CN104756093B - 用于移动或网络装置的可互换的无线感测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施方式是可互换的感测装置(ISA)，其包括通用基本单元(CBU)，来自一类的传感器头的传感器头能使用通用或标准接口连接到该CBU以产生适合于一个应用的感测装置，而CBU接收来自所述传感器头的信号并通过有线连接或无线连接，优选通过无线连接，传送所述信号到一个或多个装置。

Description

用于移动或网络装置的可互换的无线感测装置
本申请要求于2012年10月27日提交的美国临时申请No.61/719,371的权益。
技术领域
本发明涉及用于移动或网络装置的可互换的无线感测或成像装置。
背景技术
连接到计算机的USB端口的便携式摄像机被广泛适用于许多应用，包括USB显微镜、USB牙科摄像机、USB内窥镜等。还需要有能够无线地连接到计算机的摄像机用于这些应用。由于平板电脑和智能手机(简称为移动装置)的广泛适用性，其中大部分没有USB端口，因此如今这种需要更为普遍。存在试图满足这种需要的基于多个Wifi(802.11WLAN)的摄像机。然而，它们具有几个重要缺点。现有技术的无线摄像机是用于特定的应用的，不能通过改变成像部分并共享通用无线模块来适合于不同的应用。许多应用期望有线或无线(通常优选无线)的成像装置的图像(视频或照片)可以在与成像装置相同的地点或远离成像装置的地点的一个或多个移动装置或计算机上查看。示例包括用于医疗应用的数字耳镜，鼻、喉和其他内窥镜，牙科/口腔内摄像机，显微镜和窥膛镜等。这些应用有许多共同的功能，仅仅成像传感器或附件的尺寸、形状和/或功能不同。没有现有技术利用这些应用的共同和不同的元素来生产降低成本并提高使用者便利性的产品。
在一些现有技术中，无线摄像机起无线网络(Wifi)接入点(AP)的作用，移动装置连接到AP作为Wifi客户端。这占据了移动装置的Wifi连通性，所以在使用无线网络的同时移动装置不能连接到互联网。此外，在互联网上无法远程访问摄像机。一种现有技术的解决方案是让摄像机连接到外部Wifi AP或路由器(为方便起见所有简称为AP)，如果AP被连接到广域网(WAN)，则移动装置和计算机能经由WLAN或在互联网上远程访问摄像机。这类似于Wifi监控摄像机。然而，这种类型的摄像机不能在没有外接Wifi AP的地方(例如，当学生们实地考察并要检查野生植物标本时，或者当维修人员需要在实地检查某物时)使用。现有技术没有能够同时允许这两种访问，既可以充当移动装置的AP又可以充当外部Wifi AP的Wifi客户端的无线摄像机。
本发明前没有具有在本发明中提出的实施方式的功能的现有技术。
在本文中成像可以意指一个或多个照片或者视频流的采集；图像可以意指数码照片或视频片段。装置可以意指智能电话、平板电脑、笔记本电脑或台式计算机。
发明内容
本发明的一个实施方式是可互换的感测装置(ISA)，其包括通用基本单元(CBU)，来自一类传感器头的传感器头能利用通用接口或标准接口连接到该CBU以产生适合于一个应用的感测装置，而CBU接收来自所述传感器头的信号并通过有线连接或无线连接，优选通过无线连接，传送所述信号到一个或多个装置。所述一个或多个装置可以是在与ISA相同的地点的装置或在(多个)远程地点的装置或既在与ISA相同的地点又在(多个)远程地点的装置。在一个实施方式中，传感器头是成像头，该成像头包括一个或多个透镜和图像传感器和前端光学器件从而以适合用于由所述成像头预期的应用的合乎期望的视野、分辨率和/或放大率来捕获图像，并且一类成像头中的各部件的形状、尺寸和/或功能被设计成满足一个或多个特定应用的要求。成像头也可以配备有不同透镜组件能连接到其中的镜头适配器。成像头可以包括长的延伸件，该延伸件可以是电线，具有电线在内部的柔性鹅颈状物或硬条状物，其中该电线包含将来自成像传感器的成像信号连接到CBU的导线。成像头也可包括在端部的光源(例如，一个或多个LED灯)，其能接通以照亮要成像的场景。所述光源可以是在可见光范围内，或在IR或UV范围，偏振的，或它们的组合来捕获用不同频率的光照亮的图像。
附图说明
图1示出了可互换的感测装置(ISA)、其通用基本单元(CBU)和各种成像头的实施方式的组件和配置。
图2示出了ISA的实施方式的框图。
图3示出另一实施方式的成像头的部件和附件。
具体实施方式
现在可以参考附图，其中自始至终相同的标号指代相同的部件。现在可以说明本发明的示例性实施方式。示例性实施方式被提供以说明本发明的各方面，并不应被解释为限制本发明的范围。当参照框图或流程图描述示例性实施方式时，每个框代表方法步骤或用于执行该方法步骤的装置元件两者。根据实施方案，相应装置元件可以以硬件、软件、固件或它们的组合形式来配置。
