CN118317733A - 内窥镜摄像系统、内窥镜装置及其数据传输线缆 - Google Patents

内窥镜摄像系统、内窥镜装置及其数据传输线缆 Download PDF

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陈大兵
焦坤
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Abstract

一种内窥镜数据传输线缆(71)，内窥镜数据传输线缆(71)两端分别实现″电‑光‑电″转换。线缆(71)中的高速视频信号使用光纤(204)传输，保证信号传输质量和可靠性，同时，将电光和光电转换模块集成在线缆(71)两端，摄像头(40)端的电信号通过电连接器(205)传输到线缆(71)，经过电光转换模块转换为光信号，光信号通过光纤(204)在线缆(71)中传输，在线缆(71)与图像处理设备(50)连接端通过光电转换模块转换为电信号，再通过电连接器传输到图像处理设备(50)内部。

Description

内窥镜摄像系统、内窥镜装置及其数据传输线缆 技术领域
本发明涉及一种医疗诊断设备，具体涉及一种内窥镜摄像系统、内窥镜装置及其数据传输线缆。
 背景技术
随着技术的提升，内窥镜摄像系统对图像清晰度的要求越来越高，其摄像头处理的数据量也越来越大，由于摄像头中的数据需要可靠的传输至图像处理设备进行处理，然后输出到显示器显示，这就对高速数据的远距离传输提出了更高的要求。
目前临床要求摄像头线缆一般是3~6m，当前以4K清晰度视频采集为主，将来会扩展至8K甚至更高，同时摄像头内部可能有一个以上的图像传感器。在这种高速率情况下，大部分普通电缆已无法满足此高速传输要求，部分可以传输此高速信号的电缆信号衰减也非常大，需要增加接口芯片处理，但可靠性仍很难满足要求。由于摄像头与图像处理设备间包括电源、低速通信信号及高速通信信号，结合成本及可制造性角度来看，有源线缆方案可以有效解决当前电缆实现内窥镜摄像头与摄像主机间的高速通信的种种问题。有源线缆是指通信过程中线缆需要借助外部提供的能源，将电信号转换为光信号，或将光信号转换成电信号的通信线缆。
在通用的方案中，内窥镜摄像头与图像处理设备间使用纯电缆进行数据传输，线缆插头和图像处理设备插座间使用通用高速电连接器进行连接，图像处理设备端通过接口芯片对衰减的高速信号进行处理，这种方案的缺点是高速信号经过长距离的电缆传输之后衰减很大，容易受干扰，即使通过接口芯片处理也很难保证传输到主机端高速视频数据的可靠性。另外，纯电缆也比较粗，整体重量较重，柔软性不佳，由于线缆连接至用户操作的摄像头手柄，因此，严重影响用户操作体验。
在另一些方案中，内窥镜摄像头与图像处理设备间使用光电复合缆进行数据传输，线缆插头和图像处理设备插座间高速视频信号使用透镜和镜片进行光传输，该线缆插头与图像处理设备插座属于光连接器（光连接器方案）。之后，在图像处理设备内再将光信号转换为电信号。由于线缆插头和图像处理设备插座会被用户反复插拔，因而对透镜、镜片等光学组件组装的公差要求较高，使机械结构件的成本提高，另外，光学组件有脏污的风险，使得数据传输可靠性降低，易导致信号传输错误。
 技术问题 技术解决方案
根据本发明的第一方面，本申请实施例提供了一种内窥镜装置，包括：
操作部，所述操作部包括具有可握持形状的壳体和设置在所述壳体内部的图像处理组件，所述图像处理组件用于至少输出患者待观察部位的图像信号，所述操作部的近端设置有第一接口部；
数据传输线缆，包括设置在远端的第二接口部和第一光模块；所述第二接口部与所述第一接口部连接；所述第一光模块与所述图像处理组件电连接，用于从所述图像处理组件获取第一电信号，并将所述第一电信号转换为第一光信号；所述第一电信号至少包括所述图像信号；
所述数据传输线缆还包括至少一根光纤，所述光纤的远端与所述第一光模块连接，用于将所述第一光模块生成的所述第一光信号传送至所述光纤的近端；
所述数据传输线缆还包括设置在近端的电连接器和第二光模块，所述第二光模块与所述光纤的近端连接，用于获取所述光纤传送的所述第一光信号，并将所述第一光信号转换为第二电信号；所述第二电信号至少包括所述图像信号；所述电连接器用于可移除地插接于图像处理设备，以将所述第二电信号传送至所述图像处理设备。
根据本发明的第二方面，本申请实施例提供了另一种内窥镜装置，包括：
操作部，所述操作部包括具有可握持形状的壳体和设置在所述壳体内部的图像处理组件，所述图像处理组件用于至少输出患者待观察部位的图像信号；所述操作部的近端设置有第一接口部；
所述操作部还包括第一光模块，所述第一光模块与所述图像处理组件电连接，用于从所述图像处理组件获取第一电信号，并将所述第一电信号转换为第一光信号；所述第一电信号至少包括所述图像信号；
数据传输线缆，包括设置在远端的第二接口部；所述第二接口部与所述第一接口部连接；
所述数据传输线缆还包括至少一根光纤，所述光纤的远端通过光连接器与所述第一光模块连接，用于从所述第一光模块获取所述第一光信号，并传送至所述光纤的近端；
所述数据传输线缆还包括设置在近端电连接器和第二光模块，所述第二光模块与所述光纤的近端连接，用于获取所述光纤传送的所述第一光信号，并将所述第一光信号转换为第二电信号；所述第二电信号至少包括所述图像信号；所述电连接器用于可移除地插接于图像处理设备，以将所述第二电信号传送至所述图像处理设备。
根据本发明的第三方面，本申请实施例提供了一种内窥镜数据传输线缆，所述数据传输线缆包括设置在远端的第二接口部和第一光模块；所述第二接口部用于与内窥镜装置的操作部的第一接口部连接；所述第一光模块用于与所述操作部的图像处理组件电连接，以从所述图像处理组件获取第一电信号，并将所述第一电信号转换为第一光信号；所述第一电信号至少包括所述图像处理组件输出的患者待观察部位的图像信号；
