内窥镜系统的制作方法
【专利摘要】一种内窥镜系统，包括一管端及一控制把手。管端包括一影像传感模块及多个光源。影像传感模块适于撷取影像并产生一影像数据。光源适于提供不同的波长的光线。控制把手与管端连接，控制把手包括一光源控制器、一信号转换模块及一连接器。光源控制器与该光源连接，光源控制器适于控制光源的电源。信号转换模块与影像传感模块连接，适于接收该影像数据并加以转换。连接器是连接至一电子装置。本发明的有益效果是具有不同波长光源的内窥镜系统。
【专利说明】
内窥镜系统
技术领域
[0001]本发明是关于一种内窥镜系统，且特别是关于一种具有多种波长光源、采用USB连接、可热插入的内窥镜系统。
【背景技术】
[0002]内窥镜(Endoscope)是一种被广泛应用于工业或医学领域的技术，能够让使用者能够查看狭小且肉眼无法观察的位置，尤其在医学上影响甚巨。医师可利用内窥镜伸入人体，经由内窥镜上的摄像镜头观察病患体器官的状况，让医师能够更进一步的诊断病患的状态。内窥镜的应用也使近年来「微创手术」的技术蓬勃发展，医师可利用内窥镜与微小的手术器械，通过很小的伤口便可切除病灶或取得组织样本，将病患的身心压力降到最低。
[0003]然而，传统的内窥镜仍有缺陷。在照明方面，现行技术是将光源设置于内窥镜系统外部，再通过光纤系统将光线导入内窥镜中。而目前多是采用白光，但是某些病灶用白光并无法有效的观察。例如，早期肿瘤微血管的变化，必须通过蓝光照射显现出红色的微血管；绿光照射则显现出较深层的血管来观察。若只具有单一的白光，医师便无法提前发现血管的病变。而且，光源设备设置于内窥镜系统外，其具有体积庞大携带不便、笨重、耗电量高、需要连接大量线路以及价格昂贵等缺点。
[0004]此外，传统的内窥镜系统是采用专用主机，因此内窥镜对于一般的计算机兼容性较低，且专用主机也意味者更高的成本与价格。在高成本与价格的架构下，其内窥镜系统便无法达成抛弃式医疗的水平。因此内窥镜并须经过严格的卫生控管与消毒，避免内窥镜受到微生物污染导致病患感染。
[0005]综上所述，如何设计一种可提供多色光源，且成本较低可达抛弃式医疗的内窥镜，便是本领具通常知识者值得去思量地。
【发明内容】
[0006]为了解决上述的问题，本发明的目的在于提供一种具有不同波长光源的内窥镜系统。
[0007]基于上述目的与其他目的，本发明提供一种内窥镜系统，包括一管端及一控制把手。管端包括一影像传感模块及多个光源。影像传感模块适于撷取影像并产生一影像数据。光源适于提供不同的波长的光线。控制把手与管端连接，控制把手包括一光源控制器、一信号转换模块及一连接器。光源控制器与该光源连接，光源控制器适于控制光源的电源。信号转换模块与影像传感模块连接，适于接收该影像数据并加以转换。连接器是连接至一电子装置。
[0008]在上述的内窥镜系统，其中连接器为通用串行总线连接器。
[0009]在上述的内窥镜系统，其中光源为发光二极管。
[0010]在上述的内窥镜系统，其中管端还包括一挠性结构。
[0011]在上述的内窥镜系统，其中控制把手还包括一方向控制器，以一钢索与挠性结构连接，方向控制器适于控制挠性结构的摆动方向。
[0012]在上述的内窥镜系统，其中影像传感模块为一摄像镜头、一影像传感器与一电路板所组成的群组。
[0013]在上述的内窥镜系统，其中管端还包括至少一被动组件。
[0014]在上述的内窥镜系统，其中被动组件为电阻器、电容器或震荡器。
[0015]在上述的内窥镜系统，其中管端的外壳还包括多个刻度。
[0016]在上述的内窥镜系统，其中连接器中还包括一 UVC转换模块。
[0017]为让本实用新型的上述目的、特征和优点更能明显易懂，下文将以实施例并配合所附图式，作详细说明如下。需注意的是，所附图式中的各组件仅是示意，并未按照各组件的实际比例进行绘示。
【附图说明】
[0018]图1所示为内窥镜系统的外观示意图。
[0019]图2所示为内窥镜系统的架构示意图。
[0020]图3A及图3B所示为挠性结构的示意图。
[0021 ] 图4A与图4B所示为控制挠性结构的示意图。
【具体实施方式】
[0022]请参阅图1及图2，图1所示为内窥镜系统100的外观示意图，图2所示为内窥镜系统100的架构示意图。本发明的内窥镜系统100包括了一管端110及一控制把手120，管端110的一端是与控制把手120连接，管端110为一长条状的结构，是让内窥镜系统100能够伸入人体撷取影像的主要结构。管端110是采用生物兼容的塑料材料制成，且管端110的外壳上可绘制或于塑料射出时直接带有刻度，让医师能够直接了解目前内窥镜系统100伸入的深度。