一个实施方案是一种可互换的感测装置(ISA)，其包括通用基本单元(CBU)，来自一类传感器头的传感器头使用通用接口或标准接口连接到CBU，以产生适合于一个应用的感测装置，而CBU接收来自传感器头的信号，并优选通过无线连接发送信号到一个或多个装置。一个或多个装置可以是在与ISA相同的地点的装置或在远程地点(多个远程地点)的装置或既在与ISA相同的地点又在远程地点的装置。与ISA在相同的地点的装置可通过无线局域网络(WLAN)(例如Wifi连接)连接到ISA，ISA用作AP或作为另外的WLAN AP的客户端。当ISA被连接到另外的与WAN连接的WLAN AP时，在远程地点的装置能在互联网上连接到ISA。
在一个实施方式中，传感器头是成像头，成像头包括一个或多个透镜和图像传感器和前端光学器件，从而以适合用于由所述成像头预期的应用的合乎期望的视野、分辨率和/或放大率来捕获图像，并且一类成像头中的各部件的形状、尺寸和/或功能被设计成满足一个或多个特定应用的要求。成像头也可以配备有不同透镜组件能连接到其中的透镜适配器。成像头可以包括长的延伸件，其可以是电线，具有电线在内部的柔性鹅颈状物或硬条状物，其中电线包含将来自成像传感器的成像信号连接到CBU的导线。成像头也可包括在端部的光源(例如，一个或多个LED灯)其能接通以照亮要成像的场景。光源可以是在可见光范围内，或在IR或UV范围，偏振的，或它们的组合，以捕获用不同频率的光照亮的图像。CBU，若干成像头，和用于接合成像头与CBU以形成整体ISA的机构的示例如图1所示。图1(a)示出了CBU 100的实例，其包括能在手中握持或连接到支架的基部103，螺纹部分102和用于接纳图1(c)中的成像头110的插入接纳端口101，例如，USB端口。当成像头110的匹配连接器111被插入接纳端口101时，连接帽105用于牢固地连接两个零件100和110，这通过使成像头110经过孔106，并使用匹配线107将连接帽105拧入CBU螺纹部分102。连接帽105向下按压在成像头110上的基板120上，以固定两个零件100和110成一个单元。其他成像头125、132、140和160能类似地连接以形成ISA。图1示出的其他部件包括LED灯调节转盘和/或开关112，用于连接配件113的槽(例如，用于牙齿和口腔内成像的具有牙科镜附件160的成像头，参见图1(h))，透镜114，用于连接成像适配器(例如，要用作耳镜的锥形适配器129)的部位115，在露出内部零件的切口117显示的LED灯116，指示放大率的数字标记118和手动对焦调整轮119。每个成像头可以具有手动对焦的机构，固定焦距的或自动对焦的机构。在具有固定焦距或自动对焦的实施方式中，手动对焦的机构可以被去除。
图1(d)示出了具有可旋转的接头126的成像头125的实施方式，以便使成像头能旋转到相对于基部103的不同角度便于成像。图1(e)示出了具有长的柔性缆线或鹅颈管136的内窥镜成像头132的实施方式，以便在难以到达的地方中的区域或物体能被成像。图1(f)示出了具有朝向一侧的透镜114和LED灯116的成像头140的实施方式，以便它能用于口腔内和牙齿成像，以及用于需要长的延伸和成像侧面的其它应用。长的柔性缆线或鹅颈管使难以到达的地方中的区域或对象能被成像。
图1(g)示出了与作为例子的耳镜适配器129使用的成像头110如何通过匹配插入式连接器与CBU 100进行接合并通过连接帽105固定。
图1(h)示出了成像头110如何与具有可调节的支架164(例如，能被打开成不同的宽度的夹子，或者能通过拧紧螺钉机构进行紧缩的通孔)的连接机构163进行例如夹合或扣合，可调节的支架164能容纳具有不同厚度的手柄162的牙镜或喉镜161，用于口腔、牙齿或喉咙的检查。在又一个实施方式中，CBU 100配备有内置的显示屏，例如，液晶屏171，如图1(i)所示安装在CBU 100上。图1(i)示出了这种具有耳镜适配器的实施方式170。在这样的应用中，耳鼓膜的图像可以在屏幕上显示，使得拿着成像装置的人员可在装置上直接看到图像，而其他人可以经由局域网中的无线链路在单独的装置上或远程地在互联网上看到图像。在一个应用实例中，医生可以看到通用基本单元上的液晶显示屏上的患者的耳道，而医生让患者或患者的家庭成员(们)在单独的装置上看到相同的图像。在又一个实施方式中，CBU具有能容纳单独的第一装置(例如，智能电话)的支架，并且该图像被无线地传送到第一装置并在第一装置的屏幕上显示。在另一个实施方式中，为了允许各种单独的第一装置能被夹持到CBU或ISA上，支架是可调节的(例如，在宽度、长度和高度上)并且具有紧固机构(例如，使用能被拧紧压在第一装置上的一个或多个盘状物)。
对于不同的应用，传感器头或成像头中的传感器芯片和/或传感器的前端可以是不同的，例如，对于数字显微镜，传感器前端可以包括LED照明和用于放大对象的光学器件；对于标准显微镜，传感器前端包括标准的架座，例如，用于连接到标准显微镜的摄像机视区的C型架座；对于耳镜，前端包括照明和用于插入耳道的适配器129或导向件；对于口内摄像机，前端包括照明和在用于插入嘴部以捕获能垂直于成像头的颈部的牙齿或喉咙的图像的长的细颈部的一端的侧面安装的透镜或反射镜；对于窥膛镜或内窥镜，传感器和前端被连接到将来自传感器芯片的信号或数据运载到插入式连接器用于传输到CBU的长的柔性缆线或鹅颈管136的一端。如图1(c)所示，根据应用的需要，在每种情况下，成像头可包括能调节光的强度或者打开和关闭光的转盘和/或开关112。