所述数据传输线缆还包括至少一根光纤，所述光纤的远端与所述第一光模块连接，用于将所述第一光模块生成的所述第一光信号传送至所述光纤的近端；
所述数据传输线缆还包括设置在近端的电连接器和第二光模块，所述第二光模块与所述光纤的近端连接，用于获取所述光纤传送的所述第一光信号，并将所述第一光信号转换为第二电信号；所述第二电信号至少包括所述图像信号；所述电连接器用于可移除地插接于图像处理设备，以将所述第二电信号传送至所述图像处理设备。
根据本发明的第四方面，本申请实施例提供了一种内窥镜摄像系统，包括光源、导光束、图像处理设备、和上述任意一项所述的内窥镜装置，所述光源通过所述导光束与所述内窥镜装置连接。
 有益效果 附图说明
图1为本申请一实施例中内窥镜摄像系统的结构示意图；
图2为本申请一实施例中内窥镜装置的结构示意图；
图3为本申请一实施例中操作部的内部结构示意图；
图4为本申请一实施例中数据传输线缆远端的结构示意图；
图5为本申请一实施例中数据传输线缆远端的结构示意图；
图6为本申请一实施例中数据传输线缆近端（电连接器）的结构示意图；
图7为本申请一实施例中数据传输线缆电连接器的结构示意图；
图8为本申请一实施例中线簧插针与线簧插孔的结构示意图；
图9为本申请一实施例中数据传输线缆的内部结构示意图；
图10为本申请一实施例中数据传输线缆中螺旋管的结构示意图；
图11为本申请一实施例中数据传输线缆的结构示意图；
图12为本申请一实施例中数据传输线缆的结构示意图；
图13为本申请一实施例中内窥镜装置的结构示意图。
 本发明的实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
由于需要实现图像信号的光传输，则必然需要将图像信号在摄像头端通过电光转换模块转换为光信号，光信号通过光纤传输后，再通过光电转换模块转换为电信号，以供图像处理设备进行处理。电光转换模块和光电转换模块都存在一定的体积，电光转换模块设置在线缆与摄像头连接的一端，其通常可以适度地共用摄像头主体内的空间，甚至是电光转换模块作为摄像头的一部分，直接设置在摄像头内部。因此，电光转换模块对线缆头端体积的设计影响不大。但是，光电转换模块位于线缆与图像处理设备连接的一端，此处的设计需要兼顾线缆头端的尺寸和光电转换模块的空间布局，这对本领域技术人员来讲具备一定的设计难度。这也是为什么前面提及的光连接器方案被采用的因素之一。在光连接器方案中，线缆与图像处理设备通过光连接器进行连接，光电转换模块设置在图像处理设备内部，其具备足够的空间进行布局，因此，也就不存在该问题。当然，光连接器方案也带来了前面提及的成本高、可靠性低的新问题。
本申请首次提出在内窥镜数据传输线缆两端分别实现“电-光-电”转换。线缆中的高速视频信号使用光纤传输，保证信号传输质量和可靠性，同时，将电光和光电转换模块集成在线缆两端，摄像头端的电信号通过电连接器传输到线缆，经过电光转换模块转换为光信号，光信号通过光纤在线缆中传输，在线缆与图像处理设备连接端通过光电转换模块转换为电信号，再通过电连接器传输到图像处理设备内部。
本申请实施例中，图像信号作为高速信号，使用光纤传输，在数据传输线缆上实现电-光-电的转换，支持长距离通信，同时保证传输到图像处理设备的信号质量，光纤丝还可以减小线缆的直径及重量，改善用户使用的手感。
光电和电光转换模块分别集成在数据传输线缆的两端，避免了光电转换模块集成在图像处理设备端时对零件公差、透镜洁净度等特殊要求，在保证信号质量的同时降低成本，提高可靠性。
如图1所示，本申请实施例提供了一种内窥镜摄像系统1000，包括光源10、导光束20、内窥镜摄像头40、数据传输线缆71、图像处理设备50、显示器60和视频连接线72。内窥镜30用于插入患者100的待观察部位，其包括照明光路和成像光路，照明光路与导光束20对接，用于将光源10传输的光照射至检查对象的特定部位，成像光路与内窥镜摄像头40对接，以获取检查对象特定部位反射或激发的光信号，并传输至内窥镜摄像头40。
图像处理设备50通过数据传输线缆71与内窥镜摄像头40连接，内窥镜摄像头40生成的图像信号通过数据传输线缆71传输到图像处理设备50进行处理。
在一实施例中，内窥镜摄像头40将图像信号（电信号）转成光信号，由数据传输线缆71传输到图像处理设备50，图像处理设备50再将光信号转成电信号（图像信号）。在另一实施例中，数据传输线缆71连接摄像头40的一端设置有电光转换模块，用于将图像信号转成光信号；信号传输线缆71连接图像处理设备50的一端设置有光电转换模块，用于将传输过来的光信号转换回电信号，并传输至图像处理设备50。
图像处理设备50通过视频连接线72与显示器60连接，用于将图像信号发送到显示器60进行显示。在某些实施例中，数据传输线缆71可以为光通信线缆，例如光纤；在另一实施例中，数据传输线缆71也可以为光电复合通信线缆。
在一实施例中，内窥镜30可以为光学硬管镜，摄像头40设置有一个或多个图像传感器，用于将光学硬管镜传输的图像光转换为图像信号。光学硬管镜与摄像头40通过卡扣结构可拆卸连接。
在另一实施例中，内窥镜30同样为硬管镜，但图像传感器设置于内窥镜30插入患者100的头端，图像传感器将内窥镜 30头端获取的图像光转换成图像信号后传输至摄像头40，摄像头40内设置有图像处理组件，用于对图像信号进行处理。内窥镜30与摄像头40为集成的一体式部件，两者在操作时不可拆卸。典型的，3D硬管内窥镜属于这种结构形态。
