專利名稱：一種即插即用型紅外成像裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種紅外成像裝置，特別涉及一種即插即用型紅外成像裝置。
技術背景隨著現代科學技術的進步，人類獲取了越來越多和越來越完善的檢測自身疾病 的新手段，其中熱方法的有效利用更促進了這一領域的長足進展。從醫學實踐早期 開始，人們就已經知道，熱異常或局部皮膚溫度異常(升高、降低或出現特異分布 等)往往說明皮膚下面有某種病變。同任何高于絕對零度(-273[]C)的物體一樣，人 體同樣要對外界產生紅外輻射，因而病體皮膚表面所發出的紅外輻射可由紅外掃描 器吸收、會聚并成像在紅外傳感器上，經紅外傳感器將其轉變成電信號，這一系列 信號與各點的紅外輻射能量密度成正比，從而構成目標溫度分布場的視頻信號。由 適當的顯示系統構成一幅病體紅外輻射分布情況的圖像，即一個較大面積病體的二 維輻射圖像，該圖像反映了病體表面皮膚溫度的分布情況。如果通過定標并將其與 正常生理狀態下人體或動物體的輻射圖像相比較，便可以獲得有關病理狀態的信息。由于紅外熱成像醫學診斷方法不會像射線和同位素等檢查手段那樣對人體有 害，因此逐步得到應用。用這種無損方法探測人體(包括一般生物體)的熱信息乃 至診斷疾病一直成為醫學界和工程界的重要目標，也已取得了有意義的進展，但總 體而言，仍處于方法的探索之中。現有的紅外攝像儀使用方便，但技術復雜，測溫 方面的標定十分困難，其價格十分昂貴，目前市場上可用于臨床熱診斷的高精度紅 外攝像儀價格多在40萬元人民幣左右，這是一般中小型醫院所不能承受的，極大地 限制了紅外熱診斷方法的推廣。發明內容本發明的目的是克服現有的應用于臨床熱診斷的高精度紅外攝像儀價格昂貴， 不利于紅外熱診斷方法推廣的缺陷，從而提供一種低成本，且使用方便的即插即用 型紅外成像模塊。為了實現上述目的，本發明提供了一種即插即用型紅外成像裝置，包括基底、傳感器、數據采集器、數據存儲器、控制器、計算機接口以及電池組或電源接口； 其中，在所述的基底上開有紅外攝像窗口，所述的傳感器安裝在所述紅外攝像窗口 的下方，所述傳感器與所述的數據采集器電連接，所述的數據采集器連接到裝置的 數據總線上，所述的數據存儲器也與所述的數據總線連接，所述的數據總線還分別 與所述的控制器和計算機接口電連接，所述的電池組或電源接口電連接到所述的數 據存儲器上，作為本成像裝置中需要電力驅動的部件的能量來源。
上述技術方案中，所述的基底用于承載紅外成像模塊中的其他部件，它的長在 10毫米到500毫米之間，寬在10毫米到500毫米之間，高在10毫米到500毫米之 間；所述基底的材料為與皮膚相容的醫用塑料。
所述的基底的表面涂覆電磁屏蔽材料。
上述技術方案中，所述的紅外攝像窗口采用對紅外線透明的材料制成，所述紅 外攝像窗口的長在10毫米到100毫米之間，寬在10毫米到100亳米之間，高在10 毫米到100毫米之間。
上述技術方案中，所述的傳感器為紅外傳感器，以點陣或線陣或面陣形式分布 在所述的紅外攝像窗口下。
所述的傳感器為冷卻型紅外傳感器和非冷卻型紅外傳感器。
上述技術方案中，所述的數據采集器是一個集成化的A/D轉換電路。
上述技術方案中，所述的數據存儲器為紫外線可擦除可編程只讀存儲器或電可 擦寫存儲器或快閃存儲器或靜態讀寫存儲器或動態讀寫存儲器。
上述技術方案中，所述的計算機接口采用有線傳輸方式或無線傳輸方式；當使 用有線傳輸方式時，采用USB、串口、并口、 PCI/SCSI/SATA7ATA/ISA/AGP、 IEEE亂2、正EE 802.3、正EE 802.5、 Modem/RJ-11、 MemSlot、 PCMCIA、 PS/2方 式；當使用無線傳輸方式時，采用IEEE802.11a/b/g/n,IEEE802.15/16，紅外接口、 GSM/GPRS接口 ， CDMA/WCDMA/CDMA2000/TDS-CDMA接口實現方式。
上述技術方案中，在所述的電池組或電源接口中，所采用的電池組包括鈕扣電 池、干電池、溫差電池或光電池。
本發明專利的優點在于
1、 本發明的即插即用型紅外成像裝置價格低廉，但可實現以往紅外診斷設備所 能完成的功能；
2、 本發明建立在當前最新的嵌入式設備的基礎之上，具有攜帶方便，使用靈活 的特點；
3、 用途廣泛，本發明還可以用于診斷其他動物身上的疾病，乃至大量的設備表面溫度圖譜的記錄上


圖l為本發明的 圖面說明 1 基底 4 數據存儲器 7 數據總線
