CN105902252A - 内窥镜系统 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
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
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。
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。
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。
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
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。
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。
在上述的内窥镜系统,其中连接器为通用串行总线连接器。
在上述的内窥镜系统,其中光源为发光二极管。
在上述的内窥镜系统,其中管端还包括一挠性结构。
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。
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。
在上述的内窥镜系统,其中管端还包括至少一被动组件。
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。
在上述的内窥镜系统,其中管端的外壳还包括多个刻度。
在上述的内窥镜系统,其中连接器中还包括一UVC转换模块。
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
图1所示为内窥镜系统的外观示意图。
图2所示为内窥镜系统的架构示意图。
图3A及图3B所示为挠性结构的示意图。
图4A与图4B所示为控制挠性结构的示意图。
具体实施方式
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。
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。
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。
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。
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 Serial Bus,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PCcamera的方式来显示内窥镜系统100所撷取的影像。
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。
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。
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(Application-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。
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。
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:
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (10)
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。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: Chinese Taiwan New Taipei City Applicant after: CHIYI TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: Chinese Taiwan New Taipei City three District Road 5 lane 609 re No. 4 3 floor Applicant before: QIYI TECHNOLOGY CO., LTD. |
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CB02 | Change of applicant information | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160831 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |