KR20190018745A - 컴팩트한 양안 영상 포착 디바이스 - Google Patents

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Abstract

양안 영상 포착 디바이스는 복수의 적층된 회로 보드들, 복수의 적층된 회로 보드들 중 제1 회로 보드에 장착된 전방을 향하는 이중 영상 센서, 및 복수의 적층된 회로 보드들 중 하나 이상에 장착되어 이중 영상 센서에 의해 발생되는 전기 신호들을 수신하도록 결합된 신호 조절 전자 기기를 포함한다. 이중 영상 센서는 밀폐 하우징 내에 봉입된다. 몇몇 예에서, 밀폐 하우징은 제1 회로 보드, 제1 회로 보드에 고정된 전이 링, 및 전이 링에 고정된 광학 마운트에 의해 형성될 수 있다. 몇몇 예에서, 밀폐 하우징은 정합하는 열 팽창 계수들을 갖는 재료들을 사용하여 형성될 수 있다. 몇몇 예에서, 양안 영상 포착 디바이스는 샤프트에 의해 봉입되고, 복수의 적층된 회로 보드들은 샤프트의 길이를 따라 적층된다.

Description

컴팩트한 양안 영상 포착 디바이스
관련 출원
본 특허 출원은 2016년 7월 14일자로 출원된, 발명의 명칭이 "컴팩트한 양안 영상 포착 디바이스(COMPACT BINOCULAR IMAGE CAPTURE DEVICE)"인 미국 가특허 출원 제62/362,224호에 기초하여 우선권을 주장하고, 이는 본원에서 전체적으로 참조로 통합되었다.
본 개시내용은 영상 안내식 시술을 수행하기 위한 영상 포착 디바이스, 특히 영상 안내식 시술을 수행하기 위한 컴팩트한 양안 영상 포착 디바이스에 관한 것이다.
최소 침습적 외과적 시술을 수행하는 데 사용되는 원격 작동식 시스템과 같은 의료용 로봇 시스템은 더 적은 통증, 더 짧은 입원 기간, 정상 활동으로의 더 빠른 복귀, 최소의 흉터, 감소된 회복 시간, 및 조직에 대한 더 적은 손상을 포함하여, 전통적인 절개 수술 기술에 비해 많은 이점을 제공한다. 결과적으로, 그러한 의료용 원격 작동식 시스템에 대한 요구가 강하며 성장하고 있다.
의료용 원격 작동식 시스템의 예는 미국 캘리포니아주 서니베일 소재의 인튜이티브 서지컬, 인크.(Intuitive Surgical, Inc.)로부터의 다 빈치® 서지컬 시스템(da Vinci® Surgical System) 및 다 빈치® S™ 서지컬 시스템을 포함한다. 이러한 시스템 각각은 의사 콘솔, 환자측 카트, 고성능 3차원("3-D") 관찰 시스템, 및 사람의 손목을 따라 모델링된, 인튜이티브 서지컬의 상표인 엔도리스트(EndoWrist)® 관절식 기구를 포함한다. 수술 기구를 유지하는 조작자의 운동에 추가될 때, 이러한 관절식 기구는 그의 엔드 이펙터에 대해 적어도 6의 자유도를 허용하고, 이는 절개 수술의 자연적인 움직임에 비교할 만하거나 그보다 훨씬 더 크다. 의료 시술의 수행 중에, 영상 포착 디바이스에 의해 포착되는 수술 부위의 2차원 또는 3차원 라이브 영상을 관찰하는 것이 유용하다. 영상 포착 디바이스는 의료 시술 중에 사용되기 전에 오토클레이브 세척 공정에 의해 멸균된다.
따라서, 오토클레이브 세척과 양립 가능한 컴팩트한 형상 계수의 양안 촬영을 지원하는 영상 포착 디바이스를 제공하는 것이 유리하다.
본 발명의 실시예들은 설명에 이어지는 청구범위에 의해 가장 잘 요약된다.
몇몇 예에서, 양안 영상 포착 디바이스는 복수의 적층된 회로 보드들, 복수의 적층된 회로 보드들 중 제1 회로 보드에 장착된 전방을 향하는 이중 영상 센서, 및 복수의 적층된 회로 보드들 중 하나 이상에 장착되어 이중 영상 센서에 의해 발생되는 전기 신호들을 수신하도록 결합된 신호 조절 전자 기기를 포함할 수 있다. 이중 영상 센서는 밀폐 하우징 내에 봉입된다.
몇몇 예에서, 양안 영상 포착 디바이스는 제2 회로 보드가 직각으로 제1 회로 보드에 장착되도록 툼스톤(tombstone) 구성으로 배열된 제1 회로 보드 및 제2 회로 보드, 제1 회로 보드에 장착된 전방을 향하는 이중 영상 센서, 및 제2 회로 보드에 장착되어 이중 영상 센서에 의해 발생되는 전기 신호들을 수신하도록 결합된 신호 조절 전자 기기를 포함할 수 있다. 이중 영상 센서는 밀폐 하우징 내에 봉입된다.
몇몇 예에서, 양안 영상 포착 디바이스를 조립하기 위한 방법은 제1 회로 보드에 이중 영상 센서를 고정하는 단계, 하나 이상의 제2 회로 보드에 신호 조절 전자 기기를 고정하는 단계, 이중 영상 센서와 신호 조절 전자 기기를 전기적으로 결합시키도록 제1 회로 보드와 하나 이상의 제2 회로 보드를 적층시키는 단계, 및 오토클레이브 내성 밀폐 하우징 내에 이중 영상 센서를 밀봉하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 본질적으로 예시적이며 설명적이고, 본 개시내용의 범주를 제한하지 않고서 본 개시내용의 이해를 제공하도록 의도됨을 이해하여야 한다. 그와 관련하여, 본 개시내용의 추가의 양태, 특징, 및 장점이 다음의 상세한 설명으로부터 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
도 1은 몇몇 실시예에 따른 의료 디바이스들의 번들형 유닛을 구비한 의료용 원격 작동식 시스템을 채용하는 수술실의 단순화된 도면이다.
도 2는 몇몇 실시예에 따른 의료 디바이스들의 번들형 유닛을 유지하는 원격 작동식 아암 조립체의 단순화된 도면이다.
도 3은 몇몇 실시예에 따른 의료 디바이스들의 번들형 유닛의 원위 단부의 단순화된 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 몇몇 실시예에 따른 전방을 향하는 센서를 구비한 양안 영상 포착 디바이스의 단순화된 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 몇몇 실시예에 따른 툼스톤 구성의 양안 영상 포착 디바이스의 단순화된 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 몇몇 실시예에 따른 분해 사시도 및 측면도로부터의 플립-칩 영상 신호 프로세서를 구비한 툼스톤 구성의 양안 영상 포착 디바이스의 단순화된 도면이다.
도 7a - 도 7e는 몇몇 실시예에 따른 적층 구성의 양안 영상 포착 디바이스의 단순화된 도면이다.
도 8은 몇몇 실시예에 따른 양안 영상 포착 디바이스를 제조하기 위한 방법(800)의 단순화된 도면이다.
도 1은 의료용 원격 작동식 시스템(100)이 수술 테이블(50) 위에 누운 환자(40)에 대해 의료 시술을 수행하기 위해 의사(20)에 의해 이용되는 수술실의 평면도를 일례로서 도시한다. 의사(20)가 의사 콘솔(10) 상의 제어 디바이스(108, 109)를 조작함으로써 원격 작동식으로 시술을 수행하는 동안 1인 이상의 보조자(30)가 시술에 있어서 보조하기 위해 환자(40) 부근에 위치될 수 있다.
본 예에서, 의료 디바이스들의 번들형 유닛(300)이 단일 진입 포트(150)를 통해 환자(40) 내로 삽입된다. 번들형 유닛(300)은 단일 포트 시스템 내에서 사용될 수 있다. 진입 포트(150)가 본 예에서 최소 침습적 절개부이지만, 다른 의료 시술의 수행 시에, 이는 대신에 자연적인 신체 구멍일 수 있다. 번들형 유닛(300)은 원격 작동식 아암 조립체(200)(또한, "아암(200)")에 의해 유지되고 조작된다. 단지 하나의 원격 작동식 아암 조립체가 본 예에서 사용되지만, 의료용 원격 작동식 시스템(100)은 본 의료 시술의 수행 중에 치워지는 추가의 원격 작동식 아암 조립체(128, 129)를 갖추고 있다.
콘솔(10)은 의사에게 수술 부위의 3-D 영상을 디스플레이하기 위한 3-D 모니터(104), 좌측 및 우측 조작 가능 제어 디바이스(108, 109), 발 페달(105), 및 프로세서(102)를 포함한다. 제어 디바이스(108, 109)는 조이스틱, 글러브, 트리거 건, 수작동 제어기 등과 같은 다양한 입력 디바이스들 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(102)는 그의 옆에 또는 부근에 위치된 콘솔(10) 내로 통합된 전용 컴퓨터일 수 있거나, 또는 시스템(100) 전체에 걸쳐 분배식 처리 방식으로 분포된 다수의 처리 또는 제어기 구성요소를 포함할 수 있다.