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述
圖1表示了本發明的即插即用型紅外成像裝置在一個實施例中的結構圖。在該
實施例中，紅外成像裝置包括基底l、傳感器2、數據采集器3、數據存儲器4、控 制器5、計算機接口 6以及電池組或電源接口 8;其中在基底1上開有紅外攝像窗口， 傳感器2安裝在紅外攝像窗口下方，傳感器2與數據采集器3電連接，數據采集器 3連接到裝置的數據總線7上，數據存儲器4也與數據總線7連接，數據總線7還 分別與控制器5和計算機接口 6電連接，電池組或電源接口 8還與數據存儲器4電 連接。計算機接口6可通過數據傳輸線與外接的計算機連接。
基底l用于承載紅外成像模塊中的其他部件，在本實施例中，模塊基底l的長 為100毫米，寬為100毫米，高為50毫米，基底1所選用的材料應為與人體皮膚相 容的醫用塑料，如ABS、聚酰亞氨等。基底1的表面根據需要還可以涂覆具有電磁 屏蔽功能的材料，如金屬膜或金屬網等。基底1的大小可根據需要進行調整，它的 長可在10毫米到500毫米之間，它的寬可在10毫米到500毫米之間，它的高可在 10毫米到500毫米之間。
紅外攝像窗口采用對紅外線透明的材料制成，在本實施例中，窗口的長、寬、 高都為40毫米。在其它的實現方式中，窗口的大小可根據實際需要以及所述基底l 的大小進行調整， 一般來說，窗口的長、寬、高在IO毫米到IOO毫米之間選擇。
傳感器2為紅外傳感器，分布在紅外攝像窗口下，以點陣或線陣或面陣形式排 布。紅外傳感器的數目在1-5000之間。紅外傳感器采用了傳統紅外設備上常用的成 熟的對焦技術，以確保人體發出的紅外信號被自動吸收、會聚并傳送到紅外傳感器 上，經紅外傳感器轉變成電信號，這一系列信號與各點的紅外輻射能量密度成正比， 從而構成了目標溫度分布場的視頻信號。上述紅外傳感器的相關技術市場上己成熟，
一種即插即用型紅外成像裝置的結構圖。
2 傳感器 3 數據采集器
5 控制器 6 計算機接口
8 電池組或電源接口可購置選用即可。在選用紅外傳感器時，冷卻型紅外傳感器和非冷卻型紅外傳感器 皆可，對于冷卻型紅外傳感器，根據需要，其制冷裝置可為半導體制冷器，冰水混 合物、液氮、干冰、壓縮循環式制冷器，以及節流式制冷器等。數據采集器3用于獲取測量對象的表面溫度信息，并對所得到的溫度信息進行 模/數轉換。數據采集器3通過一個集成化的A/D轉換電路實現。數據存儲器4用于存儲模數轉換后的溫度數據，數據存儲器有多種實現方式， 包括EPROM (紫外線可擦除可編程只讀存儲器)、EEPROM (電可擦寫存儲器)、 Flash Memory (快閃存儲器)、SRAM (靜態讀寫存儲器)、DRAM (動態讀寫存儲 器)等。控制器5用于控制采集、存儲數據及與外接計算機通訊有關的過程，控制器5 可采用如微型嵌入式PLC可編程邏輯控制器，可完成紅外傳感器在接收紅外信號時 的自動對焦過程。計算機接口6通過數據傳輸線實現與外接計算機的電連接，在本實施例中，所 述電連接采用有線連接的方法，具體采用USB、串口、并口、 PCI/SCSI/SATA/ATA/ISA/AGP、 IEEE802.2、 IEEE 802.3、正EE 802.5、 Modem/RJ-n、 MemSlot、 PCMCIA、 PS/2等方式。在實現時，本領域的普通技術人員選用其中的 一種即可。在其它實施方式中，計算機接口6還可以通過無線傳輸方式與外接計算 機之間進行數據的交換，所述的無線傳輸方式包括IEEE802.11 a/b/g/n,正EE802.15/16, 紅外接口 、 GSM/GPRS接口 ， CDMA/WCDMA/CDMA2000/TDS-CDMA接口等實現 方式。電池組或電源接口 8為本發明的即插即用型紅外成像裝置提供電能，作為本成 像裝置中需要電力驅動的部件的能量來源，附圖1中電池組或電源接口 8上的箭頭 代表向外輸出電力的情況，具體使用時，將本裝置中各器件的電源線連接到電池組 或電源接口8的輸出端上即可。當本發明的裝置采用電池組供電時，可采用鈕扣電 池、干電池、溫差電池或光電池中的一組，若采用外接照明電源供電時，采用電源 接口與外接電源連接。采用本發明的即插即用型紅外成像裝置對于人體紅外信號進行檢測時，將窗口 及傳感器2的紅外攝像窗口靠近人體待檢測部位，通過紅外傳感器接收帶有人體溫 度信息的紅外信號，并由數據采集器3采集相關的紅外信號并實現A/D轉換，然后 將轉換后的信號發送到數據存儲器4中進行存儲。