CN112739249A - 多摄像头医疗成像设备的远侧尖端 - Google Patents

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Abstract

本主题公开了一种多摄像头医疗成像设备,该多摄像头医疗成像设备包括连接到刚性轴的远侧尖端,该远侧尖端包括:具有前光学装置的前模块化成像单元,所述前光学装置捕获前视野;适于容纳该前模块化成像单元的主模块化成像单元,所述主模块化成像单元包括平行于该主模块化成像单元的纵向轴线的位于该主模块化成像单元的侧面上的纵向开口;以及包括第二侧光学装置的次模块化成像单元,其中该第二侧光学装置捕获视野,其中该第二侧光学装置平行于该次模块化成像单元的纵向轴线定位,并且其中所述次模块化成像单元适于关闭该纵向开口并用作密封该纵向开口的支架。

Description

多摄像头医疗成像设备的远侧尖端
技术领域
本发明大体上涉及被设计成从管腔内部捕获图像的医疗器械的领域。
背景技术
内窥镜是已经用于通过皮肤上的小切口在身体的内部器官中进行手术的医疗设备。多年来,此类疗设备已经用于在身体的内部器官中进行手术并捕获图像。已经根据具体应用开发此类疗设备并对其进行分类设备,如腹腔镜、关节镜、膀胱镜、输尿管镜、子宫切除术等。在一些情况下,这些医疗设备可以通过身体上的小切口进入身体。通常,这种手术需要借助一个摄像头,并且在一些情况下,还需要不只一个摄像头。到今天为止,有多种不同类型的柔性内窥镜、刚性和半刚性内窥镜,这取决于使用该设备的区域/管腔和程序的类型。因此,为了在医疗程序期间实现所需的视野,该镜(scope)必须不断地指向感兴趣的区域。
标准的刚性和半刚性内窥镜很可能被设计成细长的管状构件,其中光学装置位于其远侧尖端以及所有电路。在大多数情况下,柔性内窥镜经由自然孔口插入患者的身体内,而刚性和半刚性内窥镜通常是经由在患者的身体内做出的可能约为11毫米或更小的小切口插入身体内。
发明内容
本发明的主题公开了一种包括远侧尖端的医疗成像刚性镜,该远侧尖端由前模块化成像单元、主模块化成像单元和次模块化成像单元形成。该前模块化成像单元可以包括前光学装置,该前光学装置经设计捕获医疗成像刚性镜的操作所需的视野。这种操作包括在由不只一个摄像头辅助的任何医疗程序所要求的活动中利用医疗成像设备。该医疗成像设备还可以被配置为使用户能够通过手柄操纵该设备的远侧尖端,且/或由机器人臂或机器人抓取工具操纵。
该主模块化成像单元可以适于将前模块化成像单元容纳在该主模块化成像单元的远端处。在一些情况下,该主模块化成像单元还可以适于连接到刚性轴。该刚性轴可以包含用于在电气装备与医疗成像刚性镜所利用的光学装置之间的通信的电气工具。例如,这样的通信可以是数字视频信号、光学装置操作所需的电信号等。在一些情况下,还可以通过位于刚性轴中的布线来传导电力。
在一些情况下,前模块化成像单元可以密封主模块化成像单元的前端,并且防止从外部环境泄漏或进入医疗成像刚性镜。该主模块化成像单元可以包括位于主模块化成像的侧面上的纵向开口。在一些情况下,纵向开口可以用于组装和连接光学装置和主模块化成像的装备。在一些情况下,主模块化成像单元的光学装置可以被连接到位于主模块化成像内、在可折叠臂上的电路板。该可折叠臂可以被设计成在折叠位置中被放入所述主模块化成像单元中。该主模块化成像单元还可以包括连接到所述主模块化成像单元的光学装置的可折叠电路板。该主模块化成像单元还可以包括照明器电路板,该照明器电路板包括照明体。
该次模块化成像单元还可以包括第二侧光学装置,该第二侧光学装置被配置为捕获医疗成像刚性镜的操作所需的视野。该次模块化成像单元适于安装在主模块化成像单元上,并且由此闭合纵向开口。因此,该次模块化成像单元可以平行于该次模块化成像单元的纵向轴线,并用作密封纵向开口的支架。该次模块化成像单元还可以包括适于附接到主模块化成像单元的纵向开口的专用边界(margin)。
该次模块化成像单元可以包括位于次模块化成像的边界上的突出元件。突出元件可以用于将次模块化成像单元连接并紧固到主模块化成像单元。该次模块化成像单元还可以包括连接到所述次模块化成像单元的光学装置的可折叠电路板。该次模块化成像单元还可以包括照明器电路板,该照明器电路板包括照明体。
在一些情况下,医疗成像刚性镜的前模块化成像单元可以包括照明器电路板,该照明器电路板包括照明体。
在所公开的主题的一些实施例中,主模块化成像单元还可以包括第一侧光学装置,该第一侧光学装置被配置为捕获多摄像头医疗成像设备的操作所需的视野。在此类情况下,第一侧光学装置可以安装在第一侧可折叠电路板上,该第一侧可折叠电路板包括可折叠臂并且被设计成在折叠位置中被放入所述主模块化成像单元中。该第一侧可折叠电路板还能够平行于主模块化成像单元的纵向轴线定位。其上安装有第一侧光学装置的可折叠电路板可以从所述主模块化成像单元向外延伸到所述刚性轴中。该主模块化成像单元还包括被设计成容纳第一侧照明模块的第一侧照明器电子电路板。
本发明中公开的主题是一种被设计用于获得由不只一个摄像头构成的全景的多摄像头医疗成像设备。所公开的主题中呈现的多摄像头医疗成像设备包括适于连接到多摄像头成像设备的刚性轴的远侧尖端和包括前光学装置的前成像单元。多摄像头医疗成像设备的远侧尖端包括配备有前透镜组件的前光学装置,该前透镜组件被配置为捕获多摄像头医疗成像设备的操作所需的前视野。所公开的主题还可以包括主模块化成像单元,该主模块化成像单元包括第一侧光学装置。第一侧光学装置能够被配置为包括以第一观看方向为特征的第一侧透镜组件,其中第一侧透镜组件适于捕获第一侧视野。在一些情况下,多摄像头医疗成像设备的远侧尖端被设计成使得第一透镜组件的第一观看方向能够以第一侧角度倾斜,该第一侧角度适于以重叠距离在前视野和第一侧透镜组件之间提供重叠观看。
在所公开的主题的一些实施例中,第一侧光学装置位于主模块化成像单元内,并且其中主模块化成像单元包括第一侧壁龛(niche),该第一侧壁龛位于主模块化成像单元的外表面上并且平行于第一模块化成像单元的纵向轴线。
在所公开的主题的一些实施例中,远侧尖端包括次模块化成像单元,该次模块化成像单元包括第二侧光学装置,其中第二侧光学装置包括以第二观看方向为特征的第二侧透镜组件。第二侧透镜组件能够被配置为捕获第二侧视野。在一些情况下,多摄像头医疗成像设备的远侧尖端被设计成使得第二观看方向以第二侧角度倾斜,该第二侧角度适于以重叠距离在所述前视野和第二侧透镜组件之间提供重叠观看。
在所公开的主题的一方面中,多摄像头医疗成像设备的第一侧角度为相对于多摄像头医疗成像设备的纵向轴线成85度至90度之间。在所公开的主题的一方面中,第二侧角度为相对于多摄像头医疗成像设备的纵向轴线成85度至90度之间。
在所公开的主题的一方面中,第一重叠距离和第二重叠距离在23毫米至90毫米之间。在所公开的主题的一方面中,所述第一重叠距离和所述第二重叠距离在78毫米至90毫米之间。在所公开的主题的一方面中,所述第一重叠距离和所述第二重叠距离在60毫米至64毫米之间。在所公开的主题的一方面中,所述第一重叠距离和所述第二重叠距离在48毫米至60毫米之间。在所公开的主题的一方面中,所述第一重叠距离和所述第二重叠距离在42毫米至48毫米之间。在所公开的主题的一方面中,所述第一重叠距离和所述第二重叠距离在23毫米至33毫米之间。在所公开的主题的一方面中,所述第一重叠距离等于所述第二重叠距离。
在所公开的主题的一些实施例中,第二侧光学装置可以位于次模块化成像单元内,并且次模块化成像单元可以包括第二侧壁龛,该第二侧壁龛位于次模块化成像单元的外表面上并且平行于次模块化成像单元的纵向轴线。在一些情况下,第二侧壁龛包括被配制成容纳第二侧摄像头光学窗口的第二侧倾斜摄像头平台,其中第二侧摄像头光学窗口邻接第二侧摄像头。在此类情况下,倾斜摄像头平台从所述第二侧壁龛向外倾斜。在所公开的主题的一方面中,第二侧壁龛具有基本上介于0.1毫米和0.8毫米之间的深度。
在所公开的主题的一些实施例中,次模块化成像单元还可以包括第二侧光学装置。这种第二侧光学装置能够包括第二侧摄像头,该第二侧摄像头包括第二侧透镜组件和第二侧传感器。第二侧透镜组件能够被配置为从第二侧透镜组件捕获光,并且以电流的形式将所捕获的光转换为电信号。在所公开的主题的一方面中,第二侧角度为基本上相对于多摄像头医疗成像设备的纵向轴线成85度至90度之间。次模块化成像单元还包括具有第二侧平面刚性电路板部分和主要部分的第二侧可折叠电路板。第二侧平面刚性部分被设计成保持所述多摄像头医疗成像设备的成像操作所需的第二侧摄像头。
次模块化成像单元还包括能够保持一组一个或多个照明模块的第二侧照明器电子电路板。第二侧印刷电路板平行于由第二角度限定的第二摄像头定位。次模块化成像单元还包括突出元件,该突出元件被定位在所述次模块化成像单元的远端处,用于将次模块化成像单元固定在所述设备的主模块化成像单元内。主模块化成像单元进一步包括第一侧光学装置,其中这种第一侧光学装置可以包括第一侧摄像头,该第一侧摄像头包括第一侧透镜组件和第一侧传感器。第一侧透镜组件能够被配置为从第一侧透镜组件捕获光,并且以电流的形式将所捕获的光转换为电信号。第一侧摄像头以基本上垂直于多摄像头医疗成像设备的纵向轴线的观看方向为特征。
在所公开的主题的一些实施例中,多摄像头医疗成像设备包括倾斜到第一角度的第一侧透镜组件,该第一角度适于以第一重叠距离在所述第一侧透镜组件和前透镜组件之间提供重叠观看。在此类实施例中,多摄像头医疗成像设备还包括倾斜到第二角度的第二侧透镜组件,该第二角度适于以第二重叠距离在所述第二侧透镜组件和前透镜组件之间提供重叠观看。
在所公开的主题的一方面中,第一角度为相对于多摄像头医疗成像设备的纵向轴线成85度至90度之间。在所公开的主题的一方面中,第二角度为相对于多摄像头医疗成像设备的纵向轴线成85度至90度之间。
在所公开的主题的一方面中,第一重叠距离在60毫米和64毫米之间。在所公开的主题的一方面中,第二重叠距离在60毫米至64毫米之间。在所公开的主题的一方面中,第二重叠距离在48毫米至60毫米之间。
在所公开的主题的一方面中,第一重叠距离在42毫米至48毫米之间。在所公开的主题的一方面中,第二重叠距离在42毫米至48毫米之间。在所公开的主题的一方面中,第一重叠距离在42毫米至64毫米之间。在所公开的主题的一方面中,第二重叠距离在42毫米至64毫米之间。在所公开的主题的一方面中,第一重叠距离等于所述第二重叠距离。
在所公开的主题的一些实施例中,多摄像头医疗成像设备的远侧尖端可以包括倾斜到一角度的侧透镜组件,该角度以工作距离在侧透镜组件和前透镜组件之间提供重叠观看。远侧尖端还可以包括次模块化成像单元,该次模块化成像单元包括第二光学装置,该第二光学装置适于为次模块化成像单元设备提供第二侧观看。次模块化成像单元可以包括沿着所述次模块化成像单元设备的纵向轴线的第二侧壁龛。在一些情况下,第二壁龛可以包括倾斜的第二侧摄像头平台,该倾斜的第二侧摄像头平台适于保持覆盖并保护第二侧透镜组件的第二侧摄像头光学窗口。第二侧壁龛还可以包括位于所述第二侧摄像头光学窗口的两侧、沿着次模块化成像单元的纵向轴线定位的第二侧照明器窗口和第二侧照明器窗口。在此类情况下,第二侧壁龛可以以相对于所述次模块化成像单元的侧面在0.1毫米至0.8毫米的范围内的壁龛深度为特征,其中倾斜的侧摄像头平台/区域相对于所述次模块化成像单元的所述纵向轴线成大约2.0度至3.0度的角度。
附图说明
在本文中仅通过示例的方式,参考附图描述了本发明的一些实施例。现在详细地具体参考附图,要强调的是,所示出的细节是作为示例并且出于对本发明的实施例的说明性讨论的目的。就这一点而言,结合附图进行的描述对于本领域技术人员而言显而易见的是可以如何实施本发明的实施例。
在附图中:
图1示出了根据所公开的主题的示例性实施例的包括具有至少两个摄像头的远侧尖端的多摄像头医疗成像设备;
图2示出了根据所公开的主题的示例性实施例的包括主模块化成像单元、前模块化成像单元和次模块化成像单元的多摄像头医疗成像设备的远侧尖端;
图3A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的包括光学装置模块的主模块化成像单元的侧透视图;
图3B示出了根据图3A的从纵向开口或空隙观察的主模块化成像单元的后透视图;
图4示出了图1的远侧尖端元件的主模块化成像单元的分解图;
图5A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的远侧尖端的被设计成捕获远侧尖端的前视野的前模块成像单元的前透视图;
图5B示出了根据图5A的远侧尖端的被设计成捕获远侧尖端的前视野的前模块成像单元的后透视图;
图6示出了图2的远侧尖端的前模块化成像单元的分解图;
图7A至图7C示出了根据所公开的主题的示例性实施例的被设计成为多摄像头医疗成像设备的摄像头提供光源的前照明器电子电路和侧照明器电子电路;
图8A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的用作能够组合到主模块化成像单元中的支架的次模块化成像单元的侧透视图;
图8B示出了根据图8A的能够用作组合到主模块化成像单元中的支架的次模块化成像单元的后透视图;
图8C示出了根据图8A至图8B的能够用作组合到主模块化成像单元中的支架的次模块化成像单元的分解图;
图9A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的在分解图中示出的包括三个成像单元的多摄像头医疗成像设备的远侧尖端的第一侧透视图;
图9B示出了根据图9A的远侧尖端的第二侧透视图;
图10示出了位于远侧尖端内的前摄像头和两个侧摄像头,其中图1和图9A中所示的前模块化成像单元、主模块化成像单元和次模块化成像单元被移除;
图11示出了根据所公开的主题的另一示例性实施例的包括至少一个倾斜摄像头和变化直径的医疗成像设备;
图12示出了根据所公开的主题的示例性实施例的包括三个模块化成像单元的多摄像头医疗成像设备的远侧尖端的第二侧透视图;
图13A示出了根据图11的具有倾斜的第二透镜组件和传感器的多摄像头医疗成像设备的远侧尖端的剖视图;
图13B示出了根据图13A的具有倾斜的次透镜组件和传感器的多摄像头医疗成像设备的远侧尖端的剖视图;
图14A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的具有倾斜的第一透镜组件的多摄像头医疗成像设备的剖视图;
图14B示出了根据所公开的主题的示例性实施例的具有倾斜的第一透镜组件和倾斜的第二透镜组件的多摄像头医疗成像设备的剖视图;
图15A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的远侧尖端的次模块化成像单元的横截面;
图15B示出了根据图15A的远侧尖端的次模块化成像单元的示意性横截面侧视图;
图16A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的具有前摄像头和两个侧摄像头的多摄像头医疗成像设备的示意图,并且其中前摄像头和侧摄像头中的每一个具有形成大约90度至100度、大约95度的视野的透镜组件;
图16B示出了根据所公开的主题的示例性实施例的具有前摄像头和两个侧摄像头的多摄像头医疗成像设备的示意图,所述前摄像头包括具有以在88度至98度之间的开口角度为特征的视野的前透镜组件,所述两个侧摄像头包括各自具有以大约90度至110度、大约104度的开口角度为特征的视野的侧透镜组件;以及
图16C示出了根据所公开的主题的示例性实施例的表示前摄像头和两个侧摄像头的若干有条件实施方式的多摄像头医疗成像设备的示意图,所述前摄像头包括前透镜组件,所述两个侧摄像头包括侧透镜组件。
具体实施方式
本发明中的主题公开了一种包括多摄像头刚性内窥镜的多摄像头医疗成像设备,该多摄像头刚性内窥镜设计成通过在身体内做出的小切口辅助医疗程序,诸如在例如但不限于腹部或骨盆内进行的检查或手术程序。这种多摄像头医疗成像设备可以包括被设计成辅助医疗程序(例如,检查或手术)的两个或更多个摄像头。
术语“光学装置模块”或“光学装置”在本文中被用于描述允许多摄像头医疗成像设备捕获光并将该光转换为至少两个图像的一组部件。在一些实施例中,采用透镜捕获光,采用诸如传感器的图像捕获设备将该光转换为至少一个图像,并且采用照明模块提供光。在一些实施例中,摄像头包括多个光学器件(例如,透镜组件和传感器),并且被配置为从目标物体接收反射光。在一些实施例中,位于多摄像头医疗成像设备的远侧尖端中的光学装置能够包括传感器和透镜(例如,摄像头)以及传感器运行所需的光源。
图像捕获设备可以是电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器或包括可用于捕获图像的光敏表面的其他合适设备。在一些实施例中,采用诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(用于检测由光学元件接收的反射光)之类的传感器。
还应该注意的是,本说明书中出现的以下多个术语可互换地使用,以应用于或指代相似的部件,并且绝不应该解释为限制性的:“多摄像头医疗成像刚性镜”也可以称为“内窥镜”。“摄像头”也可以称为图像捕获设备/部件,包括透镜组件和传感器。“照明器”也可以称为“照明源”。照明器可以可选地是分立的照明器,并且可以包括发光二极管(LED),该发光二极管可以是白光LED、红外光LED、近红外光LED、紫外光LED或任何其他LED和/或发光二极管的组合。“壁龛”也可以称为“中空槽”。
应当注意的是,如本文中提到的术语“内窥镜”可以具体指代根据所公开的主题的一些实施例的刚性镜、半刚性镜或柔性镜,如腹腔镜,但不仅限于腹腔镜,并且可以包括其他应用,如工业应用。术语“内窥镜”也可以指代用于检查身体的中空器官或腔体的内部的任何器械。
如本说明书中所用的,术语“工作距离”为当物体被定位成靠近或远离最佳焦点(例如,景深)时透镜组件维持期望量的图像质量的能力。如本说明书中所用的,术语“倾斜”用于描述一个平面相对于另一个平面的倾斜。在一些实施例中,在延续沿着医疗设备的纵向轴线的观看方向的假想线和延续沿着不垂直的观看方向的假想线之间形成了角度。
在所公开的主题的一些实施例中,远侧尖端的专用结构可以允许不只一个摄像头以不同的角度同时指向一个物体。这种角度差异是指至少两个摄像头被定位成彼此不垂直。角度差异用于在由多个摄像头捕获的全景和/或环绕图像中以相同尺寸示出同一物体,因为所述多个摄像头与该物体的距离和角度各不相同。在一些情况下,摄像头与物体的角度的差异可以由被构造成允许彼此不垂直的观看方向的远侧尖端实现。由远侧尖端结构导致的角度差异允许组合由摄像头捕获的各不相同的视野形成的连续全景和/或环绕视图。
图1示出了根据所公开的主题的示例性实施例的包括具有至少两个摄像头的远侧尖端的多摄像头医疗成像设备。图1示出了包括远侧尖端110的的多摄像头医疗成像设备105,远侧尖端110被设计成直接地连接到刚性轴115。远侧尖端110可以包括倾斜表面130,该倾斜表面130允许将远侧尖端110连接到刚性轴115,该刚性轴115的直径比远侧尖端110的直径窄。多摄像头医疗成像设备105还包括接缝线135,该接缝线135勾勒出刚性轴115与远侧尖端110的倾斜表面130之间的连接线的轮廓。在一些情况下,刚性轴115和远侧尖端110可以由粘合材料连接,该粘合材料密封接缝线135处的连接处。在一些其他情况下,刚性轴115和远侧尖端110可以通过焊接连接。在所公开的主题的可能的实施例中,刚性轴115和远侧尖端110可以由螺旋机构连接,该螺旋机构将刚性轴115和远侧尖端110紧固在一起。
