CN106137150B - 具有复合感测功能的穿戴式装置 - Google Patents

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孙志铭
蔡明翰
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原相科技股份有限公司
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Abstract

本发明提出一种具有复合感测功能的穿戴式装置,包含:一穿戴元件,可供穿戴于一使用者的一身体部位上,该穿戴元件具有至少一透光口;至少一个复合感测芯片模块,设置于该穿戴元件内,用以执行影像感测与红外线温度感测的功能,该复合感测芯片模块包含一影像感测模块,用以经由该至少一透光口而以影像感测方式感测一待测物的物理或生理特征;以及一红外线温度感测模块,用以经由该至少一透光口而以红外线温度感测方式感测温度。

Description

具有复合感测功能的穿戴式装置

技术领域

本发明涉及一种穿戴式装置,特别是指一种整合红外线温度传感器的具有复合感测功能的穿戴式装置。

背景技术

现有技术美国专利公开案第20110265706号公开了穿戴式装置可用以感测外在环境温度或是一物体的表面温度。亦有现有技术公开了穿戴式装置可用以感测血压或是心跳。与本案相关的专利可参阅美国专利案第8140143号及第5430692号。

然而,这些现有技术皆只有单一的感测功能,无法使单一的穿戴式装置具有复合感测的功能。意即,现有技术并无针对同时把心跳感测、温度感测、血压计及量测电路同时整合。这些现有技术无法同时感测,例如:心跳与体温。

有鉴于此,本发明即针对上述现有技术的不足,提出一种整合红外线温度传感器的具有复合感测功能的穿戴式装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷,提出一种整合红外线温度传感器的具有复合感测功能的穿戴式装置。

为达上述目的,就其中一观点言,本发明提供了一种具有复合感测功能的穿戴式装置,包含:一穿戴元件,可供穿戴于一使用者的一身体部位上,该穿戴元件具有至少一透光口;至少一个复合感测芯片模块,设置于该穿戴元件内,用以执行影像感测与红外线温度感测的功能,该复合感测芯片模块包含一影像感测模块,用以经由该至少一透光口而以影像感测方式感测一待测物的物理或生理特征;以及一红外线温度感测模块,用以经由该至少一透光口而以红外线温度感测方式感测温度。

在一种较佳的实施例中,该影像感测模块用以进行心跳感测。

在一种较佳的实施例中,该复合感测芯片模块还包含一基板、一上盖、以及至少一分隔部,该上盖与该至少一分隔部位于该基板上方以形成至少两腔室,以分别容纳该影像感测模块和该红外线温度感测模块,且该至少两腔室具有透光区,在该透光区和该穿戴元件的透光口之间可容许光线传递。

在一种较佳的实施例中,该影像感测模块包含一光源与一影像传感器,且该上盖与该至少一分隔部位于该基板上方以形成至少三腔室,以分别容纳该光源、该影像传感器和该红外线温度感测模块,且该至少三腔室具有透光区,在该透光区和该穿戴元件的透光口之间可容许光线传递。

在一种较佳的实施例中,该影像感测模块包含一光源与一影像传感器,且该影像传感器与该红外线温度感测模块整合为单一模块。

在一种较佳的实施例中,该复合感测芯片模块还包含一基板、一上盖、以及至少一分隔部,该上盖与该至少一分隔部位于该基板上方以形成至少两腔室,以分别容纳该光源和该单一模块,且该至少两腔室具有透光区,在该透光区和该穿戴元件的透光口之间可容许光线传递。

如在一种较佳的实施例中,该光源、该影像传感器和该红外线温度感测模块皆不以填充材料覆盖。

在一种较佳的实施例中,该光源和该影像传感器各以一对应的填充材料覆盖或至少部分包覆,而该红外线温度感测模块则不以填充材料覆盖。

在一种较佳的实施例中,该光源、该影像传感器和该红外线温度感测模块各以一对应的填充材料覆盖或至少部分包覆。

在一种较佳的实施例中,该红外线温度感测模块对应的透光区以一滤光材料全部或部分封闭。

在一种较佳的实施例中,该红外线温度感测模块上方连接有一保护上盖层,且在该保护上盖层与该红外线温度感测模块之间不填入填充材料。

在一种较佳的实施例中,在该红外线温度感测模块和对应的透光区之间设有防护环,围绕该红外线温度感测模块和该对应的透光区之间的侧方。

在一种较佳的实施例中,该复合感测芯片模块还包含有一微机电元件,提供以下作用之一:汗水传感器、UV光传感器、气体传感器、加速度计、陀螺仪、高度计、或计步器。

在一种较佳的实施例中,该透光口设置于该穿戴元件的上表面、下表面或侧表面。

在一种较佳的实施例中,该穿戴元件的上表面和下表面皆具有透光口,且该复合感测芯片模块除包含前述红外线温度感测模块外另包含一个直接接触式温度传感器,用以分别经由该上表面和下表面两透光口而感测温度。