콘솔(10)은 의사가 시술을 직접 모니터링할 수 있도록 환자와 동일한 공간 내에 보통 위치되고, 필요하다면 물리적으로 이용 가능하고, 전화 또는 다른 통신 매체를 거치기보다는 직접 보조자(들)에게 말할 수 있다. 그러나, 의사는 또한 상이한 공간, 완전히 상이한 건물, 또는 원격 외과 시술을 허용하는 환자로부터의 다른 원격 위치 내에 위치될 수 있음이 이해될 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 번들형 유닛(300)은 2개의 수술 기구 또는 도구(338, 339) 및 영상 포착 디바이스(340)(또한, "영상 포착 유닛(340)")를 포함할 수 있다. 수술 도구(338, 339)들 각각은 제어 디바이스(108, 109)들 중 하나와 관련된다. 의사는 의사가 영상 포착 디바이스(140)에 의해 포착되는 수술 부위를 3-D로 콘솔 모니터(104) 상에서 관찰하는 동안, 프로세서(102)가 그들 각각의 관련된 수술 도구(338, 339)의 대응하는 이동을 일으키도록, 제어 디바이스(108, 109)를 조작함으로써 의료 시술을 수행한다.
바람직하게는, 제어 디바이스(108, 109)는 원격 존재감 또는 의사가 도구(338, 339)를 직접 제어한다는 강한 느낌을 갖도록 제어 디바이스(108, 109)가 도구(338, 339)와 일체라는 인지를 의사에게 제공하기 위해 그들의 관련된 도구(338, 339)와 적어도 동일한 자유도를 구비할 것이다.
바람직하게는, 모니터(104)는 의사가 그가 수술 부위 상으로 직접 실제로 보고 있다고 느끼도록 배향된 투사 영상을 디스플레이하도록 의사의 손 부근에 위치된다. 그러한 목적으로, 도구(338, 339)의 영상은 바람직하게는 의사의 손이 위치되는 곳에 실질적으로 위치되는 것으로 보인다.
또한, 실시간 영상이 바람직하게는 의사가 작업 공간을 실질적인 실제 존재감으로 관찰하는 것처럼 도구(338, 339)의 엔드 이펙터(322, 332)를 그의 대응하는 제어 디바이스(108, 109)를 통해 조작할 수 있도록 투시 영상 내로 투사된다. 실제 존재감은 영상의 제시가 도구(338, 339)를 물리적으로 조작하는 작업자의 시점을 시뮬레이팅하는 실제 투시 영상인 것을 의미한다. 따라서, 프로세서(102)는 투시 영상이 영상 포착 디바이스(140)가 도구(338, 339) 바로 후방에 위치되면 보이는 영상이도록 도구(338, 339)의 좌표를 인지되는 위치로 변환한다.
프로세서(102)는 시스템(100) 내에서 다양한 기능을 수행한다. 그가 수행하는 하나의 중요한 기능은 의사가 도구(338, 339)를 효과적으로 조작할 수 있도록 제어 디바이스(108, 109)의 기계적 운동을 변환하여 버스(110)를 거쳐 제어 신호를 통해 원격 작동식 아암 조립체(200)로 전달하는 것이다.
프로세서로서 설명되었지만, 프로세서(102)는 하드웨어, 소프트웨어, 및 펌웨어의 임의의 조합에 의해 실제로 구현될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본원에서 설명되는 바와 같은 그의 기능은 하나의 유닛에 의해 수행될 수 있거나, 또는 결국 하드웨어, 소프트웨어, 및 펌웨어의 임의의 조합에 의해 각각 구현될 수 있는 상이한 구성요소들로 분할될 수 있다. 아울러, 콘솔(10)의 일부로서 또는 그에 물리적으로 인접하여 도시되어 있지만, 프로세서(102)는 콘솔(10)에 추가하여 또는 그에 대해 대안적으로, 환자측 카트(120) 및/또는 원격 작동식 아암 조립체(128, 129, 200) 내에 설치된 인쇄 회로 보드와 같은 시스템 전체에 걸쳐 분포되는 다수의 하위 유닛을 또한 포함할 수 있다.
본원에서 설명되는 바와 같은 의료용 원격 작동식 시스템의 다양한 양태의 구성 및 작동에 대한 추가의 세부에 대해, 예컨대, 본원에서 참조로 통합된, 공동 소유의 발명의 명칭이 "최소 침습적 수술 장치의 제어 시스템의 양태(Aspects of a Control System of a Minimally Invasive Surgical Apparatus)"인 미국 특허 제6,493,608호 및 공동 소유의 발명의 명칭이 "최소 침습적 수술 장치에서의 카메라 참조식 제어(Camera Referenced Control in a Minimally Invasive Surgical Apparatus)"인 미국 특허 제6,671,581호 참조한다.
도 2는 의료 디바이스들의 번들형 유닛(300)을 유지하는 원격 작동식 아암 조립체(200)의 단순화된 측면도(반드시 축척에 따르지 않고 또는 완벽하지 않음)를 일례로서 도시한다. 도구 가이드(270)가 이러한 예에서 진입 포트(150)를 포함하는 최소 침습적 절개부를 통해 환자 내에 삽입되고, 가이드 홀더(240)에 의해 원격 작동식 아암 조립체(200)에 결합된다. 번들형 유닛(300)은 그 다음 도구 가이드(270)를 통해 환자 내로 삽입될 수 있다. 원격 작동식 아암 조립체(200)는 환자측 카트(120)의 기부(201)에 의해 기계적으로 지지된다.
링크(202, 203)들은 수평 설치 조인트(204, 205)를 통해 함께 또는 기부(201)에 결합된다. 설치 조인트(204, 205)는 이러한 예에서, 그들의 브레이크가 해제되면 아암(200)의 수동 위치 설정을 허용하는 수동 조인트이다. 예를 들어, 설치 조인트(204)는 링크(202)가 축(206) 둘레에서 수동으로 회전되도록 허용하고, 설치 조인트(205)는 링크(203)가 축(207) 둘레에서 수동으로 회전되도록 허용한다.
단지 2개의 링크 및 2개의 설치 조인트가 이러한 예에서 도시되어 있지만, 각각의 더 많거나 더 적은 것들이 본 발명과 관련된 이러한 그리고 다른 원격 작동식 아암 조립체에서 적절하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 설치 조인트(204, 205)가 아암(200)의 수평 위치 설정에 대해 유용하지만, 추가의 설치 조인트가 포함되어 아암(200)의 제한된 수직 및 각도 위치 설정에 대해 유용할 수 있다. 그러나, 아암(200)의 주된 수직 위치 설정을 위해, 아암(200)은 또한 기부(201)의 수직 축을 따라 활주 가능하게 이동되어 제 위치에 로킹될 수 있다.
원격 작동식 아암 조립체(200)는 2개의 능동 조인트 및 모터에 의해 구동되는 다수의 기어를 또한 포함한다. 요잉 조인트(210)가 아암 섹션(230)이 축(261) 둘레에서 회전하도록 허용하고, 피칭 조인트(220)가 아암 섹션(230)이 축(261)에 대해 직교하며 도면의 평면에 대해 직각인 축 둘레에서 회전하도록 허용한다. 인터페이스(302)는 캐리지(245) 상의 정합 부품들, 및 종래의 조인트, 케이블, 및 풀리 시스템을 통해 수술 도구(338, 339) 및 영상 포착 유닛(340)의 이동을 개시하는 모터 구동식 기어와 같은 번들형 유닛(300)의 근위 단부를 포함한다.
아암 섹션(230)은 피칭 조인트(220)가 그의 모터에 의해 회전될 때 섹션(231, 232)들이 항상 서로에 대해 평행하도록 구성된다. 결과적으로, 번들형 유닛(300)은 환자 내로의 진입 지점에 있도록 설치 조인트(204, 205)의 수동 위치 설정을 통해 대체로 위치되는, 피벗 지점(262) 둘레에서 피벗하도록 요잉 및 피칭 모터를 구동함으로써 제어 가능하게 이동될 수 있다. 또한, 번들형 유닛(300)은 번들형 유닛(300)을 그의 삽입 축(263)을 따라 연장 또는 후퇴시키도록 선형 구동 메커니즘에 결합되는 아암 섹션(230) 상의 캐리지(245)에 결합된다.
요잉 조인트(210), 피칭 조인트(220), 및 캐리지(245) 내의 모터 구동식 기어 각각이 개별 조인트 또는 기어 제어기에 의해 제어되지만, 제어기들은 번들형 유닛(300)의 의료 디바이스들이 그의 관련된 제어 디바이스의 사용자(예컨대, 의사 또는 작업자) 조작을 통해 제어될 수 있도록 공통 마스터/슬레이브 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다.