在一些情况下,远侧尖端110可以用作被设计成容纳至少两个摄像头的多摄像头部分构件。远侧尖端110可以包括位于远侧尖端110的前端处的前摄像头,表示为平坦表面120。附加的摄像头可以位于远侧尖端110的侧向圆形表面处。在一些实施例中,远侧尖端110的前端具有适于提供倾斜的前表面的倾斜角度。摄像头能够被配置为通过在身体内做出的小切口辅助在例如但不限于腹部或骨盆内的医疗和手术程序。在一些情况下,这种多摄像头医疗成像设备105能够在腹腔镜检查中使用,其中多摄像头医疗成像设备能够通过身体内的小切口插入,以便在内部器官处执行医疗程序。
远侧尖端110还可以包括壁龛或中空槽160,该壁龛或中空槽160被设计成容纳第一侧摄像头光学窗口165并且提供第一侧摄像头(未示出)的视野所需的开口。在一些情况下,第一侧摄像头光学窗口165可以包括透明层(例如,玻璃或塑料),以将第一侧摄像头(未示出)与液体、气体以及患者的碎片和组织隔离。在一些其他情况下,第一侧摄像头(未示出)可以由一个光学窗口或不只一个光学窗口覆盖。壁龛160还使得能够从第一侧照明器/窗口150和145发射光。在一些情况下,光可以由专用部分照明器(例如,发光二极管,也称为LED)发射。专用部分照明器可以容纳在窗口150和/或145中。在一些情况下,第一侧照明器窗口145和150可以包括透明层(例如,玻璃或塑料),以将侧照明器与液体、气体以及患者的碎片和组织隔离。在一些其他情况下,第一侧照明器窗口145和150可以包括一个光学窗口或不只一个光学窗口。在又一些其他实施例中,壁龛160可以由透明层(例如,玻璃或塑料)或者一个光学窗口或不只一个光学窗口覆盖,用于将壁龛160与液体、气体以及患者的碎片和组织隔离。
图2示出了根据所公开的主题的示例性实施例的包括主模块化成像单元、前模块化成像单元和次模块化成像单元的多摄像头医疗成像设备的远侧尖端。图2示出了多摄像头医疗成像设备207的远侧尖端205,该远侧尖端205包括被设计成连接到多摄像头医疗成像设备207的刚性轴215的主模块化成像单元210。主模块化成像单元210具有纵向开口212,该纵向开口212可以适于与次模块化成像单元270对齐,使得次模块化成像单元270可以用作沿着主模块化成像单元210的纵向开口212的长度将其封闭的支架。远侧尖端205进一步包括适于邻接主模块化成像单元210的远侧前端223的前模块化成像单元220。这三个成像单元——主模块化成像单元210、前模块化成像单元220和次模块化成像单元270——形成远侧尖端205。在一些情况下,次模块化成像单元270和前模块化成像单元220可以以密封的方式附接到主模块化成像单元210,这防止液体、气体和/或碎屑和/或体液泄漏进入远侧尖端205中。在一些情况下,次模块化成像单元270和前模块化成像单元220可以通过粘合材料、焊接、螺旋机构等附接到主模块化成像单元210。
在本发明的一些实施例中,次模块化成像单元270可以从主模块化成像单元210可拆卸。在一些情况下,位于远侧尖端205内的光学装置可以安装到次模块化成像单元270上,使得当拆卸并拔出次模块化成像单元270时,附接到次模块化成像单元270的光学装置也可以与次模块化成像单元270一起连带地拔出。
次模块化成像单元270可以包括壁龛272,该壁龛272被设计成容纳第二侧摄像头光学窗口275并且提供第二侧摄像头(未示出)的视野所需的开口。在一些情况下,第二侧摄像头光学窗口275可以包括透明层(例如玻璃或塑料),以将第二侧摄像头(未示出)与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。在一些其他情况下,第二侧摄像头(未示出)可以由一个光学窗口或不只一个光学窗口覆盖。壁龛272还使得能够从第二侧照明器光学窗口276和278发射光,用于照亮第二侧摄像头捕获的区域。在一些情况下,光可以由专用部分照明器(例如,发光二极管,也称为LED)发射。专用部分照明器可以容纳在第二侧照明器光学窗口276和278内。
在一些情况下,远侧尖端205可以包括允许将远侧尖端205连接到刚性轴215的倾斜表面230,该刚性轴215的直径比远侧尖端205的直径窄。倾斜表面230可以在远侧尖端205的后端部分225处终止。远侧尖端205的后端部分225可以适于在接缝线235处连接到刚性轴215。在一些情况下,刚性轴215可以是半刚性轴或能够由使用多摄像头医疗成像设备207的用户弯曲和操纵的柔性轴。
在本发明的一些实施例中,前模块化成像单元220可以从主模块化成像单元210可拆卸。在一些情况下,位于远侧尖端205内的光学装置可以安装到前模块化成像单元220上,使得当拆卸并拔出前模块化成像单元220时,附接到前模块化成像单元220的光学装置也可以与前模块化成像单元220一起连带地拔出。
三个成像单元210、270和220被设计成彼此互锁并装配在远侧尖端205的内件之上,并且为内件内的内部部件提供保护。远侧尖端205的内件内的内部部件可以包括透镜组件、传感器、可折叠电路板、照明器电子电路板、照明器模块以及用于传送并控制光学装置的操作所需的电信号和电力的附加的电路和电气部件。主模块化成像单元210、次模块化成像单元270和前模块化成像单元220被配置为邻接以覆盖多摄像头医疗成像设备207的远侧尖端205。在一些情况下,三个成像单元210、270和220可以由适合高压釜要求的材料(例如但不限于不锈钢)制成。
图3A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的包括光学装置模块的主模块化成像单元的透视侧视图。图3A示出了主模块化成像单元305,如上所述,该主模块化成像单元305可以是远侧尖端的一部分并连接到刚性轴(未示出)。在一些情况下,主模块化成像单元305可以包括倾斜表面230,该倾斜表面230允许将主模块化成像单元305连接到刚性轴,该刚性轴的直径比主模块化成像单元305的直径窄。倾斜表面230可以在主模块化成像单元305的后端部分225处终止。主模块化成像单元305的后端部分225可以适于在接缝线235处连接到刚性轴。在其他实施例中,主模块化成像单元305可以包括与刚性轴(未示出)相同的直径,使得主模块化成像单元305可以适于在接缝线235处连接到刚性轴。
主模块化成像单元305可以包括壁龛260,该壁龛260被设计成容纳第一侧摄像头光学窗口280并且提供第一侧摄像头(未示出)的视野所需的开口。在一些情况下,第一侧摄像头光学窗口280可以包括透明层(例如玻璃或塑料),以将侧摄像头与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。在一些其他情况下,第一侧摄像头光学窗口280可以包括一个光学窗口或不只一个光学窗口。壁龛260还使得能够从第一侧照明器光学窗口245和250发射光,用于照亮第一侧摄像头捕获的区域。在一些情况下,光可以由专用部分照明器(例如,发光二极管,也称为LED)发射。专用部分照明器可以容纳在第一侧照明器光学窗口245和250内。
第一侧照明器光学窗口245和250适于覆盖第一侧照明模块(未示出)。第一侧照明模块被定位成使得向第一侧摄像头(未示出)提供照明。第一侧摄像头光学窗口280适于覆盖第一侧摄像头,其中这个第一侧摄像头通常包括传感器和透镜组件(未示出)。在一些情况下,第一侧摄像头光学窗口280以及第一侧照明器光学窗口245和250可以由适于高压釜要求的材料制成。
主模块化成像单元305进一步包括纵向开口320,该纵向开口320位于主模块化成像单元305侧面并平行于主模块化成像单元305的纵向轴线350。纵向开口320可以是空隙。纵向开口320被设计成提供用于适配位于主模块化成像单元305内的第一侧光学装置所需的自由。例如,假使主模块化成像单元305包括可以被设计成保持医疗成像设备的成像操作所需的第一侧光学装置的第一侧可折叠电路板390。在一些实施例中,第一侧可折叠电路板390包括第一侧纵向电路板393,该第一侧纵向电路板393平行于主模块化成像单元纵向轴线350定位并从主模块化成像单元305的后端部分225向外延伸到刚性轴(未示出)中。第一侧可折叠电路板390进一步包括被设计成承载第一侧摄像头的第一侧刚性电路板363。第一侧可折叠电路板390的结构可以允许将第一侧摄像头和第一侧照明器电路板定位在主模块化成像单元305内。主模块化成像单元305还可以包括适于容纳前模块化成像单元(未示出)的远侧前端355。这样,前模块化成像单元可以包括捕获前视野所需的前光学装置。
图3B示出了根据图3A的从纵向开口或空隙观察的主模块化成像单元的透视后视图。图3B示出了主模块化成像单元305,该主模块化成像单元305可以是远侧尖端的一部分并连接到刚性轴,如图1的远侧尖端110和刚性轴115。主模块化成像单元305包括纵向开口320,该纵向开口320被成形并设计成允许用于插入、布置并在一些情况下替换第一侧光学装置333所需的自由。纵向开口320可以是空隙。第一侧光学装置333可以安装在包括第一侧纵向电路板393的第一侧可折叠电路板390上,该第一侧纵向电路板393平行于主模块化成像单元纵向轴线350定位并从主模块化成像单元305的后端部分225向外延伸到刚性轴(未示出)中。可折叠臂327可以将第一侧刚性电路板363连接到第一侧可折叠电路板390的第一侧纵向电路板393。第一侧刚性电路板363被设计成承载第一侧传感器(未示出)和第一侧透镜组件381。第一侧可折叠电路板390的结构可以允许将第一侧光学装置333定位在主模块化成像单元305内。
在一些情况下,第一侧传感器可以被配置为经由第一侧刚性电路板363将数字视频信号通信到第一侧纵向电路板393。第一侧刚性电路板363可以能够将传感器和第一侧透镜组件381之间的通信传导到第一侧纵向电路板393,且/或从第一侧纵向电路板393传导其之间的通信。所传导的通信可以是例如数字视频信号、第一侧光学装置333的操作所需的电信号、由于第一侧光学装置333操作而引起的数字化数据等。在一些情况下,电力也可以经由第一侧纵向电路板393传送到第一侧光学装置333。
在可能的实施例中,第一侧纵向电路板393和可折叠臂327可以由用于制作电路板的典型材料制成,如陶瓷、用于柔性板的聚酰胺和玻璃增强的环氧树脂等,还可以提供可折叠臂327沿轴线311的旋转所需的弹性运动。在一些情况下,可折叠臂327可以包括铰链,所述铰链可以提供沿轴线311向上或向下旋转/弯曲可折叠臂327的能力。可折叠臂327可以与第一侧纵向电路板393水平地定位,或者相对于纵向轴线350基本上竖直地向上地弯曲。例如,可折叠臂327可以围绕纵向轴线350弯曲并且定位在与纵向轴线350成45度至95度之间。在一些情况下,第一侧刚性电路板363可以与可折叠臂327一起进一步弯曲,并且相对于第一侧纵向电路板393基本上竖直地定位,在可折叠臂327和纵向轴线350之间成大约90度。在一些情况下,可折叠臂327可以以与主模块化成像单元305的纵向轴线350成0度和95度之间的范围内的任何角度定位。可折叠臂327可以适于将第一侧刚性电路板363弯曲到一定角度范围,该角度范围被设计成用医疗成像刚性镜的操作所需的第一侧视野捕获并提供主模块化成像单元305。
主模块化成像单元305还包括被设计成容纳照明模块(未示出)的第一侧照明器电子电路板376,该照明模块提供第一侧摄像头的操作所需的光源。第一侧照明器电子电路板376可以包括附加的电路和电气部件,以传送和控制照明模块的操作所需的电信号和电力。因此,在一些情况下,第一侧照明器电子电路板376可以连接到第一侧可折叠电路板390,用于接收照明模块的操作所需的电力并用于控制照明模块的光强度。
在所公开的主题的一些实施例中,主模块化成像单元305可以包括包围纵向开口320的边缘的(一个或多个)可拆卸装配元件371。(一个或多个)可拆卸装配元件371可以紧固到次模块化成像单元(未示出)的匹配的(一个或多个)装配元件。在一些情况下,(一个或多个)可拆卸装配元件371可以紧固、胶合或焊接到次模块化成像单元(未示出)的(一个或多个)装配元件。(一个或多个)可拆卸装配元件371是例如但不限于突出件、装配保持肋形件、装配保持凹槽等。(一个或多个)可拆卸装配元件371被配置为可拆卸地装配在次模块化成像单元内,这导致两个模块化成像单元之间的密封闭合,该密封闭合基本上防止碎屑、流体和/或气体进入被隔离的两个模块化成像单元的内件。
图4示出了根据图1的远侧尖端的主模块化成像单元的分解图。图4示出了主模块化成像单元405,该主模块化成像单元405被设计成采用远侧尖端的操作所需的装备,例如,如参考图1所述的多摄像头医疗成像设备105的远侧尖端110。主模块化成像单元405包括被设计成容纳第一侧摄像头光学窗口280的壁龛260。第一侧摄像头光学窗口280可以适于覆盖第一侧透镜组件381,并且被插入第一侧摄像头孔278内。第一侧摄像头孔278被配置为将第一侧透镜组件381保持、支撑和固定在主模块化成像单元405的侧表面内。第一侧摄像头光学窗口280适于提供第一侧透镜组件381的视野所需的开口。在一些情况下,第一侧摄像头光学窗口280可以包括透明层(例如,玻璃或塑料),以将第一侧透镜组件381与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。在一些情况下,第一侧摄像头光学窗口280可以包括允许一部分光谱从第一侧摄像头光学窗口280射出的半透明层。在一些情况下,第一侧摄像头光学窗口280可以包括滤光器,以阻止光谱的一部分射出到第一侧透镜组件381和到第一侧传感器360。
主模块化成像单元405进一步包括可以插入第一侧照明器开口243中的第一侧照明器光学窗口245和可以插入第一侧照明器开口248中的第一侧照明器光学窗口250。第一侧摄像头孔278可以位于主模块化成像单元405侧表面内的第一侧照明器开口243和第一侧照明器开口248之间。通常,第一侧摄像头孔278以及第一侧照明器开口243和248在壁龛260内沿主模块化成像单元405的纵向轴线对齐。
在一些实施例中,第一侧照明器光学窗口245和250可以包括透明层(例如,玻璃或塑料),以将第一侧照明器与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。在一些其他实施例中,第一侧照明器光学窗口245和250可以包括一个光学窗口或不只一个光学窗口。第一侧照明器光学窗口245和250分别使第一侧照明模块383和385发出的光能够发射。
这样,第一侧摄像头包括第一侧透镜组件381,并且第一侧传感器360可以提供在80度至130度之间的视野和在1毫米至30毫米的范围、在5毫米至150毫米的范围内的工作距离,其中第一侧照明模块383和385适于照亮这种视野和工作距离。
在一些实施例中,第一侧照明器光学窗口245和250以及第一侧摄像头光学窗口280可以由粘合材料、螺钉、焊接、夹紧设备等分别连接到第一侧照明器开口243和248以及第一侧摄像头孔278。在一些实施例中,第一侧照明器光学窗口245和250以及第一侧摄像头光学窗口280可以以可替换方式技术分别附接到第一侧照明器开口243和248以及第一侧摄像头孔278,以实现替换第一侧照明器模块383和/或第一侧照明器模块385和/或这些模块及第一侧透镜组件381的一些透镜内的任何照明器。
主模块化成像单元405还可以包括纵向开口320,该纵向开口320被成形并设计成允许用于接收位于主模块化成像单元405内的第一侧光学装置所需的自由。纵向开口320可以是空隙。在一些情况下,纵向开口320可以用于将第一侧光学装置和电气装备组装在主模块化成像单元405内。主模块化成像单元405进一步包括第一侧照明器电子电路板376,该第一侧照明器电子电路板376将第一侧照明模块383、385保持在适当位置中。第一侧照明器电子电路板376具有“U形”开口377,该“U形”开口377被成形成适应第一侧透镜组件381。因此,第一侧照明器电子电路板376可以定位在主模块化成像单元405内,使得“U形”开口377适于与主模块化成像单元405的第一侧摄像头孔278对齐。第一侧照明器开口243和248被配置为将第一侧照明器电子电路板376连同第一侧照明模块383和385一起保持、支撑和固定在主模块化成像单元405的侧表面内。
第一侧透镜组件381可以包括一组透镜,所述一组透镜经采用捕获光并将所捕获的光传输到第一侧传感器360。第一侧透镜组件381可以捕获并确定第一侧视野,该第一侧视野可以是主模块化成像单元405捕获的视野。可选地,第一侧透镜组件381的所述一组透镜和第一侧传感器360被配置为具有至少80度和至多基本上135度的视野以及至少1毫米和至多基本上150毫米的工作距离。
第一侧透镜组件381可以连接到第一侧传感器360,用于与第一侧可折叠电路板390包括在一起。在所公开的主题的一些实施例中,第一侧可折叠电路板390包括平行于主模块化成像单元纵向轴线350定位的第一侧纵向电路板393。在一些情况下,第一侧纵向电路板393也可以从主模块化成像单元305向外延伸到刚性轴(未示出)中。第一侧可折叠电路板390进一步包括被设计成承载第一侧传感器360和第一侧透镜组件381的第一侧刚性电路板363。第一侧纵向电路板393可以平行于主模块化成像单元纵向轴线350定位,并且从主模块化成像单元405的后端部分225向外延伸到刚性轴(未示出)中。可折叠臂327可以将第一侧刚性电路板363连接到第一侧纵向电路板393。在一些情况下,可折叠臂327可以以与主模块化成像单元405的纵向轴线350成在0度和95度之间的范围内的任何角度定位,使得第一侧刚性电路板363可以以与主模块化成像单元405的纵向轴线350成在0度和95度之间的范围内的任何角度定位。第一侧可折叠电路板390的结构允许放置、保持和操作第一侧光学装置并且这样为操作多摄像头医疗成像设备提供所需的视野。
主模块化成像单元405还可以包括适于保持和支撑前模块化成像单元(未示出)的远侧前端355。这样,前模块化成像单元可以包括捕获在主模块化成像单元405的前部处的视野所需的光学装置。
图5A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的被设计成捕获多摄像头成像设备的前视野的远侧尖端的前模块化成像单元的透视前视图。图5A示出了前模块化成像单元505,该前模块化成像单元505可以插入主模块化成像单元的远侧前端,例如,如分别参考图2和图3-4所述的远侧前端223和主模块化成像单元305的远侧前端355。前模块化成像单元505包括前可折叠电路板590,前可折叠电路板590可以包括前刚性电路板530,该前刚性电路板530经由前可折叠臂512连接到前纵向电路板507,使得前刚性电路板530基本上位于相对于前纵向电路板507的竖直位置中。前纵向电路板507可以平行于纵向轴线550定位,并且如参考图2所述,从主模块化成像单元(未示出)向外延伸到多摄像头医疗成像设备的刚性轴(未示出)中。在一些情况下,前可折叠臂512可以弯曲,使得在前刚性电路板530和前纵向电路板507之间形成水平角度。在一些实施例中,前可折叠臂512可以弯曲,以将前刚性电路板530定位成与纵向轴线550成45度至95度之间。在一些情况下,前刚性电路板530可以进一步弯曲并相对于前纵向电路板507基本上竖直地定位,其中前可折叠臂512和纵向轴线550之间成大约90度。在一些情况下,前可折叠臂512可以以与纵向轴线550成在0度和95度之间的范围内的任何角度定位。在所公开的主题的一些实施例中,前可折叠臂512可以包括铰链,所述铰链可以提供向外和/或向内旋转/弯曲的能力。
在所公开的主题的一些实施例中,前传感器(未示出)可以附接到前刚性电路板530。在一些情况下,该前传感器可以被配置为经由前刚性电路板530将数字视频信号通信到前可折叠电路板590。前刚性电路板530可以能够将所述前传感器与位于前框架545内的前透镜组件510之间的通信传送到前可折叠电路板590,或者从前可折叠电路板590传送其之间的通信。所传送的通信可以是例如多摄像头医疗成像设备的远侧尖端的操作所需的数字视频信号、电信号等。在一些情况下,电力也可以经由前可折叠电路板590被传送到前刚性电路板530。