如图1(a)和图2所示，通用基本单元CBU包括第一处理器201，其用于经由数据接口接收来自传感器或成像头的数据；有线或无线通信模块200，其耦接到第一处理器，而有线或无线通信模块200在第一处理器201的控制下在有线或无线链路上传送信号或图像到一个或多个装置，以及电源208(例如，电池)或用于连接到外部电源的端口，或者电源208(例如，电池)和用于连接到外部电源的端口两者。优选的是可充电电池，以允许ISA的完整的无线操作，以及在需要时允许电池的充电。CBU可制成容易和舒适地用一只手握持的形状和尺寸，以便ISA能够用作手持式感测或成像装置。两个实施方式的框图被示于图2，它显示了在虚线的一侧的CBU框图，以及在虚线的另一侧的传感器或成像头的框图。图2(a)示出了一个实施方式，其中CBU和传感器头或成像头经由标准数据接口203和204(例如，USB公和母连接器)连接，以及传感器或成像头中的第二处理器205接收来自传感器芯片206的数据，如果有必要则处理该数据，并将数据转换成电气格式，并连接到由标准数据接口204所要求的机械格式以发送数据到CBU中的标准数据接口203。图2(b)示出了一个实施方式，其中CBU和传感器头或成像头经由传感器芯片223的数据和控制接口222直接连接。在两个实施方式中，电源208将电力既提供给CBU又提供给传感器或成像头，这可能要求在CBU和传感器或成像头之间的插入式连接器中包含电源线。在图2(a)中，标准数据接口203和204可能已经包含电源线，例如，如在USB标准中。图2(a)中的实施方式的优点是许多传感器或成像传感器能够很容易地与通用的CBU接口，因为传感器或成像头中的第二处理器和标准数据接口将数据转换成由CBU使用的标准数据，并且物理连接器也是标准的。图2(b)中的实施方式的优点是较低的成本，这是因为需要较少的芯片。然而，CBU的可互换的传感器或成像头必须只使用在222和223之间具有相同的数据和控制接口的传感器或成像传感器芯片。
在一个实施方式中，CBU与输入装置通过有线或无线方式耦接，优选的是无线方式，CBU可被配置或命令可以通过输入装置输入到CBU。输入装置可以是有线或无线的(例如，蓝牙)小键盘或键盘，或具有处理器的装置，显示屏和输入装置(例如，经由蓝牙联接到CBU的智能电话或平板电脑，或经由USB联接到CBU的计算机)。在这种情况下，可以在耦接的装置的屏幕上显示图形用户界面，CBU配置、命令或状态能够在图形用户界面中输入，查看和选择/取消选择。
在另一个实施方式中，CBU或ISA包括网络模式选择开关以切换CBU功能作为无线接入点(AP)(例如，802.11b/g/n WLAN AP)，或者作为无线AP的客户端。在又一个实施方式中，CBU还可以被配置为以ad-hoc模式运行从而与在端对端连接中的一个或多个装置连接。所述网络模式选择开关可以使用在CBU或ISA上的开关、在CBU或ISA上的虚拟的屏幕上的开关来实现，或实现为在发送UI上的选择/取消选择到CBU的耦接的输入装置上的UI中的复选框，或经由有线或无线地与CBU耦接的输入装置输入到CBU的命令。
当用户在无WLAN AP的地方使用本发明的ISA时，CBU可被配置或切换成用作WLANAP，例如智能手机或平板电脑之类的装置(多个装置)可以连接到该AP作为CBU AP的客户端，然后来自ISA的信号或图像可以在连接的装置(多个装置)上查看或传输到连接的装置(多个装置)或在连接的装置(多个装置)上捕获。在一个实施方案中，连接到具有无线广域网(WWAN)连接(例如，3G，4G LTE或WiMax网络，或者它们的后继网络)的CBU AP的装置在该装置上运行应用程序以经由WWAN连接发送信号或图像到一个或多个远程装置。
使CBU用作WLAN AP提供的优点是本地装置(多个本地装置)能很容易地发现CBUAP并连接到它。但是，它的局限性在于连接到CBU AP的装置将不再能够使用相同的WLAN模块来连接到互联网，并且远程装置无法直接连接到CBU AP。一个实施方式通过以下方式克服了这局限性：使得CBU充当WLAN桥，以便它能无线地连接到经由有线连接(例如，以太网，电缆调制解调器，或光纤，WWAN)连接到互联网的第一WLAN路由器，并充当用于连接到的CBU的装置的WLAN AP。一个实施方式通过时间划分单个WLAN无线电来实现这种方式。另一个实施方式通过使用两种WLAN无线电(例如，两个802.11b/g/n模块)使得一个可以连接到第一WLAN路由器和另一个可以作为用于与查看/捕获来自ISA的信号或图像的装置连接的第二WLAN AP，以实现这种方式。其结果是，连接到第二WLAN AP的移动装置能够查看/捕获来自CBU/ISA的图像并且同时通过将CBU处理器在第二WLAN模块(用于作为(多个)移动装置的AP)和第一WLAN模块(连接到第一WLAN路由器)之间桥接数据使用WLAN连接到互联网。
