具有安置辅助件和成像组件的导管及其相关方法_3

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安置在摄像头的上表面上,以使LED 96'位于摄像头的远侧或偏离摄像头。LED安装部分94'可以包括开口 95 ^,所述开口 95 ^与摄像头的镜头(未示出)对准,以使得LED安装部分不会阻挡摄像头84'的视野。图45示出了处于未折叠或平展构造中的柔性电路80'。柔性电路可以具有其它的构造并且提供了用于安装摄像头和光源的可选位置。
[0068]参照图9和图10,摄像头84和LED 96示范性地示出为布置在光学透明盖70中。盖70能够构造成用以漫反射由一个或多个LED 96中的任意一个发射的光,并且在某些情况下,构造成用以将发射的光过滤到特定频率的范围内。盖70可以具有:外表面,所述外表面包括柱状附接部分100,所述柱状附接部分100构造成用以联接管状壳体50的远端或与所述远端匹配;和穹顶状部分102,所述穹顶状部分102可以从管状壳体向外延伸或突出。在一个示例中,柱状附接部分100能够成适当的形状和尺寸,从而与管状壳体的内表面形成滑动配合。粘合剂可以用于将柱状附接部分100进一步固定至管状壳体50。盖70和壳体50之间的连接可以基本防水,以便防止液体进入成像组件18。
[0069]在根据本发明的一个或多个方面的一些实施例中,盖70具有内表面,所述内表面限定了从盖的近端向内延伸的腔。所述腔能够提供或限定摄像头接收部分104和LED接收部分106。摄像头接收部分104能够成对应的尺寸和形状,以便滑动地或紧密地接收摄像头84的侧部86B、86C、86D、86E,并且还能够具有一定的深度(在图9中用“D”表示),所述深度小于摄像头的高度(在图9中用“h”表示),以使摄像头在盖70的近端处从摄像头接收部分104伸出。摄像头84在摄像头接收部分104中的这种滑动配合阻止摄像头相对于盖70运动并且有助于使得盖70与摄像头84适当地对准。可以调整盖70相对于摄像头84的位置或将盖70相对于摄像头84的位置构造成用以至少部分地减小不利地影响由成像组件18生成的图像的质量的任何影响。在示范性实施例中,通过使得能够使用用于精确定位摄像头和盖的固定件,能够有助于组装摄像头壳体的在摄像头接收部分外侧延伸的突出部分。在其它的变型中,盖可以使用不同的构造,以便与成像组件的壳体或其它部件相互对接。例如,一个或多个变型实施例可以涉及具有圆柱形容积以封装一个或多个光源和成像装置中的任何一个。
[0070]进一步参照图9,盖70的内部还能够构造成用以减小由LED 96发射的不需要的光进入摄像头84并被摄像头感测或检测到。为了最小化或至少部分减小任何不需要的光反射到摄像头84中,盖70的与摄像头壳体86的上表面86F相对的内部摄像头对置表面108能够取向或构造成基本平行于摄像头壳体的上表面86F。而且,盖70的与LED96的发光表面98相对的内部光对置表面110能够布置成纵向地即向远侧地与盖的摄像头对置表面108间隔开。可以由盖70的摄像头对置表面108和内部表面112 (其将内部表面110连接至内部表面108)实施并限定相对尖锐的角例如直角。这种构造应当减小了由LED 96发射的光向摄像头84中的任何不理想的内部反射。
[0071]参照图10,盖70的外表面的穹顶状部分102包括中心远侧部分116,所述中心远侧部分116能够大体平坦,例如大体为平面状。穹顶状部分的从远侧部分116延伸到基部例如近端的侧边缘是圆形并且基本平滑。而且,盖70的基部具有这样的横截面尺寸和形状,所述横截面形状和尺寸能够与壳体50的横截面尺寸和形状大体相同,以使盖平滑地过渡到壳体。整体上,盖70的这种大体形状在此称作截头圆锥穹顶状。平坦的中心远侧部分116应当最小化或至少减小视野的失真。在图解的实施例中,平坦的中心远侧部分116具有大体圆形的周边和这样的区域,所述区域的尺寸等于或大于视野,以便进一步最小化视野的失真。而且,盖70的内表面的与外表面(以及摄像头84的上表面86F)的平坦中心部分116相对的部分也可以是平坦的并且能够基本与外表面的平坦中心部分平行,这应当进一步最小化或至少减小视野的失真。盖70的圆形边缘能够有助于将饲管组件12的远侧部分插入到对象体内并且有助于在插管期间感觉舒适。