도 3은 번들형 유닛(300)의 원위 단부의 사시도를 일례로서 도시한다. 번들형 유닛(300)은 의료 시술을 수행하기 위한 제거 가능한 수술 도구(338, 339), 및 환자 내의 수술 부위에서 시술을 관찰하기 위한 제거 가능한 영상 포착 유닛(340)을 포함한다. 도구(338, 339)들 각각 및 영상 포착 유닛(340)은 번들형 유닛(300)의 내측 코어 내에 형성된 별도의 루멘을 통해 연장한다. 의료 시술 중의 또는 의료 시술을 수행하기 위한 준비 시의 수술 도구(338, 339)들 중 하나 또는 모두의 교체는 그 다음 보조자에 의해 더 이상 필요하지 않은 도구를 그의 루멘을 통해 제거하고 이를 비어 있는 루멘 내에 대체 도구(131)를 삽입함으로써 트레이(60)로부터의 대체 도구(131)로 교체함으로써 달성될 수 있다. 대안적으로, 미사용 루멘이 이용 가능하면, 추가의 도구는 이미 제 위치에 있는 임의의 다른 도구를 제거하지 않고서 그러한 이용 가능한 루멘들 중 하나를 통해 삽입될 수 있다.
영상 포착 디바이스(340)는 바람직하게는 수술 부위의 3차원 촬영을 위한 카메라(342, 343)들의 입체 쌍 (및/또는 단일 양안 카메라), 및 포착되는 영상 내에서 대상의 가시성을 향상시키기 위한, 발광 다이오드(LED) 또는 외부 공급원으로부터 광을 운반하는 광섬유 다발과 같은 조명 디바이스(344)를 포함한다. 초음파 프로브와 같은 보조 영상 포착 유닛이 또한 수술 또는 진단 목적으로 해부학적 구조물 내를 "보기" 위해 번들형 유닛(300)의 이용 가능한 루멘 내에 제공될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 덮개 튜브(310)가 또한 그의 내측 코어 및 그를 통해 삽입된 의료 디바이스(즉, 수술 도구 및 영상 포착 유닛)를 보호하기 위해 번들형 유닛(300) 내에 포함된다. 덮개 튜브(310)는 강성일 수 있다. 대안적으로, 이는 가요성 재료로 형성될 수 있거나, 번들형 유닛(300)이 그가 환자 내의 수술 부위로 신체 내강을 통해 이동할 때 신체 내강의 형상에 일치할 수 있도록, 능동 및/또는 수동 굽힘 가능 섹션을 포함할 수 있다.
수술 도구(338, 339)는 그들 각각의 엔드 이펙터(322, 332)가 손목 메커니즘(323, 337)에 의해 결합되는, 제어 가능하게 연장, 회전, 및 굽힘 가능한 아암을 각각 갖는다. 예를 들어, 수술 도구(339)의 아암은 원위 조인트(334, 336)에 의해 결합된 3개의 링크(331, 333, 335)를 포함한다. 근위 링크(335)는 (번들형 유닛(300)의 삽입 축(263)에 대해 바람직하게 평행한) 삽입 축(352)을 따라 제어 가능하게 연장 및 후퇴 가능하고, 삽입 축(352) 둘레에서 (회전 각도(353)에 의해 도시된 바와 같이) 제어 가능하게 회전 가능하다. 중간 링크(333)는 다른 한편으로, (굽힘 각도(351)에 의해 도시된 바와 같이) 원위 조인트(336)에 의해 링크(335)에 대해 제어 가능하게 굽힘 가능하고, 원위 링크(331)는 링크(333, 335)에 결합되며, 그의 굽힘 각도(354)가 링크(333)의 굽힘 각도와 반대 방향이며 결과적으로 링크(331, 335)들을 평행하게 정렬하여 유지하도록, 원위 조인트(334)에 의해 굽힘 가능하다.
수술 도구(338)의 아암은 수술 도구(339)의 아암과 유사하게 구성된다. 손목 메커니즘(323, 337)의 하나의 예에 대한 추가의 세부는 본원에서 참조로 통합된, 공동 소유의 발명의 명칭이 "수동 위치 설정 가능 텐던-작동식 다중 디스크 손목 조인트를 갖는 수술 도구(Surgical Tool Having Positively Positionable Tendon-Actuated Multi-Disk Wrist Joint)"인 미국 특허 제6,817,974호에 제공되어 있다.
영상 포착 디바이스(340)는 적어도 (번들형 유닛(300)의 삽입 축(263)에 대해 평행할 수 있는) 그의 삽입 축을 따른 영상 포착 유닛(340)의 삽입/후퇴 및 외과적 시술 중에 수술 도구를 적절하게 관찰하기 위해 수술 도구(338, 339) "위에서의" 영상 포착 디바이스(340)의 충분한 상승을 달성하기 위한 피칭 운동을 용이하게 하는 제어 가능하게 연장, 회전, 및 굽힘 가능한 아암(345)을 또한 갖는다. 영상 포착 디바이스(340)의 그의 삽입 축 둘레에서의 롤링 각 이동과 같은 추가의 자유도가 또한 영상 포착 디바이스(340)에 대한 추가의 위치 설정 및 배향 능력을 용이하게 하도록 제공될 수 있다. 향상된 조종성을 위해, 영상 포착 아암(345)은 또한 수술 도구(338, 339)의 제어 가능하게 굽힘, 회전, 및 연장 가능한 아암과 같이 굽힘 가능할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 몇몇 실시예에 따른 전방을 향하는 센서를 구비한 양안 영상 포착 디바이스(400)의 단순화된 도면이다. 도 1 - 도 3과 일치하는 몇몇 실시예에 따르면, 영상 포착 디바이스(400)는 번들형 유닛(300)의 영상 포착 디바이스(340)를 구현하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 양안 영상 포착 디바이스(400)는 번들형 유닛(300) 이외의 시스템 내에서 사용될 수 있다. 특히, 영상 포착 디바이스(400)는 작은 피처 크기, 강인성, 및 오토클레이빙에 견디는 능력을 요구하는 촬영 용도에 대해 매우 적합하다. 예를 들어, 양안 영상 포착 디바이스(400)는 의료용 원격 작동식 시스템 및/또는 핸드헬드 내시경과 같은 의료 기구 내에서 사용될 수 있다. 양안 영상 포착 디바이스(400)가 의료용 촬영 용도에 대해 특히 매우 적합하지만, 양안 영상 포착 디바이스(400)는 또한 이동식 디바이스의 사진 및/또는 비디오 용도와 같은 일반적인 촬영 용도에서 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에 따르면, 양안 영상 포착 디바이스(400)는 작은 피처 크기 및/또는 컴팩트한 설계를 용이하게 하는 하나 이상의 특징을 포함한다. 몇몇 예에서, 양안 영상 포착 디바이스(400)의 직경('d')은 10mm 미만일 수 있다. 몇몇 예에서, 양안 영상 포착 디바이스(400)의 종횡비(즉, 길이('l')와 직경('d') 사이의 비율)는 10:1 미만일 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 양안 영상 포착 디바이스(400)는 신장된 디바이스의 원위 단부로부터 전방을 보는 사시도로부터의 양안 영상을 획득한다. 몇몇 실시예에서, 신장된 디바이스는 의료 시술 중에 영상을 획득하기 위해 해부학적 관문 및/또는 해부학적 통로 내로 삽입될 수 있는 내시경일 수 있다. 그러한 실시예와 일치하여, 양안 영상 포착 디바이스(400)는 내시경의 원위 팁에 위치될 수 있다.
샤프트(410)가 양안 영상 포착 디바이스(400)의 구성요소들을 완전히 또는 부분적으로 봉입한다. 몇몇 예에서, 샤프트(410)는 8.8mm 내시경 샤프트에 대응할 수 있고, 이러한 경우에, 샤프트(410)의 직경('d')은 8.8mm이다. 더 일반적으로, 샤프트(410)의 직경('d')은 해부학적 관문 및/또는 해부학적 통로를 통한 양안 영상 포착 디바이스(400)의 삽입/후퇴를 수용하기에 충분히 작다. 몇몇 실시예에 따르면, 샤프트(410)는 강성 튜브를 사용하여 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 샤프트(410)는 가요성일 수 있다. 원형 단면을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 샤프트(410)의 단면은 타원형, 다각형, 및/또는 임의의 다른 적합한 형상일 수 있음을 이해하여야 한다. 몇몇 예에서, 샤프트(410)의 직경('d') 및/또는 형상은 샤프트(410)의 길이를 따라 변할 수 있다. 양안 영상 포착 디바이스(400)의 구성요소들이 대체로 샤프트(410) 내에 배치되지만, 몇몇 구성요소들은 샤프트(410)의 측면으로부터 그리고/또는 샤프트(410)의 원위 단부의 외부로 돌출할 수 있다.
