約有百分之五的嬰幼兒有耳道彎曲的現(xiàn)像，使得測量時(shí)往往有所誤差，即測量不到位于耳朵內(nèi)部的中樞神經(jīng)溫度或耳膜溫度，特別是，即便耳道沒有彎曲，光是耳垢的存在或是使用者的操作不當(dāng)，也可能導(dǎo)致測量結(jié)果的不正確。進(jìn)一步說，由于已知的耳道探頭式體溫計(jì)只能測量溫度，而看不到耳朵內(nèi)部狀況，即便是將紅外線傳感器的測量精密度提升到可以只測量到距紅外線傳感器附近一立方公分內(nèi)的溫度，也無法利用這么精密的紅外線傳感器來找出耳朵內(nèi)部的具體部位是哪里發(fā)炎，而只能檢測到耳朵內(nèi)部有發(fā)炎的癥狀。
綜上所述，已知的耳道探頭式體溫計(jì)仍有明顯可以改善的空間，值得更多的研究與發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一主要目的為提供一種整合影像顯示的體溫計(jì)，特別是提供一種適合用于測量人體的耳朵部位、口腔部位與喉嚨部位等等不是直接暴露于外界的體溫計(jì)。
本發(fā)明的另一主要目的為提供一種整合影像顯示的體溫計(jì)，特別是提供一種既可以檢測溫度而又可以獲得被測量溫度部位的其它訊息的整合影像顯示的體溫計(jì)。
本發(fā)明的另一主要目的為提供一種整合影像顯示的體溫計(jì)，透過同時(shí)接收處理紅外線信號以及可見光信號，來改善已知耳道探頭式體溫計(jì)所無法避免的諸多缺點(diǎn)。
本發(fā)明所提出的整合影像顯示的體溫計(jì)，基本上同時(shí)具有紅外線傳感裝置與可見光傳感裝置。因此，本發(fā)明可以同時(shí)檢測到代表體溫的紅外線信號，以及代表被檢測區(qū)域的圖像。藉此，本發(fā)明除了可以得到體溫外，還可以透過圖像來判斷是否檢測到正確位置的溫度，并可透過圖像來協(xié)助判斷檢測區(qū)的狀況。舉例來說，可以透過圖像來判斷整合影像顯示體溫計(jì)的紅外線檢測裝置的位置，進(jìn)而可以判斷人體器官內(nèi)具體部位的溫度(特別是當(dāng)紅外線檢測裝置夠敏感時(shí))；同時(shí)更可以透過圖像來協(xié)助判斷，測量到的溫度所代表的癥狀是否位于測量區(qū)域附近的某處。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明至少具有下列的優(yōu)點(diǎn)(1)同時(shí)接收分析紅外線與可見光，提供了雙重的訊息。因此，可以避免只接收分析紅外線的已知技術(shù)，所難免產(chǎn)生的諸多缺失。
(2)透過可見光的使用，可以判斷紅外線傳感器的位置。藉此，除可以避免因耳道彎曲或操作不當(dāng)而沒有檢測到正確部位的體溫。
(3)透過可見光的使用，可以判斷整合影像顯示的體溫計(jì)目前正在測量的部份。藉此，可以在使用靈敏度夠高的紅外線傳感器時(shí)，不只可以量到一個(gè)部位(如耳朵或口腔)的平均溫度，還可以再進(jìn)一步地量測這個(gè)部位內(nèi)的溫度分布狀況。
(4)由于紅外線傳感器與可見光傳感器都是已知的商業(yè)化技術(shù)，而且分離可見光與紅外線也是已知的商業(yè)技術(shù)。因此，本發(fā)明可以應(yīng)用已知的商業(yè)技術(shù)便可以輕易實(shí)現(xiàn)，只要在觀念上有顯著突破，本發(fā)明是并沒有多大的技術(shù)困難也不會增加多少的成本。
(5)由于可見光可以獲得影像，而且精密的紅外線傳感器也可以獲得影像(如某些夜視鏡或熱影像儀)。因此，使本發(fā)明可以不只是一個(gè)體溫計(jì)，而還可以扮演部份的內(nèi)窺鏡、鼻鏡等等的功能。
(6)由于傳輸技術(shù)(不論是有線傳輸或是無線傳輸)的進(jìn)步，以及儲存技術(shù)的進(jìn)步。本發(fā)明還可以聯(lián)接(或包含)用以記錄、傳輸與儲存影像的裝置，藉以將溫度與影像都轉(zhuǎn)成電子檔案，而有利于電子化病歷等等的使用。
