TWI792214B - 溫度感測模組與電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種溫度感測模組包括中空基座、紅外線溫度感測器及聚光透鏡。中空基座包括貫通孔、第一端及第二端，第一端包括第一開口，第二端具有第二開口，貫通孔連通於第一開口與第二開口之間。紅外線溫度感測器設置於貫通孔內並鄰近於第二開口，紅外線溫度感測器包括感光面，感光面朝向第一開口。聚光透鏡設置於貫通孔內並鄰近於第一開口，且聚光透鏡對應於紅外線溫度感測器之感光面。

Description

溫度感測模組與電子裝置

本發明係關於一種感測模組，特別是指一種溫度感測模組與電子裝置。

目前常見的體溫量測工具大致可分為接觸式與非接觸式二個種類，接觸式工具例如水銀溫度計或電子快速體溫計，透過接觸人體部位（如口部或腋下）以進行體溫量測。非接觸式工具例如耳溫槍或額溫槍，透過靠近並對準人體耳部或額頭以進行體溫量測。

然而，無論是上述哪種方式，在外出時都必須額外攜帶體溫量測工具，才能隨時量測與監控自身的體溫狀況，實造成使用者的困擾與不便，且體溫量測工具也需要接觸或非常靠近人體才能夠準確量測體溫。

舉例來說，如圖1所示，以現有額溫槍來說，大多是使用紅外線溫度感測器P1進行量測，然而，一般額溫槍內的紅外線溫度感測器P1的視野F(Field of View)多為45°以上，因此，額溫槍需要非常靠近使用者的額頭才能進行量測（例如量測距離D1為5公分以下）。

鑒於上述，於一實施例中，提供一種溫度感測模組包括中空基座、紅外線溫度感測器及聚光透鏡。中空基座包括貫通孔以及相對的第一端與第二端，第一端具有第一開口，第二端具有第二開口，貫通孔連通於第一開口與第二開口之間。紅外線溫度感測器設置於貫通孔內並鄰近於第二開口，紅外線溫度感測器包括感光面，感光面朝向第一開口。聚光透鏡設置於貫通孔內並鄰近於第一開口，且聚光透鏡對應於紅外線溫度感測器之感光面。

於另一實施例中，提供一種電子裝置包括顯示器與溫度感測模組。顯示器包括顯示幕與位於顯示幕周圍之邊框，邊框設有開孔。溫度感測模組設置於邊框內並對應於開孔，溫度感測模組包括中空基座、紅外線溫度感測器及聚光透鏡。中空基座包括貫通孔以及相對的第一端與第二端，第一端具有第一開口，第二端具有第二開口，貫通孔連通於第一開口與第二開口之間，且第一開口相對於第二開口鄰近於開孔。紅外線溫度感測器設置於貫通孔內並鄰近於第二開口，紅外線溫度感測器包括感光面，感光面朝向第一開口。聚光透鏡設置於貫通孔內並鄰近於第一開口，且聚光透鏡對應於紅外線溫度感測器之感光面。

綜上，根據本發明實施例之溫度感測模組，透過聚光透鏡對應於紅外線溫度感測器之感光面，可縮減溫度感測模組整體的量測角度或視野以提高可量測的距離，使溫度感測模組能夠應用於常用的電子裝置（例如智慧型手機、平板電腦或顯示螢幕等）進行遠距人體溫度量測，因此，使用者外出時不需額外攜帶體溫量測工具，即可隨時量測與監控自身的體溫狀況。

以下提出各種實施例進行詳細說明，然而，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本發明欲保護之範圍。此外，實施例中的圖式省略部份元件，以清楚顯示本發明的技術特點。在所有圖式中相同的標號將用於表示相同或相似的元件。

