TW202042746A - 量測裝置及量測方法 - Google Patents

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TW202042746A
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蔡宗軒
翁志偉
陳其延
簡志軒
李志鴻
沈柏君
莊亞欣
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達爾生技股份有限公司
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

一種量測裝置,包含殼體、光發射器、第一光感測器以及第二光感測器。殼體具有通道。光發射器設置於殼體內,並用以朝通道提供具有相異波長之多個光束。第一光感測器設置於殼體內,並與光發射器位在通道之同一側,其中第一光感測器具有第一感測面,且第一感測面面向通道。第二光感測器設置於殼體內,並與第一光感測器分別位在通道之相對側,其中第二光感測器具有第二感測面,且第二感測面面向通道。

Description

量測裝置及量測方法
本揭露內容是關於一種量測裝置及量測方法。
由於飲食與生活習慣的改變,慢性疾病已成為當前醫學領域的關注焦點。對此,由於慢性疾病無法根治,故目前應對方式為早期發現,以避免病情加重。慢性疾病包含像是高血壓、高血脂、心臟病、及糖尿病等。以糖尿病來說,其屬於一種代謝疾病,症狀為患者的血糖會長期高於標準值。因此,糖尿病的患者常需要自行檢測血糖濃度,從而經由檢驗來得知血糖濃度的高低,藉此控制飲食並維持血糖濃度。
隨著科技發展,醫學領域對疾病的檢測能力也隨之提升,像是可使用非侵入式的量測方式來得到血糖濃度。然而,在使用非侵入式的量測方式的過程中,受測目標將可能因發生移動或抖動而干擾到量測結果。因此,如何讓非侵入式的量測方式能更精確地得到受測目標的血糖濃度,已成為相關領域的研究發展方向之一。
本揭露內容之一實施方式提供一種量測裝置,包含殼體、光發射器、第一光感測器以及第二光感測器。殼體具有通道。光發射器設置於殼體內,並用以朝通道提供具有相異波長之多個光束。第一光感測器設置於殼體內,並與光發射器位在通道之同一側,其中第一光感測器具有第一感測面,且第一感測面面向通道。第二光感測器設置於殼體內,並與第一光感測器分別位在通道之相對側,其中第二光感測器具有第二感測面,且第二感測面面向通道。
於部分實施方式中,通道之末端為封閉端,且量測裝置更包含第三光感測器。第三光感測器設置於殼體內,其中第三光感測器具有第三感測面,且第三感測面面向通道之末端。
於部分實施方式中,量測裝置更包含第四光感測器。第四光感測器設置於殼體內,並與第一光感測器位在通道之同一側,其中第四光感測器具有第四感測面,且第四感測面面向通道。
於部分實施方式中,量測裝置更包含溫度感測器。溫度感測器設置於殼體內,並與第一光感測器位在通道之同一側,其中溫度感測器具有溫度感測面,且溫度感測面面向通道。
於部分實施方式中,光發射器包含多個發光元件以及光纖。發光元件分別用以提供光束。光纖具有主體與多個分支,分支分別光學耦合發光元件,並延伸以共同匯集至主體,主體具有光發射面,且光發射面面向通道。
於部分實施方式中,光發射器包含多個發光元件。發光元件分別用以提供光束,其中發光元件各自具有光發射面,且光發射面面向通道,而且相異波長係選自940奈米、970奈米、1200奈米及1300奈米。
本揭露內容之一實施方式提供一種量測裝置,包含殼體、光發射器、第一光感測器以及第二光感測器。殼體具有通道,且通道之末端為封閉端。光發射器設置於殼體內,並具有光發射面,光發射面面向通道之末端,且光發射器用以自光發射面朝通道提供具有相異波長之多個光束。第一光感測器設置於殼體內,其中第一光感測器具有第一感測面,且第一感測面面向通道。第二光感測器設置於殼體內,並與第一光感測器分別位在通道之不同側,其中第二光感測器具有第二感測面,且第二感測面面向通道。
於部分實施方式中,第一光感測器與第二光感測器分別位在通道之相對側。