在另一实施例中，内窥镜30可以为柔性结构，图像传感器设置于内窥镜30插入患者100的头端，图像传感器将内窥镜 30头端获取的图像光转换成图像信号后传输至摄像头40，摄像头40内设置有图像处理组件，用于对图像信号进行处理。内窥镜30与摄像头40为集成的一体式部件，两者在操作时不可拆卸。典型的，电子软镜属于这种结构形态。
本领域技术人员应当理解的是，图1仅是内窥镜摄像系统1000的示例，并不构成对内窥镜摄像系统1000的限定，内窥镜摄像系统1000可以包括比图1所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
请参见图2-9，本申请实施例提供了一种内窥镜装置，包括操作部40和数据传输线缆71。
操作部40通常也被称作摄像头（即图1中的40），操作部40包括具有可握持形状的壳体和设置在壳体内部的图像处理组件80，图像处理组件80用于至少输出患者待观察部位的图像信号，操作部40的近端设置有第一接口部201。
数据传输线缆71包括设置在远端的第二接口部202和第一光模块203；第二接口部202与第一接口部201连接；第一光模块203与图像处理组件80电连接，用于从图像处理组件80获取第一电信号，并将第一电信号转换为第一光信号；第一电信号至少包括图像信号。
本申请实施例中，“近端”、“远端”是指在内窥镜摄像系统中，同一部件远离图像处理设备50的一端为远端，靠近图像处理设备50的一端为近端。
数据传输线缆71还包括至少一根光纤204，光纤204的远端与第一光模块203连接，用于将第一光模块203生成的第一光信号传送至光纤204的近端。
数据传输线缆71还包括设置在近端电连接器205和第二光模块206，第二光模块206与光纤204的近端连接，用于获取光纤204传送的第一光信号，并将第一光信号转换为第二电信号；第二电信号至少包括图像信号；电连接器205用于可移除地插接于图像处理设备50，以将第二电信号传送至图像处理设备50。本实施例中，电连接器205用于可移除地插接于图像处理设备50的外部。
本实施例中，第一光模块203可以包括电光转换模块，用于将电信号转换为光信号，以通过光纤204进行信号的光传输；第二光模块206可以包括光电转换模块，用于将光纤204传输的光信号转换为电信号，以通过电连接器205传输至图像处理设备50。
本申请实施例中，数据传输线缆71两头分别设置第一光模块203和第二光模块206，可以实现内窥镜图像信号的光传输，为大数据量的高速传输提供了具体的解决方案。电连接器205可移除地插接于图像处理设备50上，可以保证操作部和数据传输线缆一起拆卸后进行清洗消毒。另外，数据传输线缆71与图像处理设备50通过电连接器205进行连接，避免了使用光连接器进行 连接时，制造工艺复杂，数据传输可靠性低的问题。
在一实施例中，数据传输线缆71还包括电源线210，电源线210的一端用于通过电连接器205连接至图像处理设备50的电源，另一端用于连接至图像处理组件80和第一光模块203，以为图像处理组件80和第一光模块供203电。
在一实施例中，数据传输线缆71还包括至少一根控制信号线210（图2中，电源线与控制信号线未区分画出，本申请实施例中使用同一标号进行示意），控制信号线210的一端用于通过电连接器205连接至图像处理设备50，另一端连接到图像处理组件80，以在图像处理组件80和图像处理设备50之间单向或双向传输控制电信号。
本实施例中，控制电信号包括操作部40上物理按键信号，例如内窥镜图像的亮度调节、对焦调节等按键的控制信号。在一些实施例中，控制信号线210需要实现控制电信号的双向传输，例如将图像处理设备50中的一些控制信号传输至操作部40，这些控制信号例如可以包括调焦驱动信号，用于调节操作部40中的光学镜片，以实现内窥镜图像的调焦。
结合图7，在一实施例中，电连接器205包括多个电信号端子208，电信号端子用于在电连接器205插接在图像处理设备50上时，与图像处理设备205电连接，以将第二电信号传送至图像处理设备50，在图像处理组件80和图像处理设备50之间传输控制电信号，以及将电源线210的一端连接至图像处理设备50的电源。
在一实施例中，如图2所示，图像处理设备50设置有与电连接器205对应的配插的另一电连接器207。通常的，数据传输线缆71与图像处理设备50的电连接器为一对公母插头插座。
如图8所示，在一实施例中，电信号端子208为线簧插针211，线簧插针211用于与图像处理设备50端的线簧插孔212配插。这种线簧端子连接方式具有多点接触、插拔力小、可靠性高的特点，满足内窥镜对于数据传输线缆71插拔寿命的要求。
电信号端子与图像处理设备中的端子使用弹性金属件接触连接（包括但不限于双曲面线簧、贯簧等结构），可靠性更高，加工难度低，成本可控。
本专利申请的申请人在2021年12月31日提交的，申请号为PCT/CN2021/143064的国际专利申请记载了一种用于内窥镜摄像系统的电连接器，其采用了线簧插针和线簧插孔的方案，使得电连接器可靠性更高。该专利申请记载的内容通过优先权的方式全部引用记载于本申请中。
在一实施例中，插座孔增加图7所示的棱式结构（插针内陷，低于外部其他结构），增加数据传输线缆71插头与图像处理设备50插座的定位，防止由于插头插入位置偏差导致的插针折弯，同时保护插针免受外部其他器械的碰撞。
在一实施例中，多个电信号端子208包括第一类端子和第二类端子，第一类端子和第二类端子之间爬电距离不小于2.5mm，空气间隙不小于1.5mm。本实施例中，第一类端子包括在数据传输线缆71中进行光传输的信号（例如图像信号）的连接端子，第二类端子包括在数据传输线缆71中进行电传输的信号（例如控制信号）的连接端子。由于光传输的信号通常为大数据量的高速信号，电传输的信号通常为低速信号，因此，将两类信号对应的电信号端子进行区分，并且限制两类端子之间的爬电距离和空气间隙，以实现两类信号的电气隔离，避免干扰。
