TWM577307U - Image detecting device for skin - Google Patents
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Abstract
本創作一種用於皮膚的影像檢測裝置，包括一天線單元、一處理單元及一顯示介面，該天線單元設有至少一發射天線用以發出一發射訊號照設於皮膚上，及至少一接收天線用以接收該皮膚上所反射之一反射訊號，該處理單元具有一處理器、一電壓控制振盪器、一耦接接收天線的接收器及一耦接發射天線的發射器，該電壓控制振盪器分別耦接該接收器與發射器，該處理器分別耦接該接收器與發射器，該處理器根據接收經處理的反射訊號與發射訊號之時間及反射訊號的訊號強度做處理，以產生一膚質影像，透過顯示介面顯示出膚質影像。
Description
本創作有關於一種影像檢測裝置，尤指一種具有可達到設備體積小、檢測使用便利與攜帶便利、檢測皮膚深度較深及成本低的用於皮膚的影像檢測裝置。
按，傳統光學同調性斷層掃描術（Optical Coherence Tomography，以下簡稱OCT）是近十年開始發展的影像技術，光學同調斷層掃描(Optical Coherence Tomography, OCT)，係利用邁克生干涉儀(Michelson Interferometer)的架構，其需求為超過1 kHz掃描速率的高效率相位延遲器，光學同調斷層掃描為一種非侵入式(Noninvasive)、高靈敏度的生物組織斷面影像技術，其發展歷史約10幾年左右，是一種相當新穎的醫學診斷技術，OCT偵測邁克生干涉儀取樣臂(Sample Arm)與參考臂(Reference Arm or Optical Delay Line)之間干涉條紋的波包(Envelop)，由於其解析度優於超音波影像，目前在偵測組織病變的應用方面相當被看好。而近期最常應用在人類皮膚組織，其中人類皮膚組織大致上約3層分別為表皮層、真皮層及脂肪層，若要了解皮膚內有無病變，這時只要透過OCT便能快速知道檢測分析結果，讓病人不需要常時間等待，且還能夠提供給皮膚科醫師能即使掌握病人的病況，給予即時的防範與治療。 雖傳統OCT可帶來即時得知檢測分析結果，但卻延伸另一問題，就是由於OCT主機台設備體積大，而檢測頭是必須透過很多訊號線(如螢幕傳輸線與多條訊號傳輸線與電源線)連接至OCT主機台設備上才能使用，讓檢測者(如醫生)對病人進行檢測時會受到繁雜粗大的多條訊號線阻礙，而不易對病人做檢測，且因OCT主機台體積大而無法達到可攜帶的效果，以及在擺設空間上也需要很大的空間來擺設等諸多問題。此外，傳統OCT檢測皮膚的穿透深度只到1~2公厘(mm)範圍內，但從表皮層往下至脂肪層的深度是4.5公厘(mm)，故透過傳統OCT檢測皮膚從2公厘(mm)以上是無法檢測到的，因此是目前業者所需積極努力克服的問題之一。並且傳統OCT在掃描皮膚的使用光源是包含超輻射發光二極體與超短脈衝雷射，簡單來說，就是傳統OCT在掃描皮膚是使用雷射光源技術來檢測，且在OCT掃描檢測穿透入射到病人的皮膚的發射功率是在10瓦特以上，使得一些病人是敏感性肌膚的人會感受到灼熱不舒服的感覺，且OCT主機台設備也相當昂貴。
本創作之一目的在提供一種可達到一影像檢測裝置整體體積小及成本低的效果的用於皮膚的影像檢測裝置。 本創作之另一目的在提供一種達到檢測使用便利與攜帶便利的效果，且還可以達到檢測皮膚深度較深，以及照射入到皮膚的發射功率較低的用於皮膚的影像檢測裝置。 為達上述目的，本創作係在提供一種用於皮膚的影像檢測裝置，包括一天線單元、一處理單元及一顯示介面，該天線單元設有至少一發射天線與至少一接收天線，該至少一發射天線用以發出一發射訊號照射於皮膚上，該至少一接收天線用以接收該皮膚上所反射之一反射訊號，該處理單元具有一處理器、一電壓控制振盪器、一接收器及一發射器，該電壓控制振盪器分別電性連接該接收器與發射器，用以提供一本地振盪訊號，該接收器電性連接該至少一接收天線與該處理器，該接收器根據接收到的該反射訊號與該本地振盪訊號做處理，以產生經處理後的一反射訊號，該發射器電性連接該發射天線與該處理器，該發射器根據接收該處理器傳送的一中頻訊號與該本地振盪訊號做處理，以產生前述發射訊號，並該處理器根據接收該經處理後的反射訊號與該發射訊號之時間及該經處理後的反射訊號的訊號強度做處理，以產生一膚質影像，該顯示介面係連接該處理器，該顯示介面用以顯示出前述膚質影像；透過本創作此影像檢測裝置的設計，使得可達到體積小及成本低的效果，且還有效達到檢測使用便利與攜帶便利的效果，以及達到檢測皮膚深度較深與發射功率低的效果。
