TWI530307B - 光學量測裝置、光學量測系統及光學量測方法 - Google Patents

Description

光學量測裝置、光學量測系統及光學量測方法

本發明係關於一種光學量測裝置、光學量測系統及光學量測方法，特別是關於一種用於量測注射器之容置空間的光學量測裝置、光學量測系統及光學量測方法。

第一型糖尿病人分泌的胰島素明顯較一般人低，因此必須時常補充胰島素。而第二型糖尿病人的胰島素仍可以維持正常人的每日所需，所以其可藉由飲食控制或口服降血糖藥物，就可以達到控制血糖目標。但是隨著病患的年紀增長，第二型糖尿病人分泌胰島素的量也逐漸減少，因此大部份年長的第二型糖尿病患者，也需要以胰島素治療。

注射胰島素的方式有兩種，第一種方式為胰島素幫浦，其利用植入皮下之微針管，及連續式血糖儀進行監控及記錄，適合第一型以及後期第二型之糖尿病患者。一般糖尿病患者會選擇第二種方式，利用胰島素藥劑及一注射器(或稱胰島素筆)，即可自行手動進行注射。使用者可設定胰島素筆的注射劑量，直接注入皮下組織，但均需自行記錄注射劑量，以供居家醫療追蹤照護及門診追蹤治療。另外，因為胰島素藥劑有保存及期限問題，未開封時需保存在2至8℃冷藏；開封後也須維持在25至30℃，可保存4至6週。

因此糖尿病患對於注射劑量的紀錄與管理，需要額外的協助。具體而言，糖尿病患需要清楚了解自己施打之時 間、用量，以避免胰島素注射過多或過少之危險。此外，確保胰島素藥劑維持在儲存溫度內使用亦很重要，以避免患者注射入變質的胰島素藥劑。

本發明之一目的係為了改善胰島素藥劑之人工記錄，簡化使用者操作之流程。本發明提供一光學量測裝置、系統及其方法，其可自動量測剩餘藥劑量，並可計算本次注射劑量，而儲存於記憶體。本發明並可進一步利用無線傳輸儲存資料至網路中。本發明另具有保存、紀錄、提醒及傳輸功能，以提供給糖尿病患者一個自動紀錄之量測系統。本發明之量測方法是透過注射器的透明外殼進行光學檢測，以識別活塞與容置空間之交界位置，進一步運算出每次藥劑之使用量，同時追蹤紀錄。

為達上述目的，本發明揭示一種光學量測裝置，用於量測一注射器，該注射器含有一活塞及一殼體，其中該活塞與該殼體形成一容置空間，該光學量測裝置包含一本體、一光源元件、一光感測元件以及一傳動元件。該本體包含一固定槽，該固定槽可固定該注射器。該光源元件設置於該固定槽或該注射器之一側。該光感測元件設置於該光源元件之相對一側並接收該光源元件所發射之光線。該傳動元件連接並驅動該光感測元件而量測該注射器之該容置空間。因此，該光感測元件可動態地量測注射器之容置空間。

為達上述目的，本發明揭示一種光學量測系統，用於 量測一注射器，該注射器含有一活塞及一殼體，其中該活塞與該殼體形成一容置空間，該光學量測系統包含一光學量測裝置、一處理器以及一顯示器。該光學量測裝置包含一本體。該本體包含一固定槽，該固定槽可固定該注射器。該光學量測裝置包含設置於該固定槽或該注射器之一側的一光源元件、設置於該光源元件之相對一側並接收該光源元件所發射之光線的一光感測元件以及連接並驅動該光感測元件而量測該注射器之該容置空間的一傳動元件。該處理器控制該光源元件及該傳動元件並接收該光感測元件之一感測訊號，且該處理器根據該感測訊號運算該注射器之該容置空間的一量測結果。另，該顯示器則可顯示該量測結果，以供糖尿病患者及時了解注射劑量及注射時間。此外該顯示器於使用前可顯示上次的注射時間與注射劑量，以避免重複注射或忘記注射。

為達上述目的，本發明揭示一種光學量測方法，包含下列步驟：預設一量測距離；傳動該光感測元件自該容置空間之一端至該量測距離，並定義該傳動方向為正向，而相反方向為負向，其中每次該量測距離為前次量測距離的二分之一；判斷是否接收該光源元件之光線，並累計一判斷值；若接收該光源元件之光線時，朝正向傳動該光感測元件至前次該量測距離的二分之一；以及若無接收該光源元件之光線時，朝負向傳動該光感測元件至前次該量測距離的二分之一。

上文已相當廣泛地概述本發明之技術特徵及優點，俾 使下文之本發明詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本發明之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本發明所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本發明相同之目的。本發明所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本發明的精神和範圍。