於部分實施方式中,第一光感測器之第一感測面朝向第一方向,第二光感測器之第二感測面朝向第二方向,且第一方向與第二方向之間的夾角介於90度與180度之間。
本揭露內容之一實施方式提供一種量測方法,包含以下步驟。發射至少一光束照射待測物。透過第一光感測器與第二光感測器測得第一光強度數值與第二光強度數值,其中第一光感測器與第二光感測器係分別位於待測物之不同側。將第一光強度數值與第二光強度數值匯入至資料庫進行比對,以輸出對應待測物之生理數值。
於部分實施方式中,將第一光強度數值與第二光強度數值匯入至資料庫進行比對之步驟包含分配第一權重至第一光強度數值以及分配第二權重至第二光強度數值,且第一權重異於第二權重。
於部分實施方式中,發射至少一光束照射待測物之步驟包含以下步驟。使用具有第一波長之第一光束照射待測物。使用具有第二波長之第二光束照射待測物。使用具有第三波長之第三光束照射待測物。使用具有第四波長之第四光束照射待測物,其中第一波長、第二波長、第三波長與第四波長彼此相異。
於部分實施方式中,使用第一光束照射待測物,使用第二光束照射待測物,使用第三光束照射待測物,使用第四光束照射待測物為依序且輪流地進行。
於部分實施方式中,量測方法更包含以下步驟。感測待測物之溫度,以得到溫度數值。將溫度數值、第一光強度數值與第二光強度數值共同匯入至資料庫進行比對。
於部分實施方式中,量測方法更包含以下步驟。透過第三光感測器與第四光感測器分別測得第三光強度數值與第四光強度數值,其中第一光感測器、第二光感測器、第三光感測器及第四光感測器足以測得反射光、穿透光與散射光。
於部分實施方式中,量測方法更包含以下步驟。將第一光強度數值、第二光強度數值、第三光強度數值與第四光強度數值乘上相異的權重,再共同匯入至資料庫進行比對,以輸出對應待測物之生理數值。
以下將以圖式揭露本揭露內容之複數個實施方式,為明確說明起見,許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而,應瞭解到,這些實務上的細節不應用以限制本揭露內容。也就是說,在本揭露內容部分實施方式中,這些實務上的細節是非必要的。此外,為簡化圖式起見,一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。在所有圖式中相同的標號將用於表示相同或相似的元件。
在本文中,使用第一、第二與第三等等之詞彙,來描述各種元件、組件、區域、層是可以被理解的。但是這些元件、組件、區域、層不應該被這些術語所限制。這些詞彙是用來辨別單一元件、組件、區域、層。因此,在下文中的第一元件、組件、區域、層也可被稱為第二元件、組件、區域、層,而不脫離本揭露內容的本意。此外,在本文中,用語「連接」,指的可以是「直接連接」或「間接連接」。
本揭露內容的量測裝置為用以量測受測者的光學訊號,從而推得受測者的血糖濃度。量測裝置可包含光發射器以及超過一個的光感測器,且這些光感測器可對應受測者的不同位置,例如指腹、指背、指尖、耳垂或其他合適受測之生物體部位。因此,於光發射器提供光束照射受測者的手指後,可產生多種類型的光學訊號(反射訊號、穿透訊號、散射訊號),從而將這些光學訊號列為比對受測者之生理數值時的參數,藉以提升比對準確率。
請先參照第1A圖,第1A圖為依據本揭露內容之第一實施方式繪示量測裝置100A的側視示意圖。本實施方式中,量測裝置100A可應用為指套,並可透過量測受測者的光學訊號來推得受測者的生理數值,像是血氧濃度、血紅素濃度、血糖濃度、血流速度等生理指標。量測裝置100A包含殼體110、光發射器120、第一光感測器130、第二光感測器132、第三光感測器134、第四光感測器136以及溫度感測器140。
殼體110具有開口112、通道114及標記結構116,且通道114之末端114T為封閉端。當受測者要進行光學訊號量測時,受測者可將手指10(或其他待測物)透過開口112伸入至通道114內。通道114的長度可足以使殼體110至少能包覆受測者的手指10之第一指節與第二指節,其中第一指節係受測者的手指10的末端。標記結構116可做為標記圖案,以使手受測者能得知其手指10之指腹的位置。舉例來說,如第1A圖所示,故受測者可將其手指10之指腹對齊標記結構116。
