
雖然一直強調有沒有patient connection差很多,但是還是用實際例子來說明比較快
1. 沒有patient connection
不論是醫療用螢幕、醫療用電腦、病患用床邊系統、設備子系統,只要預期用途(intend use)不會且沒有風險和applied part(或是病患)接觸
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在先前文章有提到了AR coating的相關資料
其中提到了藉由AR coating減少玻璃反射,可以從4%降低到1%
而近期日本電氣硝子則進一步展示反射僅有0.08%的玻璃(來源網站),可預期整體透光度可以達到99%以上如下
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醫工學科相關連部分圖表
在找資料的時候比較有個方向
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提到潔淨室標準,最常使用的就是FS 209E(Federal Standard 209E) 和
ISO-14644系列了。事實上209E早已在2001年廢止,但由於美國還繼續沿用,台灣大陸日本等國家(歐盟除外)也還是繼續使用這個標準。
兩個規範有各自的分級標準,以209E為例並圈出工業電腦常接觸到的範圍標準如下。可以看到橫排是顆粒大小,直排則是分級標準。以工業電腦而言會使用到潔淨室的大致只有LCD面板和觸控面板結合的製程,而這段製程最常使用到的則是分類1k(1000)及10k(10000)這兩個分級,而1k的意思代表著在每立方英尺下0.5um的顆粒數不超過1k個,10k則是不超過10k個顆粒。並沒有明確定義哪個等級適用,只要自定義且適用即可。
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習慣性不以理論的方式說明~
下圖是同一個螢幕在不同亮度下的畫面,可以看到同一張圖片在不同亮度下的顏色並不相同,綠色好像變暗綠色了~
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由前兩篇文章可知,使用距離才是影響是否被稱作視網膜螢幕的關鍵
使用距離則也跟眼睛的結構有關,譬如說我們不會看一個20吋的螢幕只離10cm,這樣左邊右邊上面下面的字可能都要轉頭才看的到了。人眼上下大概能看10度,左右能看20度最為習慣。大概是寬度的1.37倍,高度的2.84倍看起來最為舒服
因此本篇就用iphone 4S, the new ipad, 2MP~5MP常見的醫療螢幕, 以及電視這幾種應用來套用公式,確認各尺寸螢幕的適用距離及多少使用距離才能被稱做視網膜螢幕
Note 1: 螢幕適用距離: 小於這個距離的話,人眼會不容易看到上下左右的所有資訊,一般會大於這個距離
2. 視網膜距離: 超過這個距離,人眼就分辨不出差異了,可以稱之為視網膜螢幕。小於這個距離,則會看到顆粒感。
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繼上篇提到距離才是影響螢幕解析度需要多少才能被稱作視網膜螢幕的關鍵,這篇主要是計算的過程,連結視力、距離、螢幕尺寸、解析度、ppi、點距這幾個名詞。醫療螢幕是否為視網膜螢幕的結論請參照下一篇。
名詞定義
視力: 視力1.0代表可以看到一分度以上(1/1)大小的東西,視力0.4代表可以看到2.5分度以上(1/0.4)大小的東西,圖示如下。為了計算方便所有人的視力都假設為1.0來計算
其餘的名詞在之前文章都有解釋過了,以下面這張圖連結視力、距離、點距這三個名詞
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還記得這張表嗎?可以看到1.0那一行是大家認為的好視力呢
每次量視力的時候,總是要站的遠遠的量(3公尺),記得小時候視力每次不戴眼鏡量出來都是0.2,0.3那行我就看不清楚了,超出我視網膜可以分辨的大小了。
也就是對沒戴眼鏡的我來說,3公尺遠的螢幕,只要顯示畫素的大小超過0.2那行,我就可以說他是視網膜螢幕了~
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在完成了耐壓值和絕緣距離的定義之後,就可以詢問廠商是否有適合的料件並於schematic及layout導入了
1. 選料
就經驗而言,台灣零件代理商對醫療方面的需求並不是很清楚(尤其是air clearance及creepage),因此建議直接要到spec,通常都有標註spec for regulation,其中就有aire clearance及creepage的資訊了。或是直接詢問醫規的產品也是可行的方式。須要注意的是,符合醫規的零件一般都是指creepage及air clearance大於8mm,但是一般需求不見得需要這麼大(如同先前文章的舉例,僅需4.6mm/2.5mm),因此直接挑選符合醫規的產品是最簡單最保守的方式,同時也是須要最多空間及成本最高的方式,若能再進一步挑選夠用的產品,對於成本和空間會有不小幫助。
此外,絕緣使用的料件一般都會將訊號絕緣及電源絕緣分為兩個不同的零件,主要是由於電源的設計考量。若在設計的設備上有超過3個I/O port,一般建議會是針對電源的部份隔離後再送至各個I/O port,一方面是可以節省成本,另一方面對於空間、EMI等都有極大好處。而最基本的設計就是每個I/O port有各自的電源絕緣IC,如usb port,若設計於僅供隨身碟使用,1A的電流絕緣設計或許就已足夠,若用途不同,需要電流不同,則需要的絕緣元件和數量就有可能不同。
選料另一面的重要考量是空間,可使用空間越大,挑的零件就可以越大顆,成本就越低,EMI問題就會越少,反之亦然。
在電源設計和空間考量都清楚後,再就供應商所提供的spec,就必須整合成下面這種表格了,格式僅供參考
在零件的挑選中,是否已經有UL等安規認證是相當重要的一件事,若是客製化的零件,最後申請安規時就可能會是個不確定因素了,可能是成本及時程的影響,這在設計初期就必須確認清楚
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接續上一篇文章完成絕緣圖之後,接下來就是要對照60601中表單決定耐壓值及絕緣距離了,由於MOOP部分較為單純,本篇僅就MOPP部分進行討論
1. 決定耐壓值規格
可以由下表對照,並節錄部分常用數據
由絕緣圖中標示1的定義可知,需要同時考量2MOPP for working voltage及1MOPP for maximun mains voltage
舉個簡單的例子,若有使用medical power adaptor(設計線路為secondary circuts),該adaptor電壓為50V,則對照表可知2MOPP for 50V需要1000V的耐壓值(上圖標示2)
同時考量 1MOPP for maximun mains voltage(一般使用250V),則可知需要1500V的耐壓值(上圖標示1)
兩者同時考量要取其大,因此需要使用1500V作為設計的耐壓值
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