如图7所示，在一实施例中，多个电信号端子208包括第一组端子213和第二组端子214，第一组端子213和第二组端子214设置于电连接器205插接面的两个不同区域（如图7中虚线划定的两个区域），两个不同区域的相邻边界的距离L1大于第一组端子213或第二组端子214中的任意两个相邻端子之间的最小距离L2；第二光模块206生成的第二电信号通过第一组端子213中的至少部分传输至图像处理设备50，电源线和控制信号线210通过第二组端子214中的至少部分与图像处理设备50电连接。本实施例中，由于第二电信号属于通过光传输的高速信号，电源线和控制信号线210传输的电信号属于 低速信号，因此，将高速信号和低速信号对应的连接端子划分成两组，并分区域进行物理隔离，可以实现两类信号的电气隔离，避免干扰。
在一实施例中，第一组端子213除了包括用于传输图像信号的端子外，还包括第一电源端子2131，用于连接至图像处理设备50的电源，以为第二光模块206供电；第二组端子214还包括第二电源端子2141，用于连接到电源线210，以将电源线210的一端连接至图像处理设备50的电源。
在一实施例中，第一组端子213还包括第一接地端子2132，用于将传输第二电信号的器件的特定部位连接至图像处理设备50上的地电位，以实现保护接地；例如，将传输第二电信号的器件包括相关的电路板，第一接地端子2132用于将电路板上的GND连接至图像处理设备50上的地电位。第二组端子214还包括第二接地端子2142，用于将传输控制电信号的器件的特定部位连接至图像处理设备50上的地电位，以实现保护接地；例如，将传输控制电信号的器件包括相关的电路板，第二接地端子2142用于将电路板上的GND连接至图像处理设备50上的地电位。
如图3-5所示，在一实施例中，图像处理组件80包括第一板对板连接器215，数据传输线缆71包括与第一板对板连接器215对应的第二板对板连接器216，第一板对板连接器215和第二板对板连接器216插接后实现第一光模块203与图像处理组件80的电连接。需要说明的是，图像处理组件80应当认为包括操作部40内部的图像处理板卡，以及电源板、图像传感器板、控制电路板等元件。这些元件输出的信号可以集中通过第一板对板连接器215和第二板对板连接器216传输至数据传输线缆71，或者，图像处理组件80通过第一板对板连接器215和第二板对板连接器216从图像处理设备50获取信号。
在一实施例中，第一板对板连接器215通过一柔性电路板217与图像处理组件80的其他部件电连接，第一板对板连接器215作为一自由端，以实现与第二板对板连接器216的插接或拆卸。通常的，操作部40与数据传输线缆71在生产组装时为两个分离的部件，需要将两者通过第一接口部201和第二接口部202进行装配，第一板对板连接器215通过柔性电路板217连接到图像处理组件80，其作为自由端，可以更好地方便装配。
在另一实施例中，第二板对板连接器216通过一柔性电路板与第一光模块203电连接，第二板对板连接器216作为一自由端，以实现与第一板对板连接器215的插接或拆卸。
可知，第一板对板连接器215和第二板对板连接器216中的一者或两者作为自由端，可以根据实际需求选择。只要保证其中之一作为自由端，便可达到方便装配的目的。
在一实施例中，第一电信号还包括控制信号，第二电信号还包括控制信号。本实施例中，控制信号同样可以包括操作部40的物理按键信号，这些控制信号通过光纤204以光传输的方式传输至图像处理设备50。当然，在一些实施例中，控制信号可以全部采用光传输的方式，也可以全部采用电传输的方式，也可以部分采用光传输，部分采用电传输的方式。
在一实施例中，第一光模块203还用于将第一电信号中的图像信号和控制信号分别转换为光信号后，以分时或分频的方式通过光纤204进行传输。由于图像信号和控制信号属于两类不同的信号，为了在光传输过程中区分两者，以及避免相互干扰，可以将两类信号分时或分频的形式进行光传输。当然，在另一实施例中，也可以将两类融合在一起进行传输，而不采用分时或分频的方式分开传输。
在一实施例中，第二光模块206还用于通过电连接器205从图像处理设备50获取第三电信号，并将第三电信号转换为第二光信号；光纤204还用于将第二光信号传输至光纤204的远端；第一光模块203还用于获取第二光信号，并将第二光信号转换为第四电信号，以传输至图像处理组件80。本实施例中，第一光模块203还包括光电转换模块，第二光模块206还包括电光转换模块。本实施例中，数据传输线缆71可以实现在图像处理组件80和图像处理设备50之间进行信号的双向光传输。
在一实施例中，为了在光传输过程中区分双向的光信号，以及避免相互干扰，第一光模块203和第二光模块206配置为以分时或分频的方式通过光纤204进行第一光信号和第二光信号的传输。
如图9所示，在一实施例中，数据传输线缆71还包括外层保护套218和螺旋管219，螺旋管219设置在光纤204与外层保护套218之间，螺旋管219将光纤204包裹在螺旋管219内部；外层保护套218设置在最外层，外层保护套218将光纤204和螺旋管219包裹在外层保护套内部。再如图10所示，其为本实施例中螺旋管219的形状结构示意图。由于数据传输线缆71为柔性线缆，其在使用过程中，经常被弯曲，甚至被大角度折弯。本实施例中，设置螺旋管219可以更好地保护光纤204，避免数据传输线缆71在弯曲过程中光纤204断裂，提高数据传输线缆71的抗碾压和耐弯折性。如图5所示，第一光模块203中设置有一个或多个光纤连接端口220，用于连接数据传输线缆71内部的光纤204。
在一实施例中，电源线和控制信号线210可设置在螺旋管219外层。