光發射器120設置於殼體110內,並包含多個發光元件122A、122B、122C、122D以及光纖123,且不同的發光元件122A-122D可用以提供不同波長之光束,波長可為600~1300nm波段區間。具體來說,光束之波長係可選自940奈米、970奈米、1200奈米及1300奈米,像是:發光元件122A可提供具有第一波長之第一光束,其中第一波長大約為940奈米;發光元件122B可提供具有第二波長之第二光束,其中第二波長大約為970奈米;發光元件122C可提供具有第三波長之第三光束,其中第三波長大約為1200奈米;發光元件122D可提供具有第四波長之第四光束,其中第四波長大約為1300奈米。於部分實施方式中,發光元件122A-122D各自可以是發光二極體,像是有機發光二極體、無機發光二極體或其組合。
光纖123可藉由內部不同層體(例如核心層及包覆層;未繪示)來導引各發光元件122A-122D所提供的光束。具體來說,光纖123具有主體124與多個分支126,其中分支126可分別光學耦合發光元件122A-122D,並延伸以共同匯集至主體124,使得各發光元件122A-122D所提供的光束可透過對應的分支126進入主體124。主體124具有光發射面124S,且光發射面124S面向通道114,從而將來自各分支126之光束透過光發射面124S射入至通道114內。透過此配置,光發射器120可藉由光纖123來朝通道114提供具有相異波長之多個光束,使得殼體110內的元件配置能更彈性。
第一光感測器130設置於殼體110內,並與光發射器120位在通道114之同一側。舉例來說,第1A圖中,第一光感測器130與光發射器120可位在通道114之下側。第一光感測器130具有第一感測面130S,且第一感測面130S面向通道114。
第二光感測器132設置於殼體110內,並與第一光感測器130分別位在通道114之相對側。舉例來說,第1A圖中,第一光感測器130係位在通道114之下側,而第二光感測器132則是位在通道114之上側。第二光感測器132具有第二感測面132S,且第二感測面132S面向通道114。
第一光感測器130與第二光感測器132相對通道114可採非對稱的配置方式。具體來說,第一光感測器130與第二光感測器132各自至通道114的末端114T之距離會不相同,例如第一光感測器130至通道114的末端114T之距離可大於第二光感測器132至通道114的末端114T之距離。此外,光發射器120至通道114的末端114T之距離可約等於第二光感測器132至通道114的末端114T之距離,使得光發射器120的光發射面124S可對準第二光感測器132的第二感測面132S。
第三光感測器134設置於殼體110內,並毗鄰通道114的末端114T,其中第三光感測器134具有第三感測面134S,且第三感測面134S面向通道114的末端114T。換言之,第1A圖中,第三光感測器134係位在通道114之右側。
第三光感測器134的第三感測面134S與光發射器120的光發射面124S可採非平行的配置方式。具體來說,第三光感測器134的第三感測面134S可視為是朝向第1A圖的橫向方向,而光發射器120的光發射面124S則可視為是朝向第1A圖的縱向方向。
第四光感測器136設置於殼體110內,並與第一光感測器130位在通道114之同一側。也就是說,第1A圖中,第一光感測器130、光發射器120與第四光感測器136會位在通道114之下側。此外,光發射器120的光發射面124S可位在第一光感測器130與第四光感測器136之間。第四光感測器136具有第四感測面136S,且第四感測面136S面向通道114。
各光感測器的光感測面可與通道114的邊界切齊。於部分實施方式中,通道114的邊界可以是由殼體110的內壁與光感測器的光感測面定義。於其他實施方式中,殼體110可更包含具透光性的觀察窗,且通道的邊界可以是由殼體110的內壁及觀察窗定義,其中各光感測器的光感測面可接觸或貼齊於殼體110的觀察窗。於部分實施方式中,各光感測器可以是光電二極體(photodiode)。