本發明在此所探討的方向為光學量測裝置、光學量測系統及其光學量測方法。為了能徹底地瞭解本發明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及結構。顯然地，本發明的施行並未限定於相關領域之技藝者所熟習的特殊細節。另一方面，眾所周知的結構或步驟並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。本發明的較佳實施例會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他實施例中，且本發明的範圍不受限定，其以之後的專利範圍為準。

在下文中本揭露的實施例係配合所附圖式以闡述細節。說明書所提及的「實施例」、「此實施例」、「其他實施例」等等，意指包含在本發明之該實施例所述有關之特殊特性、構造、或特徵。說明書中各處出現之「在此實施例中」的片語，並不必然全部指相同的實施例。於說明書之其利用諸如「量測」、「接收」、「運算」、「紀錄」、「判斷」、「 傳輸」或類似者的術語係指電腦或電腦系統、或類似的電子計算裝置之動作或處理，其操縱或變換電腦系統的暫存器或記憶體內之物理(諸如：電子)量的資料而成為類似表示為於電腦系統記憶體、暫存器或其他該種資訊儲存器、傳輸或顯示裝置內的物理量之其他資料。此外，本發明之申請專利範圍及發明說明描述的元件若無特別標示其數量時則為單數。若標示元件的量詞為一時，則量詞包含一單位或至少一單位。若標示元件的量詞為複數個時，則量詞包含兩個以上的單位。

如圖1所示之實施例中，光學量測裝置100包含一本體9、光源元件10、光感測元件20及傳動元件30。在此實施例中，本體9包含至少一固定槽95，固定槽95可容置並固定注射器90。光學量測裝置100另包含一彈簧器(圖未示)，該彈簧器設置於該固定槽95內並可用來扺頂一注射器90，而使不同長度之注射器90穩定地固定於該固定槽95之一端。光源元件10係選自雷射及螢光燈組成之群，以提供平行光源或由複數個點光源經濾光器形成平行光源。由於光源元件10設置於固定槽95或一注射器90之一側，因此部分平行光源將受到注射器90部分元件的遮蔽而無法到達注射器90的相對側以被光感測元件20接收。此處所言之"一側"可表示為光源元件10設置於固定槽95的一側邊或光源元件10設置於相對於注射器90的一側邊，此時光源元件10可用接觸或不接觸的方式設置於注射器90的一側。

如圖2所示，該注射器90含有活塞91及殼體92，該殼體 92包含一底部921以及一側邊922。活塞91係由活塞桿93所驅動，而使活塞91能夠前後移動。活塞91與殼體92形成一容置空間94，注射藥劑則儲存於容置空間94中，在此實施例中，注射器90為胰島素注射器，因此容置空間94內儲存的藥劑為胰島素。為了使病患了解注射器90之容置空間94的藥劑儲存量，殼體92的材質通常設計為透明。相較之下，活塞91與活塞桿93的材質則設計為不透明或不透光。如圖2之實施例所示，當光源元件10提供平行光源(如箭頭所示)時，活塞91及活塞桿93將遮蔽光線，以致於平行光源無法達到注射器90的另一側。

如圖2之實施例所示，光感測元件20設置於光源元件10之相對一側(相對於注射器90的另一側)，並接收該光源元件10所發射的光線，由於活塞91及活塞桿93將遮蔽光線，因此光源元件10之平行光源無法被光感測元件20所接收。簡言之，光感測元件20位移至活塞91及活塞桿93以外的位置時，才能量測到光源元件10的光線。當光感測元件20量測到光線時，即可依據光感測元件20位移的距離而獲得活塞91與容置空間94的交界位置，進而運算出容置空間94的體積即可自動獲得剩餘藥劑量。在此實施例中，光感測元件20通常是設計接收光源元件10所發射光線的特定波長。此外，本實施例可因應不同的光源元件10而設計光感測元件20成相對應的光源感測元件，因此光感測元件20可選自光二極體、光電晶體、光敏電阻、電荷耦合元件及互補式金氧半導體組成之群。

如圖2所示之實施例中，光感測元件20係連接傳動元件30。傳動元件30包含螺桿31及馬達32。馬達32連接並驅動螺桿31，由於光感測元件20設置於傳動元件30上，因此光感測元件20將沿著螺桿31之軸向(X方向)前進或後退，而使傳動元件30連接並驅動光感測元件20。因此馬達32可直接或間接驅動光感測元件20，此處的「直接」係指光感測元件20設置於馬達32上；而此處的「間接」係指光感測元件設置於受馬達32所驅動之元件。在此實施例中，馬達32選自步進馬達、交流馬達、直流馬達、超音波馬達及線性馬達組成之群，較佳為步進馬達。由於步進馬達的最小步徑約為0.5至20微米之間，因此本發明可提供更精確的解析度約為0.5至20微米之間。這是因為光感測元件20在X方向上的位移量為0.5至20微米之間，而一般胰島素注射器之有效注射長度為36毫米，共分為300單位，最小單位約為120微米，因此，本發明所提供之解晰度可以識別出最小之單位。藉此設計，傳動元件30可連接並精密地驅動光感測元件20，而精確地量測該容置空間94與活塞91的交界位置，以便提供精確的劑量剩餘量紀錄。