前模块化成像单元505进一步包括前照明器光学窗口525,该前照明器光学窗口525包括透明材料(例如,玻璃或塑料),该透明材料被设计成允许光通过光学窗口照耀,这样,照明模块(未示出)发出的光被散布到前模块化成像单元505的外部空间。前照明器光学窗口525可以附接到前框架545。在一些情况下,前框架545可以是圆形元件。在一些其他情况下,根据一些医疗程序的要求,前框架545可以是椭圆形框架或其他形状。前照明器光学窗口525可以以密封方式附接到前框架545,该密封方式防止液体和/或身体流体泄漏到前模块化成像单元505中。在一些情况下,前照明器光学窗口525可以通过粘合材料、螺钉、焊接、夹紧设备等附接到前框架545。在一些实施例中,前照明器光学窗口525可以以可拆卸方式技术附接到前框架545,这能够替换前照明器模块化(未示出)或这些模块化内的任何照明器。前照明器光学窗口525可以包括适于容纳前透镜组件窗口540的孔535。前透镜组件窗口540包括透明材料,如玻璃或塑料,以便允许光穿过光学窗口并由前传感器(未示出)捕获。前刚性电路板530设计成承载前传感器(未示出)和前透镜组件510。前可折叠电路板590的结构可以允许将前传感器(未示出)和前透镜组件510定位在前模块化成像单元505,使得前透镜组件510可以与孔535和前透镜组件窗口540对齐。在一些情况下,前照明器光学窗口525和前透镜组件窗口540可以由适于高压灭菌器要求的材料制成。
图5B示出了根据图5A的设计成捕获远侧尖端的前视野的远侧尖端的前模块化成像单元的透视后视图。图5B示出了前模块化成像单元505,该前模块化成像单元505可以插入主模块化成像单元的远侧前端,例如如参考图3至图4所述的主模块化成像单元305的远侧前端355。前模块化成像单元505包括前框架545,该前框架545可以用作用于位于远侧尖端,如参考图2所述的多摄像头成像设备207的远侧尖端205处的设备的覆盖元件。前框架545也可以插入主模块化成像单元(未示出)中。前模块化成像单元505还包括前可折叠电路板590,前可折叠电路板590包括经由前可折叠臂512连接到前纵向电路板507的前刚性电路板530。前纵向电路板507可以平行于纵向轴线550定位。
前可折叠臂512可以在周围弯曲,以定位在与纵向轴线550成45度至95度之间。在一些情况下,前刚性电路板530可以进一步与可折叠臂327弯曲,并且相对于前纵向电路板507基本上竖直地定位。在一些情况下,前可折叠臂512可以用在与前模块化成像单元505的纵向轴线550成0度和95度之间的范围内的任何角度定位。
前刚性电路板530适于将位于前框架545内的前传感器(未示出)和前透镜组件510之间的通信传送到前可折叠电路板590,或者从前可折叠电路板590传送其之间的通信。前刚性电路板530也可以附接到前照明器电子电路板520,该前照明器电子电路板520设计成容纳和操作照明模块(未示出),该照明模块经采用为多摄像头医疗成像设备的前透镜组件510和前传感器(未示出)提供光源。
图6示出了图2的远侧尖端的前模块化成像单元的分解图。图6示出了前模块化成像单元605,该前模块化成像单元605设计成采用其操作要求的远侧尖端的设备,例如入参考图2所述的多摄像头医疗成像设备207的远侧尖端205。前模块化成像单元605包括设计成容纳前摄像头光学窗口640和前照明器光学窗口625的前框架645。前摄像头光学窗口640适于覆盖前透镜组件610,并插入前框架摄像头孔647内。前框架摄像头孔647被配置为将前透镜组件610保持、支撑和固定在前模块化成像单元605内。在一些实施例中,前框架摄像头孔647可以位于前框架645的中心处。在所公开的主题的一些实施例中,前框架摄像头孔647可以接近前框架645边缘定位。前摄像头光学窗口640适于提供前透镜组件610的视野要求的开口。在一些情况下,前摄像头光学窗口640可以包括适于将前透镜组件610与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离的透明层,如玻璃或塑料。在一些情况下,前摄像头光学窗口640可以包括允许光谱的一部分从前摄像头光学窗口640穿入的半透明层。在一些情况下,前摄像头光学窗口640可以包括滤光器,以阻止光谱的一部分射出到前透镜组件610和到前传感器612。
前模块化成像单元605还包括可以插入前框架645中的前照明器光学窗口625。前照明器光学窗口625可以包括适于容纳前摄像头光学窗口640的孔635。前照明器光学窗口625的形状设定成装配在前框架645内,使得孔635与前框架摄像头孔647对齐。
在所公开的主题的一些实施例中,前照明器光学窗口625可以包括透明层,如玻璃或塑料,以将前照明器与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。在一些其他实施例中,前照明器光学窗口625可以包括一个光学窗口或不只一个光学窗口。前照明器光学窗口625能够发射由前照明模块,如前照明模块660、662、664和666发射的光。前摄像头包括前透镜组件610,并且前传感器612可以提供在80度至130度之间的视野和在1毫米至30毫米的范围内、在5毫米至150毫米的范围内的工作距离,其中前照明模块660、662、664和666适于给前摄像头视野和前摄像头的工作距离照明。
在所公开的主题的一些实施例中,前照明器光学窗口625可以通过粘合材料、螺钉、焊接、夹紧设备等连接到前框架645。在一些实施例中,前照明器光学窗口625可以以可拆卸方式技术附接到前框架645,这能够替换前照明模块660、662、664和666或这些模块内的任何照明器。
在所公开的主题的一些实施例中,前摄像头光学窗口640可以通过粘合材料、螺钉、焊接、夹紧设备等连接到前框架摄像头孔647。在一些实施例中,前摄像头光学窗口640可以以可拆卸方式技术附接到前框架摄像头孔647,这能够替换前透镜组件610的一些透镜。
在所公开的主题的其他实施例中,前摄像头光学窗口640可以通过粘合材料、螺钉、焊接、夹紧设备等连接到前照明器光学窗口625。在一些实施例中,前摄像头光学窗口640可以以可拆卸方式技术附接到前照明器光学窗口625,这能够替换前透镜组件610的一些透镜。
前模块化成像单元605还包括适于将前照明模块660、662、664和666保持、支撑和固定在前模块化成像单元605内的前照明器电子电路板620。在所公开的主题的其他可能实施例中,前照明模块660、662、664和666的数量和位置可以改变,例如少于4个前照明模块或更多,其中前照明模块可以保持1个、2个、3个、4个或更多个LED。在一些情况下,所述LED可以以相同的光谱发射光。在各情况下,所述LED可以以不同的光谱发射光。
前照明器电子电路板620具有其形成设定成容纳前透镜组件610的前照明器电子电路板孔627。因此,前照明器电子电路板620可以定位在前模块化成像单元605内,使得前照明器电子电路板孔627适于与前照明器光学窗口625的前框架摄像头孔647和孔635对齐,以提供前透镜组件610和前传感器612的视野要求的开口,例如前摄像头633。
前透镜组件610可以包括经采用捕获光并将所捕获的光传输到前传感器612的一组透镜。前透镜组件610可以确定视野,该视野可以是由前模块化成像单元605捕获的视野。可选地,前透镜组件610的一组透镜被配置为具有至少80度和至多基本上135度的视野以及至少1毫米和至多基本上150毫米的工作距离。
前透镜组件610连接到前传感器612,用于包括在前可折叠电路板690中。在一些实施例中,前可折叠电路板690可以包括前刚性电路板630,该前刚性电路板630经由前可折叠臂(未示出)连接到前纵向电路板607,使得前刚性电路板630基本上位于相对于前纵向电路板607的竖直位置中。前纵向电路板607可以平行于纵向轴线650定位,并且从主模块化成像单元(未示出)向外延伸到如参考图2所述的多摄像头医疗成像设备的刚性轴(未示出)中。在一些情况下,该可折叠臂(未示出)可以用在与纵向轴线605成0度和95度之间的范围内的任何角度定位。
在一些实施例中,前传感器612可以附接到前刚性电路板630。在一些实施例中,前传感器612可以被配置为将数字视频信号通信到前可折叠电路板690。前刚性电路板630可以能够将位于前框架645内的前摄像头633之间的通信传送到前可折叠电路板690,或者从前可折叠电路板690传送其之间的通信。所传送的通信可以是如多摄像头医疗成像设备的远侧尖端的操作要求的数字视频信号、电信号等。
图7A至图7C示出了根据所公开的主题的示例性实施例的设计成为多摄像头医疗成像设备的摄像头提供光源的前照明器电子电路板和侧照明器电子电路板。图7A示出了前照明器电子电路板720,在所公开的主题的一些实施例中,该前照明器电子电路板720可以保持表示为前照明模块760、762、764和766的一组四个前照明模块,并且可以适于将前摄像头(未示出)固定和容纳在前照明器电子电路板孔727内。在一些情况下,前照明器电子电路板孔727不可以定位在前照明器电子电路板720的中心中。前照明模块760、762、764和766可以保持不同数量的照明器。在一些实施例中,前照明器电子电路板720可以保持一组1个、2个、3个、4个、5个或更多个前照明模块。在所公开的主题的其他可能的实施例中,前照明器模块的数量和位置可以改变,例如少于4个前照明模块或更多,其中每个前照明模块可以保持1个、2个、3个、4个或更多个LED。在一些情况下,所述LED可以以相同的光谱发射光。在一些情况下,所述LED可以以不同的光谱发射光。前照明模块适于提供前传感器运作要求的光源,并且也能够发射光,用于给由前摄像头捕获的区域照明。
在所公开的主题的一些实施例中,前照明器电子电路板孔727可以如图7B中所示定位在前照明器电子电路板721的中心中。前照明器电子电路板,如前照明器电子电路板721可以包括定位在前照明器电子电路板721的中心处的前中心照明器电子电路板孔728。在所公开的主题的一些实施例中,前照明器电子电路板721可以适于保持表示为前照明模块761、763和765的一组三个前照明模块。前照明器电子电路板721也可以适于将前摄像头(未示出)固定和容纳在前中心照明器电子电路板孔728内。在所公开的主题的一些实施例中,前照明器电子电路板721可以保持一组1个、2个、3个、4个、5个或更多个前照明模块。在所公开的主题的其他可能的实施例中,前照明器模块的数量和位置可以改变。例如少于3个前照明模块或更多,其中前照明模块可以保持1个、2个、3个、4个或更多个LED。在一些情况下,所述LED可以以相同的光谱发射光。在一些情况下,所述LED可以以不同的光谱发射光。
图7C示出了设计成支撑和容纳向多摄像头医疗成像设备的侧表面提供所要求的光源的侧照明模块的侧照明器电子电路板710。侧照明器电子电路板710将侧照明模块735和侧照明模块740保持在适当位置中。在所公开的主题的一些实施例中,侧照明模块735和740可以保持1个或更多个照明器,如LED。在一些情况下,所述LED可以以相同的光谱发射光。在一些情况下,所述LED可以以不同的光谱发射光。在一些情况下,该模块可以保持不同数量的照明器,如LED。在一些情况下,所述LED可以以相同的光谱发射光。在所公开的主题的一些实施例中,侧照明器电子电路板710具有适于容纳侧摄像头(未示出)的U形开口745。侧照明模块735和740可以是在侧摄像头的任一侧处,或者在该侧摄像头的一侧处能够发射光,用于给由该侧摄像头捕获的区域照明。
图8A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的用作可以组合到主模块化成像单元中的支架的次模块化成像单元的透视侧视图。图8A示出了次模块化成像单元805,该次模块化成像单元805适于与主模块化成像单元(未示出)和前模块化成像单元(未示出)互锁以采用其操作要求的远侧尖端的设备,例如如参考图2所述的多摄像头成像设备207的远侧尖端205。在所公开的主题的一些实施例中,次模块化成像单元805可以包括光学装置,该光学装置被配置为捕获由连接到次模块化成像单元805的光学装置捕获的数字图像和/或数字视频图像。
次模块化成像单元805可以包括具有第二侧壁龛860的U形状,该第二侧壁龛860位于与次模块化成像单元805的纵向轴线897平行的侧面上。第二侧壁龛860设计成容纳第二侧摄像头光学窗口850,并且提供第二侧摄像头(未示出)的视野要求的开口。在一些情况下,第二侧摄像头光学窗口850可以包括透明层,如玻璃或塑料,以将侧摄像头与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。在一些其他情况下,第二侧摄像头光学窗口850可以包括一个光学窗口或不只一个光学窗口。第二侧壁龛860也能够从第二侧照明器光学窗口845和855发射光,用于给由第二侧摄像头捕获的区域照明。在一些情况下,光可以由专用部分照明器(未示出),如也称为LED的发光二极管发射。专用部分照明器可以容纳在第二侧照明器光学窗口845和855内。
次模块化成像单元805的第二侧壁龛860可以容纳适于覆盖第二侧照明模块(未示出)的第二侧照明器光学窗口845和855。第二侧照明模块如此定位,以向第二侧摄像头(未示出)提供照明。第二侧壁龛860也可以容纳第二侧摄像头光学窗口850,第二侧摄像头光学窗口850适于覆盖第二侧摄像头,其中此摄像头通常包括传感器和透镜组件(未示出)。
次模块化成像单元805的U形状可以适于提供所要求的自由度,用于装配位于次模块化成像单元805内的第二侧光学装置。例如,在这种情况下,次模块化成像单元805包括设计成保持多摄像头医疗成像设备的重新操作要求的光学装置的第二侧可折叠电路板890。在一些实施例中,第二侧可折叠电路板890包括第二侧纵向电路板893,该第二侧纵向电路板893平行于次模块化成像单元纵向轴线897定位,并且从次模块化成像单元805向外延伸到主模块化成像单元(未示出)和刚性轴(未示出)中。第二侧可折叠电路板890还包括设计成承载第二侧光学装置的第二侧刚性电路板863。第二侧可折叠电路板890的结构可以允许将第二侧摄像头和侧照明器电路板定位在次模块化成像单元805内。次模块化成像单元805还包括其U形状的边缘820,该U形状的边缘820适于与主模块化成像单元(未示出)互锁。
次模块化成像单元805还可以包括位于次模块化成像单元805的边缘820的各边处以插入如参考图2至图4所讨论的远侧尖端的主模块化成像单元(未示出)中的对应开口中的一个或多个突出元件,例如突出元件,如突出元件822和824。突出元件822和824可以被配置为将次模块化成像单元805装配和紧固到主模块化成像单元(未示出),导致两个模块化成像单元之间的密封闭合,该密封闭合基本上防止碎屑、流体和/或气体进入所隔离的两个模块化成像单元的内部部件。在一些情况下,两个突出元件822和824可以插入位于主模块化成像单元的纵向开口或空隙内的对应狭槽或凹槽中。在这种情况下,通过附接次模块化成像单元805闭合远侧尖端,并且将突出元件822和824插入对应元件,如狭槽或凹槽中,以提供密封的、牢固的和稳定的远侧尖端。在其他实施例中,突出元件822和824是适于在主模块化成像单元内突出元件的狭槽或凹槽。在一些实施例中,次模块化成像单元805的突出元件822和824被配置为可拆卸地装配在主模块化成像单元的可拆卸装配元件内。例如,如参考图3B所述的主模块化成像单元305的可拆卸装配元件371。在一些实施例中,突出元件的数量和位置可以沿边缘820的各边从1至10或更多改变。在其他实施例中,次模块化成像单元805可以装配到主模块化成像单元的纵向开口或空隙中,而无任何突出元件。图8B示出了根据图8A的可以用作组合到主模块化成像单元中的支架的次模块化成像单元的透视后视图。图8B示出了设计成装配到主模块化成像单元的纵向开口或空隙中以产生圆柱体或类似于几何形状的圆柱体的次模块化成像单元805,这种几何形状适于如参考图2所述的远侧尖端的形状。在一些情况下,次模块化成像单元805可以用作盖,并且由此密封主模块化成像单元(未示出)。
次模块化成像单元805包括U形状,该U形设计成允许所要求的自由度,用于插入、布置并在一些情况下替换第二侧光学装置833。第二侧光学装置833可以安装在包括包括第二侧纵向电路板893的第二侧可折叠电路板890上,该第二侧纵向电路板893平行于次模块化成像单元纵向轴线897定位并且从次模块化成像单元805的后端部分825向外延伸到主模块化成像单元(未示出)中。第二侧刚性电路板863连接到第二侧纵向电路板893并设计成承载第二侧传感器(未示出)和第二侧透镜组件831。第二侧可折叠电路板890的结构可以允许将第二侧光学装置833定位在次模块化成像单元805内。
在一些实施例中,第二侧传感器可以被配置为经由第二侧刚性电路板863将数字视频信号通信到第二侧纵向电路板893。第二侧刚性电路板863可以能够将第二侧传感器和第二侧透镜组件831之间的通信传导到第二侧纵向电路板893,且/或从第二侧纵向电路板893传导其之间的通信。所传导的通信可以是如数字视频信号、第二侧光学装置833的操作要求的电信号、由于第二侧光学装置833操作而引起的数字化数据等。在一些情况下,电力也可以经由第二侧纵向电路板893传送到第二侧光学装置833。
在可能的实施例中,第二侧纵向电路板893可以由用于制作电路板的典型材料制成,如陶瓷、用于柔性板的聚酰胺和玻璃增强的环氧树脂等,也可以提供沿纵向轴线897的第二侧纵向电路板893的弹性运动。第二侧刚性电路板863可以平行于第二侧纵向电路板893,与次模块化成像单元805的纵向轴线897基本上水平地定位。
次模块化成像单元805也包括设计成容纳照明模块(未示出)的第二侧照明器电子电路板876,该照明模块向第二侧透镜组件831和第二侧传感器(未示出)提供所要求的光源。第二侧照明器电子电路板876可以包括附加的电路和电气组件,以传送和控制电信号和照明模块的操作要求的电力。因此,在一些情况下,第二侧照明器电子电路板876可以连接到第二侧可折叠电路板890,用于接收照明模块的操作要求的电力。
次模块化成像单元805也可以包括突出元件,如突出元件822和824,该突出元件被配置为将次模块化成像单元805附接到主模块化成像单元(未示出)。在一些情况下,突出元件822和824可以在主模块化成像单元处插入对应狭槽或凹槽中。在这种情况下,通过附接次模块化成像单元805闭合远侧尖端并且将突出元件822和824插入狭槽或凹槽中可以形成统一的、牢固的和稳定的远侧尖端,这样被配置为可拆卸地装配在主模块化成像单元305的可拆卸装配元件内。例如,如参考图3B所述的主模块化成像单元305的可拆卸装配元件371。次模块化成像单元805还可以包括其U形状的边缘820。边缘820包括次侧上闭合边缘871和次侧下闭合边缘872。次侧上闭合边缘871和次侧下闭合边缘872可以紧固到主模块化成像单元的对应闭合边缘。在一些情况下,紧固次侧上闭合边缘871和次侧下闭合边缘872可以密封远侧尖端,并且防止液体、身体流体和气体泄漏到远侧尖端中。在一些情况下,两个突出元件822和824不可以插入任何狭槽或凹槽中。因此,两个突出元件822和824可以挤压到主模块化成像单元的纵向开口中。
在所公开的主题的一些可能的实施例中,次模块化成像单元805可以包括两个以上突出元件,在一些其他可能的实施例中,该突出元件可以是狭槽、轨道形狭槽、凹槽或可以确保次模块化成像单元805在主模块化成像单元内的牢固紧固的其他机构。在一些其他情况下,突出元件可以放置在主模块化成像单元上。在这种情况下,次模块化成像单元805可以包括狭槽、轨道形狭槽、凹槽或可以确保次模块化成像单元805在主模块化成像单元内的牢固紧固的其他机构。在一些实施例中,突出元件的数量和位置可以沿边缘820的各边从1至10或更多改变。在其他实施例中,次模块化成像单元805可以装配到主模块化成像单元的纵向开口或空隙中,而无任何突出元件。