선택적인 조명 모듈(420)이 양안 영상 포착 디바이스(400)의 원위 단부로부터 조명을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 양안 영상 포착 디바이스(400)는 내부 해부학적 공동 및/또는 통로와 같이, 주변 조명이 거의 또는 전혀 없이 화면을 포착하기 위해 사용된다. 결과적으로, 조명 모듈(420)은 영상 획득을 지원하는 화면에 대한 조명의 1차 공급원으로서 역할한다. 몇몇 실시예에서, 조명 모듈(420)은 발광 다이오드(LED)와 같은, 하나 이상의 조명 공급원을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 조명 공급원은 조명의 휘도 및 균일성을 증가시키기 위한 LED의 링을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 조명 공급원은 조명 모듈(420) 외부에 있을 수 있고, 이러한 경우에, 조명 모듈은 광섬유 라인, 렌즈, 거울 등과 같은 수동 광학 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 모듈(420)은 양안 영상 포착 디바이스(400)의 근위 단부로부터 수신된 조명을 양안 영상 포착 디바이스(400)의 구성요소들 둘레로 그리고 원위 단부 외부로 안내하기 위한 하나 이상의 광섬유 라인을 포함할 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 조명 모듈(420)은 화면에 균일한 조명 강도를 제공하기 위해 샤프트(410)의 대향 측면들 상에 배치된 2개의 그러한 광섬유 라인을 포함한다.
양안 광학 모듈(430)이 화면으로부터 조명(즉, 광 및/또는 다른 전자기 신호)을 수신하여, 한 쌍의 영상을 이중 영상 센서(440) 상으로 투사한다. 양안 광학 모듈(430)은 원하는 영상 특징(예컨대, 초점 길이 및/또는 분광 특징)을 달성하기 위해 하나 이상의 렌즈, 거울, 개구, 필터, 프리즘, 편광기 등을 포함할 수 있다. 양안 광학 모듈(430)의 하나 이상의 구성요소들은 영상 특징을 변경하기 위해 (예컨대, 초점 길이를 변경하기 위해) 조정 가능할 수 있다.
이중 영상 센서(440)는 대체로 양안 광학 모듈(430)로부터의 투사된 영상의 쌍을 투사된 영상 내에 포함된 정보의 적어도 일 부분을 보유하는 아날로그 및/또는 디지털 전기 신호들로 변환하는 데 적합한 임의의 디바이스를 포함한다. 몇몇 예에 따르면, 이중 영상 센서(440)는 전하 결합 디바이스(CCD) 센서, 능동 화소 센서, 상보적 금속 산화물 반도체(CMOS) 센서, N-형 금속 산화물 반도체(NMOS) 센서 등을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 이중 영상 센서(440)는 이중 활성 영역을 구비한 하나의 단일체 센서를 포함할 수 있고 그리고/또는 복수의 이산된 센서들을 포함할 수 있다.
대체로, 이중 영상 센서(440)와 같은 영상 센서의 활성 영역이 영상 품질을 개선하기 위해 가능한 한 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 작은 영상 센서에 비해, 큰 영상 센서는 개선된 해상도를 위한 더 많은 화소 및/또는 개선된 감도를 위한 더 큰 화소를 가질 수 있다. 그러나, 양안 영상 포착 디바이스(400)가 작은 직경('d')(예컨대, 10mm 또는 그 이하)을 갖기 때문에, 영상 센서에 대해 이용 가능한 공간은 특히 직경의 방향에서 대체로 제한된다. 양안 영상 포착 디바이스(400)의 공간 제약을 충족시키면서 영상 센서의 영역을 증가시키기 위한 하나의 방법은 영상 센서를 측면을 향하는 구성으로 장착하는 것이다. 측면을 향하는 구성에서, 영상 센서의 하나의 모서리는 양안 영상 포착 디바이스(400)의 길이를 따라 놓이고, 그러므로 직경 제약을 받지 않는다. 그러나, 측면을 향하는 구성은 여러 이유로 문제가 있다. 첫째로, 측면을 향하는 영상 센서 상으로 영상을 투사하기 위해, 양안 광학 모듈(430)은 광을 영상 포착 디바이스(400)의 원위 단부로부터 90°만큼 재지향시키도록 작동된다. 이는 대체로 양안 광학 모듈(430)의 복잡성 및/또는 비용을 증가시키고, 영상 품질을 악화시킬 수 있다. 둘째로, 몇몇 경우에, 측면을 향하는 영상 센서가 단안 촬영 용도에 대해 사용될 수 있지만, 측면을 향하는 영상 센서는 양안 촬영 용도 내에 통합되는 데 훨씬 더 어렵다. 특히 양안 영상 포착 디바이스(400)의 공간 제약이 주어지면, 측면을 향하는 영상 센서 상으로 한 쌍의 영상을 투사하는 것은 실질적인 추가의 복잡성 및 비용을 수반할 수 있다. 따라서, 측면을 향하는 영상 센서는 양안 영상 포착 디바이스(400) 내에서 사용하는 데 매우 적합하지는 않을 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 양안 영상 포착 디바이스(400)의 이중 영상 센서(440)는 양안 영상 포착 디바이스(400)의 원위 단부를 향해 배향된 활성 영역을 구비한, 정방을 향하는 영상 센서로서 구성된다. 전방을 향하는 구성에서, 양안 광학 모듈(430)은 투사된 영상이 90°만큼 재지향되지 않고, 단안 촬영 용도에 비해 양안 촬영 용도에 수반되는 추가의 복잡성이 거의 없기 때문에, 측면을 향하는 구성에 비해 단순화되고, 더 저렴하고, 그리고/또는 더 컴팩트할 수 있다.
샤프트(410)의 직경 제약을 충족시키면서 전방을 향하는 구성의 이중 영상 센서(440)의 활성 영역을 증가시키기 위해, 이중 영상 센서(440)의 형상은 샤프트(410)의 단면 형상에 일치하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(410)가 원형 단면을 가지면, 8각형 형상이 직사각형 형상보다 샤프트(410)에 더 잘 일치한다. 따라서, 이중 영상 센서(440)는 직사각형 센서에서 코너를 톱질하거나 절단함으로써 형성될 수 있는 바와 같이, 8각형 형상을 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 이중 영상 센서(440)는 밀폐 하우징(442) 내에 배치될 수 있다. 밀폐 하우징(442)은 이중 영상 센서(440)를 수분 및/또는 다른 오염물로부터 보호한다. 또한, 밀폐 하우징(442)은 오토클레이브 세척 중에 경험되는 온도 사이클에 대해 기계적으로 강건하다. 밀폐 하우징(442)이 이중 영상 센서(440)를 봉지하는 것으로 도시되어 있지만, 양안 영상 포착 디바이스(400)의 다른 구성요소들 또한 밀폐 하우징(442) 내에 밀폐식으로 밀봉될 수 있음을 이해하여야 한다. 밀폐 하우징(442)의 실시예들이 도 5 - 도 7을 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명된다.
몇몇 예에서, 이중 영상 센서(440)에 의해 발생되는 전기 신호들은 상대적으로 작은 신호 진폭을 갖는다. 특히, 전기 신호들은 그의 낮은 진폭으로 인해, 예컨대, 원격 작동식 아암 조립체의 원위 단부로부터 근위 단부까지, 긴 거리에 걸친 송신에 대해 적합하지 않을 수 있다. 따라서, 이중 영상 센서는 이중 영상 센서(440)에 의해 발생되는 전기 신호들을 수신하여 이를 송신을 위해 변환하는 조절 모듈(450)에 전기적으로 결합된다. 몇몇 예에서, 조절 모듈(450)은 하나 이상의 영상 신호 프로세서(ISP), 증폭기, 아날로그-디지털(A/D) 변환기, 영상 엔코더 등을 포함하는 신호 조절 전자 기기를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 조절 모듈(450)의 출력은 디지털 비디오 신호 피드일 수 있다. 디지털 비디오 신호 피드 (또는 포착된 영상 데이터의 다른 신호 표현)이 커넥터(460)를 거쳐 양안 영상 포착 디바이스(400)로부터 송신된다. 몇몇 예에서, 커넥터(460)는 영상 데이터를 송신하고 전력 및/또는 제어 신호를 수신하도록 구성된다.
영상 품질을 개선하기 위해, 조절 모듈(450)의 구성요소들은 대체로 이중 영상 센서(440)에 매우 물리적으로 근접하여 위치된다. 이는 긴 송신 라인을 거쳐 이중 영상 센서(440)에 의해 발생되는 전기 신호들의 열화를 방지하거나 경감한다. 이는 또한 컴팩트하고, 간단하고, 강건한 설계를 용이하게 한다. 몇몇 예에서, 조절 모듈(450)의 영상 신호 프로세서는 이중 영상 센서(440)의 후면 상에 배치될 수 있다 (즉, "플립-칩" 구성). 몇몇 예에서, 영상 신호 프로세서 및 이중 영상 센서(440)는 이중 영상 센서(440)에 의해 발생되는 전기 신호들이 회로 보드를 통해 짧은 거리(예컨대, 수 mm 또는 그 이하)로 안내되도록 회로 보드의 대향 측면들 상에 장착될 수 있다. 몇몇 예에서, 조절 모듈(450)의 영상 신호 프로세서 및/또는 다른 구성요소들은 도 5 및 도 6을 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 이중 영상 센서(440)에 대해 "툼스톤" 구성으로 장착될 수 있다. 몇몇 예에서, 조절 모듈(450)은 도 7을 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 이중 영상 센서(440)에 대해 "적층" 구성으로 장착될 수 있다.