本专利申请的申请人在2021年12月31日提交的，申请号为202111672585.8的中国专利申请记载了一种用于内窥镜摄像系统的数据传输线缆，其采用了螺旋管保护结构，提供了一种高可靠性的线缆。该专利申请记载的内容通过优先权的方式全部引用记载于本申请中。
在一实施例中，如图4所示，第二接口部202和第一接口部201通过螺纹套接连接。第二接口部202可以套接在数据传输线缆71的头端，其可以为一自由端。当操作部40与数据传输线缆71头端的内部电路元件连接好后，第二接口部202再通过螺纹连接的方式套接于第一接口部201。
在一些实施例中，如图11所示，数据传输线缆71的两端通常为硬质的连接端，以方便设置电子元件在其内部。即，在这些实施例中，第二板对板连接器216、第一光模块203及其相关电路板卡设置在数据传输线缆71远端的硬质部件内；电连接器205、第二光模块206及其相关电路板卡设置在数据传输线缆71近端的硬质部件内。硬质部件可以是一硬质的壳体。
在另一些实施例中，如图12所示，第二板对板连接器216及其相关电路板卡设置在数据传输线缆71远端的硬质部件内，第一光模块203设置在数据传输线缆71远端的柔性部位处；电连接器205及其相关电路板卡设置在数据传输线缆71近端的硬质部件内；第二光模块206设置在数据传输线缆71近端的柔性部位处。
如图13所示，本申请实施例还提供了另外一种内窥镜装置，其与上述实施例提供的内窥镜装置的结构类似，区别在于，第一光模块203设置在操作部40内数据传输线缆71内的光纤204与第一光模块203之间通过光连接器221连接，光连接器221用于将第一光模块203生成的光信号传输至光纤204。本实施例中，由于光连接器221位于操作部40和数据传输线缆71之间，而通常的，操作部40和数据传输线缆71装配后，用户一般不会进行拆卸，两者基本都是一起使用，包括清洗消毒时，也是一起进行。因此，光连接器221设置在这个位置，不会带来前文所提及的数据传输线缆71与图像处理设备50使用光连接器进行数据传输所有问题。这些实施例中，内窥镜装置的其他结构和工作原理与图1-12相同，此处不再赘述。
同样参考图1-12，本申请实施例还提供了一种内窥镜数据传输线缆71，数据传输线缆71包括设置在远端的第二接口部202和第一光模块203；第二接口部202用于与内窥镜装置的操作部40的第一接口部201连接；第一光模块203用于与操作部40的图像处理组件80电连接，以从图像处理组件80获取第一电信号，并将第一电信号转换为第一光信号；第一电信号至少包括图像处理组件80输出的患者待观察部位的图像信号。
数据传输线缆71还包括至少一根光纤204，光纤204的远端与第一光模块203连接，用于将第一光模块203生成的第一光信号传送至光纤204的近端；
数据传输线缆71还包括设置在近端的电连接器205和第二光模块206，第二光模块206与光纤204的近端连接，用于获取光纤204传送的第一光信号，并将第一光信号转换为第二电信号；第二电信号至少包括图像信号；电连接器205用于可移除地插接于一图像处理设备50，以将第二电信号传送至图像处理设备50。
这些实施例中，数据传输线缆71的结构与工作原理与图1-12相同，此处不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (53)

  1. 一种内窥镜装置，其特征在于，包括：
    操作部，所述操作部包括具有可握持形状的壳体和设置在所述壳体内部的图像处理组件，所述图像处理组件用于至少输出患者待观察部位的图像信号，所述操作部的近端设置有第一接口部；
    数据传输线缆，包括设置在远端的第二接口部和第一光模块；所述第二接口部与所述第一接口部连接；所述第一光模块与所述图像处理组件电连接，用于从所述图像处理组件获取第一电信号，并将所述第一电信号转换为第一光信号；所述第一电信号至少包括所述图像信号；
    所述数据传输线缆还包括至少一根光纤，所述光纤的远端与所述第一光模块连接，用于将所述第一光模块生成的所述第一光信号传送至所述光纤的近端；
    所述数据传输线缆还包括设置在近端的电连接器和第二光模块，所述第二光模块与所述光纤的近端连接，用于获取所述光纤传送的所述第一光信号，并将所述第一光信号转换为第二电信号；所述第二电信号至少包括所述图像信号；所述电连接器用于可移除地插接于图像处理设备，以将所述第二电信号传送至所述图像处理设备。
  2. 如权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，所述数据传输线缆还包括电源线，所述电源线的一端用于通过所述电连接器连接至所述图像处理设备的电源，另一端用于连接至所述图像处理组件和所述第一光模块，以为所述图像处理组件和所述第一光模块供电。
  3. 如权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于，所述数据传输线缆还包括至少一根控制信号线，所述控制信号线的一端用于通过所述电连接器连接至所述图像处理设备，另一端连接到所述图像处理组件，以在所述图像处理组件和所述图像处理设备之间单向或双向传输控制电信号。
  4. 如权利要求3所述的内窥镜装置，其特征在于，所述电连接器包括多个电信号端子，所述电信号端子用于在所述电连接器插接在所述图像处理设备上时，与所述图像处理设备电连接，以将所述第二电信号传送至所述图像处理设备，在所述图像处理组件和所述图像处理设备之间传输所述控制电信号，以及将所述电源线的一端连接至所述图像处理设备的电源。
  5. 如权利要求4所述的内窥镜装置，其特征在于，所述多个电信号端子包括第一类端子和第二类端子，所述第一类端子和所述第二类端子之间爬电距离不小于2.5mm，空气间隙不小于1.5mm。