[0023]管端110包括了一影像传感模块111、多个光源113及一挠性结构112。影像传感模块111位于管端110的前端，适于撷取影像并产生一影像数据。影像传感模块111中还包括了一摄像镜头1111、一影像传感器与一电路板1112。影像传感器例如为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS)传感器，影像传感器是设置于电路板1112上，且位于摄像镜头1111下方。由于影像传感器位于摄像镜头1111下方，被摄像镜头1111所覆盖，故于图2中并未绘示影像传感器。在本实施例中，电路板1112为软性电路板。影像传感器能够将摄像镜头1111所撷取的光线转换成数字型式的影像数据，例如为MIPI格式或YUV格式的影像数据，再通过电路板1112上的连接电路将影像数据传送出去。
[0024]此外，在摄像镜头1111外围还设置有多个光源113。这些光源113例如为发光二极管(LED)。这些光源113分别可提供不同波长(即不同颜色)的光线，可供不同用途使用。例如:基本照明使用的白光、观察微血管的蓝光或观察深层血管的绿光等等。光线的颜色可由控制把手120上的光源控制器112控制，其控制方法容后再述。而影像传感模块111与光源113则是通过一导线140连接至控制把手120，因此软导线140是沿着管端110且穿过挠性结构112而设置，导线140适于传输影像传感模块111所产生的影像数据，并可提供电源至影像传感模块111与光源113。管端110中还包括至少一被动组件114，被动组件114为内窥镜系统100所需的被动性电子组件，例如为:电阻器、电容器或震荡器等电子组件，在某些实施例中，影像传感器可内建震荡器，故被动组件114便可选择不设置震荡器。而影像传感模块111与光源113是安装于管端110前端，并且使用光学级胶水封装于管端110前端。
[0025]请参阅图3A及图3B，图3A及图3B所示为挠性结构112的示意图。挠性结构112设置于影像撷取模块111与控制把手120之间，挠性结构112是一种可自由弯曲的管状结构，可为蛇骨结构(如图3A所示)。或者，挠性结构112也可设计成台湾专利号M400299所揭露的多向转向机构(如图3B所示)，采用多节式的设计。再通过钢索1211来拉动挠性结构112，便能够让管端110自由转动，使管端110能够配合人体管道来移动，转动方式容后再述。挠性结构112的外部还具有包覆结构，包覆结构的材质例如为硅橡胶、塑料或金属编织网等等。
[0026]控制把手120则是让医师握持与操作内窥镜系统100的结构，控制把手120中包括一光源控制器122、一方向控制器121及一连接器130。控制把手120的一端是与管端110连接，控制把手120的另一端则是通过连接器130连接到一外部的电子装置，例如个人计算机、智能型装置或医疗专用计算机。而连接器130是采用通用串行总线(Universal SerialBus,USB)规格的连接器。此外，连接器130中还包括一 UVC(USB video class)转换模块，通过UVC转换模块，内窥镜系统100连接到电子装置时，可在不需要安装任何驱动程序的状况下直接启用，使内窥镜系统100具有即插即用的特性。而对电子装置而言，电子装置能够以PC camera的方式来显示内窥镜系统100所撷取的影像。
[0027]请参阅图4A与图4B，图4A与图4B所示为控制挠性结构112的示意图。挠性结构112可由控制把手120上的方向控制器121来转动挠性结构112的方向。方向控制器121是一个圆盘型的转动机构，是经由钢索1211连接至挠性结构112，钢索1211的一端是连接到方向控制器121的边缘，另一端则是连接在挠性结构112上。如图3B所示，因此当方向控制121被转动，钢索1211并可拉动挠性结构112转动，经过方向控制121的左右转动便可调整挠性结构112的转动方向，进一步控制影像传感模块111的方向。
[0028]请再参阅图1及图2，光源控制器122是与管端110的光源113连接，且光源控制器122适于控制光源113的电源。换言之，光源控制器122是通过开启或关闭不同的光源113来提供医师所需要的光源。例如需要照明时则开启白色的光源113，需要绿光便开启绿色的光源113并关闭白色的光源113。藉此调整光源113提供的光线颜色。