當光發射器120朝通道114提供光束的時候,光束會進入受測者的手指10,且至少一部份的光束會在手指10內的組織發生散射。接著,光束會自手指10離開,並進入不同的光感測器,從而透過光感測器測得對應光束的光強度數值,且光感測器可產生對應光強度數值的電性訊號。
各光感測器可依據其相對光發射器120之位置來定義測得的光束類型。舉例來說,由於第一光感測器130及第四光感測器136是與光發射器120位在通道114之同一側,故第一光感測器130及第四光感測器136將可測得於手指10內發生反射的光束,其亦可稱「反射光」。由於第二光感測器132是與光發射器120位在通道114之相對側,故第二光感測器132將可測得穿過手指10的光束,其亦可稱「穿透光」。由於第三光感測器134的第三感測面134S與光發射器120的光發射面124S是採非平行的配置方式,故第三光感測器134所測得的光束會是於手指10內發生散射的光束,其亦可稱「散射光」。也就是說,透過設置三個以上的光感測器,將足以測得反射光、穿透光與散射光。然而,本揭露內容不以此為限制,於其他實施例中,也可以是僅配置兩個光感測器,並至少可以測得反射光、穿透光與散射光之其中二者。
溫度感測器140可選地設置於殼體110內,並與第一光感測器130位在通道114之同一側。亦即,第1A圖中,標記結構116、溫度感測器140、第一光感測器130、光發射器120與第四光感測器136會位在通道114之下側。由於溫度感測器140與標記結構116位在通道114之下側,故溫度感測器140可以測得受測者的手指10的指腹溫度。對此,由於在受測者進行量測的期間,受測者會較傾向按壓殼體110,故量測受測者的手指10的指腹溫度可避免量測結果失真。
溫度感測器140具有溫度感測面140S,且溫度感測面140S面向通道114。溫度感測器140可測得受測者手指10的溫度,並輸出可對應受測者手指10的溫度的電性訊號。於部分實施方式中,溫度感測器140可以是熱電偶、熱敏電阻或電阻溫度偵測器。
溫度感測器140至通道114的末端114T之距離會大於光感測器或光發射器120至通道114的末端114T之距離,例如溫度感測器140至通道114的末端114T之距離會大於第一光感測器至通道114的末端114T之距離,並也大於光發射器120至通道114的末端114T之距離。如此一來,當光發射器120朝通道114提供光束時,可降低光束經反射或散射而行進至溫度感測器140的可能性,從而避免影響到溫度感測器140的量測結果。
透過上述配置,即可透過各光感測器所測得的光強度數值來推得受測者的生理數值。請再看到以下說明。請先看到第1B圖,第1B圖為依據本揭露內容之第一實施方式繪示量測模組200的系統配置的方塊圖。
如第1B圖所示,量測模組200可包含供電模組210、量測裝置100A、記錄器220、控制器230以及顯示器240。供電模組210可供給驅動電壓至量測裝置100A、記錄器220、控制器230以及顯示器240。量測裝置100A的結構可如前述第1A圖所示,並至少包含光發射器120、第一光感測器130、第二光感測器132、第三光感測器134、第四光感測器136以及溫度感測器140。
記錄器220至少可電性連接量測裝置100A的第一光感測器130、第二光感測器132、第三光感測器134、第四光感測器136以及溫度感測器140,從而用以接收並記錄對應量測值的電性訊號。舉例來說,記錄器220可自第一光感測器130及第四光感測器136接收對應反射光的反射訊號;記錄器220可自第二光感測器132接收對應穿透光的穿透訊號;記錄器220可自第三光感測器134接收對應散射光的散射訊號;記錄器220可自溫度感測器140接收對應受測者手指溫度訊號。在此,「記錄對應量測值的電性訊號」指的可以是記錄這些電性訊號隨著時間的準位電壓值。