작동 중에, (조명 모듈(420), 이중 영상 센서(440), 조절 모듈(450), 및/또는 커넥터(460)의 다양한 구성요소들을 포함할 수 있는) 양안 영상 포착 디바이스(400)의 전자 구성요소들이 폐열을 발생시킨다. 열 관리 모듈(470)이 과열을 방지하기 위해 양안 영상 포착 디바이스(400)로부터 멀리 폐열을 전도하기 위해 선택적으로 사용된다. 몇몇 실시예에서, 열 관리 모듈(470)은 양안 영상 포착 디바이스(400)의 하나 이상의 구성요소들에 열적으로 결합된 방열기를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 방열기는 양안 영상 포착 디바이스(400)로부터 멀리 근위 방향으로 열을 전도하도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서, 열 관리 모듈(470)은 양안 영상 포착 디바이스(400) 전체에 걸쳐 다양한 위치에 도포된 열 전도 페이스트를 포함할 수 있다. 그러나, 몇몇 실시예에서, 양안 영상 포착 디바이스(400)는 열 관리 모듈(470)을 포함하지 않을 수 있다. 구체적으로, 양안 영상 포착 디바이스(400)의 컴팩트한 설계는 전용 열 관리 모듈(470)이 없이 과열을 방지하기에 충분한 열 전도를 제공할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 몇몇 실시예에 따른 툼스톤 구성의 양안 영상 포착 디바이스(500)의 단순화된 도면이다. 도 1 - 도 4와 일치하는 몇몇 실시예에서, 양안 영상 포착 디바이스(500)는 양안 영상 포착 디바이스(400)의 특징들 중 적어도 일부를 구현하기 위해 사용될 수 있다.
양안 영상 포착 디바이스(500)는 외측 튜브(502)에 의해 완전히 또는 부분적으로 봉입된다. 한 쌍의 광섬유 라인(504)이 외측 튜브(502)의 상위 부분 및 하위 부분을 따라 포팅된다(potted). 명확함을 위해 양안 영상 포착 디바이스(500)의 원위 단부에 위치되는 것으로 도시되어 있지만, 외측 튜브(502) 및/또는 광섬유 라인(504)은 양안 영상 포착 디바이스(500)의 길이를 따라 연장할 수 있다. 도 1 - 도 4와 일치하는 몇몇 실시예에 따르면, 외측 튜브(502) 및 광섬유 라인(504)은 각각 샤프트(410) 및 조명 모듈(420)에 대응할 수 있다.
8각형 평면내 형상을 구비한 이중 영상 센서(510)는 전방을 향하는 구성으로 배치된다 (즉, 양안 영상 포착 디바이스(500)의 원위 단부를 향해 배향된다). 이중 영상 센서(510)가 회로 보드(512) 상에 장착된다. 몇몇 실시예에 따르면, 이중 영상 센서(510)는 회로 보드(512)에 와이어 결합될 수 있다. 몇몇 예에서, 회로 보드(512)는 이중 영상 센서(510)를 위한 온도 및/또는 수분 저항 백킹을 제공하기 위한 세라믹 회로 보드일 수 있다. 몇몇 예에서, 회로 보드(512)는 낮은 (또는 0의) 수분 침투율 및/또는 높은 열 전도율을 갖는 다른 재료를 사용하여 형성될 수 있다.
전이 링(514)이 회로 보드(512)에 부착된다. 몇몇 예에서, 전이 링(514)은 경납땜에 의해 회로 보드(512)에 부착되는 코바르 링일 수 있다. 몇몇 예에서, 전이 링(514)은 회로 보드(512)의 CTE와 정합하고 그리고/또는 경납땜, 용접, 접착 등과 같은 공정과 양립 가능한 열 팽창 계수(CTE)를 갖는 다른 재료를 사용하여 형성될 수 있다.
광학 하우징(516)이 전이 링(514)에 부착된다. 몇몇 예에서, 광학 하우징(516)은 용접(예컨대, 레이저 용접)에 의해 전이 링(514)에 부착되는 스테인리스강 하우징일 수 있다. 몇몇 예에서, 스테인리스강 하우징은 회로 보드(512), 전이 링(514), 및/또는 광학 유리의 CTE와 정합하도록 17-4 스테인리스강 및/또는 440 스테인리스강과 같은 합금을 사용하여 형성될 수 있다. 몇몇 예에서, 광학 하우징(516)은 양안 광학 모듈(430)과 같은 양안 광학 기기를 봉입할 수 있다. 양안 광학 기기는 명확함을 위해 도 5a 및 도 5b에 도시되지는 않았지만, 몇몇 실시예에서 양안 영상 포착 디바이스의 원위 단부로부터 연장할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 커버 글래스(518)가 전이 링(514)의 림(520)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 커버 글래스(518)는 접착제에 의해 전이 링(514)에 부착될 수 있다.
도 1 - 도 4와 일치하는 몇몇 실시예에 따르면, 회로 보드(512), 링(514), 광학 하우징(516), 및/또는 커버 글래스(518)는 밀폐 하우징(442)에 대응하는 밀폐식으로 밀봉된 챔버를 형성할 수 있다. 밀폐식으로 밀봉된 챔버는 광학 하우징(516) 내에 배치된 이중 영상 센서(510) 및/또는 광학 구성요소(예컨대, 양안 광학 모듈(430))를 봉입한다. 몇몇 실시예에 따르면, 밀폐식으로 밀봉된 챔버는 광학 하우징(516) 내에 포함된 이중 영상 센서(510) 및/또는 광학 구성요소의 응결 또는 다른 오염을 감소시키거나 방지하기 위해 불활성 기체(예컨대, 질소)로 충전될 수 있다. 유리하게는, 양안 영상 포착 디바이스(500)의 밀폐식으로 밀봉된 챔버는 오토클레이브 세척 중의 열 사이클에 기인하는 비틀림 및/또는 응력을 감소시키기 위해 정합하는 CTE를 갖는 재료(예컨대, 세라믹 회로 보드(512), 코바르 전이 링(514), 스테인리스강 광학 하우징(516), 및 양안 광학 기기 및/또는 커버 글래스(518))를 사용하여 형성된다.
회로 보드(532)는 영상 신호 프로세서(530), 호스트 전자 기기(534), 및/또는 커넥터(536)와 같은 다양한 신호 조절 전자 기기를 포함할 수 있다. 영상 신호 프로세서(530)는 이중 영상 센서(510)로부터 전자 신호를 수신하여, 수신된 전자 신호에 기초하여 디지털 영상 데이터를 발생시키도록 결합된다. 디지털 영상 데이터(예컨대, 디지털 비디오 피드)가 커넥터(536)를 거쳐 출력된다. 전자 기기(534)는 하나 이상의 커패시터, 저항, 다이오드, 오실레이터, 센서(예컨대, 온도 센서) 등을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 회로 보드(532)는 오토클레이브 세척 및/또는 인체와 같은 가혹한 작동 환경에 대한 저항력을 개선하기 위한 세라믹 회로 보드일 수 있다. 몇몇 예에서, 회로 보드(532)는 FR-4 회로 보드 및/또는 임의의 다른 적합한 유형의 회로 보드일 수 있다.
회로 보드(532)는 툼스톤 구성으로 회로 보드(512)에 장착된다. 툼스톤 구성에서, 회로 보드(532)의 모서리는 회로 보드(512)의 후면과 직각으로 맞닿는다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 회로 보드(532)는 회로 보드(512)의 대체로 수직 중심에 장착된다. 몇몇 예에서, 회로 보드(532)는 회로 보드(512)에 견고하게 부착될 수 있다. 몇몇 예에서, 회로 보드(532)는 회로 보드(512)와 직접 접촉할 수 있고 그리고/또는 회로 보드(512)에 접착될 수 있다. 도 1 - 도 4와 일치하는 몇몇 실시예에 따르면, 회로 보드(532)에 장착된 구성요소들은 조절 모듈(450) 및/또는 커넥터(460)에 대응할 수 있다.
