TW202145067A - 血管成像系統 - Google Patents

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Abstract

一種血管成像系統，包括一面光源、一視角限制片以及一近紅外光感測器。面光源提供發散角小於等於120度的光線。視角限制片的可視角小於等於60度。視角限制片疊置於面光源與近紅外光感測器之間。或者，近紅外光感測器疊置於面光源與視角限制片之間。

Description

血管成像系統
本發明是有關於一種成像系統，且特別是有關於一種血管成像系統。
就現有技術而言，市面上的血管成像系統是使用紅外光光源和照相機拍攝人體組織。因為血管內的血紅素會吸收紅外光，故會得到深色的血管輪廓影像。為了維持靜脈辨識的精準度，拍攝面積不能過小，但傳統血管成像系統使用了透鏡來聚光，造成拍攝時的視角有限，若要大面積拍攝則需要較長的拍攝距離，或是分區進行多次的拍攝。
本發明提供一種血管成像系統，可解決大面積拍攝時遇到的問題。
本發明的血管成像系統包括一面光源、一視角限制片以及一近紅外光感測器。面光源提供發散角小於等於120度的光線。視角限制片的可視角小於等於60度。視角限制片疊置於面光源與近紅外光感測器之間。或者，近紅外光感測器疊置於面光源與視角限制片之間。
在本發明的一實施例中，血管成像系統更包括一近紅外光濾光片，其中近紅外光感測器疊置於面光源與近紅外光濾光片之間，且近紅外光濾光片疊置於近紅外光感測器與視角限制片之間。
在本發明的一實施例中，血管成像系統更包括一近紅外光濾光片，其中近紅外光感測器疊置於面光源與近紅外光濾光片之間，且視角限制片疊置於近紅外光感測器與近紅外光濾光片之間。
在本發明的一實施例中，近紅外光感測器的感測面朝向視角限制片。
在本發明的一實施例中，近紅外光感測器的感測區呈矩形，且其任一邊長大於等於9公分。
在本發明的一實施例中，視角限制片疊置於面光源與近紅外光感測器之間，面光源與近紅外光感測器之間的距離介於3公分至6公分。
在本發明的一實施例中，面光源的發光面完全覆蓋近紅外光感測器的感測區。
在本發明的一實施例中，面光源發光時，在距離面光源6公分處的光強度大於等於1 mW/cm2 。
在本發明的一實施例中，視角限制片由多根導光柱陣列排列而成。
在本發明的一實施例中，視角限制片內具有平行且等距排列的多個遮光牆。
在本發明的一實施例中，視角限制片直接接觸近紅外光感測器。
在本發明的一實施例中，視角限制片完全覆蓋近紅外光感測器的感測區。
在本發明的一實施例中，視角限制片的正向光穿透率大於50%。
基於上述，在本發明的血管成像系統中，因為面光源的發散角與視角限制片的可視角的配合，無須加大近紅外光感測器與被攝物的距離就可完成大面積的拍攝。
圖1是依照本發明的一實施例的血管成像系統的使用狀態示意圖。本實施例的血管成像系統100包括一面光源110、一視角限制片120以及一近紅外光感測器130。面光源110提供發散角A12小於等於120度的光線。視角限制片120的可視角A14小於等於60度。視角限制片120疊置於面光源110與近紅外光感測器130之間。
面光源110提供發散角A12小於等於120度的光線的意思是，從面光源110上的任一發光點離開的光線與面光源110的法線方向的夾角都會小於等於60度，故總發散角為120度。視角限制片120的可視角A14小於等於60度的意思是，從視角限制片120遠離面光源110的表面上的任一點離開的光線與視角限制片120的法線方向的夾角都會小於等於30度，也就相當於可入射光的行進方向的最大夾角為60度。
在本實施例的血管成像系統100中，因為採用了面光源110且限制了發散角A12小於等於120度，再搭配可視角A14小於等於60度的視角限制片120，所以可避免搭載了血管的影像的光線過於發散，進而得到清晰的血管影像。此外，在本實施例的血管成像系統100中，只要是系統有覆蓋的範圍，都可以得到清晰的血管影像，因此很容易達成大面積拍攝的目的。如此一來，不需要拉大拍攝距離而導致系統的整體體積過大，也無須分區進行多次拍攝。
在本實施例中，近紅外光感測器130的感測區132呈矩形，且其任一邊長大於等於9公分。這個尺寸的感測區132足以一次覆蓋大部分人的食指、中指、無名指與小指的第二和第三指節的總和區域，因此可一次取得所需的血管影像。舉例來說，這邊所指的血管影像是指靜脈影像，但本發明不侷限於此。
本實施例的視角限制片120疊置於面光源110與近紅外光感測器130之間。換言之，面光源110、視角限制片120以及近紅外光感測器130都是呈片狀，並且層層相疊。面光源110與近紅外光感測器130之間的距離例如介於3公分至6公分。在此距離內，既可容納大部分人的手，也可確保光源的強度足夠，並控制整個系統的厚度在適當的範圍內。