如圖2所示之實施例中，為了量測兩支注射器90，本發明設置兩組光源元件10，且螺桿31的兩側也分別設置有光感測元件20。然而本發明亦可只含有一組光源元件10，且相對於該光源元件10的一側設置單一光感測元件20以供進行精確量測。如圖2所示之實施例中，光源元件10可為平行光源或由複數個點光源經濾光器形成平行光源。相較於圖3 所示之實施例中，光源元件10a、10b可為點光源或複數個點光源，其選自發光二極體(LED)、鹵素燈及冷陰極燈管組成之群。容置空間94所含之液體經由該光源元件10a照射後會產生散射光線，因此光源元件10a不必然設置接近於容置空間94或設置複數個點光源，就能使容置空間94發亮。由於光源元件本身通常會產生熱，而光源元件的溫度將不利於容置空間94內所儲存的藥劑(例如胰島素)保存。藉由光源元件10a的設計，光源元件10a不必鄰近設置於容置空間94，亦可將光線入射殼體92所包圍的容置空間94內。由於散射光線入射容置空間94後，光線將於容置空間94的殼體92內反射，因此容置空間94將呈現光線透射狀，而有助於光感測元件20量測。此外，如圖3之實施例中，本發明設置兩種光源元件10a及光源元件10b，但在其他變化實施例(圖未示)中，本發明亦可只設置單一光源元件10a、單一光感測元件20及傳動元件30。

圖2實施例的剖面線A-A'之剖面圖如圖4所示，光源元件10設置於兩側，傳動元件30除了圖2所示之馬達32及螺桿31外，另包含一移動器33。移動器33包含一螺接部331及一本體部332。螺接部331螺接於螺桿31，本體部332連接螺接部331，因此本體部332可與螺接部331一起移動。由於本體部332之一側設置光感測元件20，因此光源元件10之光線將穿透注射器90而被光感測元件20所接收。一般而言，光感測元件20之訊號可以藉由電線傳輸，但本發明屬於動態量測，電線可能會阻礙位移路徑，因此如圖4所示，移動器33 之上表面34可設置金屬彈片333，金屬彈片333可抵觸印刷電路板40下方的凸塊41而電性耦接，進而將光感測元件20之訊號傳出。此外當螺桿31被馬達驅動時，移動器33可能被螺桿31影響而轉動，為了避免上述的轉動效應，因為印刷電路板40係固定於移動器33之上而不會位移，因此當金屬彈片333抵觸凸塊41時，凸塊41將藉由金屬彈片333施加正向力於移動器33，以避免移動器33轉動。如圖4之實施例所述，傳動元件30另包含一輪軸35，輪軸35設置於移動器33之下，具體而言，輪軸35係設置移動器33的本體部332之下，以供移動器33滑動而不受摩擦力的限制，是故，移動器33的底部亦可形成一低摩擦力的接觸表面或金屬表面，以利移動器33滑動。

如圖5為另一實施例之上視圖所示，光學量測裝置100'包含光源元件10'、光感測元件20'及傳動元件30'。在此實施例中，光源元件10'係為點光源，其選自發光二極體(LED)、鹵素燈及冷陰極燈管組成之群。如圖5所示，由於移動器33'連接光源元件10'及光感測元件20'，因此當傳動元件30'的馬達32'驅動時，光源元件10'及光感測元件20'將一齊往X方向或相反方向進行量測。如圖5所示，當移動器33'位移至活塞92及活塞桿93以外的區域時，光源元件10'所發射的光線將穿透殼體92而被光感測元件20'所接收。然而，上述實施例亦可變化為如圖6所示的變化實施例。在變化實施例中，光源元件10'與光感測元件20'的位置可以互換，因此光線是由中間向外發射(依箭頭指示)，這種設計，可以減少點光 源之使用並達到省電之功效，同時也可避免圖5的光感測元件20'的靈敏度太高而偵測到其他組光源元件10'所發射的光線。

圖5實施例的剖面線B-B'之剖面圖如圖7所示，如圖7所示之實施例中，傳動元件之移動器33'包含螺接部331'、本體部332'及翼部333'。螺接部331'螺接於螺桿31，而本體部332'之一側設置光感測元件20'，而翼部333'相對於光感測元件20'之一側設置光源元件10'。因此光源元件10'及光感測元件20'可藉由移動器33'連接，並可整體沿X方向前進與後退。如圖7之實施例中，雖然顯示兩組光感測元件20'及光源元件10'，但本發明亦可只含有一組光感測元件20'及光源元件10'即可達成本發明之功能。如圖7之實施例所述，傳動元件另包含一輪軸35，輪軸35設置於移動器33'之下，具體而言，輪軸35係設置移動器33'的本體部332'及翼部333'之下，以供移動器33'滑動而不受摩擦力的限制。是故，移動器33'的底部亦可形成一低摩擦力的接觸表面或金屬表面，以利移動器33'滑動。該翼部333'包含一連接部335與本體部332'連接，該連接部335設置於側邊922，而沿螺桿31之軸向(X方向)並沿側邊922移動。