图8C示出了根据图8A至图8B的可以用作组合到主模块化成像单元中的支架的次模块化成像单元的分解图。图8C示出了设计成装配到主模块化成像单元的纵向开口或空隙中以产生圆柱体或类似于几何形状的圆柱体的次模块化成像单元805,这种几何形状适于远侧尖端的形状,例如如参考图2所述的多摄像头医疗成像设备207的远侧尖端205的形状。在这种情况下,次模块化成像单元805可以用作到主模块化成像单元(未示出)的盖,并且由此形成远侧尖端(未示出)的统一结构。
次模块化成像单元805可以包括具有第二侧壁龛860的U形状,该第二侧壁龛860位于与次模块化成像单元805的纵向轴线897平行的侧面上,并且设计成容纳第二侧摄像头光学窗口850。第二侧摄像头光学窗口850适于插入第二侧摄像头孔852内,并且覆盖第二侧透镜组件831。第二侧摄像头孔852被配置为将第二侧透镜组件831保持、支撑和固定在次模块化成像单元805的侧表面内。第二侧摄像头光学窗口850适于提供第二侧透镜组件831和第二侧传感器880的视野要求的开口。在一些情况下,第二侧摄像头光学窗口850可以包括透明层,如玻璃或塑料,以将第二侧透镜组件831与液体、气体和以及患者的碎屑和组织隔离。在一些情况下,第二侧摄像头光学窗口850可以包括允许允许光谱的一部分从第二侧摄像头光学窗口850射出的半透明层。在一些情况下,第二侧摄像头光学窗口850可以包括滤光器,以阻止光谱的一部分射出到第二侧透镜组件831和到第二侧传感器880。
次模块化成像单元805也包括可以插入第二侧照明器开口843中的第二侧照明器光学窗口845和可以插入第二侧照明器开口853中的第二侧照明器光学窗口855。第二侧摄像头孔852通常位于次模块化成像单元805侧表面内的第二侧照明器开口843和第二侧照明器开口853之间。通常地,第二侧摄像头孔852和第二侧照明器开口843和853在第二侧壁龛860内沿次模块化成像单元805的纵向轴线897对齐。
在一些实施例中,第二侧照明器光学窗口845和855可以包括透明层,如玻璃或塑料,以将第二侧照明器与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。在一些其他实施例中,第二侧照明器光学窗口845和855可以包括一个光学窗口或不只一个光学窗口。第二侧照明器光学窗口845和855能够发射分别由第二侧照明模块841和851发射的光。
因此,第二侧摄像头包括第二侧透镜组件831,并且第二侧传感器880可以提供在80度至130度之间的视野和在1毫米至30毫米的范围、在5毫米至150毫米的范围内的工作距离,其中第二侧照明模块841和851适于给第二侧摄像头的视野照明。
在一些实施例中,第二侧照明器光学窗口845和855以及第二侧摄像头光学窗口850可以通过粘合材料、螺钉、焊接、夹紧设备等分别连接到第二侧照明器开口843和853以及第二侧摄像头孔852。在一些实施例中,第二侧照明器光学窗口845和855以及第二侧摄像头光学窗口850可以以可拆卸方式技术附接到第二侧照明器开口843和853以及第二侧摄像头孔852,这能够替换第二侧照明模块841和851或者这些模块和第二侧透镜组件831的一些透镜内的任何照明器。
次模块化成像单元805的U形设计成允许所要求的自由度,用于插入、布置并在一些情况下,替换第二侧光学装置。第二侧光学装置可以安装在包括第二侧纵向电路板893的第二侧可折叠电路板890上,该第二侧纵向电路板893平行于次模块化成像单元纵向轴线897定位并且从次模块化成像单元805的后端部分825向外延伸到主模块化成像单元(未示出)中。第二侧可折叠电路板890还包括第二侧刚性电路板863,该第二侧刚性电路板863沿纵向轴线897并平行于第二侧壁龛860连接到第二侧纵向电路板893。第二侧刚性电路板863设计成承载第二侧传感器880和第二侧透镜组件831。第二侧可折叠电路板890的结构可以允许以第二侧透镜组件831与第二侧摄像头孔852对齐这种方式将第二侧传感器880和第二侧透镜组件831(例如,第二侧摄像头)定位在次模块化成像单元805内。
次模块化成像单元805还包括适于将第二侧照明模块841和851保持在适当位置中的第二侧照明器电子电路板876。第二侧照明器电子电路板876具有其形状设定成在其内容纳和固定第二侧透镜组件831的“U形”开口877。因此,第二侧照明器电子电路板876可以定位在次模块化成像单元805内,使得“U形”开口877适于与第二侧摄像头孔852对齐。第二侧照明器光学窗口845和855可以被配置为将第二侧照明器电子电路板876保持、支撑和固定在次模块化成像单元805的侧表面内。
在一些实施例中,第二侧照明器电子电路板876可以保持由第二侧照明模块841和851表示的一组两个第二侧照明模块。在一些实施例中,第二侧照明器电子电路板876可以保持一组1个、2个、3个、4个、5个或更多个第二侧照明模块。在其他可能的实施例中,第二侧照明器的数量和位置可以改变,例如少于2个第二侧照明模块或更多,其中每个第二侧照明模块可以保持1个、2个、3个、4个或更多个LED。在一些情况下,所述LED可以以相同的光谱发射光。在一些情况下,所述LED可以以不同的光谱发射光。
第二侧透镜组件831可以包括经采用捕获光并将所捕获的光传输到第二侧传感器880的一组透镜。第二侧透镜组件831可以限定视野,该视野可以是由次模块化成像单元805的第二侧光学装置捕获的视野。可选地,第二侧透镜组件831的一组透镜和第二侧传感器880被配置为具有至少80度和至多基本上135度的视野以及至少1毫米和至多基本上150毫米的工作距离。
次模块化成像单元805也可以包括由位于次模块化成像单元805的边缘820的各边处的突出元件822和824表示的突出元件。突出元件822和824可以被配置为将次模块化成像单元805装配和紧固到主模块化成像单元(未示出),导致两个模块化成像单元之间的密封闭合,该密封闭合基本上防止碎屑、流体和/或气体进入所隔离的两个模块化成像单元的内部部件。在一些情况下,突出元件822和824可以插入位于主模块化成像单元的纵向开口或空隙内的对应狭槽或凹槽中。在其他实施例中,突出元件822和824是适于主模块化成像单元内的突出元件的狭槽或凹槽。在一些实施例中,次模块化成像单元805的突出元件822和824被配置为可拆卸地装配在主模块化成像单元的可拆卸装配元件内。
图9A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的分解图中所示的包括三个成像单元的多摄像头医疗成像设备的远侧尖端的第一侧透视图。图9A示出了包括远侧尖端905和刚性轴915的多摄像头医疗成像设备907。远侧尖端905包括主模块化成像单元910、次模块化成像单元970和前模块化成像单元920。三个模块化成像单元910、970和920适于彼此互锁并装配在远侧尖端905的内部部件之上,并且向内部部件内的内部组件提供保护。远侧尖端905的内部部件内的内部组件可以包括透镜组件、传感器、可折叠电路板、照明器电子电路板、照明器模块和附加的电路和电气组件,以传送和控制电信号和光学装置的操作要求的电力。主模块化成像单元910、次模块化成像单元970和前模块化成像单元920被配置为邻接,以覆盖多摄像头医疗成像设备907的远侧尖端905。
主模块化成像单元910具有纵向开口或空隙912,纵向开口912与次模块化成像单元970的U形设计对齐,使得次模块化成像单元970可以杨作沿纵向开口912的支架。远侧尖端905还包括适于在主模块化成像单元910的远侧前端955内邻接的前模块化成像单元920。
次模块化成像单元970包括第二侧可折叠电路板990,用于保持和支撑平行于纵向轴线908定位在次模块化成像单元970内的第二侧光学装置974。在一些情况下,用户可以通过在纵向开口912内闭合次模块化成像单元970的突出元件976和978,利用次模块化成像单元970作为支架。由次模块化成像单元970闭合纵向开口912可以将圆柱体几何形状或类似于几何形状的圆柱体引入到远侧尖端905。
主模块化成像单元910包括设计成容纳第一侧摄像头光学窗口962和第一侧照明器光学窗口964和966的壁龛960。壁龛960位于平行于纵向开口912和纵向轴线908的主模块化成像单元910的侧面区域上。主模块化成像单元910还包括第一侧可折叠电路板914,用于保持和支撑第一侧光学装置(未示出)。第一侧可折叠电路板914平行于纵向轴线908放置,并且适于支撑设计成容纳第一侧照明模块(未示出)的第一侧摄像头(未示出)和第一侧照明器电子电路板(未示出)。第一侧照明模块适于为第一侧传感器(未示出)的运作提供所要求的光源,并且能够发射光,用于给由第一侧摄像头(未示出)捕获的区域照明。
根据一些实施例,次模块化成像单元970的第二侧摄像头和第一侧摄像头可以放置成使得其视野基本上是相对的。然而,侧摄像头内的不同配置在本发明的一般范围内都是可能的。在一些实施例中,第二侧光学装置974和第一侧光学装置可以指向相对的侧。然而,侧光学装置之间的不同配置在本发明的一般范围内都是可能的。第一侧摄像头可以定位在第二侧摄像头的相对一侧处,使得这两个摄像头可以指向基本上彼此相对的方向。第一侧摄像头的中心可以是距主模块化成像单元910的远侧前端955大约3毫米至18毫米。第二侧摄像头可以定位成使得第二侧摄像头的中心可以定位成距第一侧摄像头的中心大约0.0毫米至10.0毫米。
前模块化成像单元920包括设计成容纳前摄像头光学窗口940和前照明器光学窗口942的前框架945。前摄像头光学窗口640适于覆盖前摄像头926,并且插入前框架摄像头孔947内。前模块化成像单元920还包括前可折叠电路板925,用于保持和支撑前光学装置927,提供多摄像头医疗成像设备907的前视野。前可折叠电路板925平行于纵向轴线908放置,并且能够将前光学装置927沿轴线909基本上定位在相对于纵向轴线908的竖直位置或几乎竖直位置中。前模块化成像单元920还包括设计成容纳前照明模块(未示出)的前照明器电子电路板(未示出),该前照明模块向前摄像头926提供所要求的光源。
接合三个模块化成像单元910、920和970可以引入圆柱体几何形状或类似于几何形状的圆柱体,例如远侧尖端905。远侧尖端905具有配备有前模块化成像单元920并与刚性轴915密封互锁的密封远端。远侧尖端905适于向多摄像头医疗成像设备907提供沿纵向轴线908和轴线909的视野。沿纵向轴线908的第一侧视野由放置在主模块化成像单元910内的第一侧摄像头捕获,与第一侧视野相对的沿纵向轴线908的第二侧视野由放置在次模块化成像单元970内的第二侧摄像头捕获,并且如与纵向轴线908正交或几乎正交的沿轴线909的前视野由放置在前模块化成像单元920内的前摄像头捕获。可选地,三个摄像头是类似的或相同的,然而可以使用不同摄像头设计,例如,视野、工作深度、焦距等可以是不同的。在一些实施例中,第一侧视野和前视野可以包括各视野之间的第一重叠,并且第二侧视野和前视野可以包括各视野之间的第二重叠。两个重叠的视野可以是相同的或不同的。第一侧摄像头可以定位在第二侧摄像头的相对侧处,使得这两个摄像头可以指向基本上彼此相对的方向。第一侧摄像头的中心可以是距前摄像头光学窗口940的中心大约5毫米至15毫米。第二侧摄像头定位成使得第二侧摄像头的中心可以定位成距第一侧摄像头的中心大约0.0毫米至10.0毫米。2017年8月17日提交的题为“具有变化直径的多摄像头医疗手术照明设备(Multi camera medical surgery illuminating device with a changing diameter)”的涉及本说明书的申请的美国临时专利申请No.62/546581是相对地到前摄像头的第一侧摄像头和第二侧摄像头的位置之间的差异的一个示例,并且本申请通过引用全部并入本文。
在一些情况下,连接三个模块化成像单元910、920和970可以通过粘合剂支撑。在一些其他情况下,焊接、机械设备、磁性连接器等可以用支撑接合并且适于高压灭菌器要求。
主模块化成像单元910可以包括允许将远侧尖端905连接到刚性轴915的倾斜表面930,该刚性轴915以比远侧尖端905的直径更窄的直径提供。在一些实施例中,第一侧可折叠电路板914、第二侧可折叠电路板990和前可折叠电路板925可以平行于纵向轴线908定位,并且从主模块化成像单元910的倾斜表面930向外延伸到刚性轴915中。图9B示出了根据图9A的远侧尖端的第二侧透视图。图9B示出了包括远侧尖端905和刚性轴915的多摄像头医疗成像设备907。远侧尖端905包括主模块化成像单元910、次模块化成像单元970和前模块化成像单元920。三个模块化成像单元910、970和920适于彼此互锁并装配在远侧尖端905的内部部件之上,并且向内部部件中的内部组件提供保护免受外部流体和气体。
次模块化成像单元970包括具有第二侧壁龛980的U形状,该第二侧壁龛980设计成容纳第二侧摄像头光学窗口982和第二侧照明器光学窗口984和986。第二侧壁龛980位于U形次模块化成像单元970的侧面区域上,该侧面区域平行于主模块化成像单元910的纵向开口或空隙912,并且也平行于纵向轴线908。次模块化成像单元970还包括第二侧可折叠电路板990,用于保持和支撑平行于纵向轴线908定位的第二侧光学装置(未示出)。次模块化成像单元970也适于支撑设计成容纳第二侧照明模块(未示出)的第二侧照明器电子电路板(未示出),该第二侧照明模块向第二侧光学装置提供所要求的光源。
在一些情况下,主模块化成像单元910的纵向开口912与次模块化成像单元970的U形设计对齐,使得次模块化成像单元970可以通过在纵向开口912内闭合次模块化成像单元970的突出元件976和978用作支架。由次模块化成像单元970闭合纵向开口912可以将圆柱体几何形状或类似于几何形状的圆柱体引入到远侧尖端905。
主模块化成像单元910也包括第一侧可折叠电路板914,用于保持和支撑平行于纵向轴线908定位在主模块化成像单元910内的第一侧光学装置916。第一侧可折叠电路板914也适于支撑设计成容纳第一侧照明模块(未示出)的第一侧照明器电子电路板(未示出),该第一侧照明模块向第一侧光学装置916提供所要求的光源。
在一些情况下,将前模块化成像单元920和次模块化成像单元970附接到主模块化成像单元910可以通过焊接和/或粘合剂支撑。在一些其他情况下,机械设备、磁性连接器等可以用于支撑前模块化成像单元920和次模块化成像单元970到主模块化成像单元910的附接。
在一些实施例中,第一侧可折叠电路板914、第二侧可折叠电路板990和前可折叠电路板925可以平行于纵向轴线908定位,并且从主模块化成像单元910的倾斜表面930向外延伸到刚性轴915中。
图10示出了位于远侧尖端内的前摄像头和两侧摄像头,其中移除了图1和图9A中所示的前模块化成像单元、主模块化成像单元和次模块化成像单元。图10示出了当根据本说明书的实施例分别放置在前模块化成像单元、主模块化成像单元和次模块化成像单元内时定位的前摄像头1000(分别在图6和图9中作为633和926示出)、前第一侧摄像头1010(分别在图3B至图4和图9B中作为第一侧光学装置333和916的一部分示出)和第二侧摄像头1020(分别在图8B和图9A中作为第二侧光学装置833和974的一部分示出)。如图所示,前摄像头1000包括透镜组件1002和传感器1004,第一侧摄像头1010包括透镜组件1012和传感器1014,并且第二侧摄像头1020包括透镜组件1022和传感器1024。
在实施例中,三个摄像头每个都包括与图9A至图9B中所示的传感器相关联的透镜组件,组装在多摄像头医疗成像设备(未示出)的远侧尖端(未示出)内。前摄像头1000平行于在远侧尖端的方向上面向的纵向轴线1050定位,并且适于为多摄像头成像设备提供前视野。一旦前摄像头1000组装在远侧尖端内,其各面向前并且在当相对于远侧尖端的中心观看时的向外方向上。第一侧摄像头1010与第一侧视野相关联,并且第二侧摄像头1020与第二侧视野相关联。两个侧摄像头1010和1020沿纵向轴线1050一个接一个地定位,使得其视野正在相对方向上或者在基本上相对的方向上面向。
根据一些实施例,前视野和每个侧视野之间的重叠可以发生,这种重叠可以适于向多摄像头医疗成像设备的用户提供环绕视图。两个重叠的视野可以是相同的或不同的。如沿纵向轴线1050示出,第一侧摄像头1010更接近前摄像头1000定位,而第二侧摄像头1020进一步远离前摄像头1000放置。在另一实施例中,第二侧摄像头1020可以更接近前摄像头1000放置。
在一些实施例中,每个摄像头,例如前摄像头1000、第一侧摄像头1010和第二侧摄像头1020可以提供在80度至130度之间的视野和在1毫米至30毫米的范围内、在3毫米至150毫米的范围内的工作距离。在一些实施例中,前摄像头和每个侧摄像头具有相同的传感器和透镜组件,而在其他实施例中,摄像头可以是不同的,因此前摄像头和每个侧摄像头可以在其组件或与其相关的其他元件(如光学元件)的任何一个或任何组合中是相同的或不同的。
在一些实施例中,前摄像头1000可以位于远侧尖端的中心处,在垂直于纵向轴线1050的平坦表面上或在倾斜的前表面上,并且因此从纵向轴线1050产生比90度更小的角度。第一侧摄像头1010的中心可以是距前模块化成像单元的远侧前端大约3毫米至35毫米。第二侧摄像头1020可以定位成使得第二侧摄像头1020的中心可以定位成距第一侧摄像头1010的中心大约0.1毫米至10.0毫米。
图11示意性地示出了根据本说明书的第二示例性实施例的包括至少一个倾斜摄像头和变化直径的医疗成像设备1100。
与图1至图10中所示的第一实施例相比,在图11至图16C中所示的实施例中,位于医疗成像设备1100的远侧尖端1110内的三个摄像头中的至少一个摄像头朝向前摄像头的观看方向倾斜。
图11示出了包括适于在前端/远端部分1101处连接到刚性轴1115的远侧尖端1110的多摄像头医疗成像设备1100。远侧尖端1100可以包括允许将远侧尖端1110连接到刚性轴1115的倾斜表面1112(作为图2的倾斜表面230)。刚性轴1115可以以比远侧尖端1110的直径更窄的直径提供。多摄像头医疗成像设备1100也包括概述了刚性轴1115和远侧尖端1110的倾斜表面1112之间的连接接口的接缝线1135(作为图2的接缝线235)。在一些情况下,刚性轴1115和远侧尖端1110可以通过粘合材料在接缝线1135处连接,该粘合材料密封接缝线1135处的连接。在一些情况下,刚性轴1115和远侧尖端1110可以通过焊接在接缝线1135处连接。在一些其他情况下,刚性轴1115和远侧尖端1110可以通过粘合材料连接,该粘合材料密封接缝线1135处的连接。在所公开的主题的可能的实施例中,刚性轴1115和远侧尖端1110可以通过螺旋机构连接,该螺旋结构将刚性轴1115和远侧尖端1110紧固在一起。在所公开的主题的一些实施例中,倾斜表面可以被配置为由其他倾斜表面用不同的倾斜水平替换,用于允许远侧尖端1110与具有其他直径的刚性轴直接地连接。
远侧尖端1110可以用作设计成容纳至少两个摄像头的多摄像头部分构件。在一些情况下,在至少两个摄像头中至少一个摄像头可以定位在邻接前透镜光学窗口1134的远侧尖端1110的前端处。其他摄像头可以定位在远侧尖端1110的侧表面处。远侧尖端1110可以包括设计成连接到刚性轴1115的主模块化成像单元1120。主模块化成像单元1120具有纵向开口1122。纵向开口1122可以适于与次模块化成像单元1140对齐,使得次模块化成像单元1140可以用作支架,该支架沿其长度封装主模块化成像单元1120的纵向开口1122。多摄像头医疗成像设备1100还包括邻接主模块化成像单元1120的前端1132的前模块化成像单元1130。