  6. 如权利要求4所述的内窥镜装置，其特征在于，所述多个电信号端子包括第一组端子和第二组端子，所述第一组端子和所述第二组端子设置于所述电连接器插接面的两个不同区域，所述两个不同区域的相邻边界的距离大于所述第一组端子或所述第二组端子中的任意两个相邻端子之间的最小距离；所述第二光模块生成的第二电信号通过所述第一组端子中的至少部分传输至所述图像处理设备，所述电源线和控制信号线通过所述第二组端子中的至少部分与所述图像处理设备电连接。
  7. 如权利要求6所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第一组端子还包括第一电源端子，用于连接至所述图像处理设备的电源，以为所述第二光模块供电；所述第二组端子还包括第二电源端子，用于连接到所述电源线，以将所述电源线的一端连接至所述图像处理设备的电源。
  8. 如权利要求6所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第一组端子还包括第一接地端子，用于将传输所述第二电信号的器件的特定部位连接至所述图像处理设备上的地电位，以实现保护接地；所述第二组端子还包括第二接地端子，用于将传输所述控制电信号的器件的特定部位连接至所述图像处理设备上的地电位，以实现保护接地。
  9. 如权利要求4所述的内窥镜装置，其特征在于，所述电信号端子为线簧插针，所述线簧插针用于与所述图像处理设备端的线簧插孔配插。
  10. 如权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，所述图像处理组件包括第一板对板连接器，所述数据传输线缆包括与所述第一板对板连接器对应的第二板对板连接器，所述第一板对板连接器和所述第二板对板连接器插接后实现所述第一光模块与所述图像处理组件的电连接。
  11. 如权利要求10所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第一板对板连接器通过柔性电路板与所述图像处理组件的其他部件电连接，所述第一板对板连接器作为一自由端，以实现与所述第二板对板连接器的插接或拆卸。
  12. 如权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第一电信号还包括控制信号，所述第二电信号还包括所述控制信号。
  13. 如权利要求12所述的内窥镜装置，其特征在于，所述控制信号包括所述操作部的物理按键信号。
  14. 如权利要求12所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第一光模块还用于将所述第一电信号中的图像信号和控制信号分别转换为光信号后，以分时或分频的方式通过所述光纤进行传输。
  15. 如权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第二光模块还用于通过所述电连接器从所述图像处理设备获取第三电信号，并将所述第三电信号转换为第二光信号；所述光纤还用于将所述第二光信号传输至所述光纤的远端；所述第一光模块还用于获取所述第二光信号，并将所述第二光信号转换为第四电信号，以传输至所述图像处理组件。
  16. 如权利要求15所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第一光模块和所述第二光模块配置为以分时或分频的方式通过所述光纤进行所述第一光信号和所述第二光信号的传输。
  17. 如权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，所述数据传输线缆还包括外层保护套和螺旋管，所述螺旋管设置在所述光纤与所述外层保护套之间，所述螺旋管将所述光纤包裹在所述螺旋管内部；所述外层保护套设置在最外层，所述外层保护套将所述光纤和所述螺旋管包裹在所述外层保护套内部。
  18. 如权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第二接口部和所述第一接口部通过螺纹套接连接。
  19. 一种内窥镜装置，其特征在于，包括：
    操作部，所述操作部包括具有可握持形状的壳体和设置在所述壳体内部的图像处理组件，所述图像处理组件用于至少输出患者待观察部位的图像信号；所述操作部的近端设置有第一接口部；
    所述操作部还包括第一光模块，所述第一光模块与所述图像处理组件电连接，用于从所述图像处理组件获取第一电信号，并将所述第一电信号转换为第一光信号；所述第一电信号至少包括所述图像信号；
    数据传输线缆，包括设置在远端的第二接口部；所述第二接口部与所述第一接口部连接；
    所述数据传输线缆还包括至少一根光纤，所述光纤的远端通过光连接器与所述第一光模块连接，用于从所述第一光模块获取所述第一光信号，并传送至所述光纤的近端；
    所述数据传输线缆还包括设置在近端电连接器和第二光模块，所述第二光模块与所述光纤的近端连接，用于获取所述光纤传送的所述第一光信号，并将所述第一光信号转换为第二电信号；所述第二电信号至少包括所述图像信号；所述电连接器用于可移除地插接于图像处理设备，以将所述第二电信号传送至所述图像处理设备。
  20. 如权利要求19所述的内窥镜装置，其特征在于，所述数据传输线缆还包括电源线，所述电源线的一端用于通过所述电连接器连接至所述图像处理设备的电源，另一端用于地连接至所述图像处理组件和所述第一光模块，以为所述图像处理组件和所述第一光模块供电。
  21. 如权利要求20所述的内窥镜装置，其特征在于，所述数据传输线缆还包括至少一根控制信号线，所述控制信号线的一端用于通过所述电连接器连接至所述图像处理设备，另一端连接到所述图像处理组件，以在所述图像处理组件和所述图像处理设备之间单向或双向传输控制电信号。