如圖7所示，移動器33'之上表面34'設置金屬彈片334'，金屬彈片334'可抵觸印刷電路板40下方的凸塊41而電性耦接。當螺桿31被馬達驅動時，移動器33'可能被螺桿31影響而轉動，為了避免上述的轉動效應，因為印刷電路板40係固定於移動器33'之上而不會位移，因此當金屬彈片334'抵 觸凸塊41時，凸塊41將藉由金屬彈片334'施加正向力於移動器33'，以避免移動器33轉動。同時凸塊41與金屬彈片334'亦可將印刷電路板40的信號藉由兩者的電性連接而輸送至移動器33'，以避免移動器33'的位移路徑受到線路的限制。

此外，如圖8之再一實施例所示，光學量測裝置100a包含光源元件10、光感測元件20a及傳動元件30a。在此實施例中，傳動元件30a包含齒型皮帶31a及馬達32a。如圖9所示，馬達32a具有一驅動軸322a，驅動軸322a之一端設置齒輪323a，齒輪323a可分離地扣合齒型皮帶31a。如圖8所示，由於光感測元件20a設置於馬達32a上並且齒型皮帶31a固定於本體9上，因此當馬達32a驅動時，馬達32a即可於齒型皮帶31a上位移而使設置於馬達32a上的光感測元件20a位移並量測。具體而言，如圖10所示之實施例中，馬達32a連接於移動器33之本體部332，而光感測元件20a則設置於本體部332之一側，因此當馬達32a於齒型皮帶31a上移動時，光感測元件20a可由馬達32a驅動而移動。然而在另一實施例如圖11所示，光學量測裝置100b包含光源元件10、光感測元件20a及傳動元件30b。傳動元件30b包含齒型皮帶31a及馬達32b。由於光感測元件20a設置於齒型皮帶31a上，因此當馬達32b驅動齒型皮帶31a時，馬達32b不會移動反而是齒型皮帶31a移動。由於齒型皮帶31a移動，因此將同時驅動設置於齒型皮帶31a上的光感測元件20a而可進行動態量測。具體而言，如圖12之實施例所示，馬達所驅動的齒型皮帶31a係連接於移動器33之本體部332，而光感測元件20a 則設置於本體部332之一側。當馬達固定位置，且馬達驅動齒型皮帶31a相對移動時，因為光感測元件20a與本體部332及齒型皮帶31a同步移動，因此光感測元件20a可動態移動而進行量測。圖10之實施例與圖12之實施例相較之下，馬達32b可固定於一側，而不會使馬達32b的電源線路因為位移而相互干擾。此外，圖12之實施例與圖10之實施例之馬達32a、32b係選自步進馬達、交流馬達、直流馬達、超音波馬達及線性馬達組成之群。

如圖13之又一實施例所示，光學量測裝置130包含一本體131、光源元件132、光感測元件133及傳動元件134。在此實施例中本體131包含至少一支撐部1311，支撐部1311可供支撐上述注射器90。在此實施例中，支撐部1311可形成一支撐注射器90之固定槽，因此固定槽並不以實體的槽體為限，亦可如圖13之實施例所述而為一簍空的槽體。

如圖14所示之實施例中，傳動元件134包含螺桿1341及馬達1342，馬達1342驅動螺桿1341。此外，傳動元件134另包含移動器33a，如圖15所示。傳動元件134之移動器33a包含螺接部331a、本體部332a、第一凸肋333a及第二凸肋333b(可相當於圖7所揭露之實施例的翼部333')。在圖15之實施例中，本體部332a包含一貫穿孔334，本體131(參照圖13)另包含一固定桿1312。固定桿1312穿越該貫穿孔334，且螺接部331a螺接於螺桿1341(參照圖13)。當移動器33a移動時，移動器33a受制於固定桿1312及螺桿1341，因而移動器33a沿螺桿1341軸向(x)移動時，移動器33a不會任意轉 動。在其他實施例(圖未示)中，螺桿1341及螺接部331a亦可由齒型皮帶及馬達的組合所替代。

如圖15所示，本體部332a含有第一端3321及第二端3322。第一端3321之側邊突出一第一凸肋333a，而第二端3322之側邊(可相當於圖7所揭露之實施例的連接部335)突出一第二凸肋333b，第一凸肋333a相對於第二凸肋333b設置。在此實施例中，由於光源元件132設置於第二凸肋333b，而光感測元件133設置於第一凸肋333a，因此光源元件132相對應於光感測元件133。參照圖14，當移動器33a沿螺桿1341軸向移動時，傳動元件134連接並驅動光感測元件133。

