CN1530639A

CN1530639A - 整合影像显示的体温计

Info

Publication number: CN1530639A
Application number: CNA031206328A
Authority: CN
Inventors: 李宗N; 李宗昇; 陈龙德; 曾国华; 吴家兴
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2023-03-17
Also published as: CN100472193C

Abstract

一种整合影像显示的体温计。同时具有红外线传感装置与可见光传感装置，因此可以同时检测到红外线信号所代表的体温，又可以借助于可见光得到检测区域的图像。因此，除了可以得到测量的体温外，还可以通过图像来判断是否检测到正确位置的温度，以及通过图像来协助判断检测区域的状况。

Description

整合影像显示的体温计

技术领域

一种整合影像显示的体温计，特别是一种可以同时接收分析红外线信号与可见光信号，进而可以透过可见的影像协助诊断的整合影像显示体温计。

背景技术

由于人体的体温温度范围所辐射出的电磁波主要是位于红外线的范围，因此借助于接收分析这些红外线区域的电磁波，便可以由热辐射反推出人体的温度。特别是当所使用的仪器可以精确灵敏地只传感到一小部份的红外线信号，并可立即推算出相对的体温。

基于这个概念，近年来已有耳道探头式体温计被推出并成为热门产品。藉由将耳道探头的检测口对准耳朵内部，便可以检测到耳朵内的温度。特别是由于只需要接收到足够的传感信号即可，而不需要像已知的水银体温计，在测量时，必须有一个水银体温计与测量部位达到热平衡的过程，因此测量时间缩短到不到一秒钟完成，这对于量测好动或生病的孩子更为方便实用。一般而言，如图1A所示，已知技术的耳道探头式体温计至少包含两大部份：红外线传感装置11，用以检测多数个红外线信号；以及分析处理装置12，用以分析处理这些红外线信号。当然，视具体产品的不同规格，如图1B所示，还可以有信号传输装置13(有线或无线皆可)、电源装置14、控制界面装置15等，以及可以视需要再选用的装置。

在现有技术中，对于耳道探头式体温计已有许多的改良，例如更好掌握的外型、更灵敏的红外线传感器、更短的量测时间、自动记忆功能、自动断电的省电设计等等。但是，对于是否能保证正确地测量到正确区域部位的体温，以及对于在提供体温信息外是否还能进一步提供其它的信息功能的体温计，目前还较为少见。

但是，根据统计约有百分之五的婴幼儿有耳道弯曲的现像，使得测量时往往有所误差，即测量不到位于耳朵内部的中枢神经温度或耳膜温度，特别是，即便耳道没有弯曲，光是耳垢的存在或是使用者的操作不当，也可能导致测量结果的不正确。进一步说，由于已知的耳道探头式体温计只能测量温度，而看不到耳朵内部状况，即便是将红外线传感器的测量精密度提升到可以只测量到距红外线传感器附近一立方公分内的温度，也无法利用这么精密的红外线传感器来找出耳朵内部的具体部位是哪里发炎，而只能检测到耳朵内部有发炎的症状。

综上所述，已知的耳道探头式体温计仍有明显可以改善的空间，值得更多的研究与发展。

发明内容

本发明的一主要目的为提供一种整合影像显示的体温计，特别是提供一种适合用于测量人体的耳朵部位、口腔部位与喉咙部位等等不是直接暴露于外界的体温计。

本发明的另一主要目的为提供一种整合影像显示的体温计，特别是提供一种既可以检测温度而又可以获得被测量温度部位的其它讯息的整合影像显示的体温计。

本发明的另一主要目的为提供一种整合影像显示的体温计，透过同时接收处理红外线信号以及可见光信号，来改善已知耳道探头式体温计所无法避免的诸多缺点。

本发明所提出的整合影像显示的体温计，基本上同时具有红外线传感装置与可见光传感装置。因此，本发明可以同时检测到代表体温的红外线信号，以及代表被检测区域的图像。藉此，本发明除了可以得到体温外，还可以透过图像来判断是否检测到正确位置的温度，并可透过图像来协助判断检测区的状况。举例来说，可以透过图像来判断整合影像显示体温计的红外线检测装置的位置，进而可以判断人体器官内具体部位的温度(特别是当红外线检测装置够敏感时)；同时更可以透过图像来协助判断，测量到的温度所代表的症状是否位于测量区域附近的某处。