在一种较佳的实施例中,该复合感测芯片模块包含一温度接触点,位于该下表面,用以直接接触该待测物;该温度接触点与该直接接触式温度传感器耦接。

在一种较佳的实施例中,该穿戴元件的上表面和下表面皆具有透光口,且该复合感测芯片模块以该红外线温度感测模块分别经由该上表面和下表面两透光口而感测温度。

在一种较佳的实施例中,该复合感测芯片模块包含一温度接触点,位于该下表面,用以直接接触该待测物;该温度接触点经由一讯号传递结构而与该红外线温度感测模块耦接。

在一种较佳的实施例中,该红外线温度感测模块包含一红外线探测端、一温度感测开关与一热电堆电路,当该温度感测开关通过该红外线探测端接收到一高于某临界值的温度讯号,即使能该热电堆电路而执行一实时温度量测功能;又当该热电堆电路未受使能时,则处于省电待命状态。

下面通过具体实施例详加说明,当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1A-1C为示意图,显示本发明的复合感测芯片模块位于穿戴元件的数个实施例;

图2A-2C为侧视图,显示本发明的复合感测芯片模块位于穿戴元件的数个实施例;

图3显示本发明的复合感测芯片模块的一实施例的俯视图;

图4显示本发明执行实时量测功能的功能方块图;

图5A-5C显示本发明的复合感测芯片模块的数个实施例;

图6A-6D显示本发明的复合感测芯片模块的另外数个实施例;

图7A-7B显示本发明的复合感测芯片模块的又数个实施例;

图8显示本发明的复合感测芯片模块的另一实施例的俯视图;

图9A-9C显示本发明的复合感测芯片模块的再数个实施例。

图中符号说明

100 具有复合感测功能的穿戴式装置

15 待测物

16 待测物

20、30、40 复合感测芯片模块

21 透光口

21a 第一透光区

21b 第二透光区

21c 第三透光区

21d 第四透光区

22 红外线温度传感器

221~222 导线

223 温度感测开关

224 热电堆电路

225 红外线探测端

23 影像传感器

231~232 导线

24 光源

241~242 导线

25 微机电元件

251~252 导线

26A 上盖

27a~27c 分隔部

28 基板

29 填充材料

32 滤光材料

33 穿戴元件

331 上表面

332 下表面

333 侧面

40a、40b、40d 复合感测芯片模块

41 保护材料

42 保护上盖层

45 防护环

50、60、70 复合感测芯片模块

52 直接接触式温度传感器

53 讯号传递结构

54 温度接触点

72 影像与红外线温度复合模块

80、90 复合感测芯片模块

82 影像与红外线温度复合模块

A 第一腔室

B 第二腔室

C 第三腔室

D 第四腔室

ISM 影像感测模块

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效,在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。本发明中的图式均属示意,主要意在表示各装置以及各元件之间的功能作用关系,至于形状、厚度与宽度则并未依照比例绘制。

请参考图1A-1C与图2A-2C。图1A-1C为示意图,显示本发明的具有复合感测功能的穿戴式装置芯片模块的数个实施例。图2A-2C为侧视图,显示本发明的复合感测芯片模块设置于穿戴元件中的数个实施例。如图2A所示,一具有复合感测功能的穿戴式装置100包含有一穿戴元件33以及被整合于穿戴元件33的中的一复合感测芯片模块20。

穿戴元件可供穿戴于一使用者的一身体部位上。在一实施例中,穿戴元件33例如但不限于为一手表(包含表身与表带)。于其它实施例中,穿戴元件33可以为其它任意穿戴式的产品、或单纯是用以穿戴的皮带或金属链等。

穿戴元件33在其外部具有至少一个透光口21,对应于复合感测芯片模块20的一或多个透光区(所谓“对应于”是指通过透光口21的光线可以传递到复合感测芯片模块20的一或多个透光区,至于透光口21与复合感测芯片模块20的一或多个透光区之间可以有距离)。图2A为根据图1C的侧视图。如图1C与图2A所示,透光口21位于穿戴元件33的一上表面331。如此一来,当有一待测物15(例如但不限于一手指或一手腕)靠近穿戴元件33的上表面331的透光口21,复合感测芯片模块20可以是采用“非接触式”的方式感测手指或手腕温度,当然,使用者亦可直接将手指、手腕或是其它预待测的部位直接接触于透光口21上(关于复合感测芯片模块20感测温度所需的元件的结构特征及细节容后详述)。在本实施例中,除了感测温度之外,复合感测芯片模块20尚可具有感测心跳、血压及/或血氧等多项物理或生理功能监测(关于复合感测芯片模块20感测其它多项生理功能所需的元件的结构特征及细节容后详述)。