如圖16所示，當注射器90固定於本體131(參照圖13)後，光源元件132與光感測元件133的設計則可進行量測。在此實施例中，光源元件132設置於光感測元件133之下，然而光源元件132亦可因應不同的設計而設置於光感測元件133之上。在此實施例中，光源元件132設置於本體131所定義的固定槽之一側。此處所言之"一側"可表示為光源元件132設置相對於注射器90的一上緣或一下緣，此時光源元件132可用接觸或不接觸的方式設置於注射器90的上緣或下緣。在此實施例中，光感測元件133設置於該光源元件132之相對一側。此處所言之"相對一側"可表示為相對光源元件132之一側。若光源元件132設置於第二凸肋333b時，光感測元件133則設置於第一凸肋333a。若光感測元件133設置於第二凸肋333b時，光源元件132則設置於第一凸肋333a 。

在其他變化實施例(圖未示)中，光源元件(圖未示)可設置於本體131(參照圖13)鄰近注射器90之一處，此時移動器33a(參照圖13)可只包含單一凸肋(圖未示)，光感測元件133(參照圖13)則設置該凸肋上，此時光感測元件133設置於光源元件之相對一側，因此光源元件設置於本體131的底部。是故，光源元件設置於固定注射器90的固定槽之一側。

如圖17所示，一種光學量測系統500包含光學量測裝置510、處理器520、顯示器530、電源裝置540、記憶體550、無線傳輸器560、溫度感測器570、冷卻器580、警示器590、感測器600、按鍵610及一蓋體(圖未示)。光學量測裝置510另包含光源元件511、光感測元件512及傳動元件513。該處理器520控制該光源元件511及該傳動元件513並接收該光感測元件512之一感測訊號，根據該感測訊號運算該容置空間94的一量測結果。顯示器530則會顯示該量測結果，以供糖尿病患者及時了解注射劑量及注射時間，也可於使用前顯示前一次的量測紀錄。該記憶體550紀錄該量測結果，而該無線傳輸器560則可藉由該處理器520以自動傳輸或依據指令傳輸自該記憶體550所紀錄之該量測結果至系統外部的電子接收裝置(圖未示)以供進一步處理感測訊號。此外，該電源裝置540供應電源至該處理器520，以供應整個光學量測系統500電源。

如圖17所示之實施例中，當溫度感測器570感測溫度後，溫度感測器570將傳輸一感測結果至該處理器520，該處 理器520將根據該感測結果判斷是否開啟該冷卻器580，以維持注射器以外或注射器的容置空間94內的藥劑儲存溫度，另外，也可以將吸熱材料、保冷劑、冰袋取代冷卻器580，以達到簡化系統及節省電源之功效。一旦溫度超出預設溫度閥值時，該處理器520將根據該感測結果傳輸一警示訊號至該警示器590，該警示器590將接收該警示訊號而發出警示，並同時將發生之警示時間紀錄至該記憶體550內，以供使用者即時做出適當的處理。此外，該處理器520取得感測溫度後，可以儲存於該記憶體550或者藉由該無線傳輸器560傳輸至系統外部的電子接收裝置(圖未示)以供進一步處理感測訊號。

如圖17所示之實施例中，感測器600包含啟動感測器及中斷感測器。啟動感測器可依據光學量測系統500之狀態(例如注射器的位置)判斷是否傳輸啟動訊號至處理器520。具體而言，感測器600之啟動感測器可偵測光學量測系統500是否維持在適合量測的狀況，一般而言，封閉且黑暗之環境有利於光學量測，例如蓋體與光學量測裝置510之本體閉合時才會進行量測，此時感測器600之啟動感測器為極限開關(limit switch)，可用於偵測細微行程而控制開關，該感測器600之啟動感測器可依據不同的設計而分別設置於蓋體或本體。因此當蓋體與本體閉合時，感測器600之啟動感測器即可被觸發。在其他實施例中，即使蓋體與本體閉合，若該固定槽95無擺放任何該注射器90時，傳動元件則不被驅動。因此在此實施例中，當蓋體開啟時，注射器90由 本體上方置入本體。復參照圖13之實施例，注射器90係由本體131之安裝孔1313插入本體131之固定槽，因此注射器90亦可橫向地安置入本體131。在此實施例中，本體131另包含一推桿1314，該推桿1314可協助注射器90置入本體131中，該推桿1314包含一支撐件1315，該支撐件1315可配合注射器90的底端，並使注射器90穩定地沿x軸方向置入固定槽。在此實施例中，感測器600之啟動感測器(圖未示，例如極限開關)可設置於推桿1314或與推桿1314相對的本體131上，以供當推桿1314與本體131接觸而觸動感測器600之啟動感測器，傳動元件134將驅動光源元件132及光感測元件133以進行量測注射器90。此外，如圖17所示之實施例中，感測器600可包含中斷感測器(photo interrupter)，啟動中斷感測器可依據光感測元件133之位置(例如移動器的位置)判斷是否傳輸折返訊號至處理器520，其可供防止光感測元件20移動超出量測範圍或於螺桿31末端空轉。具體而言，中斷感測器係用於定義一有效量測範圍，可設於容置空間94之一側(例如設置於注射器90之活塞桿93外側)。中斷感測器主要分為兩個元件(發光元件及受光元件)，因此中斷感測器可用透射型及反射型兩種方式設置，中斷感測器可設置於注射器90之活塞桿93外側而進行感測，例如在透射型的實施例中，例如在透射型的實施例中，當移動器33移動至發光元件及受光元件中間而阻斷受光元件接收訊號時，移動器將接收訊號而折返。若在反射型的實施例中，當移動器33移動至發光元件及受光元件之感測位置而可使發 光元件的光訊號反射至受光元件時，移動器將接收訊號而折返。