在另一个实施方式中，当用户在具有第一WLAN AP的地方使用本发明的ISA时，CBU可被配置或切换为用作第一WLAN AP的无线客户端。当CBU被配置或切换为用作第一WLANAP的无线客户端时，CBU运行网络服务器或图像服务器或视频流服务器，且在相同的WLAN中的一个或多个装置经由动态DNS(DDNS)服务使用其IP地址或URL连接到CBU上的服务器，以查看或捕获来自ISA的信号或图像。一个实施方式包括在自动发现CBU的IP地址并连接到ISA的相同的WLAN中的装置上运行的应用程序。CBU可以广播应用程序能识别以方便自动发现CBU的IP地址的消息。DDNS服务可以用于提供动态DNS服务，使得远程网络连接的装置能使用将由DDNS转换成CBU的IP地址(如果有的话，则是端口号)的URL来访问ISA。然后一个或多个远程装置能使用URL来访问在CBU上运行的服务器，以查看或捕获来自ISA的信号或图像。
在另一个实施方式中，CBU或ISA通过软件或固件被构造成能够在用作无线AP(例如，802.11的b/g/n WLAN AP)或者用作无线AP的客户端之间进行切换，而不需要开关来改变其操作模式。在一个实施方案中，在从睡眠启动或唤醒时，软件或固件使CBU或ISA交替地用作(1)为连接到另外的WLAN AP的客户端和(2)为WLAN AP，其广播自己的WLAN SSID，以便其他装置能检测SSID并接受其他装置的连接作为CBU或ISA的WLAN AP的客户端。当装置选择使用CBU或ISA作为WLAN AP时，在CBU或ISA中运行的软件或固件自动识别连接，并使CBU或ISA功能作为WLAN AP；当装置选择把CBU或ISA看作其他WLAN AP的客户端时，在CBU或ISA中运行的软件或固件自动识别连接，并使CBU或ISA功能作为WLAN AP的客户端。利用该实施方式，不需要网络模式选择开关。按照需要，CBU或ISA用作WLAN AP或单独的WLAN AP的客户端。
在另一个实施方式中，CBU或ISA通过软件或固件被构造成能够充当无线AP(例如，802.11b/g/n WLAN AP)，并使用时间划分用作无线AP的客户端，而软件或固件使CBU或ISA交替地用作(1)为连接到其他WLAN AP的客户端和(2)为WLAN AP，其广播自己的WLAN SSID，使得其它装置可以检测SSID并接受其他装置的连接作为CBU或ISA的WLAN AP的客户端。其结果是，装置可以运作为WLAN客户端并请求与CBU或ISA的连接，在CBU或ISA中运行的软件或固件自动识别该连接请求，并使CBU或ISA运作为装置的WLAN AP使得装置能接收来自CBU或ISA的信号或图像；当装置通过请求来自CBU或ISA上的端口的数据选择将CBU或ISA作为其他WLAN AP的客户端时，在CBU或ISA中运行的软件或固件自动识别该连接请求，并使CBU或ISA运作为WLAN AP的客户端。利用这个实施方式，网络模式选择开关是没有必要的。根据需要，CBU或ISA用作WLAN AP或单独的WLAN AP的客户端。它可以既用作一个或多个装置的WLAN AP又利用时间划分用作其他WLAN AP的客户端。
当访问ISA被提供到一个或多个远程装置时，若干方法能被用来保护用户的隐私，包括使用密码，特殊URL或允许-远程-访问开关，或它们的组合。当远程访问使用密码和容易记住的URL或特殊的URL来控制时，它可以进一步被时间、允许的功能、访问次数、IP或它们的组合限制。在一个实施方式中，允许-远程-访问开关用于控制远程访问的允许，只有当该开关接通时，允许远程装置访问由在CBU运行的服务器所提供的信号或图像。允许-远程-访问开关可使用在CBU或ISA上的物理开关，在CBU或ISA上的虚拟屏幕上的开关，或者作为发送UI上的选择/取消选择到CBU的耦接装置上的UI中的复选框，或者通过有线或无线的方式经由与CBU耦接的输入装置输入到CBU的命令。在一个实施方式中，密码和容易记住的URL或特殊的URL被用于允许远程装置访问ISA，允许-远程-访问开关控制何时允许远程访问。在另一个实施方式中，每次按下允许-远程-访问开关生成时间受限的密码(要与长期容易记住的URL一起使用)或特殊的URL。ISA的用户提供密码和长期URL或时间受限的URL(例如，https://limited-Access-Code-here.ISAserver.com)给远程用户，以允许他访问来自ISA的信号或图像。为了促进这一过程，CBU能被配置成使得当允许-远程-访问开关被按下时，密码和长期URL或时间受限的URL通过消息或电子邮件或其他方式自动发送到一个或多个指定的目的地，例如，在用于查看来自ISA的信号或图像的与ISA连接的装置上运行的应用程序的窗口显示，或发送到远程用户的电子邮件或消息收件箱，或发送到ISA用户的电子邮件或消息收件箱然后转发或复制粘贴并将信息发送到远程用户以允许访问。ISA的用户可以以管理员身份登录，并编辑目的地，访问信息被发送到该目的地。在另一个实施方式中，当允许-远程-访问开关被按下时，在显示器上显示密码和长期URL或时间受限的URL，显示器例如，如图1(g)所示的CBU或ISA上的LCD屏152。在又一个实施方式中，用户使用通过有线或无线方式耦接到CBU或ISA的输入装置输入有限的访问密码或URL到CBU中，或使用在提供UI以让用户输入有限的访问密码或URL到CBU的装置(连接到CBU或ISA)上运行的应用程序。在任何情况下，用户可然后将信息发送到远程用户。在使用应用程序的UI以输入有限的访问密码或URL到CBU中的情况下，该应用程序可以记录和发送有限访问密码或URL给指定的远程用户。
