CN107948491A - 一种微型影像成像模组以及采用该模组的探头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数字影像，特别是涉及一种微型影像成像模组以及采用该模组的探头。一种微型影像成像模组，包括依次设置的补光光源、成像镜头、感光器、印刷电路板PCB、视频流数字信号线的接线端子和供电电源线的接线端子，所述印刷电路板PCB上正、反面都贴装有集成图像采集、信号转换和数字驱动功能的集成电路IC芯片，所述印刷电路板PCB为柔性PCB，经一次印刷后弯曲平叠成两层以上。本发明可以将微型摄像模组缩小至直径1.5‑5mm之间，应用场合广泛，且具有极高的抗电磁干扰的能力，有效抑制电磁干扰。

Description

一种微型影像成像模组以及采用该模组的探头
技术领域
本发明涉及数字影像，特别是涉及一种微型影像成像模组以及采用该模组的探头。
背景技术
现有影像成像模组一般包括成像镜头、感光器、补光光源、印制电路板（PrintedCircuit Board，缩略词为PCB）、供电电源、视频流数字信号线和供电电源线，模组直径4.5mm以上，尺寸过大，应用场合有限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种微型影像成像模组以及采用该模组的探头。
本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。
一种微型影像成像模组，包括依次设置的补光光源、成像镜头、感光器、印刷电路板PCB、视频流数字信号线的接线端子和供电电源线的接线端子，所述印刷电路板PCB上正、反面都贴装有集成图像采集、信号转换和数字驱动功能的集成电路IC芯片，所述印刷电路板PCB为柔性PCB，经一次印刷后弯曲平叠成两层以上。
所述印刷电路板PCB经由多次弯折平叠为四层，所述平叠为依次反向叠折或多次对折，所述模组的直径为1.5-5mm。
所述IC芯片将感光器读出的图像信号经过同步电路、同步叠加电路、消除脉冲干扰、直流电平恢复与控制、线性放大、功率放大、二值化处理电路，以及信号整理及数字信号驱动电路转换为数字串行高速视频流；
所述成像镜头是两片塑胶透镜组合的镜头，视场角为65°±15°，视向角为0°~15°，前端镀膜做防雾处理，安装所述成像镜头的镜头座与所述四层柔性PCB粘接。
所述感光器是金属氧化物半导体CMOS感光器。
所述补光光源是一颗以上发光二极管LED冷光源灯珠，位于补光光源的光源板中心，或环形围绕嵌置于所述补光光源的光源板并前置于所述成像镜头前端。
采用本案所述的微型影像成像模组的探头，还包括如下结构：
所述视频流数字信号线的接线端子与视频流数字信号线连接，所述视频流数字信号线是数字串行高速视频流数字信号线，一端与所述IC芯片的数字驱动电路连接，传输振幅相等、相位相同、极性相反、时序精准定义的差分数字信号；另一端与无线手柄连接将收集到的图像信号传输发射至显示屏，还包括供电电源。
所述视频流数字信号线为是四芯线，所述四芯线为同轴数字串行高速视频流数字信号线，包括一对数字串行视频流数字信号线和一对冷光源照明供电电源线，在所述四芯线的外部依次包裹有金属同心圆塑形管、医用塑胶层，在所述塑形管的端部设有数字信号线和电源线的连接端子。
所述金属同心圆塑形管、医用塑胶层构成四芯线的管体，所述管体能任意弯曲并可依照应用场合定型于预设形态。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1.本发明可以将微型摄像模组缩小至直径1.5-5mm之间，应用场合广泛，且具有极高的抗电磁干扰的能力，有效抑制电磁干扰；
2.采用特殊的四芯线作为信号线，其管体能任意弯曲并可依照应用场合定型于预设形态，在管体塑形状态下不影响微型数字影像信号传输，且可以屏蔽外界的电磁干扰，显著提高抗电磁干扰力，使得该模组可以应用于任意有内窥式需要的场合。
附图说明
图1为本案一种微型影像成像模组以及采用该模组的探头的使用原理图；
图2为图1中印刷电路板PCB的依次叠折结构示意图；
图3为四芯线的断面图。
图中，1为补光光源，2为成像镜头，3为感光器，4为印刷电路板PCB，41为对折线，5为视频流数字信号线，6为无线手柄，7为供电电源。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进行说明。
本发明公开了一种微型影像成像模组，包括依次设置的补光光源1、成像镜头2、感光器3、印刷电路板PCB4、视频流数字信号线的接线端子和供电电源线的接线端子，各结构封装在一起成为整体的模组结构，所述印刷电路板PCB4上正、反面都贴装有集成图像采集、信号转换和数字驱动功能的集成电路IC芯片，所述印刷电路板PCB4为柔性PCB，经一次印刷后弯曲平叠成两层以上。所述平叠为依次反向叠折或多次对折，本实施例中，柔性PCB被经过如图2所示的三次反方向的叠折，最终形成四层结构。也可采用依次对折的方式。实践中，最多可以经过多次弯曲平叠，形成八层结构，在八层结构的前提下，与其他部件结合在一起，使得整个模组的最大直径缩小至大约1.5mm左右。经过多次弯曲平叠的四层结构，模组的最大直径可缩小至4.5-5 mm左右。