控制器230可電性連接量測裝置100A,從而控制量測裝置100A內的元件。對此,控制器230可控制光發射器120的不同發光元件122A-122D(如第1A圖所繪)發射光束的時間點,並使其為依序且輪流地進行照射受測者的手指。舉例來說,透過控制器230,可在第一期間之初驅動發光元件122A,從而使用第一光束照射受測者的手指,並在第一期間之末中止驅動發光元件122A;在第二期間之初驅動發光元件122B,從而使用第二光束照射受測者的手指,並在第二期間之末中止驅動發光元件122B;在第三期間之初驅動發光元件122C,從而使用第三光束照射受測者的手指,並在第三期間之末中止驅動發光元件122C;在第四期間之初驅動發光元件122D,從而使用第四光束照射受測者的手指,並在第四期間之末中止驅動第發光元件122D。第一期間、第二期間、第三期間與第四期間為依序且連續的時序關係,且第四期間結束後,可再開始進行第一期間之操作動作,以週期性地驅動光發射器120的發光元件122A-122D(如第1A圖所繪)。此外,控制器230也可使溫度感測器140在第一期間至第四期間連續感測受測者的手指溫度。
另一方面,控制器230也可電性連接記錄器220,從而對記錄器220所記錄之數值進行處理。舉例來說,第一光感測器130、第二光感測器132、第三光感測器134、第四光感測器136及溫度感測器140所測得的光強度數值可分別標記為第一光強度數值、第二光強度數值、第三光強度數值、第四光強度數值及溫度數值。控制器230可分配相異權重予第一光強度數值、第二光強度數值、第三光強度數值、第四光強度數值,例如可分配第一權重至第一光強度數值以及分配第二權重至第二光強度數值,且第一權重異於第二權重。此權重的數值差異可依據各光感測器相對受測者手指之位置而定。控制器230可計算溫度數值的平均值,並得到溫度平均值。接著,控制器230可在各光強度數值乘上對應權重後,連同溫度平均值一起匯入至資料庫(未繪示,其可儲存於控制器230內)進行比對,以得到對應此些數值的目標數值,且此目標數值即為對應受測者之生理數值,像是血氧濃度、血紅素濃度、血糖濃度或血流速度。
資料庫可以是經由多筆樣本建立。具體來說,可先對多個受測者透過量測裝置100A進行量測,並得到與其相關的光強度數值以及溫度數值。之後,再經由化學性或物理性的檢驗,來測出這些受測者的生理數值,像是血氧濃度、血紅素濃度、血糖濃度或血流速度,並將所測得的生理數值與透過量測裝置測得的數值建立連結,以做為參考樣本,從而建立出資料庫。因此,當透過量測裝置100A測得一組光強度數值及溫度平均值的時候,控制器230可藉由資料庫的多筆參考樣本,以比對的方式推得出目標數值,並將目標數值透過顯示器240顯示出來。於部分實施方式中,所使用的比對方式可包含使用類神經人工網絡 (artificial neural network,;ANN)來推得。
對此,在比對過程中,由於是將多種類型的訊號(反射訊號、穿透訊號、散射訊號及溫度訊號)列為比對時的參數,故可提升比對準確率。更進一步來說,若其中一種類型的訊號因量測缺陷致使失真,仍可以透過其他的訊號來比對出目標數值,或是可發出重測需求的警示,從而防止量測結果失真。再者,反射訊號、穿透訊號及散射訊號是由不同波長的光束來測得,因此可進一步地提升量測結果的可靠度。另一方面,由於資料庫是經實際檢驗而建立,故在建立過程中,可依據各訊號對生理數值的相關性來生成權重,從而提升比對準確率,從而防止量測結果失真。
藉由量測模組200,即可實現對受測者進行生理訊號量測之量測方法。請再同時看到第1B圖及第1C圖,其中第1C圖為依據本揭露內容之第一實施方式繪示量測方法的流程圖。如第2B圖所示,量測方法包含步驟S10、S20、S30以及S40。步驟S10為照射受測者的手指;步驟S20為處理數值;步驟S30為匯入至資料庫;步驟S40為輸出受測者的生理數值。
步驟S10中,可透過光發射器120發射光束,以照射受測者的手指。同前所述,光發射器120可以是依序且輪流地以不同波長照射受測者的手指。於光發射器120照射受測者的手指的同時,第一光感測器130至第四光感測器136可同步地接收到光束,並將對應光束之光強度數值以電性訊號的形式輸出至記錄器220,因此可在同一期間內測得對應受測者的手指之「反射光」、「穿透光」與「散射光」。此外,溫度感測器140也會將測得的溫度數值輸出至記錄器220。