  22. 如权利要求21所述的内窥镜装置，其特征在于，所述电连接器包括多个电信号端子，所述电信号端子用于在所述电连接器插接在所述图像处理设备上时，与所述图像处理设备电连接，以将所述第二电信号传送至所述图像处理设备，在所述图像处理组件和所述图像处理设备之间传输所述控制电信号，以及将所述电源线的一端连接至所述图像处理设备的电源。
  23. 如权利要求22所述的内窥镜装置，其特征在于，所述多个电信号端子包括第一类端子和第二类端子，所述第一类端子和所述第二类端子之间爬电距离不小于2.5mm，空气间隙不小于1.5mm。
  24. 如权利要求22所述的内窥镜装置，其特征在于，所述多个电信号端子包括第一组端子和第二组端子，所述第一组端子和所述第二组端子设置于所述电连接器插接面的两个不同区域，所述两个不同区域的相邻边界的距离大于所述第一组端子或所述第二组端子中的任意两个相邻端子之间的最小距离；所述第二光模块生成的第二电信号通过所述第一组端子中的至少部分传输至所述图像处理设备，所述电源线和控制信号线通过所述第二组端子中的至少部分与所述图像处理设备电连接。
  25. 如权利要求24所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第一组端子还包括第一电源端子，用于连接至所述图像处理设备的电源，以为所述第二光模块供电；所述第二组端子还包括第二电源端子，用于连接到所述电源线，以将所述电源线的一端连接至所述图像处理设备的电源。
  26. 如权利要求25所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第一组端子还包括第一接地端子，用于将传输所述第二电信号的器件的特定部位连接至所述图像处理设备上的地电位，以实现保护接地；所述第二组端子还包括第二接地端子，用于将传输所述控制电信号的器件的特定部位连接至所述图像处理设备上的地电位，以实现保护接地。
  27. 如权利要求22所述的内窥镜装置，其特征在于，所述电信号端子为线簧插针，所述线簧插针与所述图像处理设备端的线簧插孔配插。
  28. 如权利要求19所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第一电信号还包括控制信号，所述第二电信号还包括所述控制信号。
  29. 如权利要求28所述的内窥镜装置，其特征在于，所述控制信号包括所述操作部的物理按键信号。
  30. 如权利要求28所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第一光模块还用于将所述第一电信号中的图像信号和控制信号分别转换为光信号后，以分时或分频的方式通过所述光纤进行传输。
  31. 如权利要求19所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第二光模块还用于通过所述电连接器从所述图像处理设备获取第三电信号，并将所述第三电信号转换为第二光信号；所述光纤还用于将所述第二光信号传输至所述光纤的远端；所述第一光模块还用于获取所述第二光信号，并将所述第二光信号转换为第四电信号，以传输至所述图像处理组件。
  32. 如权利要求31所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第一光模块和所述第二光模块配置为以分时或分频的方式通过所述光纤进行所述第一光信号和所述第二光信号的传输。
  33. 如权利要求19所述的内窥镜装置，其特征在于，所述数据传输线缆还包括外层保护套和螺旋管，所述螺旋管设置在所述光纤与所述外层保护套之间，所述螺旋管将所述光纤包裹在所述螺旋管内部；所述外层保护套设置在最外层，所述外层保护套将所述光纤和所述螺旋管包裹在所述外层保护套内部。
  34. 如权利要求19所述的内窥镜装置，其特征在于，所述第二接口部和所述第一接口部通过螺纹套接连接。
  35. 一种内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述数据传输线缆包括设置在远端的第二接口部和第一光模块；所述第二接口部用于与内窥镜装置的操作部的第一接口部连接；所述第一光模块用于与所述操作部的图像处理组件电连接，以从所述图像处理组件获取第一电信号，并将所述第一电信号转换为第一光信号；所述第一电信号至少包括所述图像处理组件输出的患者待观察部位的图像信号；
    所述数据传输线缆还包括至少一根光纤，所述光纤的远端与所述第一光模块连接，用于将所述第一光模块生成的所述第一光信号传送至所述光纤的近端；
    所述数据传输线缆还包括设置在近端的电连接器和第二光模块，所述第二光模块与所述光纤的近端连接，用于获取所述光纤传送的所述第一光信号，并将所述第一光信号转换为第二电信号；所述第二电信号至少包括所述图像信号；所述电连接器用于可移除地插接于图像处理设备，以将所述第二电信号传送至所述图像处理设备。
  36. 如权利要求35所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述数据传输线缆还包括电源线，所述电源线的一端用于通过所述电连接器连接至所述图像处理设备的电源，另一端用于连接至所述图像处理组件和所述第一光模块，以为所述图像处理组件和所述第一光模块供电。
  37. 如权利要求36所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述数据传输线缆还包括至少一根控制信号线，所述控制信号线的一端用于通过所述电连接器连接至所述图像处理设备，另一端连接到所述图像处理组件，以在所述图像处理组件和所述图像处理设备之间单向或双向传输控制电信号。