三个成像单元,主模块化成像单元1120、前模块化成像单元1130和次模块化成像单元1140形成远侧尖端1110。在一些情况下,次模块化成像单元1140和前模块化成像单元1130可以以密封的方式附接到主模块化成像单元1120,这防止液体、气体和/或碎屑泄漏到远侧尖端1110中。在一些情况下,次模块化成像单元1140和前模块化成像单元1130可以通过粘合材料、焊接、螺旋机构等附接到主模块化成像单元1120。在所公开的主题的一些实施例中,次模块化成像单元1140可以从主模块化成像单元1120可拆卸。在一些情况下,位于远侧尖端1110内的第二光学装置可以安装到次模块化成像单元1140上,使得当拆卸和拉出主模块化成像单元1120时,第二光学装置也可以与次模块化成像单元1140共同地拉出来。
次模块化成像单元1140可以包括壁龛1142,该壁龛1142设计成容纳第二侧摄像头光学窗口1144并提供第二侧摄像头(未示出)的视野要求的开口。在一些情况下,第二侧摄像头光学窗口1144可以包括透明层,如玻璃或塑料,以将第二侧摄像头与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。在一些其他情况下,第二侧摄像头可以由一个光学窗口或不只一个光学窗口覆盖。壁龛1142也能够从第二侧照明器光学窗口1148A和1148B发射光,用于给由第二侧摄像头捕获的区域照明。在一些情况下,光可以由专用部分照明器,如也称为LED的发光二极管发射。专用部分照明器可以容纳在第二侧照明器光学窗口1148A和1148B内。
在所公开的主题的一些实施例中,第二侧壁龛1142可以包括第二侧倾斜摄像头平台1146。第二侧倾斜摄像头平台1146可以用从第二侧壁龛1142的一些向外倾斜构造。第二侧倾斜摄像头平台1146的倾斜结构允许第二侧摄像头光学窗口1144朝向前摄像头(未示出)的观看方向1102倾斜,并邻接前透镜光学窗口1134。在一些情况下,第二侧摄像头光学窗口1144可以位于第二侧倾斜摄像头平台1146处。第二侧摄像头光学窗口1144的倾斜可以允许第二摄像头(未示出)的观看方向1103相对于位于主模块化成像单元1120处的前摄像头(未示出)的观看方向1102倾斜,如下面详细阐述。在这种情况下,诸如观看方向1102和1103等观看方向限定为穿过透镜组件(未示出)的中心从透镜组件的焦点延伸的直假想线。在一些情况下,位于主模块化成像单元1120内的前摄像头的观看方向1102可以不垂直于位于次模块化成像单元1140内的第二侧摄像头(未示出)的观看方向1103。在这种情况下,第二侧倾斜摄像头平台1146的倾斜使第二摄像头倾斜,并且由此使观看方向1103朝向观看方向1102倾斜。也就是,在继续观看方向1102的假想线和继续观看方向1103的假想线之间产生的角度小于90度。2018年7月25日提交的题为“两件式刚性医疗手术照明设备(A Two-piece rigid medical surgery illuminating device)”的设计本说明书的申请的PCT专利申请No.PCT/IL2018/050826是倾斜侧摄像头的一个示例,并且由此通过引用并入图7至图8和相关公开中。
在所公开的主题的一些实施例中,前模块化成像单元1130可以包括设计成将前透镜光学窗口1134保持、固定和密封在其内的前表面1136。前透镜光学窗口1134可以适于提供有捕获前摄像头的前视野要求的开口。在一些情况下,前侧摄像头光学窗口1134可以包括透明层,如玻璃或塑料,以将前侧光学装置与位于远侧尖端1110外部的液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。在一些情况下,前光学装置可以由不只一个摄像头光学窗口覆盖。
在所公开的主题的一些实施例中,主模块化成像单元1120可以包括沿主模块化成像单元1120的侧面的长度定位的第一侧壁龛(未示出)。在一些情况下,第一侧壁龛适于保持第一侧摄像头光学窗口(未示出),该第一侧摄像头光学窗口覆盖、保护和提供捕获由第一侧摄像头(未示出)进行的第一侧视野要求的开口。第一侧摄像头光学窗口可以包括透明层,如玻璃或塑料,以将第一侧光学装置与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。在一些情况下,第一侧光学装置可以由不只一个摄像头光学窗口覆盖。在一些情况下,第一侧壁龛设计成保持至少一个第一侧照明器光学窗口(未示出),用于能够从至少一个第一照明器(未示出)发射光。在一些情况下,至少一个第一侧照明器可以由专用部分照明器,如也称为LED的发光二极管进行。在其他实施例中,第一侧壁龛可以由透明层,如玻璃或塑料或一个光学窗口或不只一个光学窗口覆盖,用于将第一侧壁龛与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。
在本主题的可能的实施例中,前表面1136也可以设计为前照明器光学窗口,用于能够从至少一个前照明器发射光。例如,前模块化成像单元1130可以包括其形状设定为围绕前透镜光学窗口1134的环的前照明器光学窗口,并且可以跨在大约前端1132上。在一些情况下,至少一个前照明器可以由诸如LED等专用部分照明器进行。在所公开的主题的一些实施例中,前模块化成像单元1130的大部分前表面1136可以由透明层,如玻璃或塑料或一个光学窗口或不只一个光学窗口,用于将前模块化成像单元1130与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。
在所公开的主题的一些实施例中,远侧尖端1110可以构造成允许由远侧尖端1110的透镜组件捕获的各视野形成的一个或多个重叠视图。如本文公开的术语“重叠视图”是指会聚区域,其中由一个透镜组件捕获的至少一个物体也由至少一个其他透镜组件同时捕获。因此,光学装置的视野至少部分重叠。在所公开的主题的一些实施例中,多摄像头医疗成像设备的侧摄像头和前摄像头中的至少一个被配置为具有带有足够窄的会聚角的重叠视图。重叠视图可以由至少两个透镜组件实现。在这种情况下,透镜组件可以适于以工作距离提供重叠视图。
图12示出了根据图11的包括三个模块化成像单元的多摄像头医疗成像设备的远侧尖端的侧透视图。图12示出了包括远侧尖端1210和刚性轴1215的多摄像头医疗成像设备1200。远侧尖端1210包括主模块化成像单元1220、次模块化成像单元1240和前模块化成像单元1260。三个成像单元,主模块化成像单元1220、前模块化成像单元1260和次模块化成像单元1240形成如与图9A至图9B相关联的用图11中所述的修改描述的远侧尖端1210。
主模块化成像单元1220包括设计成容纳第一侧光学装置1226的壁龛(未示出),其中第一侧壁龛设计成保持第一侧摄像头光学窗口和第一侧照明器光学窗口。在一些情况下,第一侧壁龛可以包括第一侧倾斜摄像头平台,在这种情况下,第一侧倾斜摄像头平台用相对于远侧尖端1210的纵向轴线X的倾斜构造,如下面详细阐述。第一侧摄像头光学窗口驻留在第一侧倾斜摄像头平台处。
次模块化成像单元1240在平行于纵向轴线X延伸的具有第二侧壁龛或第二侧中空槽1242的U形状中形成。第二侧壁龛1242设计成保持第二侧摄像头光学窗口1244和第二侧照明器光学窗口1246A和1246B。在一些情况下,第二侧壁龛1242可以包括第二侧倾斜摄像头平台1245。在一些情况下,第二侧倾斜摄像头平台1245用相对于也放置在第二侧壁龛1242中的第二侧照明器光学窗口1246A的向外倾斜构造,如下面详细阐述。在一些情况下,第二侧摄像头光学窗口1244驻留在第二侧倾斜摄像头平台1245处。在一些情况下,第二侧摄像头光学窗口1244被配置为覆盖位于次模块化成像单元1240内的第二侧光学装置1250。第二侧摄像头光学窗口1244还被配置为保护第二侧光学装置1250免受可以位于远侧尖端的外部面上的液体、气体、碎屑和组织。
在一些情况下,第二侧光学装置1250包括第二侧可折叠电路,该第二侧可折叠电路包括第二侧刚性电路板部分1248和第二侧纵向电路板部分1249。第二侧刚性电路板部分1248可以设计成支撑和容纳次模块化成像单元1240的第二侧光学装置1250。第二侧纵向电路板部分1249可以平行于纵向轴线X定位,并且被配置为从第二侧刚性电路板部分1248延伸到刚性轴1215。
在一些情况下,主模块化成像单元1220的纵向开口1224与次模块化成像单元1240的U形设计对齐,使得次模块化成像单元1240可以用作设计成封装纵向开口1224的支架。在一些情况下,次模块化成像单元1240可以通过将位于次模块化成像单元1240的前侧/近侧241上的突出元件1252插入纵向开口1224内,封装主模块化成像单元1220。在一些情况下,次模块化成像单元1240可以通过将位于次模块化成像单元1240的后侧/远侧1241’上的突出元件1252’插入纵向开口1224内,封装主模块化成像单元1220。在其他情况下,次模块化成像单元1240可以通过将位于前侧/近侧1241上的突出元件1252和位于后侧/远侧1241’上的突出元件1252’插入纵向开口1224内,封装主模块化成像单元1220。在一些情况下,通过在纵向开口1224内闭合次模块化成像单元1240的突出元件1252,次模块化成像单元1240可以用作支架。由次模块化成像单元1240闭合纵向开口1224可以将圆柱体几何形状或类似于几何形状的圆柱体引入到远侧尖端1210。
在所公开的主题的一些实施例中,前模块化成像单元1260设计为短中空管,并且可以保持前透镜光学窗口1264和至少一个前照明器光学窗口1266。前模块化成像单元1260还包括前光学装置1268。
前模块化成像单元1260还包括前电路板,该前电路板包括前刚性电路板部分1270和前纵向电路板部分1272。前刚性电路板部分1270设计成保持捕获前视野要求的前光学装置1268。前纵向电路板部分1272可以平行于纵向轴线X定位,并且被配置为从前模块化成像单元1260延伸到刚性轴1215。在一些情况下,前模块化成像单元1260与主模块化成像单元1220的前端1225对齐,使得前模块化成像单元1260可以用作封装前端1225的支架。
主模块化成像单元1220、次模块化成像单元1240和前模块化成像单元1260可以适于共同地形成圆柱体形状的远侧尖端1210。在一些情况下,主模块化成像单元1220、次模块化成像单元1240和前模块化成像单元1260可以通过粘合剂共同地连接。这种粘合剂可以在远侧尖端1210内隔离光学装置,并且防止液体、气体以及患者的碎屑和组织的浸入。在一些其他情况下,焊接、机械设备、磁性连接器等可以用于共同地连接模块化成像单元,用于满足高压灭菌器要求。在一些情况下,主模块化成像单元1220可以包括倾斜表面1214,该倾斜表面1214允许主模块化成像单元1220在远侧尖端1210的后侧/远侧处将远侧尖端1210连接到刚性轴1215,在这种情况下,刚性轴1215以比远侧尖端1210的直径更窄的直径提供。
图13A示出了根据图11的具有倾斜次透镜组件和传感器的多摄像头医疗成像设备的远侧尖端的剖视图。图13A示出了设计成连接到刚性轴1310的多摄像头医疗成像设备1300的远侧尖端1305。远侧尖端1305包括第一光学装置,该第一光学装置另外包括指向第一侧摄像头光学窗口1322的方向的第一侧透镜组件1325。第一侧透镜组件1325可以位于主模块化成像单元,例如如参考图11至图12所述的远侧尖端1210的主模块化成像单元1220处。远侧尖端1305还包括适于在其中容纳、保持和密封第一侧摄像头光学窗口1322的第一侧壁龛或中空槽1320。第一侧壁龛1320定位在平行于远侧尖端1305纵向轴线X延伸的主模块化成像单元的侧面上。第一侧壁龛1320设计成容纳第一侧照明器光学窗口1321A和第一侧照明器光学窗口1321B。在一些实施例中,第一侧照明器光学窗口1321A和1321B可以包括透明层,如玻璃或塑料,以将第一侧照明器与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。在一些其他实施例中,第一侧照明器光学窗口1321A和1321B可以包括一个光学窗口或不只一个光学窗口。第一侧照明器光学窗口1321A和1321B能够发射分别由第一侧照明模块1326A和1326B发射的光。
远侧尖端1305还包括第一侧传感器1324,该第一侧传感器1324被配置为以电流的形式将由第一侧透镜组件1325捕获的光转换为电信号。在一些情况下,第一侧传感器1324可以连接到第一侧可折叠电路板(未示出)的第一侧刚性电路板1328,用于将电信号传送到设计成接收这种电信号的外部电子设备(未示出)。远侧尖端1305也可以包括第一侧照明器电子电路板1351。第一侧照明器电子电路老板1351设计成容纳和支撑第一侧照明模块1326A和1326B。在所公开的主题的一些实施例中,经由第一侧刚性电路板1328从第一侧传感器1324传送到第一侧可折叠电路板的电子信号可以表示由第一侧透镜组件1325捕获并由第一侧传感器1324转换为电流的光。第一侧刚性电路板1328可以能够将第一侧传感器1324和第一侧透镜组件1325之间的通信传送到第一侧纵向电路板,且/或从第一侧纵向电路板传送其之间的通信。所传送的通信可以是如电信号,该电信号表示由第一侧透镜组件1325捕获的光和第一侧传感器1324、第一侧透镜组件1325、第一侧照明模块1326A和1326B以及第一侧照明器电子电路板1352的操作要求的光。例如,第一侧光学装置、由于第一侧光学装置操作而引起的数字化数据等。在一些情况下,电力也可以经由第一侧可折叠电路板传送到第一侧光学装置。在所公开的主题的一些实施例中,第一侧照明模块1326A和1326B的数量和位置可以改变,例如少于2个第一侧照明模块或更多,其中第一侧照明模块可以保持1个、2个、3个、4个或更多个照明模块。在一些情况下,所述LED可以以相同的光谱发射光。在各情况下,所述LED可以以不同的光谱发射光。
在一些情况下,第一侧照明器光学窗口1321A可以位于第一侧摄像头光学窗口1322的一侧上,并且第一侧照明器光学窗口1321B可以位于第一侧摄像头光学窗口1322的另一侧上。在一个实施例中,第一侧摄像头光学窗口1322的中心放置在与第一侧照明器光学窗口1321A和1321B相等地隔开的第一侧壁龛1320的中心中。在另一实施例中,第一侧摄像头光学窗口1322的中心放置在第一侧壁龛1320内,使得第一侧照明器光学窗口1321A和第一侧摄像头光学窗口1322的中心之间的距离可以不等于第一侧照明器光学窗口1321B和第一侧摄像头光学窗口1322之间的距离。在这种情况下,第一侧照明器光学窗口1321A和1321B以及第一侧摄像头光学窗口位于第一侧壁龛1320的相同平面上,并且平行于纵向轴线X。
第一侧透镜组件1325可以包括经采用捕获光并将所捕获的光传输到第一侧传感器1324的一组透镜。第一侧透镜组件1325可以捕获和确定第一侧视野,该第一侧视野可以是由主模块化成像单元捕获的视野。可选地,第一侧透镜组件1325的一组透镜和第一侧传感器1324被配置为具有至少80度和至多基本上135度的视野以及至少1毫米和至多基本上150毫米的工作距离。
远侧尖端1305还包括第二侧光学装置,该第二侧光学装置另外包括指向第二侧摄像头光学窗口1332的方向的第二侧透镜组件1335。第二侧透镜组件1335可以位于次模块化成像单元,例如如参考图12所述的远侧尖端1210的次模块化成像单元1240处。远侧尖端1305也包括适于在其中容纳、保持和密封第二侧摄像头光学窗口1332的第二侧壁龛或第二侧中空槽1330。第二侧壁龛1330定位在与远侧尖端1305纵向轴线X平行的次模块化成像单元的侧面上。第二侧壁龛1330设计成容纳第二侧照明器光学窗口1331A和第二侧照明器光学窗口1331B。在一些实施例中,第二侧照明器光学窗口1331A和1331B可以包括透明层,如玻璃或塑料,以将第一侧照明器与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。在一些其他实施例中,第二侧照明器光学窗口1331A和1331B可以包括一个光学窗口或不只一个光学窗口。第二侧照明器光学窗口1331A和1331B能够发射分别由第二侧照明模块1336A和1336B发射的光。
在一些情况下,第二侧照明器光学窗口1331A可以位于第二侧摄像头光学窗口1332的一侧上,并且第二侧照明器光学窗口1331B可以位于第二侧摄像头光学窗口1332的另一侧上。在一个实施例中,第二侧摄像头光学窗口1332的中心可以放置在与第二侧照明器光学窗口1331A和1331B相等地隔开的第二侧壁龛1330的中心中。在另一实施例中,第二侧摄像头光学窗口1332的中心放置在第二侧壁龛1330内,使得第二侧照明器光学窗口1331A和第二侧摄像头光学窗口1332的中心之间的距离可以不等于第二侧照明器光学窗口1331B和第二侧摄像头光学窗口1332的中心之间的距离。在这种情况下,第二侧照明器光学窗口1331A和1331B位于第二侧壁龛1330的相同平面上,并且平行于纵向轴线X,而第二侧摄像头光学窗口1332可以定位成倾斜到第二侧壁龛1330平面。
远侧尖端1305还包括第二侧传感器1334,该第二侧传感器1334被配置为以电流的形式将由第二侧透镜组件1335捕获的光转换为电信号。在一些情况下,第二侧传感器1334可以连接到第二侧可折叠电路板的第二侧刚性电路板1338,用于将电信号传送到设计成接收这种电信号的外部电子设备(未示出)。远侧尖端1305也可以包括第二侧照明器电子电路板1337。第二侧照明器电子电路板1337设计成容纳和支撑第二侧照明模块1336A和1336B。在一些实施例中,第二侧传感器1334可以被配置为经由第二侧刚性电路板1338将电子信号通信到第二侧可折叠电路板。第二侧刚性电路板1338可以能够将第二侧传感器1334和第二侧透镜组件1335之间的通信传导到第二侧纵向电路板,且/或从第二侧纵向电路板传导其之间的通信。所传导的通信可以是如第二侧传感器1334、第二侧透镜组件1335、第二侧照明模块1336A和1336B以及第二侧照明器电子电路板1337的操作要求的电信号,例如第二侧光学装置、由于第二侧光学装置操作而引起的数字化数据等。在一些情况下,电力也可以经由第二侧可折叠电路板传送到第二侧光学装置。
在所公开的主题的一些实施例中,第二侧照明器模块1336A和1336B的数量和位置可以改变,例如少于2个第二侧照明模块或更多,其中第二侧照明模块可以保持1个、2个、3个、4个或更多个LED。在一些情况下,所述LED可以以相同的光谱发射光。在各情况下,所述LED可以以不同的光谱发射光。
第二侧透镜组件1335可以包括经采用捕获光并将所捕获的光传输到第二侧传感器1334的一组透镜。第二侧透镜组件1335可以捕获和确定第二侧视野,该第二侧视野可以是由次模块化成像单元捕获的视野。可选地,第二侧透镜组件1335的一组透镜和第二侧传感器1334被配置为具有至少80度和至多基本上135度的视野以及至少1毫米和至多基本上150毫米的工作距离。
远侧尖端1305还包括前光学装置,该前光学装置另外包括指向前透镜光学窗口1342的方向的前透镜组件1345。前透镜组件1345可以位于前模块化成像单元,例如如参考图12所述的远侧尖端1210的前模块化成像单元1260处。前光学装置也可以包括与前透镜组件1345耦合的前传感器1344,该前传感器1344被配置为接收由前透镜组件1345捕获的光,并且以电流的形式将该光转换为电信号。前光学装置还包括位于前照明器电子电路板1347上的前照明模块1346。前照明器电子电路板1347位于远侧尖端1305内,使得前照明模块1346邻接前照明器光学窗口1341定位。前模块化成像单元还包括前电路板,该前电路板包括前刚性电路板1349。前刚性电路板1349可以被配置为支撑和固定前光学装置组件,如前透镜组件1345和前传感器1344。在一些情况下,前刚性电路板1349经由从前刚性电路板1349延伸到刚性轴1310中的前纵向电路板部分连接。