与现有技术相比较，本发明至少具有下列的优点：

(1)同时接收分析红外线与可见光，提供了双重的讯息。因此，可以避免只接收分析红外线的已知技术，所难免产生的诸多缺失。

(2)透过可见光的使用，可以判断红外线传感器的位置。藉此，除可以避免因耳道弯曲或操作不当而没有检测到正确部位的体温。

(3)透过可见光的使用，可以判断整合影像显示的体温计目前正在测量的部份。藉此，可以在使用灵敏度够高的红外线传感器时，不只可以量到一个部位(如耳朵或口腔)的平均温度，还可以再进一步地量测这个部位内的温度分布状况。

(4)由于红外线传感器与可见光传感器都是已知的商业化技术，而且分离可见光与红外线也是已知的商业技术。因此，本发明可以应用已知的商业技术便可以轻易实现，只要在观念上有显著突破，本发明是并没有多大的技术困难也不会增加多少的成本。

(5)由于可见光可以获得影像，而且精密的红外线传感器也可以获得影像(如某些夜视镜或热影像仪)。因此，使本发明可以不只是一个体温计，而还可以扮演部份的内窥镜、鼻镜等等的功能。

(6)由于传输技术(不论是有线传输或是无线传输)的进步，以及储存技术的进步。本发明还可以联接(或包含)用以记录、传输与储存影像的装置，藉以将温度与影像都转成电子档案，而有利于电子化病历等等的使用。

本发明的发明人首先指出耳道探头式体温计与已知水银式体温计最大的不同(或说相比较下最大的优点)，便是耳道探头式体温计只接收来自外界的红外线信号，而不需要像水银式体温计般让水银与外界测量部位交换热量，到达成热平衡后才能测量。换句话说，耳道探头式体温计最大的优点是只接受热幅射信号，而不与外界反应。也因此，任何对耳道探头式体温计的进一步改良，都不宜改变只接收信号而不与外界反应(特别是不需与外界达到热平衡)这个主要特征。

进一步地说，本发明的耳道探头式体温计之所以能有这个主要特征，是因为耳道探头式体温计接收代表体温的红外线信号，而红外线信号是电磁辐射，只取决于发射红外线的身体部位而已(当然，耳道探头式体温计不能去加热改变耳腔内的温度)。但是，更进一步地，本发明特别指出，任何的电磁辐射都具有这样的特性，不论是红外线、紫外线、微波或甚至可见光。

因此，本发明提出一个解决已知技术耳道探头式体温计的上述各种缺陷的作法：除了检测红外线外，也同时检测可见光。这二者都是电磁辐射，检测都可以在瞬间完成，而都不会对要测量的人体部位产生多少的影响。然而，当可见光也被检测时，除了红外线代表的体温外，还可以提供被测量部份的影像，进而提供判断体温计是测量到哪里的讯息，大大减少因为耳道弯曲或耳垢存在，而不能检测到正确部位体温的错误信息。此外，也还可以透过可见光的影像，提供诊断被测量部位的进一步参考信息(例如判断耳道是何处有发炎的红肿现像)。

当然，如果使用的红外线传感器足够灵敏，也是可以不只读出一个温度，而是得到一个热分布影像，进而提供更多的讯息。当然，此时可见光信号所提供的影像仍是很有帮助的，因为可以提供温度高低以外的许多讯息，如耳垢是干是湿、如发炎红肿部份的表面是有怎样的疹子等等。

当然，本发明的重点是在于综合使用红外线与可见光，来得到体温与影像。至于，传感器的细节、信号的处理装置、影像与体温相关信息的传播等等，都只是本发明的进一步规划，并不是本发明的最核心特征。换言之，本发明的重点在于观念的突破，在于设想到将”检测可见光获得影像”的作法整合到已知的耳道探头式体温计。因此，所有的已知技术，如可见光传感器与影像处理技术等等，本发明都可以应用，而使得本发明在应用上，不会有严重的技术困难要克服，或是有严重的成本增加问题。

而且，由于本发明综合使用了红外线与可见光，可以看出没有理由限制本发明只能应用在测量耳朵的温度。举凡掖下、股沟、口腔、鼻孔与肛门等等，都是本发明可以应用的实施例。当然，为了让红外线可以有效地测量而不会被人体皮肤干扰，以及为了发挥使用可见光的优点，本发明特别适用于来测量口腔、鼻孔与肛门等等可以直接测量到人体薄膜组织的器官。