步驟S20中,控制器230會將記錄器220所記錄之光強度數值及溫度數值進行處理,例如分配不同權重予不同的光強度數值以及計算溫度數值的平均值。
步驟S30中,經步驟S20處理的數值可共同匯入至資料庫進行比對,從而推得出目標數值。
步驟S40中,可將步驟S30所推得出的目標數值做為受測者之生理數值輸出,其中輸出方式可以是透過顯示器240將具體數值或是具體數值範圍顯示出來。
本揭露內容的量測裝置除了採上述配置之外,當面臨到不同量測需求的時候,例如受測者的指腹因皮膚角質化致使光束不易進入手指內,可變更量測裝置的配置方式,例如可採後述實施方式的配置方式,以利進行光學訊號的量測。
請再看到第2圖,第2圖為依據本揭露內容之第二實施方式繪示量測裝置100B的側視示意圖。本實施方式與第一實施方式的至少一個差異點在於,本實施方式中,標記結構116、溫度感測器140與第二光感測器132係位在通道114之下側,而第一光感測器130、光發射器120與第四光感測器136則是位在通道114之上側。此外,第三光感測器134仍是位在通道114之末端114T。
請看到第3A圖與第3B圖,第3A圖為依據本揭露內容之第三實施方式繪示量測裝置100C的側視示意圖,而第3B圖繪示自通道114看向光發射器120的示意圖。本實施方式與第一實施方式的至少一個差異點在於,本實施方式的光發射器120省略了光纖。具體來說,光發射器120的多個發光元件122A-122D可排列為陣列,其中發光元件122A-122D各自具有光發射面122S,且光發射面122S面向通道114。由於光發射器120的發光元件122A-122D可直接對受測者的手指10提供光束,故可提升各光感測器接收到的光強度數值,從而提升雜訊比。此外,同前所述,光發射器120的發光元件122A-122D可由控制器控制,從而於光學訊號的量測期間為依序且輪流地照射受測者的手指10。
請再看到第4圖,第4圖為依據本揭露內容之第四實施方式繪示量測裝置100D的側視示意圖。本實施方式與第一實施方式的至少一個差異點在於,本實施方式中,標記結構116、溫度感測器140與第二光感測器132係位在通道114之下側,而第一光感測器130、光發射器120與第四光感測器136則是位在通道114之上側。本實施方式的光發射器120省略了光纖,其具體結構可雷同第3B圖所繪,在此不再贅述。此外,第三光感測器134仍是位在通道114之末端114T。
請再看到第5圖,第5圖為依據本揭露內容之第五實施方式繪示量測裝置100E的側視示意圖。本實施方式與第一實施方式的至少一個差異點在於,本實施方式的光發射器120為毗鄰通道114之末端114T,且光發射器120的光發射面124S係面向通道114之末端114T。第一光感測器130與第二光感測器132仍是分別位在通道114之不同側,例如第5圖所繪的第一光感測器130與第二光感測器132為分別位在通道114之相對側。第一光感測器130至光發射面124S的距離可大致等於第二光感測器132至光發射面124S的距離,從而減少光學訊號量測時的變數。此外,於此配置下,當光發射器120朝受測者的手指10提供光束的時候,第一光感測器130與第二光感測器132將會接收到散射光。
請再看到第6圖,第6圖為依據本揭露內容之第六實施方式繪示量測裝置100F的側視示意圖。本實施方式與第五實施方式的至少一個差異點在於,本實施方式的光發射器120省略了光纖,其具體結構可雷同第3B圖所繪,在此不再贅述。