在所公开的主题的一些实施例中,前照明模块1341的数量和位置可以改变,例如不只一个前照明模块,其中前照明模块可以保持1个、2个、3个、4个或更多个LED。在一些情况下,所述LED可以以相同的光谱发射光。在各情况下,所述LED可以以不同的光谱发射光。前透镜组件1345可以包括经采用捕获光并将所捕获的光传输到前传感器1344的一组透镜。前透镜组件1345可以捕获和确定前视野,该前视野可以是由前模块化成像单元捕获的视野。可选地,前透镜组件1345的一组透镜和前传感器1344被配置为具有至少80度和至多基本上135度的视野以及至少1毫米和至多基本上150毫米的工作距离。
在所公开的主题的一些实施例中,多摄像头医疗成像设备1300可以经构造允许第一侧透镜组件1325的中心和前透镜组件1345的中心之间的距离的差异,并允许第二侧透镜组件1335的中心和前透镜组件1345的中心之间的距离的差异。因此,第一侧透镜组件1325的中心和轴线Y之间的距离可以短于第二侧透镜组件1335的中心和轴线Y之间的距离,其中纵向轴线Y垂直于纵向轴线X并平行于前透镜窗口1342。另外在一些实施例中,第一侧透镜组件1325的中心和轴线Y之间的距离可以长于第二侧透镜组件1335的中心和轴线Y之间的距离。
在所公开的主题的可能的实施例中,远侧尖端1305可以用包括第二侧倾斜摄像头平台1330A的第二侧壁龛1330构造。第二侧倾斜摄像头平台1330A可以在专用倾斜结构中提供,该专用倾斜结构将第二侧摄像头的组件中的至少一个定位在倾斜/升高位置中。因此,随着第二侧倾斜摄像头平台1330A定位在专用倾斜结构中,第二侧摄像头的第二侧摄像头光学窗口1332可以定位在倾斜位置中,另外随着第二侧倾斜摄像头平台1330A定位在专用倾斜结构中,第二侧摄像头的第二侧摄像头光学窗口1332和第二侧透镜组件1335可以定位在倾斜位置中,另外随着第二侧倾斜摄像头平台1330A定位在专用倾斜结构中,第二侧摄像头的第二侧摄像头光学窗口1332、第二侧透镜组件1335和第二侧传感器1334可以定位在倾斜位置中,此外随着第二侧倾斜摄像头平台1330A定位在专用倾斜结构中,第二侧摄像头的第二侧摄像头光学窗口1332、第二侧透镜组件1335和第二侧传感器1334以及第二侧刚性电路板1338可以定位在倾斜位置中并且由此允许同时在不只一个透镜组件中看到物体。因此,第二侧倾斜摄像头平台1330A可以将第二侧摄像头的组件中的至少一个定位在一位置中,其中沿着第二侧透镜组件1335的观看方向的成像直线和沿着前透镜组件1345的观看方向的成像直线可以是不垂直的,如下面进一步详细阐述。例如,重叠视图可以由第二侧透镜组件1335捕获的视图和由前透镜组件1345捕获的视图形成。第二侧透镜组件1335和前透镜组件1345可以适于以工作距离提供重叠视图。在一些情况下,第二侧透镜组件1335的倾斜也可以启用包括前透镜组件的前摄像头和包括第一侧透镜组件的第一侧摄像头之间的重叠视图,以与前摄像头和第二侧摄像头之间的重叠视图对齐,其中第一侧摄像头的第一侧透镜组件的中心以距前摄像头的前透镜组件的中心的第一距离放置,并且第二侧摄像头的第二侧透镜组件的中心以距前摄像头的前透镜组件的中心的第二距离放置,并且其中第一距离短于第二距离。
图13B示出了根据图13A的具有倾斜次透镜组件的多摄像头医疗成像设备的远侧尖端的剖视图。图13B示出了连接到刚性轴1310的远侧尖端1305。远侧尖端1305包括远侧前端1352,该远侧前端1352设计成保持前照明器光学窗口1341,用于允许光从至少一个前照明器模块发射。在所公开的主题的一些实施例中,远侧尖端1305的直径范围在10毫米至20毫米之间。在所公开的主题的可能的实施例中,远侧尖端1305的直径范围在2.5毫米至15毫米之间。
在可能的情况下,刚性轴1310的直径可以根据主题的一些具体模式以不同尺寸提供。在一些情况下,与远侧尖端1305和8毫米至20毫米的范围相比,连接到远侧尖端1305的刚性轴1310的直径可以具有窄直径。在一些其他情况下,刚性轴1310的直径可以是在2.5毫米至14毫米的范围内。术语直径是指远侧尖端1305的横截面直径和刚性轴1310的横截面直径。
其形状可以设定为中空管的远侧尖端1305可以包括前透镜组件1345,该前透镜组件1345定位成使得前透镜组件1345的中心与管状远侧尖端1305的中心重叠。前透镜组件1345可以定位成邻接前透镜光学窗口1342。前透镜组件1345可以与前传感器1344耦合,该前传感器1344被配置为接收由前透镜组件1345捕获的光并且以电流的形式将该光转换为电信号。
远侧尖端1305也包括第一侧光学装置,该第一侧光学装置包括第一侧透镜组件1325,该第一侧透镜组件1325可以定位成邻接第一侧摄像头光学窗口1322。第一侧光学装置也可以包括与第一侧透镜组件1325耦合的第一侧传感器1324,该第一侧传感器1324被配置为接收由第一侧透镜组件1325捕获的光并且以电流的形式将该光转换为电信号。在所公开的主题的一些实施例中,从第一侧摄像头光学窗口1322到第一侧传感器1324测量的长度长于远侧尖端1305的半径。在这种实施例中,第一侧摄像头的长度长于远侧尖端1305的半径。
在所公开的主题的可能的实施例中,第一侧透镜组件1325可以定位成使得第一观看方向1311竖直地指向远侧尖端1305纵向轴线X。第一观看方向1311限定为穿过第一侧透镜组件1325的焦点从第一侧透镜组件1325的中心延伸的直假想线。因此,表示第一观看方向1311和纵向轴线X之间的角度的第一侧角度β可以是基本上90度。在一些情况下,第一侧透镜组件1325的中心和远侧前端1352之间的距离可以是大约10毫米至17毫米。在一些其他情况下,第一侧透镜组件1325的中心和远侧前端1352之间的距离可以是大约4毫米至15毫米。
远侧尖端1305还包括第一侧光学装置,该第一侧光学装置包括第二侧透镜组件1335,该第二侧透镜组件1335可以定位成邻接第二侧摄像头光学窗口1332。第二侧光学装置也可以包括与第二侧透镜组件1335耦合的第二侧传感器1334,该第二侧传感器1334被配置为接收由第二侧透镜组件1335捕获的光并且以电流的形式将该光转换为电信号。在所公开的主题的一些实施例中,从第二侧摄像头光学窗口1332到第二侧传感器1334测量的长度长于远侧尖端1305的半径。在这种实施例中,第二侧摄像头的长度长于远侧尖端1305的半径。
远侧尖端1305可以用支配第一侧透镜组件1325和第二侧透镜组件1335的位置的直径构造。在一些情况下,远侧尖端1305直径可以支配包括第一侧透镜组件1325的第一侧摄像头(未示出)的位置和包括第二侧透镜组件1335的第二侧摄像头(未示出)的位置。穿过侧透镜组件从侧透镜光学窗口到侧传感器测量的长度可以引起侧透镜组件一个接一个地而不是背靠背放置。一个接一个地放置侧摄像头将引起摄像头的观看方向不对齐。
远侧尖端1305还包括第二侧壁龛1330,该第二侧壁龛1330包括第二侧倾斜摄像头平台1330A。第二侧倾斜摄像头平台1330A可以在专用倾斜结构中提供,该专用倾斜结构将第二侧透镜组件1335定位在倾斜位置中,并且由此允许物体同时由不只一个透镜组件捕获。由于第二侧倾斜摄像头平台1330A的结构,第二侧透镜组件1335可以用相对于远侧尖端1305纵向轴线X倾斜的第二观看方向1312定位。因此,表示第二观看方向1312和纵向轴线X之间的角度的第二侧角度α可以是在80度至90度的范围内。第二观看方向1312限定为穿过第一侧透镜组件1325的焦点从第二侧透镜组件1335的中心延伸的直假想线。在一些情况下,第二观看方向1312和第一观看方向1311之间的距离是在0毫米至10毫米之间。
在一些情况下,第二侧透镜组件1335的倾斜可以引起由第二侧透镜组件1335捕获的视野和由前透镜组件1345捕获的视野包含一些重叠视图。例如,观看方向1312可以倾斜成使得由前透镜组件1345捕获的物体可以同时地由第二侧透镜组件1335沿每个透镜组件的工作距离捕获。在这种情况下,包括第二侧透镜组件1335的第二侧摄像头和包括前透镜组件1345的前摄像头可以具有重叠视图。在一些情况下,第二侧透镜组件1335的倾斜也可以能够使包括前透镜组件1345的前摄像头和包括第一侧透镜组件1325的第一侧摄像头之间的重叠视图与前透镜组件1345和第二侧透镜组件1335之间的重叠视图对齐,其中第一侧透镜组件1325以距前透镜组件1345的第一距离放置,并且第二侧透镜组件1335以距前透镜组件1345的第二距离放置,并且其中第一距离短于第二距离。
图14A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的具有倾斜第一透镜组件的多摄像头医疗成像设备的剖视图。图14A示出了设计成连接到刚性轴1410的多摄像头医疗成像设备1400的远侧尖端1405。远侧尖端1405包括设计成容纳第一侧透镜组件1425的第一侧壁龛或第一侧中空槽1420,该第一侧透镜组件1425指向第一侧摄像头光学窗口1422的方向。第一侧壁龛1420定位在沿远侧尖端1405纵向轴线X的主模块化成像单元的侧面,例如如参考图12所述的远侧尖端1210的主模块化成像单元1220的侧面上。第一侧壁龛1420以包括第一侧倾斜摄像头平台1420A。第一侧摄像头倾斜平台1420A可以在将第一侧摄像头光学窗口1422定位在倾斜/升高位置中的专用结构中提供,并且由此允许一个物体同时由不只一个透镜组件捕获。第一侧倾斜摄像头平台1420A可以以第一侧角度γ倾斜,其中第一侧角度γ在远侧尖端1405纵向轴线X和第一观看方向1411A之间测量。第一观看方向1411A可以限定为穿过第一侧透镜组件1425的焦点从第一侧透镜组件1425的中心延伸的直假想线。在一些情况下,第一侧角度γ表示第一观看方向1411A和纵向轴线X之间的角度,并且可以是在80度至90度的范围内。
远侧尖端1405也可以包括第一侧传感器1424,该第一侧传感器1424被配置为以电流的形式将由第一侧透镜组件1425捕获的光转换为电信号。在一些情况下,第一侧传感器1424可以连接到第一侧刚性电路板1428,用于将电信号传送为设计成接收电信号的外部电子设备(未示出)。第一侧刚性电路板1428可以被配置为与第一侧透镜组件1425和第一侧传感器1424相关联的第一侧光学装置通信。
第一侧壁龛1420还设计成容纳第一侧照明器光学窗口1421A和第一侧照明器光学窗口1421B。在一些实施例中,第一侧照明器光学窗口1421A和1421B可以包括透明层,如玻璃或塑料,以将第一侧照明器与液体、气体以及患者的碎屑和组织隔离。在一些其他实施例中,第一侧照明器光学窗口1421A和1421B可以包括一个光学窗口或不只一个光学窗口。第一侧照明器光学窗口1421A和1421B能够发射分别由第一侧照明模块1426A和1426B发射的光。
远侧尖端1405还包括被配置为支撑照明模块1426A和1426B的第一侧照明器电子电路板1451。在一些情况下,第一侧照明器光学窗口1421A可以位于第一侧摄像头光学窗口1422的一侧处,并且第一侧照明器光学窗口1421B可以位于第一侧摄像头光学窗口1422的另一侧上。在一个实施例中,第一侧摄像头光学窗口1422的中心放置在与第一侧照明器光学窗口1421A和1421B相等地隔开的第一侧壁龛1420的中心中。在另一实施例中,第一侧摄像头光学窗口1422的中心放置在第一侧壁龛1420内,使得第一侧照明器光学窗口1421A和第一侧摄像头光学窗口1422的中心之间的距离可以不等于第一侧照明器光学窗口1421B和第一侧摄像头光学窗口1422的中心之间的距离。在这种情况下,第一侧照明器光学窗口1421A和1421B位于第一侧壁龛1420的相同平面上,并且平行于纵向轴线X,而第一侧摄像头光学窗口1422可以定位成倾斜到第一侧壁龛1420平面。
第一侧倾斜摄像头平台1420A可以在专用倾斜/升高结构中提供,该结构将第一侧摄像头的组件中的至少一个定位在倾斜位置中。因此,随着第一侧倾斜摄像头平台1420A定位在专用倾斜结构中,第一侧摄像头光学窗口1422可以定位在倾斜位置中,另外随着第一侧倾斜摄像头平台1420A定位在专用倾斜结构中,第一侧摄像头的第一侧摄像头光学窗口1422和第一侧透镜组件1425可以定位在倾斜位置中,另外随着第一侧倾斜摄像头平台1420A定位在专用倾斜结构中,第一侧摄像头的第一侧摄像头光学窗口1422、第一侧透镜组件1425和第一侧传感器1424可以定位在倾斜位置中,此外随着第一侧倾斜摄像头平台1420A定位在倾斜结构中,第一侧摄像头的第一侧摄像头光学窗口1422、第一侧透镜组件1425和第一侧传感器1424以及第一侧刚性电路板1428可以定位在倾斜位置中。因此,第一侧倾斜摄像头平台1420A可以将第一侧摄像头的组件中的至少一个定位在一位置中,其中沿着第一侧透镜组件1425的观看方向的成像直线和沿着前透镜组件1445的观看方向的成像直线可以是不垂直的,如下面进一步详细阐述。例如,重叠视图可以由第一侧透镜组件1425捕获的视图和由前透镜组件1445捕获的视图形成。第一侧透镜组件1425和前透镜组件1445可以适于以工作距离提供重叠视图。在一些情况下,第一侧透镜组价1425的倾斜也可以能够使由前透镜组件1445捕获的视图和第一侧透镜组件1425捕获的视图之间的重叠视图与由前透镜组件1445捕获的视图和由第二侧透镜组件1435捕获的视图之间的重叠视图对齐,其中第一侧透镜组件1425以距前透镜组件1445的第一距离放置,并且第二侧透镜组件1435以距前透镜组件1445的第二距离放置,并且其中第一距离短于第二距离。
远侧尖端1405还包括被配置为与第一侧摄像头的操作要求的一些光学装置组件通信的第一侧刚性电路板1428。例如,在第一侧透镜组件1425和第一侧传感器1424的操作要求的第一侧摄像头的组件这种情况下。在这种示例性情况下,第一侧刚性电路板1428可以传送第一侧传感器1424的操作要求的功率。第一侧传感器1424可以被配置为以电流的形式将由第一侧透镜组件1425捕获的光转换为电信号。在这种情况下,第一侧传感器1424可以连接到第一侧刚性电路板1428,用于将电信号传送到设计成接收这种电信号的外部电子单元(未示出)。第一侧刚性电路板1428也可以能够将第一侧传感器1424和第一侧透镜组件1425之间的通信传导到第一侧纵向电路板,且/或从第一侧纵向电路板传导其之间的通信。所传导的通信可以是如第一侧传感器1424、第一侧透镜组件1425、第一侧照明模块1426A和1426B以及第一侧照明器电子电路板1451的操作要求的电信号,例如第一侧光学装置、由于第一侧光学装置操作而引起的数字化数据等。在一些情况下,电力也可以经由第一侧可折叠电路板传送到第一侧光学装置。在所公开的主题的一些实施例中,第一侧照明模块1426A和1426B的数量和位置可以改变,例如少于2个第一侧照明模块或更多,其中第一侧照明模块可以保持1个、2个、3个、4个或更多个LED。在一些情况下,所述LED可以以相同的光谱发射光。在各情况下,所述LED可以以不同的光谱发射光。
远侧尖端1405还包括具有指向第二侧摄像头光学窗口1432的方向的第二观看方向1411B的第二侧透镜组件1435。第二侧透镜组件1435可以位于次模块化成像单元,例如如参考图12所述的远侧尖端1210的次模块化成像单元1240处。远侧尖端1405也包括适于在其内保持、固定和密封第二侧摄像头光学窗口1432的第二侧壁龛1430。第二观看方向1411B限定为穿过第二侧透镜组件1435的焦点从第二侧透镜组件1435的中心延伸的直假想线。第二侧透镜组件1435可以向前指向,使得远侧尖端1405纵向轴线X和第二观看方向1411B之间测量的第二侧角度ε可以是基本上90度。定位在次模块化成像单元的侧面上的第二侧壁龛1430平行于远侧尖端1405纵向轴线X延伸。第二侧壁龛1430也可以适于在其内容纳、固定和密封第二侧照明器光学窗口1431A和第二侧照明器光学窗口1431B。第二侧照明器光学窗口1431A和1431B设计成发射第二侧摄像头的操作要求的光。
在一些情况下,第二侧照明器光学窗口1431A可以位于第二侧摄像头光学窗口1432的一侧上,并且第二侧照明器光学窗口1431B可以位于第二侧摄像头光学窗口1432的另一侧上。在一个实施例中,第二侧摄像头光学窗口1432的中心放置在与第二侧照明器光学窗口1431A和1431B相等地隔开的第二侧壁龛1430的中心中。在另一实施例中,第二侧摄像头光学窗口1432的中心放置在第二侧壁龛1430内,使得第二侧照明器光学窗口1431A和第二侧摄像头光学窗口1432的中心之间的距离可以不等于第二侧照明器光学窗口1431B和第二侧摄像头光学窗口1432的中心之间的距离。在这种情况下,第二侧照明器光学窗口1431A和1431B以及第二侧摄像头光学窗口1432位于第二侧壁龛1430的相同平面上,并且平行于远侧尖端1405纵向轴线X。
远侧尖端1405还包括被配置为与第二侧透镜组件1435的操作要求的一些光学装置组件通信的第二侧刚性电路板1438,该第二侧刚性电路板1438在一些情况下可以驻留在第二侧摄像头内。例如,在这种情况下,第二侧摄像头的操作要求的光学装置组件包括第二侧透镜组件1435和第二侧传感器1434。在这种示例性情况下,第二侧刚性电路板1438可以传送第二侧传感器1434的操作要求的功率。第二侧传感器1434可以被配置为以电流的形式将由第二侧透镜组件1435捕获的光转换为电信号。在这种情况下,第二侧传感器1434可以连接到第二侧刚性电路板1438,用于将电信号传送到设计成接收这种电信号的外部电子单元(未示出)。第二侧刚性电路板1438也可以能够将第二侧传感器1434和第二侧透镜组件1435之间的通信传送到第二侧纵向电路板,且/或从第二侧纵向电路板传送其之间的通信。所传送的通信可以是如数字信号和/或第二侧传感器1434、第二侧透镜组件1435、第一侧照明模块1436A和1436B以及第二侧照明器电子电路板1471的操作要求的电信号,例如第一侧光学装置、由于第二侧光学装置操作而引起的数字化数据等。在一些情况下,电力也可以经由第二侧可折叠电路板传送到第二侧光学装置。在所公开的主题的一些实施例中,第二侧照明器模块1436A和1436B的数量和位置可以改变,例如少于2个第一侧照明模块或更多,其中第二侧照明模块可以保持1个、2个、3个、4个或更多个LED。在一些情况下,所述LED可以以相同的光谱发射光。在各情况下,所述LED可以以不同的光谱发射光。
远侧尖端1405还包括指向前透镜光学窗口1442的方向的前透镜组件1445。前透镜组件1445可以位于前模块化成像单元,例如如参考图12所述的远侧尖端1210的前模块化成像单元1260处。前透镜组件1445可以与前传感器1444耦合,该前传感器1444被配置为接收由前透镜组件1445捕获的光并且以电流的形式将该光转换为电信号。远侧尖端1405也包括位于前照明器电子电路板1447上的至少一个前照明模块1446。前照明器电子电路板1447位于远侧尖端1405内,使得前照明模块1446定位成邻接至少一个前照明器光学窗口1441。在所公开的主题的一些实施例中,前照明模块1446的数量和位置可以改变,例如不只一个前照明模块,其中前照明模块可以保持1个、2个、3个、4个或更多个LED。在一些情况下,所述LED可以以相同的光谱发射光。在各情况下,所述LED可以以不同的光谱发射光。