具体来说,由于复合感测芯片模块20是设置于穿戴元件33的上表面331的透光口21的下方,因此,穿戴有复合感测功能的穿戴式装置100的使用者可通过将手腕往额头靠近以对额温进行量测,或者是可将欲量测的部位靠近透光口21处,以进行温度量测。值得一提的是,采用此架构除了可替自己量测额温之外,亦可直接替其它周围的人员进行额温量测,而无须脱掉该穿戴元件33给其它人员穿戴。

在本发明中,穿戴元件33的透光口21除了可以位于穿戴元件33的上表面331之外,透光口21还可以位于穿戴元件33的下表面332(如图1A及图2C所示)及/或侧面333(如图1B所示)。根据应用的需要,穿戴元件33可以具有不只一个透光口21。复合感测芯片模块20的数目与位置可以对应地根据透光口21的数目与位置来设置。

图2C为根据图1A的侧视图。如图1A与图2C所示,透光口21位于穿戴元件33的一下表面332。如此一来,当使用者戴上穿戴元件33(例如但不限于为一手表)于其手腕时,此时,穿戴元件33的下表面332的透光口21将直接面向待测物15(例如但不限于为手腕的皮肤)。此时,复合感测芯片模块20便可以“接触式”的方式感测手腕的皮肤温度。在本实施例中,具有复合感测功能的穿戴式装置100能够进行运动强度分析、体温记录、皮肤温度监控(日晒)、温度异常提醒及身体能量消耗等多项生理功能监测(关于复合感测芯片模块20感测温度的特征及细节容后详述)。

另外,使用者若是以“接触式”的方式进行温度量测或是其它生理信息量测时,位于穿戴元件33上的透光口21可以是采用开孔的实施例。当然,使用者若是以“非接触式”的方式进行温度量测或是其它生理信息量测时,则位于穿戴元件33上的透光口21可以是采用开孔或是以透光材料制成的窗口的实施例。

在一实施例中,复合感测芯片模块20的数目不限于为一个,而可以为多个。举例来说,如图2B所示,具有复合感测功能的穿戴式装置100可以包含有一穿戴元件33以及被整合于穿戴元件33之中的两个复合感测芯片模块20。穿戴元件33的一上表面331上设有一个透光口21,对应于其中的一个复合感测芯片模块20,穿戴元件33的一下表面332上设有另一个透光口21,对应于另外一个复合感测芯片模块20。如此一来,在图2B所示的实施例中,具有复合感测功能的穿戴式装置100可以于单一的穿戴元件33中整合“非接触式温度感测”(通过上表面331的透光口21)与“接触式感测”(通过下表面332的透光口21)。

于其它实施例中,复合感测芯片模块20的数目不限于如图2B所示的两个,而可以为多个。也就是说,透光口21位于穿戴元件33的位置可以为穿戴元件33的上表面331、下表面332及/或侧面333三者之间任意的组合,如图1A至图1C的任意组合。

请参考图3并对照图5A,显示本发明的复合感测芯片模块的一实施例。图3显示本发明的复合感测芯片模块20的俯视图。图5A显示本发明的复合感测芯片模块20的剖面图。复合感测芯片模块20至少包含以影像感测方式测量待测物特征的芯片或模块(不论是芯片或模块,以下皆称“影像感测模块”)、以及以红外线感测方式测量待测物温度的芯片或模块(不论是芯片或模块,以下皆称“红外线温度感测模块”)。以影像感测方式测量待测物的物理或生理特征,例如但不限于可感测人体的心跳、血氧浓度、血压、呼吸率等;以红外线感测方式测量待测物温度,例如但不限于可感测人体的体温等。或者,于其它实施例中,以红外线感测方式测量待测物的热影像。除此之外,复合感测芯片模块20还可以包括其它功能的芯片或模块,例如但不限于汗水感测、UV光感测、气体感测、加速度计、陀螺仪、高度计、计步器等。本实施例的“影像感测模块”是指根据影像前后变化来产生信息的感测模块(例如但不限于根据影像前后变化来感测心跳频率、血氧浓度、血压、呼吸率),而本实施例的“红外线温度感测模块”是指根据红外线讯息来感测温度的感测模块(例如但不限于感测体温)。