방열기(540)가 지지 부재(542)를 거쳐 회로 보드(532) 및/또는 회로 보드(512)에 결합된다. 방열기(540)는 회로 보드(532) 및/또는 회로 보드(512)에 장착된 전자 구성요소로부터 열을 방출하도록 구성된다. 유리하게는, 툼스톤 구성은 전방면에 장착된 구성요소로부터 방열기(540)로의 열 전달을 최대화하기 위해 회로 보드(532)의 후면 상의 큰 표면 영역으로의 접근을 제공한다. 몇몇 예에서, 방열기(540)는 구리 전열관일 수 있다. 그러나, 대체로, 구리의 CTE는 세라믹 회로 보드의 CTE와 정합하지 않는다. 따라서, 지지 부재(542)는 Cu-Mo 및/또는 Cu-W 합금과 같은 세라믹의 CTE와 정합하는 전이 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 그러한 실시예와 일치하여, 지지 부재(542)는 경납땜에 의해 회로 보드(532) 및/또는 회로 보드(512)에 부착될 수 있다. 도 1 - 도 4와 일치하는 몇몇 실시예에 따르면, 방열기(540) 및/또는 지지 부재(542)는 열 관리 모듈(470)에 대응할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 몇몇 실시예에 따른 플립-칩 영상 신호 프로세서를 구비한 툼스톤 구성의 양안 영상 포착 디바이스(600)의 단순화된 도면이다. 도 1 - 도 4와 일치하는 몇몇 실시예에 따르면, 양안 영상 포착 디바이스는 양안 영상 포착 디바이스(400)의 적어도 몇몇 특징을 구현하기 위해 사용될 수 있다.
도 5a 및 도 5b의 양안 영상 포착 디바이스(500)와 유사하게, 양안 영상 포착 디바이스(600)는 튜브(602), 광섬유 라인(604), 이중 영상 센서(610), 회로 보드(612), 림(620)을 구비한 전이 링(614), 광학 하우징(616), 커버 글래스(618), 영상 신호 프로세서(630), 회로 보드(632), 전자 기기(634), 커넥터(636), 방열기(640), 및 지지 부재(642)를 포함한다. 몇몇 예에서, 영상 신호 프로세서(630), 전자 기기(634), 및/또는 커넥터(6236)가 신호 조절 전자 기기로서 사용될 수 있다. 이러한 특징들은 도 5a 및/또는 도 5b의 유사하게 표시된 특징들에 대체로 대응한다.
회로 보드(512)에 장착된 영상 신호 프로세서(530)와 달리, 영상 신호 프로세서(630)는 이중 영상 센서(610)의 후면 상에 플립-칩 구성으로 배치된다. 유리하게는, 영상 신호 프로세서(630)의 플립-칩 구성은 이중 영상 센서(610)에 의해 발생되는 전기 신호들이 영상 신호 프로세서(630)에 도달하기 위해 전파되는 거리를 감소시키고, 이는 영상 품질을 개선한다. 또한, 플립-칩 구성은 이중 영상 센서(610) 및 영상 신호 프로세서(630)가 동일한 칩 상에 있기 때문에, 이산된 구성요소들의 개수를 감소시킨다. 이는 양안 영상 포착 디바이스(600)의 복잡성을 감소시킨다. 단일 칩 상에 이중 영상 센서(610) 및 영상 신호 프로세서(630)를 통합하기 위한 다른 시도들(예컨대, 칩의 동일한 측면 상에서 이중 영상 센서(610) 및 영상 신호 프로세서(630)를 구비한 시스템-온-칩 구성)과 달리, 플립-칩 구성은 이중 영상 센서(610)의 활성 영역을 감소시키지 않는다.
도 7a - 도 7e는 몇몇 실시예에 따른 적층 구성의 양안 영상 포착 디바이스(700)의 단순화된 도면이다. 도 1 - 도 4와 일치하는 몇몇 실시예에 따르면, 양안 영상 포착 디바이스는 양안 영상 포착 디바이스(400)의 적어도 몇몇 특징을 구현하기 위해 사용될 수 있다.
양안 영상 포착 디바이스(500, 600)와 유사하게, 양안 영상 포착 디바이스(700)는 튜브(702), 광섬유 라인(704), 이중 영상 센서(710), 회로 보드(712), 림(720)을 구비한 전이 링(714), 광학 하우징(716), 커버 글래스(718), 영상 신호 프로세서(730), 회로 보드(732), 전자 기기(734), 커넥터(736), 방열기(740), 및 지지 부재(742)를 포함한다. 몇몇 예에서, 영상 신호 프로세서(730), 전자 기기(734), 및/또는 커넥터(736)가 신호 조절 전자 기기로서 사용될 수 있다. 이러한 특징들은 도 5 및 도 6의 유사하게 표시된 특징들에 대체로 대응한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 영상 신호 프로세서(730)는 회로 보드(712)의 후면에 장착된다. 도 7은 도 5 및 도 6에 도시되지 않은 여러 특징들을 도시한다. 예를 들어, 양안 영상 포착 디바이스(700)는 나사식 커넥터(746)에 의해 방열기(740)에 결합된 방열기 연장부(744)를 포함한다.
도 7은 적층 구성으로 배열된 회로 보드(712, 732)들을 도시한다. 선택적으로, 회로 보드들의 적층 구성은 전자 기기(734) 및/또는 커넥터(736)와 같은 구성요소에 대한 총 가용 회로 보드 영역을 증가시키기 위해 하나 이상의 추가의 회로 보드(750)를 포함할 수 있다. 유리하게는, 적층 구성으로 회로 보드들을 배열하는 것은 양안 영상 포착 디바이스(700)의 컴팩트함을 개선할 수 있다. 또한, 양안 영상 포착 디바이스(700)가 방열기(740)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 적층 구성은 방열기(740) (및 지지 부재(742) 및 방열기 연장부(744)와 같은 관련 구성요소)가 생략될 수 있기에 충분한 열 전도를 제공할 수 있다.
적층을 용이하게 하도록, 회로 보드(712, 732, 및/또는 750)들은 동일하거나 유사한 평면내 형상 및 치수를 가질 수 있다. 몇몇 예에서, 회로 보드(712, 732, 및/또는 750)들은 인접한 회로 보드들 사이에서 하나 이상의 전기 접촉부를 생성하기 위해 정렬된 결합 패드(752)들을 가질 수 있다. 즉, 특정 회로 보드의 전방 또는 원위 면 상의 결합 패드들은 이웃하는 회로 보드의 후방 또는 근위 면 상의 결합 패드들과 정렬된다. 몇몇 실시예에서, 적층된 회로 보드들 중 일부는 장착된 구성요소들을 끼우기 위한 이웃하는 회로 보드들 사이의 간극을 형성하도록 결합 패드(752)들에 대해 만입될 수 있다. 도 7에 도시된 회로 보드들의 적층체가 3개의 회로 보드(712, 732, 750)를 포함하지만, 회로 보드들의 적층체는 임의의 개수의 회로 보드를 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
몇몇 실시예에 따르면, 회로 보드들의 적층체 내의 인접한 회로 보드들은 서로 직접 결합되고 그리고/또는 접착제를 사용하여 결합될 수 있다. 인접한 회로 보드들 사이의 결합은 적층된 회로 보드들 중 하나 이상이 방열기(740)로의 직접적인 연결을 갖지 않을 수 있으므로, 회로 보드들의 적층체의 길이를 따른 열 전달을 용이하게 한다. 몇몇 예에서, 인접한 회로 보드들의 결합 패드(752)들 사이의 전기적 및/또는 기계적 접촉은 납땜, 전도성 에폭시, 금속 결합(예컨대, 경납땜, 소결, 용접 등), 비등방성 전도 필름(ACF), 비등방성 전도성 페이스트(ACP) 등을 사용하여 형성될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 회로 보드들의 적층체 내의 인접한 회로 보드들은 공기 간극과 같은 간극에 의해 분리될 수 있다. 예를 들어, 간극은 회로 보드에 장착된 큰 디바이스를 수용하고, 적층체가 구부러지도록 허용하는 등을 위해 제공될 수 있다. 이와 관련하여, 적층 구성은 인접한 회로 보드들 사이의 직접적인 물리적 접촉에 의해 또는 접촉이 없이, 회로 보드(712, 732, 및/또는 750)들을 대면하는 평탄한 표면과의 임의의 적합한 배열로 적층시키는 것을 포함할 수 있다.
도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 양안 영상 포착 디바이스(700)는 양안 광학 기기(760), 엔드피스(762), 및 윈도우(764)를 포함한다. 몇몇 예에서, 윈도우(764)는 사파이어 윈도우일 수 있다. 도 1 - 도 4에 일치하는 몇몇 실시예에 따르면, 양안 광학 기기(760), 엔드피스(762), 및/또는 윈도우(764)가 양안 광학 모듈(430)에 대응할 수 있다. 엔드피스(762), 광학 하우징(716), 윈도우(764), 커버 글래스(718), 전이 링(714), 및/또는 회로 보드(712)는 질소와 같은 불활성 기체로 충전될 수 있는 밀폐식으로 밀봉된 체적(766)을 형성한다.