本創作之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。 本創作係一種用於皮膚的影像檢測裝置，請參閱第1圖為本創作之實施例之方塊示意圖；第1A圖為本創作之實施例之另一方塊示意圖；第2圖為本創作之影像檢測裝置檢測受測者之皮膚的實施態樣之示意圖；第3A圖為本創作之臉部皮膚之特定區域的膚質影像之示意圖；第3B圖為本創作之臉部皮膚之特定區域的另一膚質影像之示意圖。該影像檢測裝置1是應用於檢測一受測者3(如使用者或病患)的皮膚31上(如臉部皮膚31)，於本實施例表示該影像檢測裝置1的一檢測口15接觸(或不接觸)對應該受測者3的臉部皮膚31的一特定區域315上，用以檢測該臉部皮膚31的特定區域315的膚質狀況(例如此特定區域315的皮膚31之表皮層、真皮層及脂肪層(或稱皮下組織)的狀況)，但並不侷限於此，於具體實施時，本創作的影像檢測裝置1也可檢測受測者3的身體其他部位皮膚31之膚質狀況。其中前述特定區域315為該受測者3的臉部上的某一處所指定要檢測皮膚31(例如左眼正下方區域的皮膚31)的位置，且該檢測口15設於該影像檢測裝置1的一端上。 而該影像檢測裝置1包括一天線單元11、一處理單元13及一顯示介面2，該天線單元11設有至少一發射天線111與至少一接收天線112，該發射天線111與接收天線112於本實施例表示為一個接收天線112與一發射天線111設於該檢測口15內，且該接收天線112與發射天線111為一陣列天線，並該發射天線111以發出一發射訊號照射於皮膚31上， 該接收天線112用以接收該皮膚31上所反射之一反射訊號，例如該發射天線111發出的發射訊號照射指向到該受測者3的臉部皮膚31之特定區域315的表皮層、真皮層及脂肪層(或稱皮下組織)，並經由該皮膚31之特定區域315上不同深度的皮膚31組織層(該表皮層、真皮層與脂肪層)所反射出的反射訊號被該接收天線112接收到。 該處理單元13具有一處理器131、一電壓控制振盪器132、一接收器133及一發射器135，該電壓控制振盪器132(voltage-controlled oscillator，VCO)分別電性連接該接收器133與發射器135，用以提供一本地振盪訊號給該接收器133與發射器135，該接收器133分別電性連接該接收天線112與處理器131，該接收器133根據接收到的反射訊號與該本地振盪訊號做處理，以產生經處理後的一反射訊號。並該接收器133設有至少一接收電路1331與一第一混頻電路1332，該接收電路1331與第一混頻電路1332於本實施表示為1個接收電路1331與1個第一混頻電路1332對應連接1個接收天線112，且該第一混頻電路1332為一降頻混頻電路，並該第一混頻電路1332分別電性連接該接收電路1331與該電壓控制振盪器132，該第一混頻電路1332用以將該接收電路1331接收到的反射訊號與本地震盪訊號進行降頻混頻處理後，得到經處理後的反射訊號，此經處理後的反射訊號是為一中頻訊號，然後傳送給該處理器131。 該發射器135分別電性連接該發射天線111與該處理器131，該發射器135根據接收該處理器131傳送的一中頻訊號與該本地振盪訊號做處理，以產生前述發射訊號。並該發射器135設有至少一發射電路1351及一第二混頻電路1352，該發射電路1351與第二混頻電路1352於本實施表示為1個發射電路1351與1個第二混頻電路1352對應連接1個發射天線111，且該第二混頻電路1352為一升頻混頻電路，並該第二混頻電路1352分別電性連接該發射電路1351與電壓控制振盪器132，該第二混頻電路1352用以將該處理器131傳送的中頻訊號與本地振盪訊號進行升頻混頻處理後，得到前述發射訊號，並傳送給對應該發射電路1351，令該發射電路1351透過該發射天線111將發射訊號照射打入到該受測者3的臉部皮膚31之特定區域315上。 其中前述接收器133、發射器135及電壓控制振盪器132於本實際實施時係為一晶片(例如接收器133晶片、發射器135晶片與電壓控制振盪器132晶片)，這些晶片可任意合適製程製造，例如採用一矽基氮化鎵(GaN-on-Si)製程、碳化矽基氮化鎵