在一个实施方式中，传感器头和CBU之间的电耦接使用如图2(a)所示的通用接口或标准接口，例如，USB、雷电接口、HDMI或其他目前或未来的数据接口，其中第二处理器和在传感器头或成像头中的标准接口的控制器将来自传感器的信号或数据转换成数据接口标准的格式，并与CBU通信以将数据传送到CBU。还提供电力到传感器头或成像头的标准接口或串行接口(如USB)是优选的，因为它减少了电连接的数量，不仅规范了数据连接，而且也提供了电力连接。本实施方式的优点是：(1)它允许许多不同类型的具有不同的并行或串行数据输出接口和控制接口或不同的模拟到数字的转换参数的传感器，如具有不同的分辨率和接口的CMOS或CCD图像传感器，多通道的ECG或EEG传感器，或具有相同的标准接口的任何其它输入或输出(I/O)装置，使用通用接口或标准接口(例如，USB、雷电接口、雷电接口、HDMI或其他目前或未来的数据接口)电耦接到CBU，因此，安装所需的驱动程序(多个驱动程序)，允许相同的CBU提供其网络功能到各种各样的传感器头、成像头、或其它I/O装置(例如：用于标准显微镜的USB摄像机，USB网络成像头)，和(2)传感器头或成像头也可使用通用或标准接口与第一装置直接耦接，例如连接到计算机的USB，雷电接口，HDMI或使用该标准的缆线的其他目前或未来的数据接口端口，以给第一装置提供感测或成像功能。在标准接口是支持人机接口装置(HID)的USB或其他接口的情况下，输入装置(诸如键盘或具有输入装置和使用相同的标准接口的显示屏幕的复合装置)可以连接到CBU以改变或设置其配置或参数。
除了便于与更多各种传感器头和I/O装置耦接，使用标准接口例如USB还使新的一类单独的实施方式能操作，其中不同的传感器头的可交换性不是必要的特征。本发明的一个实施方式是感测装置(ISA)，其包括传感器头，传感器头使用标准的数据和功率接口(1)连接到基本单元(为方便起见仍简称为CBU，但要理解的是，对于一类传感器头具有基本单元充当“通用基本单元”不是本实施方式的必要特征)并与CBU机械连接以产生一件式检测装置，例如，整体的手持式成像装置，而无需来自外部连接或到外部连接的导线，或(2)通过具有相同的标准的缆线使用相同的标准的数据和电源接口连接到其他装置，如具有相同的标准的端口的计算机或移动装置，以充当装置的外部装置，例如，作为USB成像头。
其他的实施方式是多用途感测或成像装置，其包括基本单元，所述基本单元包括用于接收来自传感器或成像头的数据和用于通过有线或无线链路发送信号或图像到一个以上装置的第一处理器，耦接到所述第一处理器的有线或无线通信模块，反之所述通信模块在第一处理器的控制下，发送信号或图像经过有线或无线链路到一个或多个装置，以及自包含的电源，例如，电池，或用于连接到外部电力供给源的端口，或自包含的电源和用于连接到外部电力供给源的端口；传感器头或成像头，其包括一个或多个透镜和图像传感器，而该传感器头或成像头通过连接器可以连接到基本单元，或与基本单元集成；以及连接到图3(a)中的成像头300的端部的一类可互换的适配器，其中适配器的连接件将装置整体转换成适合于如图3所示的特定应用的成像装置。可互换的适配器的例子示于图3(b)-(d)，其包括锥形适配器330用于插入到耳道以用于集成成像装置用作耳镜(图3(d))，漏斗形适配器320以提供在物镜和要成像的对象之间的距离以用于集成成像装置用作显微镜(图3(c))，具有反射镜312以反射图像到图像传感器的长套筒适配器310用作口腔内或牙科摄像机(图3(b))，其中多个长套筒适配器可以进行灭菌或消毒，使得每个患者可使用干净的适配器。图3(b)中的长套筒适配器还可以包括透镜、透镜周围的灯(例如，表面贴装LED)和电导体以耦接电功率到灯用于集成成像装置用作具有更宽大的视野的的牙科或口腔内摄像机。上述多用途成像装置可制成适合于手持式装置的形状和尺寸。另外，成像头和基本单元可以通过可转动的接合件接合，以使成像头能倾斜以更好地给目标成像。
成像头可以有手动对焦或自动对焦机构。在一些应用中，固定的焦点设置可能是期望的，使得只要透镜离被成像的物体一定距离，图像总是在焦点上，例如，用于观察嘴部内牙齿。在一个实施方式中，特殊的设置被设置在成像头上，以将焦点设置成固定的焦点，例如，手动对焦成像头上的一个或两个标记306，其中两个标记的对齐将焦点放置在固定设置以从如图3(b)所示的固定距离查看对象；或者在自动聚焦成像头上的按钮或开关，其中按下按钮或开关自动关闭聚焦并将焦点置于固定设置以从固定的距离查看对象。