圖2為本發明電子裝置一實施例之立體圖，圖3為本發明電子裝置一實施例之使用示意圖，圖4為本發明電子裝置一實施例之剖視圖。如圖2至圖4所示，在本實施例中，電子裝置1是以筆記型電腦為例，電子裝置1包括顯示器10與溫度感測模組20，溫度感測模組20安裝於顯示器10上用以感測人體溫度。然而，上述實施例僅為舉例，在其他實施例中，電子裝置1亦可為智慧型手機、平板電腦、個人數位助理（personal digital assistant）、顯示螢幕或其他可攜式電子產品等。

如圖2至圖4所示，在本實施例中，顯示器10包括顯示幕11與位於顯示幕11周圍之邊框12，邊框12的其中一側設有開孔13，溫度感測模組20設置於邊框12內並對應於開孔13，使溫度感測模組20不受邊框12遮蔽以執行人體溫度感測的功能。

如圖2至圖4所示，溫度感測模組20包括中空基座21、紅外線溫度感測器25及聚光透鏡26。在本實施例中，中空基座21包括貫通孔22以及相對的第一端23與第二端24，第一端23具有第一開口231，第二端24具有第二開口241，第一開口231朝向顯示器10之邊框12的開孔13，且第一開口231相對於第二開口241鄰近於開孔13，也就是說，第一開口231至開孔13的距離小於第二開口241至開孔13的距離。貫通孔22連通於第一開口231與第二開口241之間，使中空基座21呈環型中空狀，其中貫通孔22的形狀可為圓孔、橢圓孔、方孔或其他不規則形孔，此並不侷限。

如圖2至圖4所示，紅外線溫度感測器25（Far infrared sensor）設置於貫通孔22內並鄰近於第二開口241，也就是說，紅外線溫度感測器25至第一開口231的距離大於紅外線溫度感測器25至第二開口241的距離。在一些實施例中，紅外線溫度感測器25可為熱電型紅外線感測器或量子型紅外線感測器。

如圖4所示，紅外線溫度感測器25包括感光面251，且感光面251朝向第一開口231，使紅外線溫度感測器25之感光面251能夠接收外部物體傳遞之紅外線，以根據紅外線量而測得外部物體的表面溫度，例如紅外線溫度感測器25之感光面251接收到的紅外量越大，測得之外部物體的表面溫度則越大。

如圖2至圖4所示，聚光透鏡26設置於貫通孔22內並鄰近於第一開口231，在一些實施例中，聚光透鏡26可為玻璃或光學級透明塑膠所製成。此外，聚光透鏡26對應於紅外線溫度感測器25之感光面251，藉此，外部物體傳遞之紅外線由顯示器10之邊框12的開孔13進入後，可先經由聚光透鏡26聚光才傳遞至紅外線溫度感測器25之感光面251，達到縮減溫度感測模組20整體的量測角度以提高可量測的距離。

承上，具體而言，請參圖1所示，為習知紅外線溫度感測器之使用示意圖，習知紅外線溫度感測器P1的視野F（Field of View）多為45°以上，因此，紅外線溫度感測器P1所應用之產品（如額溫槍）需要非常靠近人體的額頭才能進行量測（例如量測距離D1為5公分以下）。再請對照圖4所示，本發明實施例之電子裝置1透過聚光透鏡26對應於紅外線溫度感測器25之感光面251，使外部物體傳遞之紅外線由顯示器10之邊框12的開孔13進入後，可先經由聚光透鏡26聚光才傳遞至紅外線溫度感測器25之感光面251，因此，可大幅縮減溫度感測模組20整體的量測角度M，例如量測角度M可縮減為6°～10°而遠小於習知紅外線溫度感測器P1的視野F。藉此，基於溫度感測模組20之量測角度M的縮減可大幅增加溫度感測模組20的量測距離D2，例如量測距離D2可增加至40cm以上而遠大於習知紅外線溫度感測器P1的量測距離D1，因此，本發明實施例之溫度感測模組20能夠應用於常用的電子裝置1（例如智慧型手機、平板電腦或顯示螢幕等）以進行遠距人體溫度量測，故使用者外出時不需額外攜帶體溫量測工具，即可隨時量測與監控自身的體溫狀況。