（GaN
-on-SiC
）製程
、矽鍺-互補式金屬氧化物半導體(SiGe CMOS)製程、砷化鎵(GaAs)製程或射頻-互補式金屬氧化物半導體(RF CMOS)製程製造，而在本實施例的接收器133晶片 (即接收器133)及電壓控制振盪器132晶片 (即電壓控制振盪器132)採用RF CMOS製程製造，該發射器135晶片(即發射器135)則採用SiGe CMOS製程製造。在一實施例，該發射器135晶片(即發射器135)可改設計採用GaAs 製程或GaN-on-Si製程製造，該接收器133晶片 (即接收器133)及電壓控制振盪器132晶片 (即電壓控制振盪器132)採用RF CMOS製程製造。並前述發射訊號與反射訊號為一電波訊號(或稱射頻電波訊號)。 此外，本實施例的接收天線與發射天線112、111的數量與接收電路1331及發射電路1351的數量不侷限於上述1個，且前述接收天線與發射天線112、111的數量與該接收器133的接收電路1331及該發射器135的發射電路1351的數量是相互匹配，並於具體實施時，使用者可以事先根據皮膚檢測面積、皮膚檢測深度(或厚度)及發射訊號的訊號強度的需求改設計調整該接收天線與發射天線112、111及接收電路1331及發射電路1351的數量，例如參閱第1A圖示，多個(如3個)接收電路1331與多個(如3個)發射電路1351搭配多個(如3個)接收天線112與多個(如3個)發射天線111，依此類推。 而前述處理器131為一微處理器131(MCU)或一處理器131(CPU)或一數位信號處理器131(DSP)，該處理器131是根據接收該經處理後的反射訊號與該發射訊號之時間及該經處理後的反射訊號的訊號強度做處理，以產生一膚質影像4，也就是說該處理器131根據該經處理後的反射訊號之時間與對應的發射訊號之時間的兩者時間差做處理測得該臉部皮膚31之特定區域315的表皮層、真皮層與脂肪層，同時該處理器131根據該臉部皮膚31之特定區域315上不同深度的皮膚31組織層(即該表皮層、真皮層與脂肪層)所反射的訊號強度測得該表皮層、真皮層與脂肪層內的膚質狀況，例如該真皮層內有膠原蛋白位置的反射訊號的訊號強度會相較於該真皮層內其他位置(如含水分位置與不含水分位置)的反射訊號的訊號強度弱，因膠原蛋白(collagen)內保持含有水分，使發射訊號打入到該真皮層的膠原蛋白時會被其內水分吸收，相對地該接收天線112接收到經該真皮層的膠原蛋白上所反射的反射訊號的訊號強度會較弱，然後處理器131根據前述經處理後的反射訊號與發射訊號兩者的時間差與反射訊號的訊號強度做處理，以產生對應該臉部皮膚31之特定區域315的膚質影像4。其中該膚質影像4包含一表皮層影像41、一真皮層影像42及一脂肪層影像43，該真皮層影像42具有一膠原蛋白影像421、一含水分(保水)影像422與一不含水分(或缺水)影像423，於本實施例的膠原蛋白影像421表示為大致呈不規則的橢圓狀，含水分影像422表示呈圓形狀，不含水分影像423表示呈空白，並本創作此膚質影像4內的尺寸、形狀及比例等僅為示意性的繪製，係供本技術領域具有通常知識者瞭解本發之用，非用以限制本創作。此外，藉由本創作此反射訊號的訊號強度來檢測得到不同深度的皮膚31組織層的皮膚狀況，例如該真皮層中含水分位置的反射訊號的訊號強度會小於該真皮層中不含水分位置的反射訊號的訊號強度，而該真皮層內有膠原蛋白位置的反射訊號的訊號強度會小於該真皮層中含水分位置與不含水分位置的反射訊號的訊號強度。 而前述顯示介面2連接該處理器131，於本實施例表示為一顯示螢幕，且顯示介面2是無線傳輸方式(如藍芽傳輸方式或WIFI傳輸方式或第四代行動通訊(4G)、第五代行動通訊(5G))與該處理單元13的一無線傳輸模組(圖中未示)無線連接，令該處理單元13透過無線傳輸模組將前述膚質影像4傳送給該顯示介面2，以透過該顯示介面2顯示出前述膚質影像4。而於具體實施例時，該顯示介面2也可選擇為一觸控顯示螢幕。在一實施例，該顯示介面2透過單一影像傳輸線以有線傳輸方式連接該處理單元13的處理器131。