本發(fā)明的發(fā)明人首先指出耳道探頭式體溫計(jì)與已知水銀式體溫計(jì)最大的不同(或說相比較下最大的優(yōu)點(diǎn))，便是耳道探頭式體溫計(jì)只接收來自外界的紅外線信號，而不需要像水銀式體溫計(jì)般讓水銀與外界測量部位交換熱量，到達(dá)成熱平衡后才能測量。換句話說，耳道探頭式體溫計(jì)最大的優(yōu)點(diǎn)是只接受熱幅射信號，而不與外界反應(yīng)。也因此，任何對耳道探頭式體溫計(jì)的進(jìn)一步改良，都不宜改變只接收信號而不與外界反應(yīng)(特別是不需與外界達(dá)到熱平衡)這個(gè)主要特征。
進(jìn)一步地說，本發(fā)明的耳道探頭式體溫計(jì)之所以能有這個(gè)主要特征，是因?yàn)槎捞筋^式體溫計(jì)接收代表體溫的紅外線信號，而紅外線信號是電磁輻射，只取決于發(fā)射紅外線的身體部位而已(當(dāng)然，耳道探頭式體溫計(jì)不能去加熱改變耳腔內(nèi)的溫度)。但是，更進(jìn)一步地，本發(fā)明特別指出，任何的電磁輻射都具有這樣的特性，不論是紅外線、紫外線、微波或甚至可見光。
因此，本發(fā)明提出一個(gè)解決已知技術(shù)耳道探頭式體溫計(jì)的上述各種缺陷的作法除了檢測紅外線外，也同時(shí)檢測可見光。這二者都是電磁輻射，檢測都可以在瞬間完成，而都不會對要測量的人體部位產(chǎn)生多少的影響。然而，當(dāng)可見光也被檢測時(shí)，除了紅外線代表的體溫外，還可以提供被測量部份的影像，進(jìn)而提供判斷體溫計(jì)是測量到哪里的訊息，大大減少因?yàn)槎缽澢蚨复嬖冢荒軝z測到正確部位體溫的錯(cuò)誤信息。此外，也還可以透過可見光的影像，提供診斷被測量部位的進(jìn)一步參考信息(例如判斷耳道是何處有發(fā)炎的紅腫現(xiàn)像)。
當(dāng)然，如果使用的紅外線傳感器足夠靈敏，也是可以不只讀出一個(gè)溫度，而是得到一個(gè)熱分布影像，進(jìn)而提供更多的訊息。當(dāng)然，此時(shí)可見光信號所提供的影像仍是很有幫助的，因?yàn)榭梢蕴峁囟雀叩鸵酝獾脑S多訊息，如耳垢是干是濕、如發(fā)炎紅腫部份的表面是有怎樣的疹子等等。
當(dāng)然，本發(fā)明的重點(diǎn)是在于綜合使用紅外線與可見光，來得到體溫與影像。至于，傳感器的細(xì)節(jié)、信號的處理裝置、影像與體溫相關(guān)信息的傳播等等，都只是本發(fā)明的進(jìn)一步規(guī)劃，并不是本發(fā)明的最核心特征。換言之，本發(fā)明的重點(diǎn)在于觀念的突破，在于設(shè)想到將”檢測可見光獲得影像”的作法整合到已知的耳道探頭式體溫計(jì)。因此，所有的已知技術(shù)，如可見光傳感器與影像處理技術(shù)等等，本發(fā)明都可以應(yīng)用，而使得本發(fā)明在應(yīng)用上，不會有嚴(yán)重的技術(shù)困難要克服，或是有嚴(yán)重的成本增加問題。
而且，由于本發(fā)明綜合使用了紅外線與可見光，可以看出沒有理由限制本發(fā)明只能應(yīng)用在測量耳朵的溫度。舉凡掖下、股溝、口腔、鼻孔與肛門等等，都是本發(fā)明可以應(yīng)用的實(shí)施例。當(dāng)然，為了讓紅外線可以有效地測量而不會被人體皮膚干擾，以及為了發(fā)揮使用可見光的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明特別適用于來測量口腔、鼻孔與肛門等等可以直接測量到人體薄膜組織的器官。


圖1A至圖1B為已知的耳道探頭式體溫計(jì)的二種基本構(gòu)造示意圖；圖2A至圖2E為本發(fā)明所提出的一種整合影像顯示體溫計(jì)實(shí)施例的一些基本構(gòu)造示意圖；以及圖3A至圖3D為本發(fā)明所提出的另一種整合影像顯示體溫計(jì)實(shí)施例的一些基本構(gòu)造示意圖。
圖中符號說明11紅外線傳感裝置12分析處理裝置13信號傳輸裝置14電源裝置15控制界面裝置
20 光線入口21 紅外線傳感裝置22 可見光傳感裝置23 分析處理裝置24 可見光光源25 顯示裝置26 傳輸裝置27 紅外線濾片28 可見光濾片301 紅外線信號302 可見光信號31 光線接受裝置32 雙光譜分離裝置33 紅外線傳感裝置34 可見光傳感裝置35 分析處理裝置36 紅外線濾片37 可見光濾片具體實(shí)施方式