  38. 如权利要求37所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述电连接器包括多个电信号端子，所述电信号端子用于在所述电连接器插接在所述图像处理设备上时，与所述图像处理设备电连接，以将所述第二电信号传送至所述图像处理设备，在所述图像处理组件和所述图像处理设备之间传输所述控制电信号，以及将所述电源线的一端连接至所述图像处理设备的电源。
  39. 如权利要求38所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述多个电信号端子包括第一类端子和第二类端子，所述第一类端子和所述第二类端子之间爬电距离不小于2.5mm，空气间隙不小于1.5mm。
  40. 如权利要求38所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述多个电信号端子包括第一组端子和第二组端子，所述第一组端子和所述第二组端子设置于所述电连接器插接面的两个不同区域，所述两个不同区域的相邻边界的距离大于所述第一组端子或所述第二组端子中的任意两个相邻端子之间的最小距离；所述第二光模块生成的第二电信号通过所述第一组端子中的至少部分传输至所述图像处理设备，所述电源线和控制信号线通过所述第二组端子中的至少部分与所述图像处理设备电连接。
  41. 如权利要求40所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述第一组端子还包括第一电源端子，用于连接至所述图像处理设备的电源，以为所述第二光模块供电；所述第二组端子还包括第二电源端子，用于连接到所述电源线，以将所述电源线的一端连接至所述图像处理设备的电源。
  42. 如权利要求40所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述第一组端子还包括第一接地端子，用于将传输所述第二电信号的器件的特定部位连接至所述图像处理设备上的地电位，以实现保护接地；所述第二组端子还包括第二接地端子，用于将传输所述控制电信号的器件的特定部位连接至所述图像处理设备上的地电位，以实现保护接地。
  43. 如权利要求38所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述电信号端子为线簧插针，所述线簧插针用于与所述图像处理设备端的线簧插孔配插。
  44. 如权利要求35所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述图像处理组件包括第一板对板连接器，所述数据传输线缆包括与所述第一板对板连接器对应的第二板对板连接器，所述第一板对板连接器和所述第二板对板连接器插接后实现所述第一光模块与所述图像处理组件的电连接。
  45. 如权利要求44所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述第二板对板连接器通过柔性电路板与所述第一光模块电连接，所述第二板对板连接器作为一自由端，以实现与所述第一板对板连接器的插接或拆卸。
  46. 如权利要求35所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述第一电信号还包括控制信号，所述第二电信号还包括所述控制信号。
  47. 如权利要求46所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述控制信号包括所述操作部的物理按键信号。
  48. 如权利要求46所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述第一光模块还用于将所述第一电信号中的图像信号和控制信号分别转换为光信号后，以分时或分频的方式通过所述光纤进行传输。
  49. 如权利要求35所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述第二光模块还用于通过所述电连接器从所述图像处理设备获取第三电信号，并将所述第三电信号转换为第二光信号；所述光纤还用于将所述第二光信号传输至所述光纤的远端；所述第一光模块还用于获取所述第二光信号，并将所述第二光信号转换为第四电信号，以传输至所述图像处理组件。
  50. 如权利要求49所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述第一光模块和所述第二光模块配置为以分时或分频的方式通过所述光纤进行所述第一光信号和所述第二光信号的传输。
  51. 如权利要求35所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述数据传输线缆还包括外层保护套和螺旋管，所述螺旋管设置在所述光纤与所述外层保护套之间，所述螺旋管将所述光纤包裹在所述螺旋管内部；所述外层保护套设置在最外层，所述外层保护套将所述光纤和所述螺旋管包裹在所述外层保护套内部。
  52. 如权利要求35所述的内窥镜数据传输线缆，其特征在于，所述第二接口部和所述第一接口部通过螺纹套接连接。
  53. 一种内窥镜摄像系统，其特征在于，包括光源（10）、导光束（20）、图像处理设备（50）、和如权利要求1-34任意一项所述的内窥镜装置，所述光源（10）通过所述导光束（20）与所述内窥镜装置连接。
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