在另 一實施例，該顯示介面2設計為一 LCD (liquid crystal display，液晶顯示器)螢幕或OLED(Organic Light-Emitting Diode)螢幕或LED(light emitting diode)螢幕設置在該影像檢測裝置1的本身上，該顯示介面2電性連接該處理單元13的處理器131。 所以當施測者如醫生手持該影像檢測裝置1的檢測口15接觸對應該受測者3的臉部皮膚31的特定區域315(如左眼正下方區域)上進行皮膚31檢測時，該發射器135透過該發射天線111發出該發射訊號照射且打入到該臉部皮膚31的特定區域315上，令該接收器133透過接收天線112接收到該臉部皮膚31之特定區域315上不同深度的皮膚31組織層(該表皮層、真皮層與脂肪層)所反射的反射訊號，並經該第一混頻電路1332將接收的反射訊號降頻混頻處理後得到經處理後的反射訊號給處理器131，使該處理器131根據經處理後的反射訊號的訊號強度及經處理後的反射訊號與對應的發射訊號兩者的時間差做處理後，得到對應該特定區域315的膚質影像4，並透過該顯示介面2顯示出該膚質影像4，使該施測者可即時得知該受測者3(如病患)的特定區域315上的各層(即表皮層、真皮層與脂肪層)膚質狀況，例如參閱第3A圖為膚質影像4的皮膚31保水與含水度良好，或參閱第3B圖為膚質影像4的皮膚31保水與含水度不好。 所以透過本創作此影像檢測裝置1為非侵入式檢測方式的設計，使得可有效達到成本低及檢測使用便利與攜帶便利的效果，且因透過本創作的電波訊號(即發射訊號)的發射功率較低如在1瓦特(W)至5瓦(W)，使得照射入到皮膚31內可讓受測者3不會感到灼熱感且不舒服的效果。 此外，透過該影像檢測裝置1的處理單元13內各元件(如接收器133、發射器135與電壓控制振盪器132)是以晶片方式設置，使得可達到整體體積小的效果，且在本創作的影像檢測裝置1可檢測深入皮膚31的深度(或厚度)在1mm(公厘)至6 mm(公厘)，也就是說可檢測到該皮膚31的表皮層、真皮層及脂肪層，藉以達到檢測皮膚31深度較深(或檢測皮膚的厚度範圍較廣)的效果。
1‧‧‧影像檢測裝置
11‧‧‧天線單元
111‧‧‧發射天線
112‧‧‧接收天線
13‧‧‧處理單元
131‧‧‧處理器
132‧‧‧電壓控制振盪器
133‧‧‧接收器
1331‧‧‧接收電路
1332‧‧‧第一混頻電路
135‧‧‧發射器
1351‧‧‧發射電路
1352‧‧‧第二混頻電路
15‧‧‧檢測口
2‧‧‧顯示介面
3‧‧‧受測者
31‧‧‧皮膚
315‧‧‧特定區域
4‧‧‧膚質影像
41‧‧‧表皮層影像
42‧‧‧真皮層影像
421‧‧‧膠原蛋白影像
422‧‧‧含水分影像
423‧‧‧不含水分影像
43‧‧‧脂肪層影像
第1圖為本創作之實施例之方塊示意圖。 第1A圖為本創作之實施例之另一方塊示意圖。 第2圖為本創作之影像檢測裝置檢測受測者之皮膚的實施態樣之示意圖。 第3A圖為本創作之臉部皮膚之特定區域的膚質影像之示意圖。 第3B圖為本創作之臉部皮膚之特定區域的另一膚質影像之示意圖。
Claims (12)
- 一種用於皮膚的影像檢測裝置 ，包括： 一天線單元，設有至少一發射天線與至少一接收天線，該至少一發射天線用以發出一發射訊號照射於皮膚上，該至少一接收天線用以接收該皮膚上所反射之一反射訊號； 一處理單元，具有一處理器、一電壓控制振盪器、一接收器及一發射器，該電壓控制振盪器分別電性連接該接收器與發射器，用以提供一本地振盪訊號，該接收器電性連接該至少一接收天線與該處理器，該接收器根據接收到的該反射訊號與該本地振盪訊號做處理，以產生經處理後的一反射訊號，該發射器電性連接該發射天線與該處理器，該發射器根據接收該處理器傳送的一中頻訊號與該本地振盪訊號做處理，以產生前述發射訊號，並該處理器根據接收該經處理後的反射訊號與對應該發射訊號之時間及該經處理後的反射訊號的訊號強度做處理，以產生一膚質影像；及 一顯示介面，係連接該處理器，該顯示介面用以顯示出前述膚質影像。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於皮膚的影像檢測裝置，其中該接收器設有至少一接收電路與一第一混頻電路，該第一混頻電路分別電性連接該接收電路與該電壓控制振盪器，該第一混頻電路用以將該至少一接收電路接收到的該反射訊號與該本地震盪訊號進行降頻混頻處理後，得到前述經處理後的反射訊號，並傳送給該處理器。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於皮膚的影像檢測裝置，其中該發射器設有至少一發射電路及一第二混頻電路，該第二混頻電路分別電性連接該至少一發射電路與該電壓控制振盪器，該第二混頻電路用以將該中頻訊號與該本地振盪訊號進行升頻混頻處理後，得到前述發射訊號，並傳送給對應該至少一發射電路。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於皮膚的影像檢測裝置，其中該至少一發射天線與該至少一接收天線為一陣列天線。