[0072]图11示出了根据本发明的一个或多个实施例的柔性电路组件60的示范性电子系统200的电路图。图12和13示意性示出了示范性电子系统200的电路图。电子系统200可以包括电导体连接件202例如绝缘位移连接件,以用于从出口适配器20接收电导体24。根据图解的实施例,电导体24包括六根信号线。图解的实施例中的六根信号线包括两根电源线(例如,电源线5V和接地线GND)、两根串行通信线(例如,串行时钟线SCLOCK和串行数据线SData)和差分对(例如,低电压差分信号正线LVDS_P*低电压差分信号负线LVDS_N)。电源线(5V和GND)电连接至LED 96,以用于给LED 96通电。在图解的电路系统200中,电源线向白光LED(例如,可从德国的OSRAM Opto Semiconductor股份有限公司获得的型号LW QH8G或LW VH8G)提供5V电力。电源线(5V和GND)还电连接至双电压调节器204(即电源),用于向其提供电力。双电压调节器204通过由电源线提供的电力得到两条不同的电压线路。在图解的电路系统200中,双电压调节器204(例如,可从加利福尼亚的Milpitas 市的 Intersil Corporat1n 获得的型号 ISL9016IRUJCZ-T)产生 2.8 伏的电源信号(例如,模拟电源的电压信号VAA)和1.8伏的电源信号(例如,数字电源的电压信号VDD)。双电压调节器204构造并且电连接成将由其产生的电压供应至振荡器206、串行通信装置208和摄像头84。在不??性电子系统200中,摄像头84可以是^从加利福尼亚的圣何塞市的Aptina Imaging公司获得的型号MTV9124M01。然而,在不背离本发明范围的前提下,可以使用其它的摄像头或图像传感器。
[0073]振荡器206例如22MHz的振荡器能够电连接至摄像头84并且构造成用以向其提供定时信号(EXTCLK)。串行通信装置206例如可从德国的Philips Semiconductor或NXPB.V获得的I2C总线中继器电连接至两根串行通信线(SDA、SCL)并且电连接至摄像头84,以用于允许将数据(即非图像数据)传送至摄像头84以及从摄像头84传送数据(即非图像数据)。例如,串行通信线(SDA、SCL)可以经由控制台连接件22连接至外部计算装置。外部计算装置接收表示一个或多个摄像头设置例如但不限于分辨率和帧速率的数据。摄像头设置能够经由串行通信线(SDA、SCL)和串行通信装置208传送至摄像头84。摄像头84获得对象的解剖结构在对其插管期间和/或在对其插管之后的视野内的图像并且生成这样的图像信号,例如根据经由串行通信装置208传送的摄像头设置而从获取的图像中得到的串行数字视频信号。根据由振荡器206提供的定时信号(EXTCLK)同步由摄像头84实施的操作。摄像头84将例如串行数字视频信号这样的信号输出到差分对线(LVDS_N、LVDS_P),以用于传输到控制台连接件22和控制台23。随后可以经由控制台23输送、处理和查看由摄像头84获得的图像。
[0074]图14图解了展开或平展(例如平面)构造的柔性电路80。在展开构造中,摄像头安装部分82、电源安装部分90、数据安装部分92和光安装部分94全部大体处于同一平面中并且形成单一的平坦表面(例如安装面)。在一个实施例中,当柔性电路处于展开构造中时,用于成像组件18的电子系统(例如电子系统200)的所有电子部件均附接到柔性电路80的单个大体平坦的安装表面250上。因此,电子部件可以附接到柔性电路80,同时柔性电路80处于展开构造中,从而有助于制造。