本發(fā)明的一些實(shí)施例會詳細(xì)描述如下。然而，除了詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其它的實(shí)施案例中。即本發(fā)明的范圍不受在此提出的實(shí)施例的限制，而應(yīng)以提出的專利范圍為準(zhǔn)。
根據(jù)上面的討論，本發(fā)明的一較佳實(shí)施案例為一種整合影像顯示的體溫計(jì)，如圖2A所示，至少包含紅外線傳感裝置21，用以接收與檢測多數(shù)個(gè)紅外線信號、可見光傳感裝置22，用以接收與檢測多數(shù)個(gè)可見光信號；以及分析處理裝置23，用以分析處理這些紅外線信號與這些可見光信號。比較圖2A與圖1A，明顯可以看出可見光傳感裝置22是本實(shí)施案例的主要特征所在。當(dāng)然，多了可見光信號，分析處理裝置23與原有的分析處理裝置12也會有所不同，使得原有的分析處理裝置12只是本發(fā)明分析處理裝置23的一部份。
在此，這些可見光信號可以被用來組成一個(gè)可見光畫面；而若紅外線傳感裝置21足夠靈敏，這些紅外線信號也可以被用來組成一個(gè)紅外線畫面(或說熱分布畫面)。一般來說，紅外線傳感裝置21基本上為紅外線溫度傳感器，而可見光傳感裝置22基本上可以是電荷耦合裝置檢測器(charger coupled device sensor，CCD sensor)或互補(bǔ)式金屬氧化物晶體管檢測器(complementary metal oxide sensor，CMOSsensor)。
在此實(shí)施例中，可見光可以是被測量區(qū)域(如耳朵)原本就存在的自外界進(jìn)入的光線(如果可見光傳感裝置22夠靈敏)，也可以是在測量時(shí)自外界輸入的光線。而若光線是自外界輸入，可以是將此可見光光源24附著于本實(shí)施例中，如圖2B所示，也可以是額外使用的任何可見光光源(如診療室的日光燈)。本實(shí)施例并不需要限制這些細(xì)節(jié)，但一般而言，為求確保充分照明，可見光光源24通常是附著在體溫計(jì)上的高亮度發(fā)光二極管、鎢絲燈泡或冷螢光。
除此之外，如圖2C所示，本實(shí)施例還可以包含顯示裝置25，用以顯示對應(yīng)到這些紅外線信號與這些可見光信號的溫度值與畫面。如圖2D所示，本實(shí)施案例還可以包含傳輸裝置26，用以將對應(yīng)到這些紅外線信號與這些可見光信號的畫面，以有線傳輸或(及)無線傳輸?shù)姆绞絺鬏斨镣饨?。?dāng)然，顯示裝置25與傳輸裝置26二者，可以分別存在，也可以共同存在。
當(dāng)然，為避免可見光與紅外線混在一起的影響，如圖2E所示，本實(shí)施例也是可以在紅外線傳感裝置21與光線入口20中間視需要安置紅外線濾片27，而且(或是)在雙光譜分離裝置32與光線入口20之間視需要安置可見光濾片28。
再者，本實(shí)施例也還可以讓分析處理裝置23，視需要地具有下列的功能(1)在一段時(shí)間沒有使用后，自動進(jìn)入省電模式。例如將所有傳感器與可見光光源都先關(guān)機(jī)。(2)在檢測到的溫度超過一個(gè)預(yù)定值時(shí)(如38.5℃)，便主動發(fā)出警示聲音與訊息。(3)不主動進(jìn)行與外界聯(lián)絡(luò)的傳輸，除非使用者輸入傳輸指令。
此外，分析處理裝置23可以是下列之一或其任意組合微處理器、數(shù)字信號處理器、uC或uP。傳輸裝置26可以是下列之一或其任意組合紅外線界面、微波界面、藍(lán)牙傳輸界面或通用串行端口界面，而所使用的資料格式可以是NTSC、PLA或VGA。顯示裝置27可以是下列之一或其任意組合液晶屏幕或電漿屏幕。
本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例為一種整合影像顯示的體溫計(jì)，如圖3A所示，至少包含光線接受裝置31，用以檢測多數(shù)個(gè)紅外線信號與多數(shù)個(gè)可見光信號；雙光譜分離裝置32，用以分離這些紅外線信號與這些可見光信號；紅外線傳感裝置33，用以檢測這些個(gè)紅外線信號；可見光傳感裝置34，用以檢測這些可見光信號；以及分析處理裝置35，用以分析處理這些紅外線信號與這些可見光信號。顯然地，比較圖3A與圖2A及圖1A，可以看出本實(shí)施例的主要特征是在于光線接受裝置31、雙光譜分離裝置32與可見光傳感裝置34三者，特別是光線接受裝置31以及雙光譜分離裝置32二者。
