专利名称：一种即插即用型红外成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种红外成像装置，特别涉及一种即插即用型红外成像装置。
技术背景随着现代科学技术的进步，人类获取了越来越多和越来越完善的检测自身疾病 的新手段，其中热方法的有效利用更促进了这一领域的长足进展。从医学实践早期 开始，人们就已经知道，热异常或局部皮肤温度异常(升高、降低或出现特异分布 等)往往说明皮肤下面有某种病变。同任何高于绝对零度(-273[]C)的物体一样，人 体同样要对外界产生红外辐射，因而病体皮肤表面所发出的红外辐射可由红外扫描 器吸收、会聚并成像在红外传感器上，经红外传感器将其转变成电信号，这一系列 信号与各点的红外辐射能量密度成正比，从而构成目标温度分布场的视频信号。由 适当的显示系统构成一幅病体红外辐射分布情况的图像，即一个较大面积病体的二 维辐射图像，该图像反映了病体表面皮肤温度的分布情况。如果通过定标并将其与 正常生理状态下人体或动物体的辐射图像相比较，便可以获得有关病理状态的信息。由于红外热成像医学诊断方法不会像射线和同位素等检查手段那样对人体有 害，因此逐步得到应用。用这种无损方法探测人体(包括一般生物体)的热信息乃 至诊断疾病一直成为医学界和工程界的重要目标，也已取得了有意义的进展，但总 体而言，仍处于方法的探索之中。现有的红外摄像仪使用方便，但技术复杂，测温 方面的标定十分困难，其价格十分昂贵，目前市场上可用于临床热诊断的高精度红 外摄像仪价格多在40万元人民币左右，这是一般中小型医院所不能承受的，极大地 限制了红外热诊断方法的推广。发明内容本发明的目的是克服现有的应用于临床热诊断的高精度红外摄像仪价格昂贵， 不利于红外热诊断方法推广的缺陷，从而提供一种低成本，且使用方便的即插即用 型红外成像模块。为了实现上述目的，本发明提供了一种即插即用型红外成像装置，包括基底、传感器、数据采集器、数据存储器、控制器、计算机接口以及电池组或电源接口； 其中，在所述的基底上开有红外摄像窗口，所述的传感器安装在所述红外摄像窗口 的下方，所述传感器与所述的数据采集器电连接，所述的数据采集器连接到装置的 数据总线上，所述的数据存储器也与所述的数据总线连接，所述的数据总线还分别 与所述的控制器和计算机接口电连接，所述的电池组或电源接口电连接到所述的数 据存储器上，作为本成像装置中需要电力驱动的部件的能量来源。
上述技术方案中，所述的基底用于承载红外成像模块中的其他部件，它的长在 10毫米到500毫米之间，宽在10毫米到500毫米之间，高在10毫米到500毫米之 间；所述基底的材料为与皮肤相容的医用塑料。
所述的基底的表面涂覆电磁屏蔽材料。
上述技术方案中，所述的红外摄像窗口采用对红外线透明的材料制成，所述红 外摄像窗口的长在10毫米到100毫米之间，宽在10毫米到100亳米之间，高在10 毫米到100毫米之间。
上述技术方案中，所述的传感器为红外传感器，以点阵或线阵或面阵形式分布 在所述的红外摄像窗口下。
所述的传感器为冷却型红外传感器和非冷却型红外传感器。
上述技术方案中，所述的数据采集器是一个集成化的A/D转换电路。
上述技术方案中，所述的数据存储器为紫外线可擦除可编程只读存储器或电可 擦写存储器或快闪存储器或静态读写存储器或动态读写存储器。
上述技术方案中，所述的计算机接口采用有线传输方式或无线传输方式；当使 用有线传输方式时，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；当使用无线传输方式时，采用IEEE802.11a/b/g/n,IEEE802.15/16，红外接口、 GSM/GPRS接口 ， CDMA/WCDMA/CDMA2000/TDS-CDMA接口实现方式。
上述技术方案中，在所述的电池组或电源接口中，所采用的电池组包括钮扣电 池、干电池、温差电池或光电池。
本发明专利的优点在于
1、 本发明的即插即用型红外成像装置价格低廉，但可实现以往红外诊断设备所 能完成的功能；
2、 本发明建立在当前最新的嵌入式设备的基础之上，具有携带方便，使用灵活 的特点；
3、 用途广泛，本发明还可以用于诊断其他动物身上的疾病，乃至大量的设备表面温度图谱的记录上
图l为本发明的 图面说明 1 基底 4 数据存储器 7 数据总线