在一个实施方式中，图像或视频压缩在有线或无线地传输到其它装置之前在CBU中的第一处理器中执行，在另一个实施方式中，图像或视频压缩在传输经过CBU的电耦接件之前在成像头中的处理器中执行。
当CBU和传感器或成像头通过机械和电气方式与充当把手的CBU耦接成一体时，整个装置变成适用于耦接的成像头所预期的应用的手持成像装置。改变成像头改变拟适合于不同的应用的装置。成像头的例子是：
用于耳内成像的插入耳道的光学和图像传感器组件和第一延伸件，使得整个装置用作无线和网络可访问成像耳镜，(图1(d)，1(g)，1(i)和3(d))
用于口腔内成像的插入张开的嘴部的光学和图像传感器组件和第一延伸件，使得整个装置用作无线和网络可访问的成像(如牙、口腔内或咽喉)检查摄像机，(图1(f)，1(h)和图3(b))。
用于鼻内成像的插入鼻通道的光学和图像传感器组件和第一延伸件，使得整个装置用作无线和网络可访问的成像鼻通道检查摄像机，(图1(d)，1(g)，和3(d))。
用于插入气管、结肠或食道和胃的光学和图像传感器组件和第一柔性延伸件，使整个装置用作无线和网络可访问的成像医疗内窥镜，(图1(e))
用于插入机器内部，插入难以到达的地方或密闭空间(例如，通过到对象的中空部分内的开口，排水管，气孔等)的光学和图像传感器组件和第一柔性或硬的延伸件，从而使整个装置用作无线和网络访问成像检查窥膛镜，(图1(e))
在留在要成像的目标的视线以外的情况下，用于对场景或活动成像的伸出藏身之所或围绕拐角的光学和图像传感器组件和第一柔性或硬的延伸件，使得整个装置用作无线和网络可访问间谍摄像机，(图1(e))
放大、缩放或伸缩的透镜组件和图像传感器组件，以便整个装置用作无线和网络可访问成像的手持式显微镜(用于下列项的工业检查：生物样本，印刷电路板，材料，例如织物、木材、合成材料等，或连接两个以上工件的接合处，如焊缝、焊接处等)，缩放或伸缩摄像机(图1(c)和3(c))。
图像传感器组件和用于连接到在圆柱形外壳中的显微镜或图像传感器组件的视区的架座，其中外壳被插入显微镜的视区，使得来自显微镜的图像可以传输到在本地网络和/或通过网络远程查看的装置。
在上述实施方式中，第一延伸件可以具有如预期应用所需的一定长度和柔性，并且成像光学元件和传感器可以安装在长的、柔性的第一延伸件的端部，控制机构能弯曲或引导成像端部和第一延伸件通过管道、通道或密闭的空间，如在一些医学中的内窥镜应用和窥膛镜应用中所需要的。在另一实施方式中，成像头包括在端部能打开或清理周围的机构。该实施方式对于下列应用是有用的：医学中的内窥镜应用，用于打开通道，例如，伸展开鼻道，以更好地成像通道或者扫清障碍，例如，在结肠镜检查中扫清结肠内的残余物，或在窥膛镜应用中清除密闭或隐藏的空间中的杂物。
在一个实施方式中，用于CBU的电池被制成可互换的附件，以使不同尺寸的电池可以连接到适合于用手的应用的CBU，对于一些应用重量更轻，对于其它应用更持久。
在许多应用中，理想的是将来自两个以上样品的信号或图像进行并排比较。一个实施方式包括在装置上运行并且能连接至两个以上ISA和并排显示来自两个以上ISA的信号或图片的应用程序。所述两个以上ISA的CBU可以被配置为作为客户端连接到共同的AP，并且查看装置也作为客户端连接到相同的AP。然后该应用程序可以通过它们各自的URL访问两个以上ISA，并在装置的屏幕上并排显示两个以上信号或图像，使用户能够比较信号或图像。在另一个实施方式中，在装置上运行的应用程序可以连接到一个或多个ISA，并通过它或它们的单独的URL并排显示来自一个或多个ISA的信号或图像和存储在装置上或位于网络上的其他地点上的一个或多个信号或图像。一个或多个ISA的CBU可被配置为作为客户端连接AP，并且查看装置也作为客户端连接到相同的AP。然后应用程序通过其单独的URL可以访问一个或多个ISA，并通过它或它们的单独的URL将来自ISA的一个或多个信号或图像与存储在装置上或位于网络上的其他地点上的一个或多个信号或图像并排显示，使用户能够比较信号或图像。能并排显示来自多个信号或成像传感器侧的图像的装置上的应用程序的实施例可扩展到超出ISA。本实施方式中的每个ISA可以由任何通信模块来代替，该通信模块通过有线或无线的信道传输能由通用的查看装置接收的来自其耦接信号或成像传感器的信号或图像。
在一个实施方式中，作为便携式和网络可访问信号收集装置，传感器头是收集一个或多个信道的信号(例如，ECG或EEG信号，来自生命体的其它生理信号，或来自物理或化学或自然过程的物理信号)的收集或采集装置，并且CBU可以具有适合于一个应用的形状和尺寸，例如，如桌面站立的，盒形的用夹子或吊绳以连接到一件衣服或由其(多个)生理信号被收集的人穿戴的应用。在另一个实施方式中，传感器头被电耦接到CBU，而不一定是通过机械紧密连接。
在病人是在家中或远程地点的情况下，本发明的医疗用途，包括耳镜，口腔内摄像机，鼻摄像机，肛门或阴道摄像机，各种其他医疗内窥镜，显微镜，以及便携式和网络可访问的ECG、EEG或其他生理信号收集装置，允许由医生或医学专家实时远程会诊或诊断。