在一实施例中,影像感测模块包含一光源与一影像传感器,且为使影像辨识效果较佳,宜将光源与影像传感器隔离,使光源所发出的光线仅能通过待测物的反射而不会直接照射到影像传感器。在此情况下,可将光源及影像传感器分别设置在两个腔室之内。至于复合感测芯片模块20中的其它芯片或模块,则可设置在另外的腔室之内。如果讯号不会彼此干扰的话,某些芯片或模块也可以共享腔室。也就是说,根据本发明,复合感测芯片模块20中至少包含影像感测模块、以及红外线温度感测模块,而腔室的数目可以视需要来决定,且腔室彼此间可以完全隔离或部分隔离。

图5A为一实施例中复合感测芯片模块20的剖面图。如图5A所示,在本实施例中,复合感测芯片模块包括一基板28,且在基板28上通过分隔部27a、27b及27c形成了一第一腔室A、一第二腔室B、一第三腔室C及一第四腔室D,并由上盖26A覆盖腔室的上方与周围。

请继续参考图3并对照图5A,本实施例的复合感测芯片模块20包含一红外线温度感测模块22以及一影像感测模块ISM。影像感测模块ISM可包含光源24与影像传感器23,其中光源24例如但不限于为一发光二极管元件,影像传感器23例如但不限于为一心跳传感器。发光二极管元件用以提供一光线(例如但不限于可见光),经待测物(例如人体)反射后,传递至心跳传感器,以感测心跳。同样的方式也可以感测血氧浓度、血压、呼吸率等。具体来说,若欲侦测心跳,则光源24可采用绿光光源,而影像传感器23在接收被待测物反射的光线后可分析反射光线的信息,以获得心跳信息。当然,为了可量测不同的生理信息,光源与影像传感器的选择需要互相搭配,上述仅为举例说明,但不限于此。

除了红外线温度感测模块22、影像传感器23、光源24外,复合感测芯片模块20中还可以包括其它功能的芯片或模块,例如微机电元件25。其中,微机电元件25例如但不限于可为汗水传感器、UV光传感器、气体传感器、加速度计、陀螺仪、高度计或计步器等。红外线温度感测模块22、影像传感器23、光源24、微机电元件25分别设置在上述第一~第四腔室A~D之中,需说明的是,其位置不限于图标的安排方式,而可以任意安排其位置。如果需要设置两个以上的微机电元件25,则可增加腔室的数目;又,如果某些模块之间可以不隔离,则也可减少腔室的数目(例如参阅图9C的实施例,将于后述)。此外,微机电元件25若为加速度计、UV光传感器、陀螺仪、高度计或计步器之类的传感器,则其对应的上方并无须有开孔;相对地,若微机电元件25若为汗水传感器或气体传感器的类的传感器,则相对便需要有开孔,图5A~图5D仅是绘示说明,但不限于此。

本发明的特点之一是:将心跳感测及温度感测整合,由此构成本发明的具有复合感测功能的穿戴式装置100,如此可提供使用者更大的便利、并使体积缩小而有效降低成本。

在一实施例中,红外线温度感测模块22可为一热电堆(Thermopile)温度感测模块,其中此热电堆温度感测模块可采用CMOS制程来制作。举例来说,热电堆温度感测模块可使用P型材料与N型材料的串联结构,通过温度差的变化产生电压变化,以此方式感应温度。具体的实施例可参考图4,红外线温度感测模块22可具有一红外线探测端225、一温度感测开关223与一热电堆电路224。当温度感测开关223通过红外线探测端225接收到一高于某临界值的温度讯号(无论是如图1A所示的“接触式”或是如图1C所示的“非接触式”),温度感测开关223即使能热电堆电路224而执行一实时温度量测功能。当热电堆电路224未受使能时则处于省电待命状态,以节省能耗。

在一实施例中,红外线温度感测模块22例如但不限于可以使用“非接触式”的方式来侦测温度。在此情况下,当使用者戴上穿戴元件33(例如但不限于为一手表)时,可以使用“非接触式”的方式来侦测温度(如图1C所示)、并且还可以同时量测该使用者的心跳。详细来说,使用热电堆(Thermopile)架构的红外线温度感测模块22其所侦测的波长范围通常为远红外光线,意即是通过侦测待测物所散发出的远红外线便可获知其相对温度。换言之,红外线温度感测模块22若与影像传感器23所侦测的波长范围不相同时,则二者并不一定需要被分隔开。

在另一实施例中,红外线温度感测模块22例如但不限于可以使用“接触式”的方式来侦测温度。在此情况下,当使用者戴上穿戴元件33(例如但不限于为一手表)于其手腕时,亦可使用“接触式”的方式来侦测手腕的皮肤温度(如图1A所示)、并且还可以同时量测该使用者的心跳。