밀폐성, 기계적 완결성, 및/또는 양안 영상 포착 디바이스(700) 내에서의 효율적인 열 전달을 용이하게 하도록, 양안 영상 포착 디바이스(700)의 맞닿는 구성요소들은 경납땜(예컨대, 경납땜된 인터페이스(770)) 및/또는 용접(예컨대, 용접된 인터페이스(772)) 기술을 사용하여 부착될 수 있다. 몇몇 예에서, 용접된 인터페이스(772)는 레이저 용접될 수 있다. 도 7c에 도시된 바와 같이, 경납땜된 인터페이스(770)의 예는 방열기(740)와 지지 부재(742); 지지 부재(742)와 회로 보드(750); 그리고 회로 보드(712)와 전이 링(714) 사이의 인터페이스를 포함한다. 용접된 인터페이스(772)의 예는 전이 링(714)과 광학 하우징(716); 광학 하우징(716)과 양안 광학 기기(760); 그리고 광학 하우징(716)과 엔드피스(762) 사이의 인터페이스를 포함한다. 엔드피스(762)와 윈도우(764) 사이의 인터페이스는 납땜된 인터페이스(774)이다. 예를 들어, 윈도우(764)는 윈도우 납땜을 사용하여 엔드피스(762)에 부착될 수 있다. 구체적인 실시예가 설명되었지만, 유리 융해, 에폭시 포팅, 소결, 접착제 등과 같은 다양한 다른 기술이 구성요소들 사이의 인터페이스를 형성하기 위해 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.
도 8은 몇몇 실시예에 따른 양안 영상 포착 디바이스를 제조하기 위한 방법(800)의 단순화된 도면이다. 도 1 - 도 7과 일치하는 몇몇 실시예에 따르면, 방법(800)이 양안 영상 포착 디바이스(400, 500, 600, 및/또는 700)를 조립하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 방법(800)은 도 5 및/또는 도 6과 일치하는 툼스톤 구성 또는 도 7과 일치하는 적층 구성으로 양안 영상 포착 디바이스를 조립하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 방법(800)을 사용하여 조립된 양안 영상 포착 디바이스는 10mm 이하의 직경 및/또는 10:1 이하의 종횡비를 가져서, 매우 컴팩트할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 방법(800)을 사용하여 조립된 양안 영상 포착 디바이스는 오토클레이브 세척과 양립 가능할 수 있다. 예를 들어, 수분에 민감한 구성요소들은 증기 처리에 견디도록 밀폐식으로 밀봉될 수 있고, 서로 맞닿는 구성요소들은 열 사이클에 견디는 정합하는 열 팽창 계수들을 가질 수 있다.
공정(805)에서, 제1 회로 보드 및 하나 이상의 제2 회로 보드가 제조된다. 몇몇 실시예에 따르면, 제1 회로 보드 및/또는 하나 이상의 제2 회로 보드는 세라믹 회로 보드일 수 있다. 적층 구성으로 양안 영상 포착 디바이스를 조립할 때, 제1 회로 보드 및/또는 하나 이상의 제2 회로 보드는 대체로 동일한 평면내 형상 및/또는 치수를 가질 수 있다. 또한, 제1 회로 보드 및/또는 하나 이상의 제2 회로 보드는 적층체 내의 인접한 회로 보드들 사이의 전기적 연결을 허용하기 위해 정렬된 결합 패드들을 가질 수 있다. 아울러, 제1 회로 보드 및/또는 하나 이상의 제2 회로 보드는 적층 구성으로 전자 구성요소들을 끼우기 위한 만입된 부분을 가질 수 있다.
공정(810)에서, 전이 링이 제1 회로 보드에 고정된다. 몇몇 실시예에 따르면, 전이 링은 세라믹에 정합되는 열 팽창 계수를 갖는 코바르 링일 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 전이 링은 경납땜에 의해 제1 회로 보드에 고정될 수 있다.
공정(815)에서, 이중 영상 센서가 제1 회로 보드에 고정된다. 몇몇 실시예에 따르면, 이중 영상 센서는 이중 활성 영역을 갖는 단일체 영상 센서일 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 이중 영상 센서는 원형 튜브 내에 위치될 때 직사각형 형상에 비해 충전 계수를 증가시키기 위한 8각형 형상을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 이중 영상 센서는 와이어 결합 및/또는 임의의 다른 적합한 집적 회로 패키징 기술에 의해 제1 회로 보드에 고정될 수 있다.
몇몇 예에서, 양안 영상 포착 디바이스는 영상 신호 프로세서, 전자 디바이스 등과 같은 신호 조절 전자 기기를 포함할 수 있다. 공정(820)에서, 영상 신호 프로세서가 제1 회로 보드 또는 하나 이상의 제2 회로 보드에 고정된다. 몇몇 실시예에 따르면, 영상 신호 프로세서는 플립-칩 구성의 이중 영상 센서의 후면 상에 배치될 수 있고, 이러한 경우에 공정(820)은 공정(815)과 병합된다 (즉, 이중 영상 센서와 영상 신호 프로세서를 고정하는 것은 동일한 단계 중에 달성된다). 몇몇 실시예에 따르면, 영상 신호 프로세서는 이중 영상 센서에 대향하는 제1 회로 보드의 후면에 고정될 수 있다. 그러한 실시예는 저소음 작동을 용이하게 하도록 영상 신호 프로세서와 이중 영상 센서 사이의 거리를 감소시킬 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 영상 신호 프로세서는 하나 이상의 제2 회로 보드에 (즉, 이중 영상 센서와 상이한 회로 보드 상에) 고정될 수 있다. 영상 신호 프로세서와 이중 영상 센서 사이에 더 큰 거리가 있지만, 그러한 실시예는 열 전달을 용이하게 하도록 영상 신호 프로세서와 방열기 사이의 거리를 감소시킬 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 영상 신호 프로세서는 와이어 결합 및/또는 임의의 다른 적합한 집적 회로 패키징 기술에 의해 제1 회로 보드 또는 하나 이상의 제2 회로 보드에 고정될 수 있다.
공정(825)에서, 전자 디바이스가 하나 이상의 제2 회로 보드에 고정된다. 몇몇 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 하나 이상의 저항, 커패시터, 인덕터, 다이오드, 센서(예컨대, 온도 센서), 오실레이터, 전력 변환기 등을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 이중 영상 센서 및/또는 영상 신호 프로세서에 전기 신호들(예컨대, 클럭 신호 및/또는 전력 신호)을 공급할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 이중 영상 센서 및/또는 영상 신호 프로세서로부터 수신된 전기 신호들을 조절할 수 있다 (예컨대, 전자 디바이스는 신호 조절을 위한 하나 이상의 증폭기, 필터, 레벨 시프터 등을 포함할 수 있다). 몇몇 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 납땜, 와이어 결합 등에 의해 하나 이상의 제2 회로 보드에 고정될 수 있다.
공정(830)에서, 지지 부재가 하나 이상의 제2 회로 보드에 고정된다. 몇몇 실시예에 따르면, 지지 부재는 세라믹 회로 보드와 CTE 정합되지 않는 구리 방열기의 이후의 연결을 용이하게 하기 위한 구리 합금(예컨대, Cu-Mo 또는 Cu-W)일 수 있다. 적층 구성으로 양안 영상 포착 디바이스를 조립할 때, 지지 부재는 적층체 내의 가장 근위의 회로 보드에 고정될 수 있다. 툼스톤 구성으로 양안 영상 포착 디바이스를 조립할 때, 지지 부재는 전자 디바이스 및/또는 영상 신호 프로세서에 대향하는 하나 이상의 제2 회로 보드의 후면에 고정될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 지지 부재는 경납땜에 의해 하나 이상의 제2 회로 보드에 고정될 수 있다.
공정(835)에서, 커넥터가 하나 이상의 제2 회로 보드에 고정된다. 몇몇 실시예에 따르면, 커넥터는 포착된 영상 데이터를 송신하고 전력 및/또는 제어 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 적층 구성으로 양안 영상 포착 디바이스를 조립할 때, 커넥터는 적층체 내의 가장 근위의 회로 보드에 고정될 수 있다. 툼스톤 구성으로 양안 영상 포착 디바이스를 조립할 때, 커넥터는 하나 이상의 제2 회로 보드의 근위 단부에 고정될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 커넥터는 납땜에 의해 하나 이상의 제2 회로 보드에 고정될 수 있다.
공정(840)에서, 제1 회로 보드 및 하나 이상의 제2 회로 보드는 적층 구성 또는 툼스톤 구성으로 조립된다. 적층 구성으로 양안 영상 포착 디바이스를 조립할 때, 적층된 회로 보드들 사이의 전기적 접촉은 결합 패드들을 정렬시키고 ACF, ACP, 납땜, 소결된 금속 페이스트 등과 같은 기술을 사용하여 전도성 접촉부를 형성함으로써 생성된다. 접착제가 적층된 회로 보드의 길이를 따른 기계적 완결성 및/또는 열 전달을 개선하기 위해 인접한 회로 보드들 사이에 도포될 수 있다. 툼스톤 구성으로 양안 영상 포착 디바이스를 조립할 때, 하나 이상의 제2 회로 보드들이 제1 회로 보드의 후면에 대해 그리고 제1 회로 보드에 대해 직교하는 배향으로 장착된다.