作为上述实施方式的扩展，一个实施方式是具有一个用于连接到光学或透镜组件的耦接器的适配器，和照明光源和具有紧固机构的可调节的耦接器，紧固机构例如，使用可以拧紧以牢固地连接适配器到第一移动装置(例如智能电话)的一个或多个盘状物，而光学或透镜组件会投射图像到第一移动装置的摄像机，具有紧固机构的可调节的耦接器可以例如在宽度、长度和高度方面进行调节，以被连接到各种第一移动装置。现有技术存在用于耦接透镜组件(例如，缩放镜头)到智能电话的适配器，但它们是特定于每个智能电话，例如，只对iPhone 4或Galaxy Nexus S工作。这种实施方式允许单个适配器与各种移动装置一起使用。
一个实施方式是远程可视显微镜，其包括具有通过接收来自用户的命令的有线或无线通信信道能够进行远程控制的聚焦机构的显微镜，耦接到显微镜以捕获由显微镜查看的图像的成像传感器；被耦接到图像传感器并且接收来自成像传感器的数据的第一处理器；耦接到第一处理器的无线通信模块，反之所述通信模块受第一处理器的控制，通信模块经过无线链路发送信号或图像到一个或多个移动装置(诸如平板电脑或智能电话)；自包含的电源(例如，电池)，用于连接到外部电源的端口，或两者；和机械臂，其可以在显微镜的物镜下移动样本或移动样本远离显微镜的物镜，机械臂能通过从用户接收命令的有线或无线通信信道远程控制。该实施方式允许一个或多个用户使用显微镜和移动装置来检查样本而物理上不靠近显微镜。这对于检查如病毒、细菌、放射性物质之类危险样本是特别有用的。
尽管本发明的优选实施方式的前述描述已经示出、描述或说明本发明的基本新颖特征或原理，但可以理解的是，在不脱离本发明的实质的情况下通过本领域技术人员可作出如图示的方法、元件或装置以及其用途的细节的形式的各种省略、替换和改变方案。因此，本发明的范围不应该限制于前述说明。相反，本发明的原理可以应用到广泛的方法、系统和装置中，以实现本文中所描述的优点，并同样实现其它优点或满足其他目标。

Claims (16)

1.一种可互换的感测装置，其特征在于，所述感测装置为手持式感测或成像装置，其中，所述感测装置包括:
通用基本单元，该通用基本单元包括第一处理器、无线通信模块和第一接口；所述通用基本单元制成供一只手握持的形状；
一个电源；
两个以上传感器头，其每个传感器头具有和其它传感器头不同的用途；所述传感器头可包括一数据以及电源接口，所述数据以及电源接口可通过所述第一接口连接到所述通用基本单元，或者，所述数据以及电源接口可机械地使用一配匹之随插即用的连接器和所述的通用基本单元连接；使以传感器头与通用基本单元形成一整体性的移动性装置,而不需要导线来和外部连接；及/或，所述传感器头包括收集或产生信号的芯片及和所述第一接口匹配的接口，且所述芯片的信号经由所述匹配接口来自于或被传送到在所述通用基本单元中的所述第一处理器，以及所述无线通信模块在所述第一处理器的控制下无线地发送所述信号给一个或多个装置或从一个或多个装置接受所述信号；
其中，
所述通用基本单元还包括允许一个或多个装置连接到所述通用基本单元作为WLAN客户端的第一WLAN接入点功能，以及能够连接到第二WLAN接入点或路由器的WLAN客户端功能两者；以及能用于将所述通用基本单元切换至所述第一WLAN接入点功能或所述WLAN客户端功能的硬件开关或虚拟开关；或者，
所述通用基本单元还包括具有作为第一WLAN接入点的功能允许一个或多个装置作为WLAN客户端连接到所述通用基本单元，以及具有WLAN客户端功能作为客户端连接到第二WLAN接入点或路由器，使得第一组的一个或多个本地装置作为所述第一WLAN接入点的WLAN客户端能直接接收来自所述可互换的感测装置的信号，并且同时或利用时间划分达到被认为同时地达到第二组的一个或多个装置能经由所述第二WLAN接入点或路由器接收来自所述可互换的感测装置的信号，而所述第二组的一个或多个装置可以包括一个或多个本地装置，并且如果所述第二WLAN接入或路由器是连接到广域网的，所述第二组的一个或多个装置也可以包括在互联网上的一个或多个远程装置经由所述第二WLAN接入点或路由器连接到所述可互换的感测装置。
2.权利要求1所述的可互换的感测装置，其特征在于，所述第一接口是在所述通用基本单元中的一种性别的USB接口，在所述传感器头中的所述匹配接口是相反性别的USB接口，并且到所述传感器头的电力是经由所述USB接口通过所述通用基本单元供给的。
3.如权利要求1所述的可互换的感测装置，其特征在于，其两个以上传感器头包括最少两种图像成像器头，其每个图像成像器头具有和其它图像成像器头不同的成像功能。
4.如权利要求1所述的可互换的感测装置，其特征在于，其还包括一个或多个适配器以连接传感器头到第二装置以提供工具来捕获来自所述第二装置的信号或图像。
5.权利要求1所述的可互换的感测装置，其特征在于，其两个以上传感器头包括一个具有能转动的接头的传感器头，以便所述传感器头能相对于所述通用基本单元旋转。