此外，光學量測系統500的按鍵610可供使用者傳輸一使用者指令至該處理器520。該使用者指令可包含有啟動量測、輸入用量、輸入保存期限、輸入注射排程等指令，其中保存期限及注射排程可以再搭配該警示器590，以提醒使用者使用期效及注射時間。

本發明提供一種光學量測方法，此方法可運用如圖2之實施例所述之光源元件10、光感測元件20及傳動元件30。此光學量測方法利用傳動元件30驅動光感測元件20，使光感測元件20移動並同時進行量測，直接地尋找該容置空間94與活塞91的交界位置，可採用多次平均之方式來減少誤差。若移動量測時，光感測元件20從頭到尾都偵測到光線，則判斷固定槽95內無注射器90，不進行量測；若光感測元件20從頭到尾都無法偵測到光線時，則判斷注射器已使用完畢，提示使用者更換。此光學量測方法中，傳動元件30的驅動方式簡單，因此無需複雜的設計。

進行上述之光學量測時，由於馬達驅動與光學偵測是同時進行，很有可能會發生因馬達位移超速而產生之位移誤差，因此本發明另提供一種光學量測方法，運用如圖2之實施例所述之光源元件10、光感測元件20及傳動元件30。本發明之光學量測方法之流程圖如圖18所示，包含下列步驟：在步驟1410中，預設一量測距離，該預設之量測距離至少為填滿或剩餘容置空間94之長度之二分之一，執行 步驟1420；在步驟1420中，傳動該光感測元件20自該容置空間94之一端至該量測距離，並定義該傳動方向為正向(在此實施例中為X方向的相反方向)，而該正向的相反方向為負向(在此實施例中為X方向)，其中每次該量測距離為前次量測距離的二分之一，執行步驟1430；在步驟1430中，判斷是否接收該光源元件10之光線並累計一判斷值，執行步驟1440或步驟1450；在步驟1440中，若接收該光源元件10之光線時，朝正向傳動該光感測元件20至前次該量測距離的二分之一；以及，在步驟1450中，若無接收該光源元件10之光線時，朝負向傳動該光感測元件20至前次該量測距離的二分之一。在圖19所示之實施例中，步驟1410另包含傳動該光感測元件20至該容置空間94之一端(具體為注射器之固定端或活塞端)之步驟1411。步驟1411另包含設置一標籤96於該容置空間94之固定端，並傳動該光感測元件20至該標籤96之步驟1412；步驟1411另還包含判斷該光感測元件20是否接收該光源元件10所發射光線之步驟1413，例如當接收訊號從有訊號到無訊號時，即可判斷到達該容置空間94之一端(固定端或活塞端)。步驟1411是利用注射器90本身先定義一量測基準點，這樣的好處在於，若無法找到該量測基準點時，則不進行量測(固定槽95內無擺放注射器90)，進一步還可防止注射器90因擺放位置或方向不同而產生誤測。

此外，本發明之光線接收判斷步驟1430另包含步驟1460：預設一閥值，此時判斷值為該傳動元件30之反覆移 動之次數，當該判斷值大於該閥值時，該傳動元件30停止(不啟動)。在其他實施例中，光線接收判斷步驟1430亦可包含步驟1470：設定傳動元件30具有一步徑範圍，此時判斷值為該傳動元件30之量測距離，若該量測距離小於該步徑範圍時，該傳動元件30停止(不啟動)。