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细描述
图1表示了本发明的即插即用型红外成像装置在一个实施例中的结构图。在该
实施例中，红外成像装置包括基底l、传感器2、数据采集器3、数据存储器4、控 制器5、计算机接口 6以及电池组或电源接口 8;其中在基底1上开有红外摄像窗口， 传感器2安装在红外摄像窗口下方，传感器2与数据采集器3电连接，数据采集器 3连接到装置的数据总线7上，数据存储器4也与数据总线7连接，数据总线7还 分别与控制器5和计算机接口 6电连接，电池组或电源接口 8还与数据存储器4电 连接。计算机接口6可通过数据传输线与外接的计算机连接。
基底l用于承载红外成像模块中的其他部件，在本实施例中，模块基底l的长 为100毫米，宽为100毫米，高为50毫米，基底1所选用的材料应为与人体皮肤相 容的医用塑料，如ABS、聚酰亚氨等。基底1的表面根据需要还可以涂覆具有电磁 屏蔽功能的材料，如金属膜或金属网等。基底1的大小可根据需要进行调整，它的 长可在10毫米到500毫米之间，它的宽可在10毫米到500毫米之间，它的高可在 10毫米到500毫米之间。
红外摄像窗口采用对红外线透明的材料制成，在本实施例中，窗口的长、宽、 高都为40毫米。在其它的实现方式中，窗口的大小可根据实际需要以及所述基底l 的大小进行调整， 一般来说，窗口的长、宽、高在IO毫米到IOO毫米之间选择。
传感器2为红外传感器，分布在红外摄像窗口下，以点阵或线阵或面阵形式排 布。红外传感器的数目在1-5000之间。红外传感器采用了传统红外设备上常用的成 熟的对焦技术，以确保人体发出的红外信号被自动吸收、会聚并传送到红外传感器 上，经红外传感器转变成电信号，这一系列信号与各点的红外辐射能量密度成正比， 从而构成了目标温度分布场的视频信号。上述红外传感器的相关技术市场上己成熟，
一种即插即用型红外成像装置的结构图。
2 传感器 3 数据采集器
5 控制器 6 计算机接口
8 电池组或电源接口可购置选用即可。在选用红外传感器时，冷却型红外传感器和非冷却型红外传感器 皆可，对于冷却型红外传感器，根据需要，其制冷装置可为半导体制冷器，冰水混 合物、液氮、干冰、压縮循环式制冷器，以及节流式制冷器等。数据采集器3用于获取测量对象的表面温度信息，并对所得到的温度信息进行 模/数转换。数据采集器3通过一个集成化的A/D转换电路实现。数据存储器4用于存储模数转换后的温度数据，数据存储器有多种实现方式， 包括EPROM (紫外线可擦除可编程只读存储器)、EEPROM (电可擦写存储器)、 Flash Memory (快闪存储器)、SRAM (静态读写存储器)、DRAM (动态读写存储 器)等。控制器5用于控制采集、存储数据及与外接计算机通讯有关的过程，控制器5 可采用如微型嵌入式PLC可编程逻辑控制器，可完成红外传感器在接收红外信号时 的自动对焦过程。计算机接口6通过数据传输线实现与外接计算机的电连接，在本实施例中，所 述电连接采用有线连接的方法，具体采用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。在实现时，本领域的普通技术人员选用其中的 一种即可。在其它实施方式中，计算机接口6还可以通过无线传输方式与外接计算 机之间进行数据的交换，所述的无线传输方式包括IEEE802.11 a/b/g/n,正EE802.15/16, 红外接口 、 GSM/GPRS接口 ， CDMA/WCDMA/CDMA2000/TDS-CDMA接口等实现 方式。电池组或电源接口 8为本发明的即插即用型红外成像装置提供电能，作为本成 像装置中需要电力驱动的部件的能量来源，附图1中电池组或电源接口 8上的箭头 代表向外输出电力的情况，具体使用时，将本装置中各器件的电源线连接到电池组 或电源接口8的输出端上即可。当本发明的装置采用电池组供电时，可采用钮扣电 池、干电池、温差电池或光电池中的一组，若采用外接照明电源供电时，采用电源 接口与外接电源连接。采用本发明的即插即用型红外成像装置对于人体红外信号进行检测时，将窗口 及传感器2的红外摄像窗口靠近人体待检测部位，通过红外传感器接收带有人体温 度信息的红外信号，并由数据采集器3采集相关的红外信号并实现A/D转换，然后 将转换后的信号发送到数据存储器4中进行存储。