在一些實施例中，上述聚光透鏡26可為中央厚邊緣較薄之透鏡而具有聚光的功能，例如聚光透鏡26可為雙凸透鏡、平凸透鏡或凹凸透鏡。如圖4所示，在本實施例中，聚光透鏡26包括相對的第一表面261與第二表面262，第一表面261與第二表面262皆為凸面而構成聚光透鏡26為雙凸透鏡，但此並不侷限，在其他實施例中，上述聚光透鏡26的第一表面261與第二表面262亦可其中一者為凸面，另一者為平面。或者聚光透鏡26的第一表面261與第二表面262亦可其中一者為凸面，另一者為凹面。

如圖4所示，在本實施例中，聚光透鏡26的表面更設有鍍膜層263以提高聚光透鏡26的透光率，在此聚光透鏡26的第一表面261與第二表面262皆設有鍍膜層263，進而提高溫度感測模組20之溫度感測的準確性。在一些實施例中，聚光透鏡26亦可為第一表面261設有鍍膜層263或者第二表面262設有鍍膜層263，舉例來說，假設聚光透鏡26的透光率約為91～92%，若聚光透鏡26的其中一個表面設置鍍膜層263可達到94～95%透光率，若聚光透鏡26的二個表面皆設置鍍膜層263可達到98～99%透光率。

如圖2至圖4所示，在本實施例中，顯示器10之邊框12的開孔13內更設有外蓋14，以達到保護溫度感測模組20之作用，且外部物體傳遞之紅外線仍可穿過外蓋14以傳遞至紅外線溫度感測器25進行溫度感測。在一些實施例中，外蓋14可為一濾光板，濾光板可使特定波長範圍（例如特定波長範圍為6000nm~12000nm）內之紅外線能夠通過外蓋14而傳遞至紅外線溫度感測器25，以濾除其他波長之紅外線，以確實獲取欲測量之人體溫度數值，增進溫度感測模組20之準確性。

再如圖2至圖4所示，溫度感測模組20可包括一電路板30，中空基座21的第二端24固設於電路板30上，紅外線溫度感測器25設置於電路板30位於貫通孔22內的內表面31，使外部光線無法由中空基座21之第二端24的第二開口241進入，避免外部光線影響紅外線溫度感測器25之感測的準確性。

如圖2至圖4所示，在本實施例中，電子裝置1更包括攝像模組40，使電子裝置1具有攝影或網路視訊等功能，其中攝像模組40與溫度感測模組20可固設於同一個電路板30上，以減省配置的空間。在本實施例中，顯示器10的邊框12更設有另一開孔13’，所述開孔13’與開孔13彼此並排設置，攝像模組40設置於邊框12內並對應於開孔13’，使攝像模組40能夠不受邊框12遮蔽以執行影像擷取的功能。

如圖2至圖4所示，聚光透鏡26可經由一鏡筒29組設於貫通孔22內並鄰近於第一開口231，在本實施例中，聚光透鏡26固定於鏡筒29內，且鏡筒29組接於中空基座21的第一端23，在此，鏡筒29的外壁與中空基座21之貫通孔22的內壁設有相互配合之公、母螺紋，使鏡筒29能夠螺合固定於中空基座21之貫通孔22內。在一些實施例中，上述鏡筒29與中空基座21亦可透過黏合、卡扣或熔接等其他方式彼此組接固定。

再如圖2至圖4所示，在本實施例中，鏡筒29遠離紅外線溫度感測器25的一端包括遮光板291，遮光板291具有透光口292，透光口292的尺寸小於第一開口231的尺寸，其中透光口292的尺寸可對應於上述溫度感測模組20的量測角度M，超過所述量測角度M範圍的其他光線可受到遮光板291阻隔，以避免其他雜光傳遞至紅外線溫度感測器25而影響感測效果。