6.权利要求1所述的可互换的感测装置，其特征在于，其两个以上传感器头还可以经由所述第一接口的所述匹配接口使用缆线直接连接到计算机上的I/O端口，并将来自所述收集或产生信号的芯片的信号传送到所述计算机，而无需使用所述通用基本单元。
7.权利要求1所述的可互换的感测装置，其特征在于，所述感测装置还包括能用于允许或禁止远程访问到所述可互换的感测装置的的硬件开关或虚拟开关。
8.权利要求1所述的可互换的感测装置，其特征在于，所述感测装置还包括连接机构，其允许连接较大的电池取得较长电池操作运行时间和连接较小的电池取得较小的尺寸和携带的便利。
9.如权利要求1至8中任一项所述的可互换的感测装置，其特征在于，所述传感器头包括光学和图像传感器组件和第一延伸件，以作为医疗或机械内部的内窥镜使用。
10.一种无线传感的方法，其包括:
使用包括第一处理器、无线通信模块和第一接口的通用基本单元，所述通用基本单元制成供一只手握持的形状；
一个电源；
通过所述第一接口连接到所述通用基本单元的两个以上传感器头，其每个传感器头具有和其它传感器头不同的用途所述传感器头可包括一数据以及电源接口，所述数据以及电源接口可通过所述第一接口连接到所述通用基本单元，或者，所述数据以及电源接口可机械地使用一配匹之随插即用的连接器和所述的通用基本单元连接；使以传感器头与通用基本单元形成一整体性的移动性装置,而不需要导线来和外部连接；及/或，
所述传感器头包括收集或产生信号的芯片和所述第一接口的匹配接口，来自所述收集或产生信号的芯片的信号经由所述匹配接口被发送到或接收于在所述通用基本单元中的所述第一处理器，并所述无线通信模块在所述第一处理器的控制下，无线地和一个或多个装置发送到或接收所述信号；其中，
所述通用基本单元包括具有作为第一WLAN接入点的功能允许一个或多个装置作为WLAN客户端连接到所述通用基本单元，以及具有WLAN客户端功能作为客户端连接到第二WLAN接入点或路由器，使得第一组的一个或多个本地装置作为所述第一WLAN接入点的WLAN客户端能直接接收来自所述无线传感装置的信号，并且同时或利用时间划分达到被认为同时地达到第二组的一个或多个装置经由所述第二WLAN接入点或路由器能接收来自所述无线传感装置的信号，而所述第二组的一个或多个装置可以包括是一个或多个本地装置，并且如果所述第二WLAN接入或路由器是连接到广域网的，所述第二组的一个或多个装置也可以包括在互联网上的一个或多个远程装置经由所述第二WLAN接入点或路由器连接到所述无线传感装置。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用移动装置上的用户接口来配置所述无线通信模块，或者在所述通用基本单元或传感器头中的其他设置。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括提供一个或多个远程用户的安全认证和远程用户接口给一个或多个远程用户以在通过因特网认证之后查看来自无线传感装置的信号。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括用户界面能接收来自两个以上的无线传感装置的信号以及并排显示它们用于比较。
14.一种无线传感装置，其特征在于，所述无线传感装置为手持式传感或成像装置，其中，所述无线传感装置包括:
第一处理器；
耦接到所述第一处理器的无线通信模块；以及
经由第一接口连接到所述第一处理器的信号收集或产生模块,其包括一个芯片，经由所述第一接口此芯片的输出被发送到或其输入接收于所述第一处理器，以及无线通信模块其在所述第一处理器的控制下，无线地发送信号到或接收信号于一个或多个装置，所述无线通信模块包括具有作为第一WLAN接入点的功能允许一个或多个装置作为WLAN客户端接入，以及具有WLAN客户端功能作为客户端连接到第二WLAN接入点或路由器，使得第一组的一个或多个本地装置作为所述第一WLAN接入点的WLAN客户端能直接接收来自所述无线传感装置的信号，也使得第二组的一个或多个装置经由所述第二WLAN接入点或路由器能接收来自所述无线传感装置的信号，而所述第二组的一个或多个装置可以是一个或多个本地装置，并且如果所述第二WLAN接入点或路由器是连接到广域网的，其中,所述的信号是由信号收集或产生模块加以收集或产生,而其中,所述第二组的一个或多个装置也可以包括在互联网上一个或多个远程装置经由所述第二WLAN接入点或路由器连接到所述无线传感装置；其中，
所述信号收集或产生模块是一个成像模块,且所述的第一组一个或多个本地装置是观看装置,且由所述的成像模块的影像是可串流到或是由所述的观看装置所捕获。
15.如权利要求14所述的无线传感装置，其特征在于，其还包括用于将所述无线通信模块切换至所述第一WLAN接入点功能或所述WLAN客户端功能的硬件开关或虚拟开关。
16.如权利要求14所述的无线传感装置，其特征在于，其还包括所述无线通信模块同时或利用时间划分达到被认为同时地提供第一WLAN接入点功能和WLAN客户端功能。
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