上述过程都在控制器5的控制下 完成。当用户需要对所记录的人体温度数据进行处理时，可将本发明的即插即用型 红外成像装置与外接的计算机相连接，通过计算机处理数据并在计算机的显示屏上显不。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管 参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明 的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均 应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1、 一种即插即用型红外成像装置，其特征在于，包括基底(1)、传感器(2)、 数据采集器(3)、数据存储器(4)、控制器(5)、计算机接口 (6)以及电池组或电 源接口 (8);其中，在所述的基底(1)上开有红外摄像窗口，所述的传感器(2) 安装在所述红外摄像窗口的下方，所述传感器(2)与所述的数据采集器(3)电连 接，所述的数据采集器(3)连接到装置的数据总线(7)上，所述的数据存储器(4) 也与所述的数据总线(7)连接，所述的数据总线(7)还分别与所述的控制器(5) 和计算机接口 (6)电连接，所述的电池组或电源接口 (8)电连接到所述的数据存 储器(4)上。
2、 根据权利要求l所述的即插即用型红外成像装置，其特征在于，所述的基底 (1)用于承载红外成像模块中的其他部件，它的长在10毫米到500毫米之间，宽在10毫米到500毫米之间，高在10毫米到500毫米之间；所述基底(1)的材料为与人体皮肤相容的医用塑料。
3、 根据权利要去2所述的即插即用型红外成像装置，其特征在于，所述的基底(1)的表面涂覆电磁屏蔽材料。
4、 根据权利要求l所述的即插即用型红外成像装置，其特征在于，所述的红外 摄像窗口采用对红外线透明的材料制成，所述红外摄像窗口的长在10亳米到100 毫米之间，宽在10毫米到100毫米之间，高在10毫米到100毫米之间。
5、 根据权利要求l所述的即插即用型红外成像装置，其特征在于，所述的传感 器(2)为红外传感器，以点阵或线阵或面阵形式分布在所述的红外摄像窗口下。
6、 根据权利要求5所述的即插即用型红外成像装置，其特征在于，所述的传感 器(2)为冷却型红外传感器和非冷却型红外传感器。
7、 根据权利要求l所述的即插即用型红外成像装置，其特征在于，所述的数据 采集器(3)是一个集成化的A/D转换电路。
8、 根据权利要求l所述的即插即用型红外成像装置，其特征在于，所述的数据 存储器(4)为紫外线可擦除可编程只读存储器或电可擦写存储器或快闪存储器或静 态读写存储器或动态读写存储器。
9、 根据权利要求1所述的即插即用型红外成像装置，其特征在于，所述的计算 机接口 (6)采用有线传输方式或无线传输方式；当使用有线传输方式时，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；当使用无线传输方式时，采用 正EE802.11a/b/g/n,IEEE802.15/16,红外接口 、GSM/GPRS接口 ， CDMA/WCDMA/CDMA2000/TDS-CDMA接口实现方式。
10、根据权利要求l所述的即插即用型红外成像装置，其特征在于，在所述的 电池组或电源接口 (8)中，所采用的电池组包括钮扣电池、干电池、温差电池或光 电池。
全文摘要
本发明公开了一种即插即用型红外成像装置，包括基底、传感器、数据采集器、数据存储器、控制器、计算机接口以及电池组或电源接口；其中，在所述的基底上开有红外摄像窗口，所述的传感器安装在所述红外摄像窗口的下方，所述传感器与所述的数据采集器电连接，所述的数据采集器连接到装置的数据总线上，所述的数据存储器也与所述的数据总线连接，所述的数据总线还分别与所述的控制器和计算机接口电连接，所述的电池组或电源接口电连接到所述的数据存储器上。本发明具有价格低廉、携带方便、使用灵活、用途广泛的优点。
文档编号A61B5/00GK101310674SQ200710099479
公开日2008年11月26日 申请日期2007年5月22日 优先权日2007年5月22日
发明者静 刘, 卢峻峰, 邓中山 申请人:中国科学院理化技术研究所