上述過程都在控制器5的控制下 完成。當用戶需要對所記錄的人體溫度數據進行處理時，可將本發明的即插即用型 紅外成像裝置與外接的計算機相連接，通過計算機處理數據并在計算機的顯示屏上顯不。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制。盡管 參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明 的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均 應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1、 一種即插即用型紅外成像裝置，其特征在于，包括基底(1)、傳感器(2)、 數據采集器(3)、數據存儲器(4)、控制器(5)、計算機接口 (6)以及電池組或電 源接口 (8);其中，在所述的基底(1)上開有紅外攝像窗口，所述的傳感器(2) 安裝在所述紅外攝像窗口的下方，所述傳感器(2)與所述的數據采集器(3)電連 接，所述的數據采集器(3)連接到裝置的數據總線(7)上，所述的數據存儲器(4) 也與所述的數據總線(7)連接，所述的數據總線(7)還分別與所述的控制器(5) 和計算機接口 (6)電連接，所述的電池組或電源接口 (8)電連接到所述的數據存 儲器(4)上。
2、 根據權利要求l所述的即插即用型紅外成像裝置，其特征在于，所述的基底 (1)用于承載紅外成像模塊中的其他部件，它的長在10毫米到500毫米之間，寬在10毫米到500毫米之間，高在10毫米到500毫米之間；所述基底(1)的材料為與人體皮膚相容的醫用塑料。
3、 根據權利要去2所述的即插即用型紅外成像裝置，其特征在于，所述的基底(1)的表面涂覆電磁屏蔽材料。
4、 根據權利要求l所述的即插即用型紅外成像裝置，其特征在于，所述的紅外 攝像窗口采用對紅外線透明的材料制成，所述紅外攝像窗口的長在10亳米到100 毫米之間，寬在10毫米到100毫米之間，高在10毫米到100毫米之間。
5、 根據權利要求l所述的即插即用型紅外成像裝置，其特征在于，所述的傳感 器(2)為紅外傳感器，以點陣或線陣或面陣形式分布在所述的紅外攝像窗口下。
6、 根據權利要求5所述的即插即用型紅外成像裝置，其特征在于，所述的傳感 器(2)為冷卻型紅外傳感器和非冷卻型紅外傳感器。
7、 根據權利要求l所述的即插即用型紅外成像裝置，其特征在于，所述的數據 采集器(3)是一個集成化的A/D轉換電路。
8、 根據權利要求l所述的即插即用型紅外成像裝置，其特征在于，所述的數據 存儲器(4)為紫外線可擦除可編程只讀存儲器或電可擦寫存儲器或快閃存儲器或靜 態讀寫存儲器或動態讀寫存儲器。
9、 根據權利要求1所述的即插即用型紅外成像裝置，其特征在于，所述的計算 機接口 (6)采用有線傳輸方式或無線傳輸方式；當使用有線傳輸方式時，釆用USB、 串口、并口、 PCI/SCSI/SATA/ATA/ISA/AGP、 IEEE802.2、 IEEE 802.3、正EE 802.5、Modem/RJ-ll、 MemSlot、 PCMCIA、 PS/2方式；當使用無線傳輸方式時，采用 正EE802.11a/b/g/n,IEEE802.15/16,紅外接口 、GSM/GPRS接口 ， CDMA/WCDMA/CDMA2000/TDS-CDMA接口實現方式。
10、根據權利要求l所述的即插即用型紅外成像裝置，其特征在于，在所述的 電池組或電源接口 (8)中，所采用的電池組包括鈕扣電池、干電池、溫差電池或光 電池。
全文摘要
本發明公開了一種即插即用型紅外成像裝置，包括基底、傳感器、數據采集器、數據存儲器、控制器、計算機接口以及電池組或電源接口；其中，在所述的基底上開有紅外攝像窗口，所述的傳感器安裝在所述紅外攝像窗口的下方，所述傳感器與所述的數據采集器電連接，所述的數據采集器連接到裝置的數據總線上，所述的數據存儲器也與所述的數據總線連接，所述的數據總線還分別與所述的控制器和計算機接口電連接，所述的電池組或電源接口電連接到所述的數據存儲器上。本發明具有價格低廉、攜帶方便、使用靈活、用途廣泛的優點。
文檔編號A61B5/00GK101310674SQ200710099479
公開日2008年11月26日 申請日期2007年5月22日 優先權日2007年5月22日
發明者靜 劉, 盧峻峰, 鄧中山 申請人:中國科學院理化技術研究所