上述步驟的具體例子如圖20所示，在此實施例中，標籤96設置於該容置空間94之固定端，標籤96可遮蔽光源元件10所發射的光線，因此光感測元件20無法接收該光源元件10所發射光線；然而在其他實施例中，因為針頭本身也可以遮蔽由該光源元件10所發射之光線，無需設置任何標籤96；另外，若光感測元件20到達該容置空間94之活塞端時，因活塞本身也會遮蔽光源元件10所發射的光線；因此當光感測元件20從可以接收到無法接收該光源元件10所發射光線時，本發明則決定光感測元件20位於該容置空間94之一端(固定端或活塞端)。在此實施例中，光感測元件20自該容置空間94之固定端朝正向傳動一個第一量測距離(不限於圖20之量測距離)的單位，此時並無偵測到任何光線(標記為0)，因為活塞91遮蔽光源元件10的發射的光線。因此光感測元件20朝負向(X方向)傳動該光感測元件20至第一量測距離單位的二分之一(第二量測距離)。此時光感測元件20接收到該光源元件10之光線(標記為1)，因此光感測元件20朝正向傳動該光感測元件20至第二量測距離單位的二分之一(第三量測距離)。此時，光感測元件20接收到該光源元件10之光線(標記為1)，因此光感測元件20朝正向傳動該 光感測元件20至第三量測距離單位的二分之一(第四量測距離)。並以上述步驟反覆重複而精確地求得活塞91與容置空間94之交界位置，進而精確地運算出容置空間94內的藥劑含量ΔV。其中上述反覆移動的次數可預設為一閥值，若判斷值大於該閥值時，該傳動元件30停止(不啟動)。此外，在其他實施例中，也可以設定傳動元件30具有一步徑範圍，若該傳動元件30之量測距離小於該步徑範圍時，該傳動元件30停止(不啟動)。

本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而本發明所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，在不背離後附申請專利範圍所界定之本發明精神和範圍內，本發明之教示及揭示可作種種之替換及修飾。例如，上文揭示之許多裝置或結構可以不同之方法實施或以其它結構予以取代，或者採用上述二種方式之組合。

此外，本案之權利範圍並不侷限於上文揭示之特定實施例的製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。本發明所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，基於本發明教示及揭示製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟，無論現在已存在或日後開發者，其與本案實施例揭示者係以實質相同的方式執行實質相同的功能，而達到實質相同的結果，亦可使用於本發明。因此，以下之申請專利範圍係用以涵蓋用以此類製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。