请继续参考图5A。复合感测芯片模块20具有一第一透光区21a、一第二透光区21b、一第三透光区21c以及一第四透光区21d。第一透光区21a对应于第一腔室A中的红外线温度感测模块22。第二透光区21b对应于第二腔室B中的影像传感器23。第三透光区21c对应于第三腔室C中的光源24。第四透光区21d对应于第四腔室D中的微机电元件25。红外线温度感测模块22通过导线221及222与对应的外部电路连接。影像传感器23通过导线231及232与对应的外部电路连接。光源24通过导线241及242与对应的外部电路连接。微机电元件25通过导线251及252与对应的外部电路连接。第一透光区21a至第四透光区21d与透光口21(参阅图2A~2C)之间,可容许光线传递。

在一实施例中,在图5A所示的复合感测芯片模块20中,第一腔室A、第二腔室B及第三腔室C在封装阶段可以不加入任何的填充材料。第四腔室D在半导体制程微机电技术的封装阶段亦可以不加入任何的填充材料。

值得注意的是,在另一实施例中,第四腔室D可不具有第四透光区21d,此时上盖26A可为一透明材料。简言之,需要提供光路的腔室就需要透光,而透光的方式可为透光区或使用透明材料作为上盖;例如,光源或影像传感器、红外线温度传感器等所在的腔室就需要透光。另一方面,不需要提供光路的腔室就不需要透光;例如,加速度计等所在的腔室就不需要透光,也就不需要透光区或使用透明材料作为上盖。本发明中的各腔室,可依照上述原则来设计。

为了图面清楚,以下的图5B-5C中,将不标示出第一腔室A、第二腔室B、第三腔室C及第四腔室D、上盖26A以及分隔部27a、27b及27c。请同时将图5B-5C与图5A的各腔室做对照。

请参考图5B。图5B显示本发明的复合感测芯片模块的另一实施例。本实施例的复合感测芯片模块30与前述实施例的复合感测芯片模块20采用相似的结构,二者不同之处在于:在本实施例的复合感测芯片模块30中,第二腔室B及第三腔室C在封装阶段可以加入一填充材料29以覆盖或至少部分包覆位于腔室内的芯片或模块,而前述实施例的复合感测芯片模块20则不在腔室中填入任何填充材料。此填充材料29例如但不限于可以为一可防水密封的材料、一透明材质、或是任何填充材料。第四腔室D在封装阶段亦可以加入一填充材料。此填充材料29例如但不限于可以为可防水密封的材料、一透明材质或一透明材质额外添加黑色素遮光、或是任何填充材料。其中,在一实施例中,第二腔室B及第三腔室C及第四腔室D内的填充材料29可以为相同的材料(如图5B所示)。在另一实施例中,第二腔室B及第三腔室C及第四腔室D内的填充材料29可以为不同的材料。填充材料29的作用例如但不限于可以是滤光及/或防止脏污进入腔室。

在本实施例中,较佳地,第一腔室A的第一透光区21a可使用一滤光材料32来全部或部分封闭。其中,滤光材料32可以过滤除了红外线以外的讯号,以使红外线温度感测模块22能更准确接收红外线的温度讯号,以提高红外线温度感测模块22的灵敏度。在一实施例中,滤光材料32例如但不限于可以为一透明材质额外添加黑色素。又,如前所述,第四腔室D可不具有第四透光区21d,此时上盖26A可为一透明材料,或是,如腔室内的元件不需要光线,则腔室亦可整体不透光。

请参考图5C并对照图6C。图5C显示本发明的复合感测芯片模块的又一实施例。图6C是根据图5C所绘示的一图面较简化的示意图;为了图面清楚,在图6C中,仅绘示出红外线温度感测模块22。

本实施例的复合感测芯片模块40与前述实施例的复合感测芯片模块30采用相似的结构,二者不同之处在于:

第一、在本实施例的复合感测芯片模块40中,第一腔室A在封装阶段可以加入一保护材料41。在一实施例中,保护材料41例如但不限于可以为聚乙烯(Polyethylene,简称PE)、聚丙烯(Polypropylene/Polypropene,简称PP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,简称PET)或其它红外光可穿透材料。