請再看到第7A圖,第7A圖為依據本揭露內容之第七實施方式繪示量測裝置100G的側視示意圖,而第7B圖為沿著第7A圖的視角S看向量測裝置100G的示意圖。為了不使第7A圖過於複雜,第7A圖省略繪示了第一光感測器130與第二光感測器132;為了不使第7B圖過於複雜,第7B圖省略繪示了受測者的手指10、標記結構116以及溫度感測器140。本實施方式與第六實施方式的至少一個差異點在於,本實施方式的第一光感測器130的第一感測面130S與第二光感測器132的第二感測面132S是採非平行的配置方式。具體來說,第一光感測器130的第一感測面130S可朝向第一方向D1,而第二光感測器132的第二感測面132S可朝向第二方向D2,且第一方向D1與第二方向D2之間的夾角θ可介於90度與180度之間。此外,第一光感測器130與第二光感測器132可採相對光發射器120為對稱式的配置方式,從而量測到具有相同位置條件的散射光。然而,本揭露內容不以此為限,於其他實施方式中,在第一方向D1與第二方向D2之間的夾角θ為介於90度與180度之間的情況下,第一光感測器130與第二光感測器132也可採相對光發射器120為非對稱式的配置方式。
綜上所述,本揭露內容的量測裝置包含殼體、光發射器及多個光感測器。殼體具有通道,且不同的光感測器可位在通道之不同側,使得光發射器於提供光束照射受測者的手指後,可產生多種類型的光學訊號(反射訊號、穿透訊號、散射訊號),從而將這些光學訊號列為比對受測者之生理數值時的參數,藉以提升比對準確率。
雖然本揭露內容已以多種實施方式揭露如上,然其並非用以限定本揭露內容,任何熟習此技藝者,在不脫離本揭露內容之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本揭露內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:手指 100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G:量測裝置 110:殼體 112:開口 114:通道 114T:末端 116:標記結構 120:光發射器 122A、122B、122C、122D:發光元件 122S、124S:光發射面 123:光纖 124:主體 126:分支 130:第一光感測器 130S:第一感測面 132:第二光感測器 132S:第二感測面 134:第三光感測器 134S:第三感測面 136:第四光感測器 136S:第四感測面 140:溫度感測器 140S:溫度感測面 200:量測模組 210:供電模組 220:記錄器 230:控制器 240:顯示器 D1:第一方向 D2:第二方向 S:視角 S10、S20、S30、S40:步驟 θ:夾角
第1A圖為依據本揭露內容之第一實施方式繪示量測裝置的側視示意圖。 第1B圖為依據本揭露內容之第一實施方式繪示量測模組的系統配置的方塊圖。 第1C圖為依據本揭露內容之第一實施方式繪示量測方法的流程圖。 第2圖為依據本揭露內容之第二實施方式繪示量測裝置的側視示意圖。 第3A圖為依據本揭露內容之第三實施方式繪示量測裝置的側視示意圖。 第3B圖繪示自通道看向光發射器的示意圖。 第4圖為依據本揭露內容之第四實施方式繪示量測裝置的側視示意圖。 第5圖為依據本揭露內容之第五實施方式繪示量測裝置的側視示意圖。 第6圖為依據本揭露內容之第六實施方式繪示量測裝置的側視示意圖。 第7A圖為依據本揭露內容之第七實施方式繪示量測裝置的側視示意圖。 第7B圖為沿著第7A圖的視角S看向量測裝置的示意圖。
10:手指
100A:量測裝置
110:殼體
112:開口
114:通道
114T:末端
116:標記結構
120:光發射器
122A、122B、122C、 122D:發光元件
124S:光發射面
123:光纖
124:主體
126:分支
130:第一光感測器
130S:第一感測面
132:第二光感測器
132S:第二感測面
134:第三光感測器
134S:第三感測面
136:第四光感測器
136S:第四感測面
140:溫度感測器
140S:溫度感測面

Claims (16)

  1. 一種量測裝置,包含: 一殼體,具有一通道; 一光發射器,設置於該殼體內,並用以朝該通道提供具有相異波長之複數個光束; 一第一光感測器,設置於該殼體內,並與該光發射器位在該通道之同一側,其中該第一光感測器具有一第一感測面,且該第一感測面面向該通道;以及 一第二光感測器,設置於該殼體內,並與該第一光感測器分別位在該通道之相對側,其中該第二光感測器具有一第二感測面,且該第二感測面面向該通道。