[0075]在图14中示出了上述示范性电子系统200的电子部件的相对位置。特别地,电导体连接件202 (例如,绝缘位移连接件)和电源204 (例如双电压调节器)能够附接到电源安装部分90的安装表面250。例如图示构造这样的构造最小化或减小了接地线(GND)的噪音,在所述构造中,电源204的位置通常相对靠近输入电导体24。振荡器206例如定时信号发生器和串行通信装置208例如I2C总线中继器能够附接到数据安装部分92的安装表面250。摄像头84能够附接到摄像头安装部分82的安装表面250。示范性图解的构造使得串行通信装置208的位置比摄像头84更加远离电导体连接件202,原因在于串行通信信号例如在串行通信装置208和电导体连接件202之间传送的串行数据和串行时钟信号较之从摄像头84传送到电导体连接件202的视频信号具有更低的带宽。LED 96附接到光安装部分94。摄像头安装部分82成适当的形状并且构造成使得当柔性电路组件60处于上述折叠构造中时光安装部分94能够布置成与摄像头壳体的侧部86C平齐。
[0076]在一个实施例中,柔性电路组件60的柔性电路80是两层电路。特别地,柔性电路80包括第一基板和第二基板,每个基板均具有顶部表面和底部表面。第一和第二基板可以由柔性聚酰亚胺薄膜构成。选择性地布置在第一基板的顶部表面上的导电材料例如铜形成第一电路图案例如多条选择性连接的迹线。图15图解了根据本发明的一些方面的用于示范性电子系统200的第一电路图案。选择性布置在第二基板的顶部表面上的导电材料形成第二电路图案。第一和第二基板布置成相互平行(例如,堆叠),使得第一基板的顶部表面与第二基板的底部表面直接相对。第一电路图案和第二电路图案通过使用例如通孔互连并且与附接到柔性电路的电子部件相连,以便形成两层电路。在不背离本发明范围的前提下,柔性电路80可以由其它材料构成并且能够以其它方式形成。
[0077]在一个实施例中,柔性电路80的光安装部分94构造成用作散热器。第一基板的顶部表面上的导电材料和第二基板的顶部表面上的导电材料能够使用例如通孔连接在一起,以便将热量从第一基板传导到第二基板。形成在柔性电路的光安装部分的第二基板上的迹线能够比形成在第一和第二基板的其它部分上的迹线宽。例如,较宽的迹线可以具有大约0.008英寸的宽度。这种构造最小化或能够减小因由LED96产生的热量而导致的温度升高的可能性,并且能够允许将更大的电流提供给LED 96,以便最大化或提高由LED 96产生的照明能力,与此同时防止或减小对LED 96造成任何损坏的可能性和因不理想或不可接受的高温而干扰患者。
[0078]参照图7、8和14,为了使得柔性电路组件60从平坦构造转换成折叠构造,电源安装部分90和数据安装部分92在第一折线97处对折(图7和图8),以便形成位于折线97之间的摄像头安装表面82。电源安装部分90和数据安装部分92能够在第二折线99处折叠第二次,使得两个部分大体平行并且彼此相对。光安装部分94还能够向内朝向摄像头安装部分82折叠。
[0079]因为没有在柔性电路的内表面或后表面上布置部件,即部件安装在安装表面上,所以能够促进组装期间电源安装部分90和数据安装部分92的对齐。电源安装部分90和数据安装部分92之间的对齐还能够将对准的摄像头改进到期望的取向。与摄像头安装表面82的任意一侧上的折线97和99相关联的应力和力相互平衡。结果,相等或抵消的应力或力将摄像头84定位成特定的取向,使得镜头88对准盖70并且镜头88的视野能够与管状壳体50的轴线保持一致。