第二、第一腔室A内尚具有一保护上盖层42,位于红外线温度感测模块22的上方。保护上盖层42仅容许从待测物(例如图1A所示的手指15)而来的红外线的温度讯号穿越。在一实施例中,保护上盖层42例如但不限于可以为聚乙烯(Polyethylene,简称PE)、聚丙烯(Polypropylene/Polypropene,简称PP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneTerephthalate,简称PET)。保护材料41和保护上盖层42的作用例如但不限于可以是滤光及/或防止脏污进入红外线温度感测模块22。在保护上盖层42和红外线温度感测模块22之间可以不填入填充材料。值得注意的是,在另一实施例中,第四腔室D可不具有第四透光区21d,此时上盖26A可为一透明材料,或是,如腔室内的元件不需要光线,则腔室亦可整体不透光。

请参考图6A。图6A显示本发明的复合感测芯片模块的又一实施例。为了图面清楚,在图6A中,仅绘示出红外线温度感测模块22。请同时将图5C及图6A做对照。

本实施例的复合感测芯片模块40a与前述实施例的复合感测芯片模块40采用相似的结构,二者不同之处在于:第一、第一透光区21a直接被保护材料41所密封。第二、复合感测芯片模块40a的第一腔室A并不具有一保护上盖层42。与前述实施例相似,保护材料41的作用例如但不限于可以是滤光及/或防止脏污进入红外线温度感测模块22。

请参考图6B。图6B显示本发明的复合感测芯片模块的又一实施例。为了图面清楚,在图6B中,仅绘示出红外线温度感测模块22。请同时将图5C及图6B做对照。

本实施例的复合感测芯片模块40b与前述实施例的复合感测芯片模块40采用相似的结构,二者不同之处在于:第一、第一腔室A在封装阶段并没有加入保护材料41。第二、仅通过设置保护上盖层42来保护红外线温度感测模块22。与前述实施例相似,保护上盖层42的作用例如但不限于可以是滤光及/或防止脏污进入红外线温度感测模块22。

请参考图6D。图6D显示本发明的复合感测芯片模块的又一实施例。为了图面清楚,在图6D中,仅绘示出红外线温度感测模块22。请同时将图5C及图6D做对照。

本实施例的复合感测芯片模块40d前述实施例的复合感测芯片模块40采用相似的结构,二者不同之处在于:第一、第一腔室A在封装阶段并没有加入保护材料41。第二、没有设置保护上盖层42,取而代之的是,在第一腔室A中,于第一透光区21a的周围、与红外线温度感测模块22之间设置有防护环45。防护环45阻挡脏污自第一透光区21a和红外线温度感测模块22之间的侧方进入第一腔室A之内。防护环的材料45例如但不限于可以为任何材料,只要此材料能将第一透光区21a和红外线温度感测模块22之间的侧方的空间完整密封即可。

请参考图7A。图7A显示本发明的复合感测芯片模块的又一实施例。在图7A所示的实施例中,本发明可以整合如“接触式”与“非接触式”的温度感测方式于单一复合感测芯片模块50。

为了图面清楚,在图7A中,仅绘示出红外线温度感测模块22,并省略绘示其它部分。

在本实施例中,复合感测芯片模块50进一步具有一直接接触式温度传感器52及一温度接触点54。在本实施例中,当一使用者戴上穿戴元件33(例如但不限于为一手表)于其手腕时,此时,穿戴元件33的温度接触点54将是直接面向待测物16(例如但不限于为手腕的皮肤)。如此一来,在本实施例中,复合感测芯片模块50可以通过直接接触式温度传感器52“接触式”地侦测手腕的皮肤温度。其中,温度接触点54用以直接接触待测物16(例如但不限于为手腕的皮肤);直接接触式温度传感器52用以根据温度接触点54所传递的讯号来判断温度。其中温度接触点54与透光口21(参阅图2A~2C)位于复合感测芯片模块50的不同侧。复合感测芯片模块50可以经由透光口21(与透光区21a)使用“非接触式”的方式来感测额头温度。

意即:在本实施例中,使用者可以使用“接触式”的方式来感测手腕的皮肤温度,例如用来追踪自身的体温变化,且也可使用“非接触式”的方式来感测温度,例如用来感测他人温度、其它对象,由此使本发明的具有复合感测功能的穿戴式装置100可提供使用者更大的便利性。

除此之外,本实施例的复合感测芯片模块50亦具有前述实施例的复合感测芯片模块20、30、40所提及的优点及特征,在此便不再赘述。

请参考图7B。图7B显示本发明的复合感测芯片模块的又一实施例。为了图面清楚,在图7B中,仅绘示出红外线温度感测模块22。

本实施例的复合感测芯片模块60与前述实施例的复合感测芯片模块50采用相似的结构,二者不同之处在于:皮肤温度接触点54经由讯号传递结构53而与红外线温度感测模块22耦接。如此一来,仅使用单一红外线温度感测模块22,便可以进行温度感测与判读。