前电路板包括前刚性电路板1449和前纵向电路板部分(未示出)。前刚性电路板1449可以被配置为支撑和固定光学装置组件,如前透镜组件1445和前传感器1444。在这种示例性情况下,前刚性电路板1449可以传送前传感器1444的操作要求的功率。前传感器1444可以被配置为以电流的形式将由前透镜组件1445捕获的光转换为电信号。在这种情况下,前传感器1444可以连接到前刚性电路板1449,用于将电信号传送到设计成接收这种电信号的外部电子单元(未示出)。前刚性电路板1449也可以能够将前传感器1444和前透镜组件1445之间的通信传导到前纵向电路板,且/或从前纵向电路板传导其之间的通信。所传导的通信可以是如数字视频信号、前传感器1444、前透镜组件1445、前照明模块1446和前照明器电子电路板1447的操作要求的电信号,例如前光学装置、由于前光学装置操作而引起的数字化数据等。在一些情况下,电力也可以经由前可折叠电路板传送到前光学装置。在一些实施例中,远侧尖端1405包括具有第一侧倾斜摄像头平台1420A的第一侧壁龛1420和具有第二侧倾斜摄像头平台1430A的第二侧壁龛1430’,如图14B中所示。
图14B示出了根据所公开的主题的示例性实施例的具有倾斜第一透镜组件1425和倾斜第二侧透镜组件1435’的多摄像头医疗成像设备的剖视图。因此,第一侧摄像头光学窗口1422和第二侧摄像头光学窗口1432’可以以相对于远侧尖端1405纵向轴线X的倾斜/升高角度定位,并且由此允许一个物体同时由不只一个透镜组件捕获
第一侧倾斜摄像头平台1420A可以以第一侧角度γ倾斜,其中第一侧角度γ在远侧尖端纵向轴线X和第一侧摄像头观看方向1411A之间测量。第一观看方向1411A可以限定为穿过第一侧透镜组件1425的焦点从第一侧透镜组件1425的中心延伸的直假想线。在一些情况下,第一侧角度γ表示第一观看方向1425和纵向轴线X之间的角度,并且可以是在80度至90度的范围内。第二侧倾斜摄像头平台1430A可以以第二侧角度ε倾斜,其中第二侧角度ε在远侧尖端纵向轴线X和第二侧摄像头观看方向1411B’之间测量。第二观看方向1411B’可以限定为穿过第二侧透镜组件1435’的焦点从第二侧透镜组件1435’的中心延伸的直假想线。在一些情况下,第二测角度ε表示第二观看方向1411B’和纵向轴线X之间的角度,并且可以是在80度至90度的范围内。
在一些情况下,第一侧透镜组件1425的倾斜也可以能够使前摄像头和第一侧摄像头之间的重叠视图与前摄像头和倾斜第二侧透镜组件1435’之间的重叠视图对齐,其中两个重叠视图之间的这种对齐可以沿三个摄像头的工作距离提供全景视图。因此,第一侧倾斜摄像头平台1420A以第一侧角度γ倾斜/升高,并且第二侧倾斜摄像头平台1430A以第二侧角度ε倾斜/升高,并且其中第一侧角度γ小于第二侧角度ε。在所公开的主题的一些可能的实施例中,第二侧倾斜摄像头平台1430A可以以约0.5度至10度、约0.5度至4.5度、约1.5度至3.5度、约2.0度至3.0度的角度相对于纵向轴线X倾斜/升高。在所公开的主题的一些情况的实施例中,第一侧倾斜摄像头平台1420A可以以约0.5度至10度、约0.5度至4.5度、约1.5度至3.5度、约2.0度至3.0度的角度相对于纵向轴线X倾斜/升高。
在所公开的主题的其他实施例中,远侧尖端1405可以设计成在倾斜位置(未示出)中容纳前透镜组件1445。在这种实施例中,前透镜光学窗口1442可以倾斜使得前透镜组件1445的观看方向不可以平行于远侧尖端1405纵向轴线X。前透镜组件1445的前观看方向可以限定为穿过前透镜组件1445的焦点从前透镜组件1445的中心延伸的直假想线。在一些情况下,其中前透镜组件1445倾斜,观看方向1411A和观看方向1411B基本上平行于纵向轴线X。在一些情况下,其中前透镜组件1445倾斜,第一侧透镜组件1425的观看方向1411A基本上平行于纵向轴线X,其中第二侧透镜组件1435和纵向轴线X的观看方向1411B可以是在80度至90度的范围内。在一些情况下,其中前透镜组件1445倾斜,第一侧透镜组件1425的观看方向1411A可以是在到纵向轴线X的80度至90度的范围内,其中第二侧透镜组件1435和纵向轴线X的观看方向1411B基本上平行于纵向轴线X。
图15A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的远侧尖端的次模块化成像单元。图15A示出了次模块化成像单元1500,该次模块化成像单元1500适于与形成远侧尖端(未示出)的主模块化成像单元(未示出)和前模块化成像单元(未示出),例如如参考图12所述的远侧尖端1210的主模块化成像单元1220、前模块化成像单元1260和次模块化成像单元1240互锁和连接。次模块化成像单元1500包括与第二侧传感器1531耦合的第二侧透镜组件1532,该第二侧传感器1531被配置为接收由第二侧透镜组件1532捕获的光并且以电流的形式将该光转换为电信号。次模块化成像单元1500还包括被配置为与第二侧透镜组件1532的操作要求的一些光学装置组件通信的第二侧刚性电路板1541,该第二侧刚性电路板1541在一些情况下可以驻留在摄像头内。在一些情况下,第二侧刚性电路板1541可以连接到从第二侧刚性电路板1541延伸到刚性轴(未示出)的第二侧纵向电路板部分1542。
次模块化成像单元1500可以包括第二侧壁龛1505,该第二侧壁龛1505沿次模块化成像单元1500纵向轴线X定位在次模块化成像单元1500的侧面上并且设计成容纳第二侧摄像头光学窗口1522且允许光从第二侧照明器光学窗口1524A和1524B发射,用于给由第二侧透镜组件1532和第二侧传感器1531捕获的区域照明。第二侧壁龛1505还可以包括设计成以预设计的角度倾斜/升高第二侧摄像头的至少一个组件的第二侧倾斜摄像头平台1520A。第二侧倾斜摄像头平台1520A可以设计成以倾斜的方式容纳第二侧透镜组件1532,其中第二侧透镜组件1532的观看方向1550与次模块化成像单元1500纵向轴线X形成侧角度α。纵向轴线X限定为平行于远侧尖端(未示出)延伸的轴线。第二侧透镜组件1532的观看方向1550限定为穿过第二侧透镜组件1532的焦点从第二侧透镜组件1532的中心延伸的直假想线。在一些情况下,侧角度α可以是在45度至90度之间的范围内、在75度至90度的范围内、在85度至90度的范围内。在这种情况下,纵向轴线X与远侧尖端(未示出)的前模块化成像单元(未示出)的前透镜组件的观看方向平行延伸。因此,侧角度α由第二侧透镜组件1532的观看方向和前透镜组件(未示出)的观看方向形成。
在所公开的主题的一些实施例中,第二侧倾斜摄像头平台1520A设计成以倾斜的方式容纳第二侧透镜组件1532,并且由此允许在第二侧透镜组件1532和前透镜组件之间形成重叠视图。所形成的重叠视图可以允许同时从前摄像头和第二侧摄像头捕获一个物体。因此,第二侧倾斜摄像头平台1520A可以允许从由不只一个摄像头捕获的视图生成一个连续且全景的视图。在一些情况下,前透镜组件也可以与另一侧透镜组件,例如远侧尖端(未示出)的主模块化成像单元(未示出)的第一侧透镜组件(未示出)形成重叠视图。在这种情况下,第二侧倾斜摄像头平台1520A可以是从三个透镜组件形成一个连续且全景的视图的使能器。
在一些情况下,第二侧透镜组件1532驻留在前摄像头内。因此,随着第二侧倾斜摄像头平台1520A定位在专用倾斜结构中,第二侧摄像头的第二侧摄像头光学窗口1522可以定位在倾斜位置中,另外随着第二侧倾斜摄像头平台1520A定位在专用倾斜结构中,第二侧摄像头的第二侧摄像头光学窗口1522和第二侧透镜组件1532可以定位在倾斜位置中,另外随着第二侧倾斜摄像头平台1520A定位在专用倾斜结构中,第二侧摄像头的第二侧摄像头光学窗口1522、第二侧透镜组件1532和第二侧传感器1531可以定位在倾斜位置中,此外随着第二侧倾斜摄像头平台1520A定位在专用倾斜结构中,第二侧摄像头的第二侧摄像头光学窗口1522、第二侧透镜组件1532和第二侧传感器1531连同第二侧刚性电路板1541可以定位在倾斜位置中。因此,第二侧倾斜摄像头平台1520A可以将第二侧摄像头组件中的至少一个定位在一位置中,其中沿着第二侧透镜组件1532的观看方向的成像直线和沿着前透镜组件(未示出)的观看方向的成像直线可以是不垂直的。例如,重叠视图可以由第二侧透镜组件1532捕获的视图和由前透镜组件(未示出)捕获的视图形成。第二侧透镜组件1532和前透镜组件可以适于以工作距离提供重叠视图。在一些情况下,第二侧透镜组件1532的倾斜也可以能够使前摄像头和第二侧摄像头之间的重叠视图与前摄像头和第一侧摄像头之间的重叠视图对齐,其中第一侧摄像头以距前摄像头的第一距离放置,并且第二侧摄像头以距前摄像头的第二距离放置,并且其中第一距离短于第二距离。
次模块化成像单元1500还包括驻留在第二侧照明器电子板1535中的第二侧照明模块1534A和1534B。第二侧照明器电子板1535位于次模块化成像单元1500内,使得第二侧照明模块1534A和1534B分别邻接第二侧照明器光学窗口1524A和1524B。在一些情况下,第二侧照明模块1534A和1534B的数量和位置可以改变,例如少于2个第一侧照明模块或更多,其中第二侧照明模块1534A和1534B中的每个可以保持1个2个、3个、4个或更多个LED。第二侧照明模块1534A和1534B被配置为通过第二侧照明器光学窗口1524A和1524B以相同的光谱或以不同的光谱发射光,用于允许第二侧摄像头从敌人侧视野接收光/以第二侧视野接收光。
图15B示出了根据图15A的远侧尖端的次模块化成像单元的示意性横截面侧视图。图15B示出了适于连接到远侧尖端(未示出)的次模块化成像单元1500。次模块化成像单元1500具有带有近端1506和远端1507的U形设计,次模块化成像单元1500包括沿次模块化成像单元1500纵向轴线X定位在次模块化成像单元1500的侧面上的第二侧壁龛1505。第二侧壁龛1505在分别具有壁龛深度,壁龛深度AB和壁龛深度AB’的壁龛侧壁1521和壁龛侧壁1523之间延伸。在所公开的主题的一些实施例中,壁龛深度AB和壁龛深度AB’可以是相对于由轴线Xb表示的第二侧壁龛1505底部和由轴线Xs表示的第二侧壁龛1505外边缘的深度。其中通常地,第二侧壁龛1505外边缘也可以是次模块化成像单元1500的次外表面,例如如参考图12所述的远侧尖端1210的次模块化成像单元1240的次外表面1243A。在一些实施例中,第二侧壁龛1505可以包括贯穿第二侧壁龛1505的整个长度的均匀深度。在这种情况下,深度AB和AB’可以是相同的。在一些示例性情况下,第二侧壁龛1505的单一深度可以是在基本上0.05毫米至1.00毫米的范围内,并且在另外的实施例中,在0.1毫米至0.8毫米的范围内。在其他情况下,深度AB和深度AB’可以包括不同值,因此壁龛深度AB可以是在0.01毫米和1.00毫米的范围内。在所公开的主题的一些可能的实施例中,壁龛深度AB可以是在0.05毫米和1.00毫米的范围内,并且在另外的实施例中,在0.1毫米至0.8毫米的范围内。在一些实施例中,壁龛深度AB’可以是在0.01毫米至1.00毫米的范围内。在所公开的主题的一些可能的实施例中,壁龛深度AB’可以是在0.05毫米和1.00毫米的范围内,并且在另外的实施例中,在0.1毫米至0.8毫米的范围内。
第二侧壁龛1505可以包括具有近端/前端AC和远端/后端AC’的第二侧倾斜摄像头平台1520A。在所公开的主题的一些实施例中,近端AC具有在0.00毫米至0.01毫米的范围内、相对于第二侧壁龛1505外边缘轴线Xs的0.00毫米至0.1毫米的范围内的深度。在所公开的主题的一些可能的实施例中,远端AC’可以以约0.5度至10度、约0.5度至4.5度、约1.5度至3.5度、约2.0度至3.0度的角度相对于第二侧壁龛1505底部轴线Xb倾斜/升高。
如图所示,观看方向1550与第二侧倾斜摄像头平台1520A垂直地延伸。如前所述,观看方向1550是从第二侧光学装置(未示出)的第二侧摄像头(未示出)并穿过容纳在第二侧倾斜摄像头平台1520A处的第二侧摄像头光学窗口(未示出)的中心延伸的假想线。在一些情况下,观看方向1550进一步限定为穿过由第二侧摄像头(未示出)捕获/接收/观察的第二侧视野延伸的线,该线将第二侧视野分成两个相等部分。在一些情况下,观看方向1550可以以角度δ从第二侧壁龛1505底部轴线Xb朝向次模块化成像单元1500的近端1506倾斜/升高。因此,强调的是观看方向1550的倾斜,且因此由第二侧摄像头提供的第二侧视野由第二侧倾斜摄像头平台1520A的倾斜引起。
在一些情况下,第二侧倾斜摄像头平台1520A的角度δ也可以能够使前摄像头(未示出)和第二侧摄像头之间的重叠视图与前摄像头和第一侧摄像头(未示出)之间的重叠视图对齐,使得两个重叠视图之间的对齐可以提供全景视图。在一些实施例中,第一侧摄像头以距前摄像头的第一距离放置,并且第二侧摄像头以距前摄像头的第二距离放置,其中第一距离短于第二距离。影响全景视图的另一因素是每个摄像头的视野,如前摄像头、第一侧摄像头和第二侧摄像头。这种成角度δ的倾斜/升高的第二侧摄像头可引起前摄像头FOV和第一侧摄像头FOV之间的第一重叠点等于或几乎等于前摄像头FOV和第二侧摄像头之间的第二重叠点。另外,前摄像头和每个侧摄像头的视野越短,重叠点可以更长。以不同FOV的全景视图在图16A至图16C中示出。
图16A示出了根据所公开的主题的示例性实施例的具有前摄像头和两个侧摄像头的多摄像头医疗成像设备的示意图,并且其中前摄像头和两个侧摄像头中的每个具有产生约90度至100度、约95度的视野的透镜组件。图16A示出了包括具有透镜组件1610A的前摄像头的多摄像头医疗成像设备1600A,该透镜组件1610A的特征在于前视野(FOV)1611A,该前视野1611A表示具有透镜组件1610A的前摄像头的可观察的水平视野并跨在假想线1625A和假想线1635A之间。具有透镜组件1610A的前摄像头的特征还在于观看方向1660A,该观看方向1660A限定为穿过前摄像头的透镜组件1610A的焦点从具有透镜组件1610A的前摄像头的中心延伸的直假想线。
多摄像头医疗成像设备1600A也包括具有透镜组件1615A的第一侧摄像头,其中第一透镜组件1615A的中心和多摄像头医疗成像设备1600A的前端之间的距离AA可以是大约10毫米至17毫米。在一些其他情况下,第一侧透镜组件1615A的中心和前端之间的距离AA可以是大约4毫米至15毫米。具有透镜组件1615A的第一摄像头的特征也在于第一侧视野(FOV)1616A,该第一侧视野1616A表示由前透镜组件1615A捕获的可观察的水平视野并跨在假想线1620A和假想线1627A之间。第一侧视野1616A的特征可以在于基本上90度至100度,基本上95度的开口角度,使得第一侧视野1616A和前视野1611A是重叠视图,在这种情况下两个视野共享限定为重叠视图1628A的视野。因此,重叠视图1628A处看到的物体可以同时由包括第一透镜组件1615A的第一侧摄像头和包括前透镜组件1610A的前摄像头捕获。在这种情况下,所看到的物体可以由每个透镜组件以不同角度捕获。重叠视图1628A的特征可以在于第一重叠点1673限定第一重叠距离1655A,其中前视野1611A穿过第一侧视野1616A。在一些情况下,第一重叠点1673限定第一重叠距离1655A,其中表示前视野1611A的边界的假想线1625A穿过表示第一侧视野1616A的边界的假想线1620A。包括第一透镜组件1615A的第一侧摄像头的特征还在于限定为直假想线的观看方向,该直假想线穿过第一透镜组件1615A的焦点从第一透镜组件1615A的中心延伸,其中第一侧摄像头的观看方向通常垂直于前摄像头的观看方向1660A。
在所公开的主题的一些实施例中,第一侧视野1616A的基本上90度至100度,基本上95度的开口角度和前视野1611A的约90度至100度,约95度的开口角度可以确定第一重叠点1673将第一重叠距离1655A限定在距假想线1650A的78毫米至90毫米的范围内,其中假想线1650A与前摄像头的前透镜组件1610A的前透镜光学窗口相切,并且通常垂直于观看方向1660A。
多摄像头医疗设备1600A也包括具有第二侧透镜组件1619A的第二摄像头,其中第二侧透镜组件1619A放置在第二侧倾斜摄像头平台(未示出),例如如参考图13A至图13B所述的远侧尖端1305的第二侧壁龛1330的第二侧倾斜摄像头平台1330A内。在一些情况下,第二侧摄像头1619A的中心和第一侧摄像头1615A的中心之间的距离是在0毫米至10毫米之间。包括第二侧透镜组件1619A的第二侧摄像头的特征也在于第二侧视野(FOV)1621A,该第二侧视野1621A表示第二侧透镜组件1619A的可观察的水平视野并跨在假想线1640A和假想线1643A之间。第二侧视野1621A的特征可以在于90度至100度,基本上95度的开口角度,使得第二侧视野1621A和前视野1611A是重叠视图,在这种情况下两个视野共享限定为一重叠视图1638A的视野。因此,重叠视图1638A处看到的物体可以同时由包括前透镜组件1610A的前摄像头和包括第二侧透镜组件1619A的第二侧摄像头捕获。在这种情况下,所看到的物体可以由每个透镜组件以不同角度捕获。重叠视图1638A的特征可以在于第二重叠点1671限定第二重叠距离,其中前视野1611A穿过第二侧视野1621A。在一些情况下,第二重叠点1671限定第二重叠距离,其中表示前视野1611A的边界的假想线1635A穿过表示第二侧视野1621A的边界的假想线1640A。第二侧摄像头的第二侧透镜组件1619A的特征还在于限定为直假想线的观看方向,该直假想线穿过第二侧透镜组件1619A的焦点从第二侧摄像头1619A的中心延伸,其中由于包括观看方向1660A、1619A的第二侧摄像头在第二侧倾斜摄像头平台内的倾斜位置,第二侧透镜组件1619A的观看方向通常不垂直于前观看方向1660A。
在所公开的主题的一些实施例中,第二侧视野1621A的基本上90度至100度,基本上95度的开口角度和前视野1611A的约90度至100度,约95度的开口角度可以确定第二重叠点1675限定第二重叠距离1653A,该第二重叠距离1653A是在距假想线1650A的78毫米至85毫米之间的范围内。
因此,在一些实施例中,其中前视野1611A、第二侧视野1616A和第二侧视野1621A是约90度至100度,约95度,并且其中第二侧透镜组件1619A的中心和第一侧透镜组件1615A的中心之间的距离不是0毫米,并且其中第二侧摄像头放置在第二侧倾斜摄像头平台内,环绕视图可以以约80毫米至90毫米的第一重叠距离1655A和约78毫米至85毫米的第二重叠距离1653A提供。
图16B示出了根据所公开的主题的示例性实施例的具有前摄像头和两个侧摄像头的多摄像头医疗成像设备的示意图,该前摄像头包括具有以在88度至98度之间的开口角度为特征的视野的前透镜组件,该两个侧摄像头包括每个具有以在约90度至110度,约104度的开口角度为特征的视野的侧透镜组件。图16B示出了包括前摄像头的多摄像头医疗成像设备1600B,该前摄像头包括以前视野1611B为特征的前透镜组件1610B,该前视野1611B表示由前透镜组件1610B捕获的可观察的水平视野并跨在假想线1625B和假想线1635B之间。前透镜组件1610B的特征可以在于基本上88度至98度的开口角度。在一些情况下,前透镜组件1610B的特征可以在于基本上90度的开口角度。在一些情况下,前透镜组件1610B的特征可以在于基本上95度的开口角度。前透镜组件1610B的特征也在于限定为直假想线的观看方向1660B,该直假想线穿过前透镜组件1610B的焦点从前透镜组件1610B的中心延伸,通常地,观看方向1660B平行于多摄像头医疗成像设备1600B纵向轴线(未示出)。