附图说明

图1A至图1B为已知的耳道探头式体温计的二种基本构造示意图；

图2A至图2E为本发明所提出的一种整合影像显示体温计实施例的一些基本构造示意图；以及

图3A至图3D为本发明所提出的另一种整合影像显示体温计实施例的一些基本构造示意图。

图中符号说明：

11 红外线传感装置

12 分析处理装置

13 信号传输装置

14 电源装置

15 控制界面装置

20 光线入口

21 红外线传感装置

22 可见光传感装置

23 分析处理装置

24 可见光光源

25 显示装置

26 传输装置

27 红外线滤片

28 可见光滤片

301 红外线信号

302 可见光信号

31 光线接受装置

32 双光谱分离装置

33 红外线传感装置

34 可见光传感装置

35 分析处理装置

36 红外线滤片

37 可见光滤片

具体实施方式

本发明的一些实施例会详细描述如下。然而，除了详细描述外，本发明还可以广泛地在其它的实施案例中。即本发明的范围不受在此提出的实施例的限制，而应以提出的专利范围为准。

根据上面的讨论，本发明的一较佳实施案例为一种整合影像显示的体温计，如图2A所示，至少包含：红外线传感装置21，用以接收与检测多数个红外线信号、可见光传感装置22，用以接收与检测多数个可见光信号；以及分析处理装置23，用以分析处理这些红外线信号与这些可见光信号。比较图2A与图1A，明显可以看出可见光传感装置22是本实施案例的主要特征所在。当然，多了可见光信号，分析处理装置23与原有的分析处理装置12也会有所不同，使得原有的分析处理装置12只是本发明分析处理装置23的一部份。

在此，这些可见光信号可以被用来组成一个可见光画面；而若红外线传感装置21足够灵敏，这些红外线信号也可以被用来组成一个红外线画面(或说热分布画面)。一般来说，红外线传感装置21基本上为红外线温度传感器，而可见光传感装置22基本上可以是电荷耦合装置检测器(charger coupled device sensor，CCD sensor)或互补式金属氧化物晶体管检测器(complementary metal oxide sensor，CMOSsensor)。

在此实施例中，可见光可以是被测量区域(如耳朵)原本就存在的自外界进入的光线(如果可见光传感装置22够灵敏)，也可以是在测量时自外界输入的光线。而若光线是自外界输入，可以是将此可见光光源24附着于本实施例中，如图2B所示，也可以是额外使用的任何可见光光源(如诊疗室的日光灯)。本实施例并不需要限制这些细节，但一般而言，为求确保充分照明，可见光光源24通常是附着在体温计上的高亮度发光二极管、钨丝灯泡或冷萤光。

除此之外，如图2C所示，本实施例还可以包含显示装置25，用以显示对应到这些红外线信号与这些可见光信号的温度值与画面。如图2D所示，本实施案例还可以包含传输装置26，用以将对应到这些红外线信号与这些可见光信号的画面，以有线传输或(及)无线传输的方式传输至外界。当然，显示装置25与传输装置26二者，可以分别存在，也可以共同存在。

当然，为避免可见光与红外线混在一起的影响，如图2E所示，本实施例也是可以在红外线传感装置21与光线入口20中间视需要安置红外线滤片27，而且(或是)在双光谱分离装置32与光线入口20之间视需要安置可见光滤片28。

再者，本实施例也还可以让分析处理装置23，视需要地具有下列的功能：(1)在一段时间没有使用后，自动进入省电模式。例如将所有传感器与可见光光源都先关机。(2)在检测到的温度超过一个预定值时(如38.5℃)，便主动发出警示声音与讯息。(3)不主动进行与外界联络的传输，除非使用者输入传输指令。

此外，分析处理装置23可以是下列之一或其任意组合：微处理器、数字信号处理器、uC或uP。传输装置26可以是下列之一或其任意组合：红外线界面、微波界面、蓝牙传输界面或通用串行端口界面，而所使用的资料格式可以是NTSC、PLA或VGA。显示装置27可以是下列之一或其任意组合：液晶屏幕或电浆屏幕。

本发明的另一较佳实施例为一种整合影像显示的体温计，如图3A所示，至少包含：光线接受装置31，用以检测多数个红外线信号与多数个可见光信号；双光谱分离装置32，用以分离这些红外线信号与这些可见光信号；红外线传感装置33，用以检测这些个红外线信号；可见光传感装置34，用以检测这些可见光信号；以及分析处理装置35，用以分析处理这些红外线信号与这些可见光信号。显然地，比较图3A与图2A及图1A，可以看出本实施例的主要特征是在于光线接受装置31、双光谱分离装置32与可见光传感装置34三者，特别是光线接受装置31以及双光谱分离装置32二者。