除此之外,本实施例的复合感测芯片模块60亦具有前述实施例的复合感测芯片模块20、30、40、50所提及的优点及特征,在此便不再赘述。

请参考图8并对照图9A。图8显示本发明的复合感测芯片模块的又一实施例的俯视图。图9A显示本发明的复合感测芯片模块的又一实施例。

本实施例的复合感测芯片模块70与前述实施例的复合感测芯片模块30采用相似的结构,二者不同之处在于:图5B所示的影像传感器23与红外线温度感测模块22在本实施例中被整合成单一的影像与红外线温度复合模块72(如图8的俯视图所示),使体积缩小并有效降低成本。对应地,影像与红外线温度复合模块72通过导线231及222与对应的外部电路连接。

除此之外,本实施例的复合感测芯片模块70亦具有前述实施例的复合感测芯片模块30所提及的优点及特征,在此便不再赘述。

请参考图9B。图9B显示本发明的复合感测芯片模块的又一实施例。本实施例的复合感测芯片模块80与前述实施例的复合感测芯片模块40采用相似的结构,二者不同之处在于:图5C所示的影像传感器23与红外线温度感测模块22在本实施例中被整合成单一的影像与红外线温度复合模块82(如图8的俯视图所示),使体积缩小并有效降低成本。

除此之外,本实施例的复合感测芯片模块80亦具有前述实施例的复合感测芯片模块40所提及的优点及特征,在此便不再赘述。

请参考图9C。图9C显示本发明的复合感测芯片模块的又一实施例。本实施例的复合感测芯片模块90与前述实施例的复合感测芯片模块80采用相似的结构,二者不同之处在于:相较于图9B所示的影像与红外线温度复合模块82利用一分隔部27c来分隔第一腔室A和第二腔室B,本实施例的复合感测芯片模块90的第一腔室A和第二腔室B合并为单一腔室,因此也不具有分隔部27c。在图9C所示的实施例中,影像与红外线温度复合模块82所在的腔室,可在封装时填入前述的填充材料29。

以上已针对较佳实施例来说明本发明,只是以上所述,仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容,并非用来限定本发明的权利范围。在本发明的相同精神下,本领域技术人员可以思及各种等效变化。凡此种种,皆可根据本发明的教示类推而得,因此,本发明的范围应涵盖上述及其它所有等效变化。此外,本发明的任一实施例不必须达成所有的目的或优点,因此,权利要求的任一项也不应以此为限。

Claims (15)