  2. 如請求項1所述之量測裝置,其中該通道之末端為封閉端,且該量測裝置更包含: 一第三光感測器,設置於該殼體內,其中該第三光感測器具有一第三感測面,且該第三感測面面向該通道之末端。
  3. 如請求項2所述之量測裝置,更包含: 一第四光感測器,設置於該殼體內,並與該第一光感測器位在該通道之同一側,其中該第四光感測器具有一第四感測面,且該第四感測面面向該通道。
  4. 如請求項1所述之量測裝置,更包含: 一溫度感測器,設置於該殼體內,並與該第一光感測器位在該通道之同一側,其中該溫度感測器具有一溫度感測面,且該溫度感測面面向該通道。
  5. 如請求項1所述之量測裝置,其中該光發射器包含: 複數個發光元件,分別用以提供該些光束;以及 一光纖,具有一主體與複數個分支,該些分支分別光學耦合該些發光元件,並延伸以共同匯集至該主體,該主體具有一光發射面,且該光發射面面向該通道。
  6. 如請求項1所述之量測裝置,其中該光發射器包含: 複數個發光元件,分別用以提供該些光束,其中該些發光元件各自具有一光發射面,且該些光發射面面向該通道,而且該些相異波長係選自940奈米、970奈米、1200奈米及1300奈米。
  7. 一種量測裝置,包含: 一殼體,具有一通道,且該通道之末端為封閉端; 一光發射器,設置於該殼體內,並具有一光發射面,該光發射面面向該通道之末端,且該光發射器用以自該光發射面朝該通道提供具有相異波長之複數個光束; 一第一光感測器,設置於該殼體內,其中該第一光感測器具有一第一感測面,且該第一感測面面向該通道;以及 一第二光感測器,設置於該殼體內,並與該第一光感測器分別位在該通道之不同側,其中該第二光感測器具有一第二感測面,且該第二感測面面向該通道。
  8. 如請求項7所述之量測裝置,其中該第一光感測器與該第二光感測器分別位在該通道之相對側。
  9. 如請求項7所述之量測裝置,其中該第一光感測器之該第一感測面朝向一第一方向,該第二光感測器之該第二感測面朝向一第二方向,且該第一方向與該第二方向之間的夾角介於90度與180度之間。
  10. 一種量測方法,其步驟包含: 發射至少一光束照射一待測物; 透過一第一光感測器與一第二光感測器測得一第一光強度數值與一第二光強度數值,其中該第一光感測器與該第二光感測器係分別位於該待測物之不同側; 將該第一光強度數值與該第二光強度數值匯入至一資料庫進行比對,以輸出對應該待測物之一生理數值。
  11. 如請求項10所述之量測方法,其中將該第一光強度數值與該第二光強度數值匯入至該資料庫進行比對之步驟包含: 分配一第一權重至該第一光強度數值以及分配一第二權重至該第二光強度數值,且該第一權重異於該第二權重。
  12. 如請求項10所述之量測方法,其中發射該至少一光束照射該待測物之步驟包含: 使用具有一第一波長之一第一光束照射該待測物; 使用具有一第二波長之一第二光束照射該待測物; 使用具有一第三波長之一第三光束照射該待測物;以及 使用具有一第四波長之一第四光束照射該待測物,其中該第一波長、該第二波長、該第三波長與該第四波長彼此相異。
  13. 如請求項12所述之量測方法,其中使用該第一光束照射該待測物,使用該第二光束照射該待測物,使用該第三光束照射該待測物,使用該第四光束照射該待測物為依序且輪流地進行。
  14. 如請求項10所述之量測方法,更包含: 感測該待測物之溫度,以得到一溫度數值;以及 將該溫度數值、該第一光強度數值與該第二光強度數值共同匯入至該資料庫進行比對。
  15. 如請求項10所述之量測方法,更包含: 透過一第三光感測器與一第四光感測器測得一第三光強度數值與一第四光強度數值,其中該第一光感測器、該第二光感測器、該第三光感測器及該第四光感測器足以測得一反射光、一穿透光與一散射光。
  16. 如請求項15所述之量測方法,更包含: 將該第一光強度數值、該第二光強度數值、該第三光強度數值與該第四光強度數值乘上相異的權重,再共同匯入至該資料庫進行比對,以輸出對應該待測物之該生理數值。
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