9‧‧‧本體

10‧‧‧光源元件

10'‧‧‧光源元件

10a‧‧‧光源元件

10b‧‧‧光源元件

20‧‧‧光感測元件

20'‧‧‧光感測元件

20a‧‧‧光感測元件

30‧‧‧傳動元件

30'‧‧‧傳動元件

30a‧‧‧傳動元件

30b‧‧‧傳動元件

31‧‧‧螺桿

31a‧‧‧齒型皮帶

32‧‧‧馬達

32'‧‧‧馬達

32a‧‧‧馬達

32b‧‧‧馬達

322a‧‧‧驅動軸

323a‧‧‧齒輪

33‧‧‧移動器

33'‧‧‧移動器

33a‧‧‧移動器

331‧‧‧螺接部

331'‧‧‧螺接部

331a‧‧‧螺接部

332‧‧‧本體部

332'‧‧‧本體部

332a‧‧‧本體部

3321‧‧‧第一端

3322‧‧‧第二端

333'‧‧‧翼部

333‧‧‧金屬彈片

333a‧‧‧第一凸肋

333b‧‧‧第二凸肋

334'‧‧‧金屬彈片

334‧‧‧貫穿孔

335‧‧‧連接部

34‧‧‧上表面

34'‧‧‧上表面

35‧‧‧輪軸

40‧‧‧印刷電路板

41‧‧‧凸塊

90‧‧‧注射器

91‧‧‧活塞

92‧‧‧殼體

921‧‧‧底部

922‧‧‧側邊

93‧‧‧活塞桿

94‧‧‧容置空間

95‧‧‧固定槽

96‧‧‧標籤

100‧‧‧光學量測裝置

100'‧‧‧光學量測裝置

100a‧‧‧光學量測裝置

100b‧‧‧光學量測裝置

130‧‧‧光學量測裝置

131‧‧‧本體

1311‧‧‧支撐部

1312‧‧‧固定桿

1313‧‧‧安裝孔

1314‧‧‧推桿

1315‧‧‧支撐件

132‧‧‧光源元件

133‧‧‧光感測元件

134‧‧‧傳動元件

1341‧‧‧螺桿

1342‧‧‧馬達

500‧‧‧光學量測系統

510‧‧‧光學量測裝置

511‧‧‧光源元件

512‧‧‧光感測元件

513‧‧‧傳動元件

520‧‧‧處理器

530‧‧‧顯示器

540‧‧‧電源裝置

550‧‧‧記憶體

560‧‧‧無線傳輸器

570‧‧‧溫度感測器

580‧‧‧冷卻器

590‧‧‧警示器

600‧‧‧感測器

610‧‧‧按鍵

圖1顯示本發明之一實施例之光學量測裝置的固定槽之上視圖；圖2顯示本發明之一實施例之光學量測裝置之上視圖；圖3顯示本發明圖1之變化實施例之光學量測裝置之上視圖；圖4顯示本發明之圖2實施例之光學量測裝置之剖面圖；圖5顯示本發明之另一實施例之光學量測裝置之上視圖；圖6顯示本發明圖5之變化實施例之光學量測裝置之上視圖；圖7顯示本發明之圖5實施例之光學量測裝置之剖面圖；圖8顯示本發明之再一實施例之齒型皮帶與馬達之上視圖；圖9顯示本發明之實施例之齒輪扣合齒型皮帶之示意圖；圖10顯示本發明之再一實施例之齒型皮帶與馬達之剖面圖；圖11顯示本發明之另一實施例之齒型皮帶與馬達之上視圖；圖12顯示本發明之另一實施例之齒型皮帶與馬達之剖面圖；圖13顯示本發明之又一實施例之光學量測系統之示意圖；圖14顯示本發明之圖13實施例之傳動元件之示意圖； 圖15顯示本發明之圖13實施例之移動器示意圖；圖16顯示本發明之圖13實施例之注射器與傳動元件運作之示意圖；圖17顯示本發明之一實施例之光學量測系統之示意圖；圖18顯示本發明之一實施例之光學量測方法之流程圖；圖19顯示本發明之一實施例之光學量測方法中的光感測元件傳動步驟之流程圖；及圖20顯示本發明之一實施例之光學量測方法及裝置之示意圖。

500‧‧‧光學量測系統

510‧‧‧光學量測裝置

511‧‧‧光源元件

512‧‧‧光感測元件

513‧‧‧傳動元件

520‧‧‧處理器

530‧‧‧顯示器

540‧‧‧電源裝置

550‧‧‧記憶體

560‧‧‧無線傳輸器

570‧‧‧溫度感測器

580‧‧‧冷卻器

590‧‧‧警示器

600‧‧‧感測器

610‧‧‧按鍵

Claims (10)

1. 一種光學量測裝置，配置成量測一注射器之剩餘藥劑量，該注射器包含一殼體，該殼體包含一底部以及一側邊，該光學量測裝置包含：一本體，包含一固定槽，其中該本體係供該注射器容置；一蓋體，係供與該本體閉合而使該注射器於黑暗環境；一光源元件；一光感測元件，接收穿過該注射器之該光源元件所發射之光線以判定剩餘藥劑量；以及一傳動元件，連接並驅動該光感測元件，該傳動元件包含一螺桿及一移動器，該移動器包含：一本體部；一螺接部，與該螺桿螺接，使該移動器沿該螺桿之軸向移動；及一翼部，其包含一連接部與該本體部連接，該連接部設置於該側邊，而沿該螺桿之軸向並沿該側邊移動；其中該光源元件設置於該本體部與該翼部兩者中之一者，該光感測元件設置於該本體部與該翼部兩者中之另一者，該光源元件與該光感測元件沿該側邊同步移動，並同步進行剩餘藥劑量偵測。
2. 根據請求項1所述之光學量測裝置，其中該光源元件選自發光二極體(LED)、雷射、螢光燈、鹵素燈及冷陰極燈管組成之群。
3. 根據請求項1所述之光學量測裝置，其中該光感測元件選自光二極體、光電晶體、光敏電阻、電荷耦合元件及互補式金氧半導體組成之群。
4. 根據請求項1所述之光學量測裝置，其中該傳動元件另包含一馬達驅動該螺桿，該馬達選自步進馬達、交流馬達、直流馬達、超音波馬達及線性馬達組成之群。
5. 根據請求項1所述之光學量測裝置，其中該本體部另包含一貫穿孔，該本體另包含一固定桿，該固定桿穿越該貫穿孔。
6. 根據請求項1所述之光學量測裝置，該移動器另包含一凸肋，該光感測元件設置於該凸肋。
7. 根據請求項1所述之光學量測裝置，其中該本體包含至少一支撐部，該至少一支撐部形成該固定槽。
8. 根據請求項1所述之光學量測裝置，另包含一印刷電路板，設置於該移動器上，其中該移動器另包含一金屬彈片，該金屬彈片抵觸該印刷電路板。
9. 一種光學量測系統，包含：如請求項1所述之該光學量測裝置；一處理器，該處理器控制該光源元件及該傳動元件並接收該光感測元件之一感測訊號，根據該感測訊號運算該注射器的一量測結果；以及一顯示器，顯示該量測結果。
10. 一種光學量測方法應用於如請求項1所述之該光學量測裝置，該光學量測方法包含下列步驟： 預設一量測距離；傳動該光感測元件自該注射器之一端至該量測距離，其中定義該傳動方向為正向，而該正向的相反方向為負向，其中每次該量測距離為前次量測距離的二分之一；判斷是否接收該光源元件之光線，並累計一判斷值；若接收該光源元件之光線時，朝正向傳動該光感測元件至前次該量測距離的二分之一；以及若無接收該光源元件之光線時，朝負向傳動該光感測元件至前次該量測距離的二分之一。