1.一种具有复合感测功能的穿戴式装置,其特征在于,包含:
一穿戴元件,可供穿戴于一使用者的一身体部位上,该穿戴元件具有至少二个透光口,其中的一透光口设置于该穿戴元件的一上表面,另一该透光口设置于该穿戴元件的一下表面;
至少二个复合感测芯片模块,设置于该穿戴元件内,分别对应于前述透光口,用以执行影像感测与红外线温度感测的功能,各复合感测芯片模块包含:
一影像感测模块,用以经由该对应的透光口而以影像感测方式感测一待测物的物理或生理特征;以及
一红外线温度感测模块,用以经由该对应的透光口而以红外线温度感测方式感测温度;
其中,对应于该上表面的该透光口的该复合感测芯片模块执行“非接触式温度感测”,对应于该下表面的该透光口的该复合感测芯片模块执行“接触式感测”,藉此,该具有复合感测功能的穿戴式装置于单一的该穿戴元件中整合于该穿戴元件的该上表面的该透光口所执行的“非接触式温度感测”与于该穿戴元件的该下表面的该透光口所执行的“接触式感测”。
2.如权利要求1所述的具有复合感测功能的穿戴式装置,其中,该影像感测模块用以侦测心跳、血氧浓度、血压或呼吸率。
3.如权利要求1所述的具有复合感测功能的穿戴式装置,其中,该至少二个复合感测芯片模块还包含一基板、一上盖、以及至少一分隔部,该上盖与该至少一分隔部位于该基板上方以形成至少两腔室,以分别容纳该影像感测模块和该红外线温度感测模块,且该至少两腔室具有透光区,在该透光区和该穿戴元件的透光口之间可容许光线传递。
4.如权利要求3所述的具有复合感测功能的穿戴式装置,其中,该影像感测模块包含一光源与一影像传感器,且该上盖与该至少一分隔部位于该基板上方以形成至少三腔室,以分别容纳该光源、该影像传感器和该红外线温度感测模块,且该至少三腔室具有透光区,在该透光区和该穿戴元件的透光口之间可容许光线传递。
5.如权利要求1所述的具有复合感测功能的穿戴式装置,其中,该影像感测模块包含一光源与一影像传感器,且该影像传感器与该红外线温度感测模块整合为单一模块。
6.如权利要求5所述的具有复合感测功能的穿戴式装置,其中,该至少二个复合感测芯片模块还包含一基板、一上盖、以及至少一分隔部,该上盖与该至少一分隔部位于该基板上方以形成至少两腔室,以分别容纳该光源和该单一模块,且该至少两腔室具有透光区,在该透光区和该穿戴元件的透光口之间可容许光线传递。
7.如权利要求4、5或6所述的具有复合感测功能的穿戴式装置,其中,该光源、该影像传感器和该红外线温度感测模块皆不以填充材料覆盖。
8.如权利要求3、4或6所述的具有复合感测功能的穿戴式装置,其中,该红外线温度感测模块对应的透光区以一滤光材料全部或部分封闭。
9.如权利要求3、4或6所述的具有复合感测功能的穿戴式装置,其中,该红外线温度感测模块上方连接有一保护上盖层,且在该保护上盖层与该红外线温度感测模块之间不填入填充材料。
10.如权利要求3、4或6所述的具有复合感测功能的穿戴式装置,其中,在该红外线温度感测模块和对应的透光区之间设有防护环,围绕该红外线温度感测模块和该对应的透光区之间的侧方。
11.如权利要求1所述的具有复合感测功能的穿戴式装置,其中,该至少二个复合感测芯片模块还包含有一微机电元件,提供以下作用之一:汗水传感器、UV光传感器、气体传感器、加速度计、陀螺仪、高度计、或计步器。
12.如权利要求1所述的具有复合感测功能的穿戴式装置,其中,该穿戴元件还具有一透光口设置于该穿戴元件的侧表面。
13.一种具有复合感测功能的穿戴式装置,包含:
一穿戴元件,可供穿戴于一使用者的一身体部位上,该穿戴元件具有至少一透光口;
至少一个复合感测芯片模块,设置于该穿戴元件内,用以执行影像感测与红外线温度感测的功能,该复合感测芯片模块包含:
一影像感测模块,用以经由该至少一透光口而以影像感测方式感测一待测物之物理或生理特征;以及
一红外线温度感测模块,用以经由该至少一透光口而以红外线温度感测方式感测温度,
其中,该穿戴元件的上表面和下表面皆具有透光口,且该复合感测芯片模块除包含前述红外线温度感测模块外另包含一个直接接触式温度传感器,用以分别经由该上表面和下表面两透光口而感测温度,
其中该复合感测芯片模块包含一温度接触点,位于该下表面,用以直接接触该待测物;该温度接触点与该直接接触式温度传感器耦接,藉此,位于该下表面的该温度接触点与位于该上表面的透光口彼此位于该复合感测芯片模块的不同侧;
其中,该复合感测芯片模块分别经由该上表面的该透光口和该温度接触点分别执行“非接触式温度感测”和“接触式感测”,藉此,该具有复合感测功能的穿戴式装置于单一的该穿戴元件中整合“非接触式温度感测”与“接触式感测”。
14.一种具有复合感测功能的穿戴式装置,其特征在于,包含:
一穿戴元件,可供穿戴于一使用者的一身体部位上,该穿戴元件具有至少一透光口;
至少一个复合感测芯片模块,设置于该穿戴元件内,用以执行影像感测与红外线温度感测的功能,该复合感测芯片模块包含:
一影像感测模块,用以经由该至少一透光口而以影像感测方式感测一待测物的物理或生理特征;以及
一红外线温度感测模块,用以经由该至少一透光口而以红外线温度感测方式感测温度,其中该穿戴元件的上表面和下表面皆具有透光口,且该至少一个复合感测芯片模块除包含前述红外线温度感测模块外另包含一温度接触点,位于该下表面,用以直接接触该待测物;该温度接触点经由一讯号传递结构而与该红外线温度感测模块耦接,藉此,位于该下表面的该温度接触点与位于该上表面的透光口彼此位于该至少一个复合感测芯片模块的不同侧;
其中,该至少一个复合感测芯片模块分别经由该上表面的该透光口和该温度接触点分别执行“非接触式温度感测”和“接触式感测”,藉此,该具有复合感测功能的穿戴式装置于单一的该穿戴元件中整合“非接触式温度感测”与“接触式感测”。
15.如权利要求1、13或14所述的具有复合感测功能的穿戴式装置,其中,该红外线温度感测模块包含一红外线探测端、一温度感测开关与一热电堆电路,当该温度感测开关通过该红外线探测端接收到一高于某临界值的温度讯号,即使能该热电堆电路而执行一实时温度量测功能;又当该热电堆电路未受使能时,则处于省电待命状态。
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