在一些實施例中，上述聚光透鏡26除了可為單一透鏡，亦可由複數個透鏡所組成。如圖5所示，為本發明溫度感測模組另一實施例之剖視圖，本實施例與上述圖4的差異至少在於，本實施例之聚光透鏡26a包括第一透鏡27a與第二透鏡28a，且第一透鏡27a與第二透鏡28a彼此堆疊設置，藉此，溫度感測模組20可透過第一透鏡27a與第二透鏡28a的搭配組合而產生更多不同之量測角度M與量測距離D2（請對照圖4所示），以因應不同電子裝置1的使用距離。舉例來說，第一透鏡27a與第二透鏡28a可為相同透鏡，或者如圖5所示，第一透鏡27a與第二透鏡28a也可為不同透鏡，例如第一透鏡27a與第二透鏡28a的厚度、表面曲率及形狀中的至少其中一者不同，以產生更多不同之量測角度M與量測距離D2。

承上，進一步舉例來說，請參圖4所示，當聚光透鏡26為單一透鏡時，透過聚光透鏡26的表面曲率或厚度變化可產生之量測角度M為6°～10°，相對應之量測距離D2為40cm～50cm。請對照圖5所示，當聚光透鏡26a包括第一透鏡27a與第二透鏡28a時，第一透鏡27a與第二透鏡28a的搭配組合可產生之量測角度M可增加至5°～11°，相對應之量測距離D2則為35cm～55cm，因此，聚光透鏡26a之透鏡數量越多，即可產生更多不同之量測角度M與量測距離D2，以因應更多不同的電子裝置1。

再如圖6所示，為本發明溫度感測模組又一實施例之剖視圖，本實施例與上述圖5之實施例的差異至少在於，本實施例之聚光透鏡26b包括四個透鏡（第一透鏡27b、第二透鏡28b、第三透鏡27c及第四透鏡28c），且第一透鏡27b、第二透鏡28b、第三透鏡27c及第四透鏡28c彼此堆疊設置，藉此，透過聚光透鏡26b之透鏡的數量增加，可產生更多不同的排列組合，從而產生更多不同之量測角度M與量測距離D2，以適用於更多不同類型的電子裝置1。在一些實施例中，聚光透鏡26b之透鏡數量亦可為三個或五個以上，此並不侷限。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

P1:紅外線溫度感測器 F:視野 D1:量測距離 1:電子裝置 10:顯示器 11:顯示幕 12:邊框 13,13’:開孔 14:外蓋 20:溫度感測模組 21:中空基座 22:貫通孔 23:第一端 231:第一開口 24:第二端 241:第二開口 25:紅外線溫度感測器 251:感光面 26,26a,26b:聚光透鏡 261:第一表面 262:第二表面 263:鍍膜層 27a,27b:第一透鏡 28a,28b:第二透鏡 27c:第三透鏡 28c:第四透鏡 29:鏡筒 291:遮光板 292:透光口 30:電路板 31:內表面 40:攝像模組 M:量測角度 D2:量測距離

[圖1] 係習知紅外線溫度感測器之使用示意圖。 [圖2] 係本發明電子裝置一實施例之立體圖。 [圖3] 係本發明電子裝置一實施例之使用示意圖。 [圖4] 係本發明電子裝置一實施例之剖視圖。 [圖5] 係本發明溫度感測模組另一實施例之剖視圖。 [圖6] 係本發明溫度感測模組又一實施例之剖視圖。

12:邊框

13:開孔

14:外蓋

20:溫度感測模組

21:中空基座

22:貫通孔

23:第一端

231:第一開口

24:第二端

241:第二開口

25:紅外線溫度感測器

251:感光面

26:聚光透鏡

261:第一表面

262:第二表面

263:鍍膜層

29:鏡筒

291:遮光板

292:透光口

30:電路板

31:內表面

M:量測角度

D2:量測距離

Claims (15)