本實施例的面光源110的發光面112完全覆蓋近紅外光感測器130的感測區132，以提供均勻的光線而到較佳的成像品質。此外，本實施例的面光源110發光時，在距離面光源110有6公分遠處的光強度例如大於等於1 mW/cm2 ，以確保有足夠亮度可取得較佳的成像品質。
本實施例的視角限制片120例如是直接接觸近紅外光感測器130，以確保入射近紅外光感測器130的光線的入射角受到控制。此外，本實施例的視角限制片120例如完全覆蓋近紅外光感測器130的感測區132，以進一步確保入射近紅外光感測器130的光線的入射角受到控制。再者，本實施例的視角限制片120的正向光穿透率例如大於50%，以確保有足夠亮度可取得較佳的成像品質。在這邊所說的大於50%的光穿透率是指，能夠入射並離開視角限制片120的光線中，有50%的光強度可以被保留。
圖2是圖1的血管成像系統的視角限制片的局部示意圖。請參照圖2，本實施例的視角限制片120由多根導光柱122陣列排列而成。藉此設計，入射任一導光柱122的光線將無法入射其他導光柱122。並且，適當設計導光柱122的入光面積、出光面積與柱體高度，就可以滿足可視角A14小於等於60度的要求。
圖3是依照本發明的另一實施例的血管成像系統的視角限制片的局部示意圖。本實施例的血管成像系統與圖1的實施例相似，僅視角限制片不同，故省略其餘元件的說明。請參照圖3，在本實施例中，視角限制片230內具有平行且等距排列的多個遮光牆232。因為光線無法通過遮光牆232，所以只要適當設計遮光牆232之間的間距以及遮光牆232的高度，就可以滿足可視角A14小於等於60度的要求。
圖4是依照本發明的再一實施例的血管成像系統的使用狀態示意圖。請參照圖4，本實施例的血管成像系統200與圖1的實施例相似，在此僅說明兩者的差異處，其餘相似處在此不再贅述。在本實施例中，近紅外光感測器130疊置於面光源110與視角限制片120之間。面光源110發出的光線會穿過近紅外光感測器130與視角限制片120，並且在受到被攝物（例如使用者的手指）反射後再次通過視角限制片120，然後入射近紅外光感測器130而產生被攝物的影像。
與前一實施例相似，因為採用了面光源110且限制了發散角A12小於等於120度，再搭配可視角A14小於等於60度的視角限制片120，所以可得到清晰的血管影像，也很容易達成大面積拍攝的目的。如此一來，不需要拉大拍攝距離而導致系統的整體體積過大，也無須分區進行多次拍攝。並且，還可進一步減少血管成像系統200的整體厚度。
在本實施例中，血管成像系統200可更包括一近紅外光濾光片240。近紅外光感測器130疊置於面光源與近紅外光濾光片240之間，且近紅外光濾光片240疊置於近紅外光感測器130與視角限制片120之間。如此，可降低環境光進入近紅外光感測器130的光量，進而提升影像品質。
本實施例的近紅外光感測器130的感測面132例如是朝向視角限制片120，因此面光源110發出的光線在受到被攝物反射前不會入射近紅外光感測器130。
圖5是依照本發明的又一實施例的血管成像系統的使用狀態示意圖。請參照圖5，本實施例的血管成像系統200與圖4的實施例相似，在此僅說明兩者的差異處，其餘相似處在此不再贅述。在本實施例中，視角限制片120疊置於近紅外光感測器130與近紅外光濾光片240之間。如此，同樣可降低環境光進入近紅外光感測器130的光量，進而提升影像品質。
綜上所述，在本發明的血管成像系統中，藉由面光源的發散角與視角限制片的可視角的配合，可在較短的拍攝距離下取得清晰的血管影像。因此，可在較短的拍攝距離下完成拍攝。並且，只要加大系統的面積，就可以一次完成大面積的拍攝，而無須分區進行多次拍攝。
100、200、300:血管成像系統 110:面光源 112:發光面 120:視角限制片 122:導光柱 130、230:近紅外光感測器 132:感測區 A12:發散角 A14:可視角 232:遮光牆 240:濾光片
圖1是依照本發明的一實施例的血管成像系統的使用狀態示意圖。 圖2是圖1的血管成像系統的視角限制片的局部示意圖。 圖3是依照本發明的另一實施例的血管成像系統的視角限制片的局部示意圖。 圖4是依照本發明的再一實施例的血管成像系統的使用狀態示意圖。 圖5是依照本發明的又一實施例的血管成像系統的使用狀態示意圖。
100:血管成像系統
110:面光源
112:發光面
120:視角限制片
130:近紅外光感測器
132:感測區
A12:發散角
A14:可視角