多摄像头医疗成像设备1600B也包括第一侧摄像头,该第一侧摄像头包括第一侧透镜组件1615B,其中第一侧透镜组件1615B的中心和多摄像头医疗成像设备1600B的前端之间的距离AA’可以是大约10毫米至17毫米。在一些其他情况下,包括第一侧透镜组件1615B的第一侧摄像头的中心和前端之间的距离AA’可以是大约4毫米至15毫米。包括第一透镜组件1615B的第一侧摄像头的特征也在于第一侧视野1616B,该第一侧视野1616B表示由前透镜组件1615B捕获的可观察的水平视野并跨在假想线1627B和假想线1620B之间。第一侧视野1616B的特征可以在于基本上100度至110度,基本上104度的开口角度,使得第一侧视野1616B是重叠视图,在这种情况下两个视野共享限定为重叠视图1628B的视野。因此,重叠视图1628B处看到的物体可以同时由包括第一侧透镜组件1615B的第一侧摄像头和包括前透镜组件1610B的前侧摄像头捕获。在这种情况下,所看到的物体可以由每个透镜组件以不同角度捕获。重叠视图1628B的特征可以在于第一重叠点1677限定第一重叠距离1655B,其中前视野1611B穿过第一侧视野1616B。在一些情况下,第一重叠点1677限定第一重叠距离1655B,其中表示前视野1611B的边界的假想线1625B穿过表示第一侧视野1616B的边界的假想线1620B。包括第一侧透镜组件1615B的第一侧摄像头的特征还在于限定为直假想线的观看方向,该直假想线穿过第一侧透镜组件1615B的焦点从第一透镜组件1615B的中心延伸,其中第一侧透镜组件的观看方向通常垂直于前透镜组件1610B的观看方向1660B。
在所公开的主题的一些实施例中,第一侧视野1616B的基本上104度的开口角度和前视野1611B的约90度的开口角度可以确定在距假想线1650B的60毫米至64毫米的范围内第一重叠点1677是远的,其中假想线1650B与包括前透镜组件1610B的前摄像头的前透镜光学窗口相切,并且通常垂直于观看方向1660B。在所公开的主题的一些实施例中,第一侧视野1616B的基本上104度的开口角度和前视野1611B的约95度的开口角度可以确定在距假想线1650B的42毫米至48毫米的范围内第一重叠点1677是远的。多摄像头医疗成像设备1600B也包括第二侧摄像头,该第二侧摄像头包括第二侧透镜组件1619B,其中第二侧透镜组件1619B放置在第二侧倾斜摄像头平台(未示出),例如如参考图13A至图13B所述的远侧尖端1305的第二侧壁龛1330的第二侧倾斜摄像头平台1330A内。在一些情况下,第二侧透镜组件1619B的中心和第一侧透镜组件1615B的中心之间的距离是在0毫米至10毫米之间。第二侧透镜组件1619B的特征也在于第二侧视野1621B,该第二侧视野1621B表示第二侧透镜组件1619B的可观察的水平视野并跨在假想线1640B和假想线1643B之间。第二侧视野1621B的特征可以在于基本上100度至110度,基本上104度的开口角度,使得第二侧视野1621B和前视野1611B是重叠视图,在这种情况下两个视野共享限定为重叠视图1638B的视野。因此,重叠视图1638B处看到的物体可以同时由第二侧视野1619B和前透镜组件1610B捕获。在这种情况下,所看到的物体可以由每个透镜组件以不同角度捕获。重叠视图1638B的特征可以在于第二重叠点1675限定第二重叠距离1653B,其中前视野1611B产国第二侧视野1621B。在一些情况下,第二重叠点1675限定第二重叠距离,其中表示前视野1611B的边界的假想线1635B穿过表示第二侧视野1621B的边界的假想线1640B。第二侧透镜组件1619B的特征还在于限定为直假想线的观看方向,该直假想线穿过第二侧透镜组件1619B的焦点从第二侧透镜组件1619B的中心延伸,其中由于包括第二侧透镜组件1619B的第二侧摄像头在第二侧倾斜摄像头平台内的倾斜位置,第二侧透镜组件1619B的观看方向通常不垂直于前摄像头的观看方向1660B。
在所公开的主题的一些实施例中,第二侧视野1619B的基本上104度的开口角度和前视野1611B的约90度的开口角度可以确定第二重叠点1675将距假想线1650B的第二重叠距离1653B限定为在距假想线1650B的约60毫米至64毫米的范围内。在所公开的主题的一些实施例中,第二侧视野1619B的基本上104度的开口角度和前视野1611B的95度的开口角度可以确定在距假想线1650B的42毫米和48毫米的范围内第二重叠点1675是远的。
因此,在一些实施例中,其中前视野1611B是约90度,并且第二侧视野1616B和第二侧视野1621B是约104度,并且其中第二侧透镜组件1619B的中心和第一侧透镜组件1615B的中心之间的距离不是0毫米,并且其中包括第二侧透镜组件1619B的第二侧摄像头放置在第二侧倾斜摄像头平台内,环绕视图可以以约60毫米至64毫米的第一重叠距离1655B和约60毫米至64毫米的第二重叠距离1653B提供。在其他实施例中,其中前视野1611B是约95度,并且第一侧视野1616B和第二侧视野1621B是约104度,并且其中第二侧透镜组件1619B的中心和第一侧透镜组件1615B的中心之间的距离不是0毫米,并且其中包括第二侧透镜组件1619B的第二侧摄像头放置在第二侧倾斜摄像头平台内,环绕视图可以以约42毫米至48毫米的第一重叠距离1655B和约42毫米至48毫米的第二重叠距离1653B提供。
图16C示出了根据所公开的主题的示例性实施例的表示包括前透镜组件的前摄像头和每个侧摄像头包括侧透镜组件的两个侧摄像头的许多条件实施方式的多摄像头医疗成像设备的示意图。图16C示出了包括以前视野1611C为特征的前摄像头1610C的多摄像头医疗成像设备1600C,该前视野1611C表示由前透镜组件1610C捕获的可观察的水平视野的一部分并跨在假想线1625C和假想线1635C之间。前透镜组件1610C的特征也在于限定为直假想线的观看方向1660C,该直假想线穿过前透镜组件1610B的焦点从前透镜组件1610C的中心延伸,通常地,观看方向1660C平行于多摄像头医疗成像设备1600C纵向轴线(未示出)。
多摄像头医疗成像设备1600C也包括第一透镜组件1615C,其中第一侧透镜组件1615C的中心和多摄像头医疗成像设备1600C的前端之间的距离AA’可以是大约10毫米至17毫米。在一些其他情况下,第一侧透镜组件1615C的中心和前端之间的距离AA’可以是大约4毫米至15毫米。第一侧透镜组件1615C的特征也在于第一侧视野1616C,该第一侧视野1616C表示包括第一侧透镜组件1615C的摄像头的可观察的水平视野并跨在假想线1627C和假想线1620C之间。第一侧视野1616C的特征可以在于开口角度,使得第一侧视野1616C和前视野1611C是重叠视图,在这种情况下两个视野共享限定为重叠视图1628C的视野。因此,重叠视图1628C处看到的物体可以同时由第一透镜组件1615C和前透镜组件1610C捕获。在这种情况下,所看到的物体可以由每个透镜组件以不同角度捕获。重叠视图1628C的特征可以在于第一重叠点1681限定第一重叠距离1655C,其中前视野1611C穿过第一侧视野1616C。在一些情况下,第一重叠点1681限定第一重叠距离1655C,其中表示前视野1611C的边界的假想线1625C穿过表示第一侧视野1616C的边界的假想线1620C。第一侧透镜组件1615C的特征还在于限定为直假想线的观看方向,该直假想线穿过第一侧透镜组件1615C的焦点从第一侧透镜组件1615C的中心延伸,其中第一侧透镜组件的观看方向通常垂直于前透镜组件的观看方向1660C。
多摄像头医疗成像设备1600C也包括第二侧透镜组件1619C,其中包括第二侧透镜组件1619C的第二侧摄像头放置在第二侧倾斜摄像头平台(未示出),例如如参考图13A至图13B所示的远侧尖端1305的第二侧壁龛1330的第二侧倾斜摄像头平台1330A。在一些情况下,第二侧透镜组件1619C的中心和第一侧透镜组件1615C的中心之间的距离是在0毫米至10毫米之间。第二侧透镜组件1619C的特征也在于第二侧视野1621C,该第二侧视野1621C表示第二侧透镜组件1619C的可观察的水平视野并跨在假想线1640C和假想线1643C之间。第二侧视野1621C可以是使得第二侧视野1621C和前视野1611C是重叠视图,在这种情况下两个视野共享限定为重叠视图1638C的视野。因此,重叠视图1638C处看到的物体可以同时由两个透镜组件,第二侧视野1619C和前透镜组件1610C捕获。在这种情况下,所看到的物体可以由每个透镜组件以不同角度捕获。重叠视图1638C的特征可以在于第二重叠点1679限定第二重叠距离1653C,其中前视野1611C穿过第二侧视野1621C。在一些情况下,第二重叠点1679可以特征化为其中表示前视野1611C的边界的假想线1635C穿过表示第二侧视野1621C的边界的假想线1640C。
第二侧摄像头包括第二侧透镜组件1619C的特征还在于限定为直假想线的观看方向,该直假想线穿过第二侧透镜组件1619C的焦点从第二侧透镜组件1619C的中心延伸,其中由于第二侧透镜组件1619C在第二侧倾斜摄像头平台内的倾斜位置,第二侧透镜组件1619C的观看方向通常不垂直于前透镜组件的观看方向1660C。
在所公开的主题的一些实施例中,第一侧视野1616C的约100度至106度的开口角度和前视野1611C的约100度至106度的开口角度可以确定第一重叠点1681将距假想线1650C的第一重叠距离1655C限定为在距假想线1650C的约23毫米至33毫米的范围内。在所公开的主题的一些实施例中,第二侧视野1619C的约100度至106度的开口角度和前视野1611C的约100度至106度的开口角度可以确定第二重叠点1679将距假想线1650C的第二重叠距离1653限定为在距假想线1650C的约23毫米至33毫米的范围内。
因此,在一些实施例中,其中前视野1611C是约104度,并且第一侧视野1616C和第二侧视野1621C是约104度,并且其中第二侧透镜组件1619C的中心和第一侧透镜组件1615C的中心之间的距离不是0毫米,并且其中第二侧透镜组件1619C放置在第二侧倾斜摄像头平台内,环绕视图可以以约23毫米至33毫米的第一重叠距离1655C和约23毫米至33毫米的第二重叠距离1653C提供。
在所公开的主题的一些实施例中,第一侧视野1616C的约90度至106度的开口角度和前视野1611C的约90度至106度的开口角度可以确定第一重叠点1681将距假想线1650C的第一重叠距离1655C限定为在距假想线1650C的约23毫米至90毫米的范围内。在所公开的主题的一些实施例中,第二侧视野1619C的约90度至106度的开口角度和前视野1611C的约90度至106度的开口角度可以确定第二重叠点1679将距假想线1650C的第二重叠距离1653C限定为在距假想线1650C的约23毫米至90毫米的范围内。
虽然本公开已经参考示例性实施例描述,但是本领域技术人员将理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以做出各种改变并且可以用等同物代替其要素。另外,在不脱离本发明的实质范围的情况下,可以做出许多修改,以使特定的情况或材料适应本教导。因此,意图是所公开的主题不限于作为预期用于实现本发明的最佳模式而公开的特定实施例,而是仅由所附权利要求书限定。

Claims (26)

1.一种多摄像头医疗成像设备,其包括:
适于连接到所述多摄像头成像设备的刚性轴的远侧尖端,所述远侧尖端包括:
包括前光学装置的前模块化成像单元,其中所述前光学装置捕获前视野;
适于容纳所述前模块化成像单元的主模块化成像单元,其中所述主模块化成像单元包括平行于所述主模块化成像单元的纵向轴线的位于所述主模块化成像单元的侧面上的纵向开口;
包括第二侧光学装置的次模块化成像单元,其中所述第二侧光学装置捕获视野,其中所述第二侧光学装置平行于所述次模块化成像单元的纵向轴线定位,并且其中所述次模块化成像单元适于关闭所述纵向开口并用作密封所述纵向开口的支架。
2.根据权利要求1所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述主模块化成像单元进一步包括第一侧光学装置,所述第一侧光学装置被配置为捕获所述多摄像头医疗成像设备的操作所需的视野。
3.根据权利要求2所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述第一侧光学装置安装在第一侧可折叠电路板上,所述第一侧可折叠电路板包括可折叠臂并且被设计成在折叠位置中被放入所述主模块化成像单元中。
4.根据权利要求1所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述次模块化成像单元包括突出元件,所述突出元件被设计成将所述次模块化成像单元连接并紧固到所述主模块化成像单元中。
5.根据权利要求4所述多摄像头医疗成像设备,其中所述突出元件位于所述次模块化成像单元的边缘的边界处,其中所述边缘具有适于与所述主模块化成像单元互锁的U形形状。
6.根据权利要求1所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述次模块化成像单元进一步包括连接到所述次模块化成像单元的所述光学装置的第二侧可折叠电路板。
7.根据权利要求6所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述第二侧可折叠电路板平行于所述主模块化成像单元纵向轴线定位。
8.根据权利要求6所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述第二侧可折叠电路板从所述次模块化成像单元向外延伸到所述刚性轴中。
9.根据权利要求3所述的多摄像头医疗成像设备,其中第一侧可折叠电路板平行于所述主模块化成像单元纵向轴线定位。
10.根据权利要求3所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述主模块化成像单元的第一侧可折叠电路板从所述主模块化成像单元向外延伸到所述刚性轴中。
11.根据权利要求1所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述主模块化成像单元进一步包括被设计成容纳第一侧照明模块的第一侧照明器电子电路板。
12.根据权利要求1所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述次模块化成像单元进一步包括被设计成容纳第二侧照明模块的第二侧照明器电子电路板。
13.根据权利要求1所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述前模块化成像单元进一步包括被设计成容纳前照明模块的前照明器电子电路板。
14.根据权利要求1所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述次模块化成像单元进一步包括被设计成与所述主模块化成像单元附接的边界。
15.根据权利要求1所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述前模块化成像单元进一步包括连接到所述前模块化成像单元的所述光学装置的前可折叠电路板。
16.根据权利要求15所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述前可折叠电路板相对于所述主模块化成像单元纵向轴线竖直地定位。
17.根据权利要求15所述的多摄像头医疗成像设备,其中前可折叠电路板从所述主模块化成像单元向外延伸到所述刚性轴中。
18.一种多摄像头医疗成像设备,其包括:
适于连接到所述多摄像头成像设备的刚性轴的远侧尖端,所述远侧尖端包括:
包括前光学装置的前模块化成像单元,其中所述前光学装置包括被配置为捕获前视野的前透镜组件;
包括第一侧光学装置的主模块化成像单元,其中所述第一侧光学装置包括以第一观看方向为特征的第一侧透镜组件,其中所述第一侧透镜组件捕获第一侧视野,其中所述第一透镜组件的所述第一观看方向以第一侧角度倾斜,所述第一侧角度适于以重叠距离在所述前视野和所述第一观看方向之间提供重叠观看;
包括第二侧光学装置的次模块化成像单元,其中所述第二侧光学装置包括以第二观看方向为特征的第二侧透镜组件,其中所述第二侧透镜组件捕获第二侧视野,其中所述第二观看方向以第二侧角度倾斜,所述第二侧角度适于以重叠距离在所述前视野和所述第二观看方向之间提供重叠观看。
19.根据权利要求1所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述第一侧角度为相对于所述多摄像头医疗成像设备的纵向轴线成85度至90度之间。
20.根据权利要求18所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述第一重叠距离等于所述第二重叠距离。
21.根据权利要求18所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述第二侧光学装置位于次模块化成像单元内,并且其中所述次模块化成像单元包括第二侧壁龛,所述第二侧壁龛位于所述次模块化成像单元的外表面上并且平行于所述次模块化成像单元的纵向轴线。
22.根据权利要求21所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述第二侧壁龛包括被配置为容纳第二侧摄像头光学窗口的第二侧倾斜摄像头平台,其中所述第二侧摄像头光学窗口邻接第二侧摄像头,并且其中所述第二侧倾斜摄像头平台从所述第二侧壁龛向外倾斜。
23.根据权利要求21所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述次模块化成像单元进一步包括所述第二侧光学装置,所述第二侧光学装置包括:
第二侧摄像头包括第二侧透镜组件和第二侧传感器,其中所述第二侧透镜组件被配置为从所述第二侧透镜组件捕获光并且以电流的形式将所捕获的光转换为电信号,并且其中所述第二侧角度为基本上相对于所述多摄像头医疗成像设备的纵向轴线成85度至90度之间;
具有第二侧平面刚性电路板部分和主要部分的第二侧可折叠电路板,其中所述第二侧平面刚性部分被设计成保持所述多摄像头医疗成像设备的成像操作所需的所述第二侧摄像头;
能够保持一组一个或多个照明模块的第二侧照明器电子电路板;
其中所述第二侧印刷电路板平行于由所述第二角度限定的所述第二摄像头定位;
进一步地,其中所述次模块化成像单元包括突出元件,所述突出元件定位在所述次模块化成像单元的远端处,用于将所述次模块化成像单元固定在所述设备的所述主模块化成像单元内。
24.根据权利要求21所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述第二侧壁龛具有基本上在0.1毫米至0.8毫米之间的深度。
25.根据权利要求18所述的多摄像头医疗成像设备,其中所述主模块化成像单元包括第一侧壁龛,所述第一侧壁龛位于所述主模块化成像单元的外表面上并且平行于所述第一模块化成像单元的纵向轴线,并且其中所述第一侧光学装置包括:
第一侧摄像头包括第一侧透镜组件和第一侧传感器,其中所述第一侧透镜组件被配置为从所述第一侧透镜组件捕获光并且以电流的形式将所捕获的光转换为电信号,并且其中所述第一侧摄像头具有基本上垂直于所述多摄像头医疗成像设备的纵向轴线的观看方向。
26.一种多摄像头医疗成像设备,其包括:
倾斜到第一角度的第一侧透镜组件,所述第一角度适于以第一重叠距离在所述第一侧透镜组件和前透镜组件之间提供重叠观看,以及
倾斜到第二角度的第二侧透镜组件,所述第二角度适于以第二重叠距离在所述第二侧透镜组件和所述前透镜组件之间提供重叠观看。
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