由于本實(shí)施例與前一實(shí)施例的主要不同點(diǎn)是在于光線接受裝置31與雙光譜分離裝置32，因此隨后對此實(shí)施例的討論將集中在光線接受裝置31與雙光譜分離裝置32，而省略其它與前一實(shí)施例相同的部份。
在此實(shí)施例中，雙光譜分離裝置32為任何可以將一起進(jìn)入本整合影像顯示體溫計(jì)的紅外線與可見光分離開的裝置。而由于紅外線與可見光的波長明顯不同，因此任何可以分離不同波長的電磁輻射的組件都可以作為雙光譜分離裝置32。一般而言，雙光譜分離裝置32可以是分光鏡、鍺窗口(germanium window)或硅窗口(silicon window)。
進(jìn)一步地，如圖3B所示，雙光譜分離裝置32可以使得這些紅外線信號301與這些可見光信號302一者穿透雙光譜分離裝置32但另一者被雙光譜分離裝置32所反射。當(dāng)然，如圖3C所示，雙光譜分離裝置32也可以是使得這些紅外線信號301與這些可見光信號302都能穿透雙光譜分離裝置32，但是二者在穿透后的傳播方向(或強(qiáng)度)不同。
當(dāng)然，為避免雙光譜分離裝置32分離可見光與紅外線分離得不夠完全，如圖3D所示，本實(shí)施例也是可以在雙光譜分離裝置32與紅外線傳感裝置33中間視需要安置紅外線濾片36，而且(或是)在雙光譜分離裝置32與可見光傳感裝置34之間視需要安置可見光濾片37。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍。在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的范疇內(nèi)仍可予以簡化而加以實(shí)施，此等變化應(yīng)仍屬本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明的范疇由申請專利范圍所界定。
權(quán)利要求
1.一種整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該整合影像顯示的體溫計(jì)包含一紅外線傳感裝置，用以接收與檢測多數(shù)個(gè)紅外線信號；一可見光傳感裝置，用以接收與檢測多數(shù)個(gè)可見光信號；以及一分析處理裝置，用以分析處理該些紅外線信號與該些可見光信號。
2.如權(quán)利要求1所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該些可見光信號對應(yīng)到一可見光畫面。
3.如權(quán)利要求1所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該些紅外線信號對應(yīng)到一紅外線畫面。
4.如權(quán)利要求1所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該紅外線傳感裝置為一紅外線溫度傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該可見光傳感裝置選自下列之一電荷耦合裝置檢測器以及互補(bǔ)式金屬氧化物晶體管檢測器。
6.如權(quán)利要求1所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，更包一可見光光源，在此該可見光光源選自下列之一高亮度發(fā)光二極管與鎢絲燈泡。
7.如權(quán)利要求1所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，更包含一顯示裝置，用以顯示對應(yīng)到該些紅外線信號與該些可見光信號的一溫度值與一畫面。
8.如權(quán)利要求1所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，更包含一傳輸裝置，將對應(yīng)到該些紅外線信號與該些可見光信號的一畫面?zhèn)鬏斨镣饨?，在此該傳輸裝置的傳輸方式選自下列之一有線傳輸以及無線傳輸。