由于本实施例与前一实施例的主要不同点是在于光线接受装置31与双光谱分离装置32，因此随后对此实施例的讨论将集中在光线接受装置31与双光谱分离装置32，而省略其它与前一实施例相同的部份。

在此实施例中，双光谱分离装置32为任何可以将一起进入本整合影像显示体温计的红外线与可见光分离开的装置。而由于红外线与可见光的波长明显不同，因此任何可以分离不同波长的电磁辐射的组件都可以作为双光谱分离装置32。一般而言，双光谱分离装置32可以是分光镜、锗窗口(germanium window)或硅窗口(silicon window)。

进一步地，如图3B所示，双光谱分离装置32可以使得这些红外线信号301与这些可见光信号302一者穿透双光谱分离装置32但另一者被双光谱分离装置32所反射。当然，如图3C所示，双光谱分离装置32也可以是使得这些红外线信号301与这些可见光信号302都能穿透双光谱分离装置32，但是二者在穿透后的传播方向(或强度)不同。

当然，为避免双光谱分离装置32分离可见光与红外线分离得不够完全，如图3D所示，本实施例也是可以在双光谱分离装置32与红外线传感装置33中间视需要安置红外线滤片36，而且(或是)在双光谱分离装置32与可见光传感装置34之间视需要安置可见光滤片37。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的申请专利范围。在不脱离本发明的实质内容的范畴内仍可予以简化而加以实施，此等变化应仍属本发明的范围。因此，本发明的范畴由申请专利范围所界定。

Claims

1.一种整合影像显示的体温计，其特征在于，该整合影像显示的体温计包含：

一红外线传感装置，用以接收与检测多数个红外线信号；

一可见光传感装置，用以接收与检测多数个可见光信号；以及

一分析处理装置，用以分析处理该些红外线信号与该些可见光信号。

2.如权利要求1所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，该些可见光信号对应到一可见光画面。

3.如权利要求1所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，该些红外线信号对应到一红外线画面。

4.如权利要求1所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，该红外线传感装置为一红外线温度传感器。

5.如权利要求1所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，该可见光传感装置选自下列之一：电荷耦合装置检测器以及互补式金属氧化物晶体管检测器。

6.如权利要求1所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，更包一可见光光源，在此该可见光光源选自下列之一：高亮度发光二极管与钨丝灯泡。

7.如权利要求1所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，更包含一显示装置，用以显示对应到该些红外线信号与该些可见光信号的一温度值与一画面。

8.如权利要求1所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，更包含一传输装置，将对应到该些红外线信号与该些可见光信号的一画面传输至外界，在此该传输装置的传输方式选自下列之一：有线传输以及无线传输。

9.一种整合影像显示的体温计，其特征在于，该整合影像显示的体温计包含：

一光线接受装置，用以接收多数个红外线信号与多数个可见光信号；

一双光谱分离装置，用以分离该些红外线信号与该些可见光信号；

一红外线传感装置，用以检测该些红外线信号；

一可见光传感装置，用以检测该些可见光信号；以及

10.如权利要求9所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，该些可见光信号对应到一可见光画面。

11.如权利要求9所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，该些红外线信号对应到一红外线画面。

12.如权利要求9所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，该红外线传感装置为一红外线温度传感器。

13.如权利要求9所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，该可见光传感装置系选自下列之一：电荷耦合装置检测器以及互补式金氧半晶体管检测器。

14.如权利要求9所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，该双光谱分离装置系选自下列之一：分光镜、锗窗口与硅窗口。

15.如权利要求9所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，该双光谱分离装置使得该些红外线信号与该些可见光信号其一者穿透该双光谱分离装置但另一者被该双光谱分离装置所反射。

16.如权利要求9所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，该双光谱分离装置使得该些红外线信号与该些可见光信号都能穿透该双光谱分离装置，但是二者在穿透后的传播方向不同。

17.如权利要求9所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，该双光谱分离装置使得该些红外线信号与该些可见光信号都能被该双光谱分离装置所反射，但是二者在反射后的传播方向不同。

18.如权利要求9所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，更包含一可见光光源，在此该可见光光源选自下列之一：高亮度发光二极管与钨丝灯泡。

19.如权利要求9所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，更包含一显示装置，用以显示对应到该些红外线信号与该些可见光信号的一温度值与一画面。

20.如权利要求9所述的整合影像显示的体温计，其特征在于，更包含一传输装置，将对应到该些红外线信号与该些可见光信号的一画面传输至外界，在此该传输装置的传输方式系选自下列之一：有线传输以及无线传输。