四层柔性PCB设有数字信号输出焊盘和电源输入焊盘，其上还直接贴装有集成图像采集、信号转换和CMOS数字驱动功能的IC芯片4， IC芯片4将感光器3读出的图像信号经过同步电路、同步叠加电路、消除脉冲干扰、直流电平恢复与控制、线性放大、功率放大、二值化处理电路，以及信号整理及数字信号驱动电路转换为数字串行高速视频流。
所述成像镜头是两片塑胶透镜组合的镜头，成像镜头2撷取空间分布的景物影像成光学图像，视场角为65°±15°，视向角为0°~15°，前端镀膜做防雾处理，安装所述成像镜头的镜头座与所述四层柔性PCB粘接。通过四层柔性PCB的多层弯曲平叠，将模组直径尺寸缩小至与直径4.5mm以下的成像镜头相近，能够方便置放于小空间内，使整个影像成像模组微型化。
所述感光器是金属氧化物半导体CMOS感光器。
所述补光光源是一颗以上发光二极管LED冷光源灯珠，位于补光光源的光源板中心，或环形围绕嵌置于所述补光光源的光源板并前置于所述成像镜头前端，由无线手柄中的电池供应所需电能。
本实施例中，是六颗环绕的灯珠，若为多次弯曲平叠形成的八层结构，则模组的直径足够小，灯珠选取一颗，使其位于补光光源的光源板中心位置即可。
采用本发明所述的微型影像成像模组，可制作成各种结构形式的内窥式探头，优选以下结构形式：
所述视频流数字信号线的接线端子与视频流数字信号线5连接，所述视频流数字信号线5是数字串行高速视频流数字信号线，一端与所述IC芯片的数字驱动电路连接，传输振幅相等、相位相同、极性相反、时序精准定义的差分数字信号；另一端与无线手柄6连接将收集到的图像信号传输发射至显示屏，还包括供电电源7。
所述视频流数字信号线5为是四芯线，所述四芯线为同轴数字串行高速视频流数字信号线，包括一对数字串行视频流数字信号线51和一对冷光源照明供电电源线52，在所述四芯线的外部依次包裹有金属同心圆塑形管8、医用塑胶层9，在所述塑形管8的端部设有数字信号线和电源线的连接端子。
所述金属同心圆塑形管8、医用塑胶层9构成四芯线的管体，所述管体能任意弯曲并可依照应用场合定型于预设形态。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种微型影像成像模组，包括依次设置的补光光源(1)、成像镜头(2)、感光器(3)、印刷电路板PCB(4)、视频流数字信号线的接线端子和供电电源线的接线端子，其特征在于：所述印刷电路板PCB(4)上正、反面都贴装有集成图像采集、信号转换和数字驱动功能的集成电路IC芯片，所述印刷电路板PCB(4)为柔性PCB，经一次印刷后折叠成两层以上。
2.根据权利要求1所述的微型影像成像模组，其特征在于：所述印刷电路板PCB(4)经由多次弯折平叠为四层，所述平叠为依次反向叠折或多次对折，所述模组的直径为1.5-5mm。
3.根据权利要求1所述的微型影像成像模组，其特征在于：
所述IC芯片将感光器读出的图像信号经过同步电路、同步叠加电路、消除脉冲干扰、直流电平恢复与控制、线性放大、功率放大、二值化处理电路，以及信号整理及数字信号驱动电路转换为数字串行高速视频流；
所述成像镜头是两片塑胶透镜组合的镜头，视场角为65°±15°，视向角为0°~15°，前端镀膜做防雾处理，安装所述成像镜头的镜头座与所述四层柔性PCB粘接。
4.如权利要求1所述的微型影像成像模组，其特征在于：
所述感光器是金属氧化物半导体CMOS感光器。
5.如权利要求1或2所述的微型影像成像模组，其特征在于：
所述补光光源是一颗以上发光二极管LED冷光源灯珠，位于补光光源的光源板中心，或环形围绕嵌置于所述补光光源的光源板并前置于所述成像镜头前端。
6.采用如权利要求1所述的微型影像成像模组的探头，其特征在于：
所述视频流数字信号线的接线端子与视频流数字信号线(5)连接，所述视频流数字信号线(5)是数字串行高速视频流数字信号线，一端与所述IC芯片的数字驱动电路连接，传输振幅相等、相位相同、极性相反、时序精准定义的差分数字信号；另一端与无线手柄(6)连接将收集到的图像信号传输发射至显示屏，还包括供电电源(7)。
7.如权利要求6所述的探头，其特征在于：所述视频流数字信号线(5)为是四芯线，所述四芯线为同轴数字串行高速视频流数字信号线，包括一对数字串行视频流数字信号线(51)和一对冷光源照明供电电源线(52)，在所述四芯线的外部依次包裹有金属同心圆塑形管(8)、医用塑胶层(9)，在所述塑形管(8)的端部设有数字信号线和电源线的连接端子。
8.如权利要求7所述的探头，其特征在于：所述金属同心圆塑形管(8)、医用塑胶层(9)构成四芯线的管体，所述管体能任意弯曲并可依照应用场合定型于预设形态。
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