1. 一種溫度感測模組，包括：一中空基座，包括一貫通孔以及相對的一第一端與一第二端，該第一端具有一第一開口，該第二端具有一第二開口，該貫通孔連通於該第一開口與該第二開口之間；一紅外線溫度感測器，設置於該貫通孔內並鄰近於該第二開口，該紅外線溫度感測器包括一感光面，該感光面朝向該第一開口；一聚光透鏡，設置於該貫通孔內並鄰近於該第一開口，且該聚光透鏡對應於該紅外線溫度感測器之該感光面；以及一鏡筒，固定於該貫通孔內，該聚光透鏡固定於該鏡筒內，該聚光透鏡包括一第一透鏡與一第二透鏡，該第一透鏡與該第二透鏡彼此堆疊設置，且該第一透鏡的形狀不同於該第二透鏡的形狀。
2. 如請求項1所述之溫度感測模組，更包括一電路板，該中空基座的該第二端固設於該電路板上，該紅外線溫度感測器設置於該電路板位於該貫通孔內的一內表面。
3. 如請求項1所述之溫度感測模組，其中該鏡筒遠離該紅外線溫度感測器的一端包括一遮光板，該遮光板具有一透光口，該透光口的尺寸小於該第一開口的尺寸。
4. 如請求項1所述之溫度感測模組，其中該聚光透鏡包括相對的一第一表面與一第二表面，該第一表面為一凸面。
5. 如請求項4所述之溫度感測模組，其中該第二表面為一凸面或一凹面。
6. 如請求項1所述之溫度感測模組，其中該聚光透鏡的表面更設有一鍍膜層。
7. 一種電子裝置，包括：一顯示器，包括一顯示幕與位於該顯示幕周圍之一邊框，該邊框設有一開孔；以及一溫度感測模組，設置於該邊框內並對應於該開孔，該溫度感測模組，包括：一中空基座，包括一貫通孔以及相對的一第一端與一第二端，該第一端具有一第一開口，該第二端具有一第二開口，該貫通孔連通於該第一開口與該第二開口之間，且該第一開口相對於該第二開口鄰近於該開孔；一紅外線溫度感測器，設置於該貫通孔內並鄰近於該第二開口，該紅外線溫度感測器包括一感光面，該感光面朝向該第一開口；一聚光透鏡，設置於該貫通孔內並鄰近於該第一開口，且該聚光透鏡對應於該紅外線溫度感測器之該感光面；以及一鏡筒，固定於該貫通孔內，該聚光透鏡固定於該鏡筒內，該聚光透鏡包括一第一透鏡與一第二透鏡，該第一透鏡與該第二透鏡彼此堆疊設置，且該第一透鏡的形狀不同於該第二透鏡的形狀。
8. 如請求項7所述之電子裝置，其中該開孔內更設有一外蓋。
9. 如請求項8所述之電子裝置，其中該外蓋為一濾光板。
10. 如請求項7所述之電子裝置，更包括一電路板，該中空基座的該第二端固設於該電路板上，該紅外線溫度感測器設置於該電路板位於該貫通孔內的一內表面。
11. 如請求項10所述之電子裝置，更包括一攝像模組，該攝像模組固設於該電路板上。
12. 如請求項7所述之電子裝置，其中該鏡筒遠離該紅外線溫度感測器的一端包括一遮光板，該遮光板具有一透光口，該透光口的尺寸小於該第一開口的尺寸。
13. 如請求項7所述之電子裝置，其中該聚光透鏡包括相對的一第一表面與一第二表面，該第一表面為一凸面。
14. 如請求項13所述之電子裝置，其中該第二表面為一凸面或一凹面。
15. 如請求項7所述之電子裝置，其中該聚光透鏡的表面更設有一鍍膜層。

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