[0029]控制把手120中还包括一信号转换模块123，信号转换模块123是一种应用型专用集成电路(Applicat1n-specific integrated circuit，ASIC)。信号转换模块 123 适于自管端110接收影像传感模块111所产生的影像数据，并将影像数据转换成电子装置能够读取的格式。在本实施例中，信号转换模块123能够将MIPI格式转为USB格式、MIPI格式转为AV OUT格式或YUV格式转成USB格式，信号转换模块123还能够转换LVDS、Sub LVDS、RAW、UVC或CVBS等格式的影像数据。经过格式转换影像数据便可经由连接器130传送出去，由外部电子装置来拨放这些影像数据。此外，若影像传感模块111所产生的影像数据，其格式不在所信号转换模块123所能支持的范围内，或信号转换模块123无法辨识影像数据时，信号转换模块123便会发送例如「无信号」或「错误」等信号到电子装置中，以维持影像的输出，避免电子装置因中断接收信号而产生预期外的错误。
[0030]另外，由于信号转换模块123需要处理影像格式的转换，其运算量较大，也会具有较高的热量。若设置于管端110，可能会导致管端110温度过高，从而无法符合法规标准的规定(低于摄氏42度之规定)。因此本发明将信号转换模块123设置于控制把手120中，避免管端110的温度超过法规的规范。而管端110中的被动组件114所产生的热量较低，因此可设置于管端110中。
[0031]相较于公知技术中的内窥镜系统，本发明的内窥镜系统100具有以下优点:
[0032]1.采用USB接口连接，如同个人计算机上的视讯镜头，具有即插即用及快速启动影像的特点，且不会造成主机当机。
[0033]2.管端110中设置有光源113，可由USB直接供电提供照明，且可置换不同光源以供不同状况使用，不需使用传统的外部光源，可节省成本与能源。
[0034]3.可作用于一般计算机或医疗专用计算机，省去传统庞大笨重的内窥镜主机，可减少内窥镜所需的线路。
[0035]4.架构简单、成本低廉，可达到抛弃式医疗器材的水平。使用后可直接抛弃，省去清洁消毒等程序，同时可降低院内感染的风险。
[0036]上述实施例仅是为了方便说明而举例，虽遭所属技术领域的技术人员任意进行修改，均不会脱离如权利要求书中所欲保护的范围。
【主权项】
1.一种内窥镜系统，其特征在于，包括: 一管端，包括: 一影像传感模块，适于撷取影像并产生一影像数据；及 多个光源，每个该光源适于提供不同的波长的光线；及 一控制把手，与该管端连接，该控制把手包括: 一光源控制器，与该光源连接，该光源控制器适于控制该光源的电源； 一信号转换模块，与该影像传感模块连接，适于接收该影像数据并加以转换；及 一连接器，该连接器是连接至一电子装置。2.如权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，该连接器为通用串行总线连接器。3.如权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，该光源为发光二极管。4.如权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，该管端还包括一挠性结构。5.如权利要求4所述的内窥镜系统，其特征在于，该控制把手还包括一方向控制器，以一钢索与该挠性结构连接，该方向控制器适于控制该挠性结构的摆动方向。6.如权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，该影像传感模块为一摄像镜头、一影像传感器与一电路板所组成的群组。7.如权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，该管端还包括至少一被动组件。8.如权利要求7所述的内窥镜系统，其特征在于，该被动组件为电阻器、电容器或震荡器。9.如权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，该管端的外壳还包括多个刻度。10.如权利要求1所述的内窥镜系统，其特征在于，该连接器中还包括一UVC转换模块。
【文档编号】A61B1/05GK105902252SQ201510575309
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年9月11日
【发明人】林燕聪
【申请人】圻逸科技有限公司