- 如申請專利範圍第2項所述之用於皮膚的影像檢測裝置，其中該第一混頻電路為一降頻混頻電路。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於皮膚的影像檢測裝置，更包含一檢測口，該檢測口設於該影像檢測裝置的一端，該至少一發射天線與該至少一接收天線設置在該檢測口內，該檢測口接觸或不接觸對應該皮膚的一特定區域上，令該至少一發射天線發出的發射訊號照射入該皮膚的該特定區域的一表皮層、一真皮層及一脂肪層，並經該脂訪層反射出該反射訊號被該至少一接收天線接收到。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於皮膚的影像檢測裝置，其中該膚質影像包含一表皮層影像、一真皮層影像及一脂肪層影像，該真皮影像具有一膠原蛋白影像、一含水分影像與一不含水分影像。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於皮膚的影像檢測裝置，其中該顯示介面為一觸控顯示螢幕或一顯示螢幕。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於皮膚的影像檢測裝置，其中該處理器為一數位訊號處理器、一中央處理器或一微處理器。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於皮膚的影像檢測裝置，其中該發射訊號與反射訊號為一電波訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於皮膚的影像檢測裝置，其中該顯示介面以無線傳輸方式或有線傳輸方式連接該處理器。
- 如申請專利範圍第3項所述之用於皮膚的影像檢測裝置，其中該第二混頻電路為一升頻混頻電路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW107217737U TWM577307U (zh) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Image detecting device for skin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW107217737U TWM577307U (zh) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Image detecting device for skin |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWM577307U true TWM577307U (zh) | 2019-05-01 |
Family
ID=67352666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW107217737U TWM577307U (zh) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Image detecting device for skin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWM577307U (zh) |
-
2018
- 2018-12-27 TW TW107217737U patent/TWM577307U/zh not_active IP Right Cessation
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