9.一種整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該整合影像顯示的體溫計(jì)包含一光線接受裝置，用以接收多數(shù)個(gè)紅外線信號與多數(shù)個(gè)可見光信號；一雙光譜分離裝置，用以分離該些紅外線信號與該些可見光信號；一紅外線傳感裝置，用以檢測該些紅外線信號；一可見光傳感裝置，用以檢測該些可見光信號；以及一分析處理裝置，用以分析處理該些紅外線信號與該些可見光信號。
10.如權(quán)利要求9所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該些可見光信號對應(yīng)到一可見光畫面。
11.如權(quán)利要求9所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該些紅外線信號對應(yīng)到一紅外線畫面。
12.如權(quán)利要求9所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該紅外線傳感裝置為一紅外線溫度傳感器。
13.如權(quán)利要求9所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該可見光傳感裝置系選自下列之一電荷耦合裝置檢測器以及互補(bǔ)式金氧半晶體管檢測器。
14.如權(quán)利要求9所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該雙光譜分離裝置系選自下列之一分光鏡、鍺窗口與硅窗口。
15.如權(quán)利要求9所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該雙光譜分離裝置使得該些紅外線信號與該些可見光信號其一者穿透該雙光譜分離裝置但另一者被該雙光譜分離裝置所反射。
16.如權(quán)利要求9所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該雙光譜分離裝置使得該些紅外線信號與該些可見光信號都能穿透該雙光譜分離裝置，但是二者在穿透后的傳播方向不同。
17.如權(quán)利要求9所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，該雙光譜分離裝置使得該些紅外線信號與該些可見光信號都能被該雙光譜分離裝置所反射，但是二者在反射后的傳播方向不同。
18.如權(quán)利要求9所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，更包含一可見光光源，在此該可見光光源選自下列之一高亮度發(fā)光二極管與鎢絲燈泡。
19.如權(quán)利要求9所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，更包含一顯示裝置，用以顯示對應(yīng)到該些紅外線信號與該些可見光信號的一溫度值與一畫面。
20.如權(quán)利要求9所述的整合影像顯示的體溫計(jì)，其特征在于，更包含一傳輸裝置，將對應(yīng)到該些紅外線信號與該些可見光信號的一畫面?zhèn)鬏斨镣饨纾诖嗽搨鬏斞b置的傳輸方式系選自下列之一有線傳輸以及無線傳輸。
全文摘要
一種整合影像顯示的體溫計(jì)。同時(shí)具有紅外線傳感裝置與可見光傳感裝置，因此可以同時(shí)檢測到紅外線信號所代表的體溫，又可以借助于可見光得到檢測區(qū)域的圖像。因此，除了可以得到測量的體溫外，還可以通過圖像來判斷是否檢測到正確位置的溫度，以及通過圖像來協(xié)助判斷檢測區(qū)域的狀況。
文檔編號A61B5/01GK1530639SQ0312063
公開日2004年9月22日 申請日期2003年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月17日
發(fā)明者李宗昇, 陳龍德, 曾國華, 吳家興, 李宗 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院