Claims (13)

  1. 一種血管成像系統，包括： 一面光源，提供發散角小於等於120度的光線； 一視角限制片，其可視角小於等於60度；以及 一近紅外光感測器，其中該視角限制片疊置於該面光源與該近紅外光感測器之間，或者該近紅外光感測器疊置於該面光源與該視角限制片之間。
  2. 如請求項1所述的血管成像系統，更包括一近紅外光濾光片，其中該近紅外光感測器疊置於該面光源與該近紅外光濾光片之間，且該近紅外光濾光片疊置於該近紅外光感測器與該視角限制片之間。
  3. 如請求項1所述的血管成像系統，更包括一近紅外光濾光片，其中該近紅外光感測器疊置於該面光源與該近紅外光濾光片之間，且該視角限制片疊置於該近紅外光感測器與該近紅外光濾光片之間。
  4. 如請求項2或請求項3所述的血管成像系統，其中該近紅外光感測器的感測面朝向該視角限制片。
  5. 如請求項1所述的血管成像系統，其中該近紅外光感測器的感測區呈矩形，且其任一邊長大於等於9公分。
  6. 如請求項1所述的血管成像系統，其中該視角限制片疊置於該面光源與該近紅外光感測器之間，該面光源與該近紅外光感測器之間的距離介於3公分至6公分。
  7. 如請求項1所述的血管成像系統，其中該面光源的發光面完全覆蓋該近紅外光感測器的感測區。
  8. 如請求項1所述的血管成像系統，其中該面光源發光時，在距離該面光源6公分處的光強度大於等於1 mW/cm2 。
  9. 如請求項1所述的血管成像系統，其中該視角限制片由多根導光柱陣列排列而成。
  10. 如請求項1所述的血管成像系統，其中該視角限制片內具有平行且等距排列的多個遮光牆。
  11. 如請求項1所述的血管成像系統，其中該視角限制片直接接觸該近紅外光感測器。
  12. 如請求項1所述的血管成像系統，其中該視角限制片完全覆蓋該近紅外光感測器的感測區。
  13. 如請求項1所述的血管成像系統，其中該視角限制片的正向光穿透率大於50%。
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