[0080]图16是根据本发明的替代实施例的示范性柔性电路电子系统的方块图。如图所示,电导体包括构成四根信号线的四根电缆。图解的实施例中的四根信号线包括两根电源线(例如,电力线(5V)和接地线(GND))和差分对(例如,低电压差分信号正线(LVDS_P)和低电压差分信号负线(LVDS_N))。微型控制器210与摄像头84相互配合,以便允许集成到饲管组件10中。摄像头84包括例如I2C指令/控制界面和串行数字视频输出界面。微型控制器210能够将指令和控制信号直接发送至摄像头84,而非沿着管的长度传输这些信号。可以以变型方案实施本文中例如与图11至13有关的示范性实施例描述的其它操作参数。
[0081]在图17中,电导体24包括根据本发明的一个或多个其它实施例的构成四根信号线的四根电缆。摄像头84能够定制成,当加电或通电时根据预定操作协议自动和/或独立自主地操作。在这个实施例中,摄像头84没有使用或依赖于外部输入指令/控制信号。摄像头84的操作参数(例如但不限于曝光、白平衡)能够预先编程、预设或永久设置成自定义值或定制值以用于例如特定或预先确定的应用。在一个实施例中,例如,自定义值通常存储在相关的存储结构中。摄像头84可以包括定序器(未示出),例如集成在摄像头模块自身中的微型控制器,所述定序器具有一个时间可编程存储器(OTPM)(未示出),所述时间可编程存储器能够用自定义值进行编程。可选地,摄像头84可以包括硬件暂存器(未示出),所述硬件暂存器具有存储在其中的自定义值,在这种情况下,可选地操作定序器。可以在这个实施例中实施在此描述的其它操作参数。
[0082]图18图解了示范性柔性电路电子系统的另一个实施例。如图18所示,电导体24包括构成两根信号线的两根电缆。图解的实施例中的两根信号线包括两根电源线(例如,电力线5V、接地线GND),用于从控制台将电力供应到柔性电路60。控制台23能够使得柔性电路60通电或向柔性电路60提供电力并且能够根据需要调节电压,以便为柔性电路60的无线电接收装置212A和摄像头84以及其它部件提供电力。然后摄像头84能够经由无线电接收装置212A将图像信号,例如视频数据无线发送到位于控制台的对应无线电接收装置212B。在替代实施例中,控制台23和摄像头84能够经由无线电接收装置212A、212B双向传送,以便例如交换非视频数据。通过以这种方式向摄像头84提供电力能够消除对摄像头模块自身中的能力有限能源的需要,例如电池。
[0083]通过减小如图16至18所示的信号线的数量,尤其是当与柔性电路组合时可以削减成本并且提高组装的可靠性和便捷性。而且,更少的导体减小了在组装期间不注意的切换线路以及错误连接的可能性。
[0084]参照图2和4A,示范性图解的控制台连接件22包括连接件壳体228和印刷电路板(PCB) 230,所述印刷电路板230固定至连接件壳体。PCB 230包括边缘连接件232,所述边缘连接件232从壳体228向外延伸,使得PCB的电子部件安装部分布置在连接件壳体228上并且边缘连接件暴露出并且因此通常能够由连接至此的连接装置访问。在图解的实施例中,连接件壳体228限定了管连接开口 234,在所述管连接开口 234中例如通过粘合剂固定有第一和第二管状区段12a、12b,以便流体连接第一和第二管区段。管连接开口 234可以部分限定喂养通道14,或喂养通道可以整体由管区段12a、12b限定。在一个非限制性示例中,由区段12a和12b构成或由区段12a和12b替代的整体管12延伸通过管连接开口 234,使得由管整体限定喂养通道并且所述喂养通道没有与控制台连接件22的任何部分流体连通。可以例如通过粘合剂将管12固定在管连接开口 234内。控制台连接件可以具有其它构造并且可以固定至喂养管组件的其它位置处。
[0085]电导体24从第一管区段12a延伸到连接件壳体228中并且电连接至PCB 230。接口电
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