공정(845)에서, 광학 마운트가 전이 링에 고정된다. 몇몇 실시예에 따르면, 광학 마운트는 스테인리스강 조립체를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 스테인리스강 조립체는 17-4 또는 440 스테인리스강과 같은, 세라믹 및/또는 광학 유리의 열 팽창 계수와 정합하는 열 팽창 계수를 갖는 스테인리스강 합금으로부터 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 광학 마운트는 용접(예컨대, 레이저 용접)에 의해 전이 링에 고정될 수 있다.
공정(850)에서, 양안 광학 기기가 조립된다. 몇몇 실시예에 따르면, 양안 광학 기기는 3차원 촬영 용도를 용이하게 하도록 이중 영상 센서 상에 한 쌍의 영상을 형성하도록 정렬된다. 몇몇 실시예에 따르면, 양안 광학 기기는 영상 쌍 중 각각을 형성하기 위한 한 쌍의 실질적으로 동일한 광학 조립체를 포함한다. 몇몇 실시예에 따르면, 양안 광학 기기는 광학 마운트에 장착된다. 몇몇 예에서, 양안 광학 기기는 광학 마운트 내에 장착될 수 있고 그리고/또는 광학 마운트로부터 돌출할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 양안 광학 기기는 이중 영상 센서를 덮고 그리고/또는 밀봉하기 위한 커버 글래스를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 커버 글래스는 전이 링의 림 및/또는 광학 마운트에 접착될 수 있다.
공정(855)에서, 엔드 피스가 광학 마운트에 고정된다. 몇몇 실시예에 따르면, 엔드 피스는 광학 마운트와 유사한 재료 특성을 갖는 스테인리스강 조립체를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 엔드 피스는 도금된 사파이어 윈도우와 같은 윈도우를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 윈도우는 엔드 피스의 스테인리스강 조립체에 납땜될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 엔드 피스는 용접(예컨대, 레이저 용접)에 의해 광학 마운트에 고정될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 광학 마운트에 엔드 피스를 고정하는 것은 밀폐 시일이 양안 광학 기기 및/또는 이중 영상 센서 둘레에 형성되게 할 수 있다. 결과적으로, 공정(855)은 수분 및/또는 오염물이 조립 공정 중에 밀폐식으로 밀봉된 체적으로 진입하는 것을 방지하기 위해 퍼징된(purged) 환경 내에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 공정(855)은 불활성 기체 환경(예컨대, 질소 기체) 내에서 수행될 수 있다.
공정(860)에서, 광섬유가 조립된다. 몇몇 실시예에 따르면, 광섬유는 양안 영상 포착 디바이스의 상위 부분 및 하위 부분을 따라 이어지는 하나 이상의 채널을 따라 포팅될 수 있다. 결과적으로, 포팅된 광섬유는 하나의 측면 상에서 양안 영상 포착 디바이스의 만곡된 표면 및 다른 측면 상에서 양안 영상 포착 디바이스의 팩킹된 구성요소들의 편평한 표면에 의해 한정된 반원통형 형상을 가질 수 있다.
공정(865)에서, 방열기가 조립된다. 몇몇 실시예에 따르면, 방열기는 구리 전열관을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 구리 전열관은 경납땜 및/또는 용접에 의해 지지 부재에 고정될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 방열기는 나사산 부착에 의해 구리 전열관에 결합되는 방열기 연장부를 포함할 수 있다.
공정(870)에서, 공정(805 - 865)의 조립된 양안 영상 포착 디바이스는 샤프트에 고정된다. 몇몇 실시예에 따르면, 샤프트는 양안 영상 포착 디바이스를 완전히 또는 부분적으로 봉입하는 금속 튜브일 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 샤프트는 8.8mm 내시경 샤프트일 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 샤프트는 양안 영상 포착 디바이스의 하나 이상의 부분에 용접(예컨대, 레이저 용접)에 의해 고정된다. 예를 들어, 샤프트는 엔드 피스에 용접될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 열 전도성 페이스트가 샤프트를 통한 열 소산을 용이하게 하도록 샤프트와 제1 세라믹 보드 및/또는 하나 이상의 제2 세라믹 보드 사이에 도포될 수 있다. 그러한 실시예는 양안 영상 포착 디바이스가 전용 방열기를 갖지 않을 때 (예컨대, 공정(830 및/또는 865)이 방법(800)으로부터 생략될 때) 특히 유용할 수 있다.
예시적인 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 광범위한 변형, 변화, 및 대체가 상기 개시내용에서 고려되고, 몇몇 경우에, 실시예들의 몇몇 특징들은 다른 특징들의 대응하는 사용이 없이 채용될 수 있다. 본 기술 분야의 통상의 기술자는 많은 변경, 대안, 및 변형을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주는 다음의 청구범위에 의해서만 제한되어야 하고, 청구범위는 본원에서 개시되는 실시예들의 범주와 일치하는 방식으로 넓게 해석되는 것이 적절하다.

Claims (22)

  1. 양안 영상 포착 디바이스로서,
    복수의 적층된 회로 보드들;
    복수의 적층된 회로 보드들 중 제1 회로 보드에 장착된 전방을 향하는 이중 영상 센서 - 이중 영상 센서는 밀폐 하우징 내에 봉입됨 -; 및
    복수의 적층된 회로 보드들 중 하나 이상에 장착되어 이중 영상 센서에 의해 발생되는 전기 신호들을 수신하도록 결합된 신호 조절 전자 기기
    를 포함하는 양안 영상 포착 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 신호 조절 전자 기기는 영상 신호 프로세서를 포함하는, 양안 영상 포착 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 영상 신호 프로세서는 이중 영상 센서의 후면 상에 배치되는, 양안 영상 포착 디바이스.
  4. 제2항에 있어서, 영상 신호 프로세서는 이중 영상 센서에 대향하는 제1 회로 보드의 후면 상에 배치되는, 양안 영상 포착 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 밀폐 하우징은,
    제1 회로 보드;
    제1 회로 보드에 고정된 전이 링; 및
    전이 링에 고정된 광학 마운트
    에 의해 형성되는, 양안 영상 포착 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 밀폐 하우징은 정합하는 열 팽창 계수들을 갖는 재료들을 사용하여 형성되는, 양안 영상 포착 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 복수의 적층된 회로 보드들 중 하나 이상은 신호 조절 전자 기기를 장착하기 위한 만입된 부분을 갖는, 양안 영상 포착 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 복수의 적층된 회로 보드들 중 제2 회로 보드에 장착된 커넥터를 추가로 포함하고, 제2 회로 보드는 복수의 적층된 회로 보드들의, 제1 회로 보드와의, 대향 측면 상에 있는, 양안 영상 포착 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 복수의 적층된 회로 보드들 중 제2 회로 보드에 장착된 방열기를 추가로 포함하고, 제2 회로 보드는 복수의 적층된 회로 보드들의, 제1 회로 보드와의, 대향 측면 상에 있는, 양안 영상 포착 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 방열기는 구리 전열관을 포함하는, 양안 영상 포착 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 구리 전열관은 제2 회로 보드의 열 팽창 계수와 정합하는 열 팽창 계수를 갖는 구리 합금으로부터 형성된 지지 부재를 거쳐 제2 회로 보드에 장착되는, 양안 영상 포착 디바이스.
  12. 제1항에 있어서, 이중 영상 센서 상으로 한 쌍의 영상을 투사하는 양안 광학 기기를 추가로 포함하는 양안 영상 포착 디바이스.
  13. 제1항에 있어서, 양안 영상 포착 디바이스는 샤프트에 의해 봉입되고, 복수의 적층된 회로 보드들은 샤프트의 길이를 따라 적층되는, 양안 영상 포착 디바이스.
  14. 양안 영상 포착 디바이스로서,
    제2 회로 보드가 직각으로 제1 회로 보드에 장착되도록 툼스톤 구성으로 배열된 제1 회로 보드 및 제2 회로 보드;
    제1 회로 보드에 장착된 전방을 향하는 이중 영상 센서 - 이중 영상 센서는 밀폐 하우징 내에 봉입됨 -; 및
    제2 회로 보드에 장착되어 이중 영상 센서에 의해 발생되는 전기 신호들을 수신하도록 결합된 신호 조절 전자 기기
    를 포함하는 양안 영상 포착 디바이스.
  15. 제14항에 있어서, 제1 회로 보드 및 제2 회로 보드는 직접 접촉하는, 양안 영상 포착 디바이스.
  16. 제14항에 있어서, 신호 조절 전자 기기에 대향하는 제2 회로 보드의 후면에 장착된 방열기를 추가로 포함하는 양안 영상 포착 디바이스.
  17. 제14항에 있어서, 밀폐 하우징은,
    제1 회로 보드;
    제1 회로 보드에 고정된 전이 링; 및
    전이 링에 고정된 광학 마운트
    에 의해 형성되는, 양안 영상 포착 디바이스.
  18. 제17항에 있어서, 밀폐 하우징은 커버 글래스에 의해 추가로 형성되고, 커버 글래스는 전이 링의 림에 접착되는, 양안 영상 포착 디바이스.
  19. 양안 영상 포착 디바이스를 조립하기 위한 방법으로서,
    제1 회로 보드에 이중 영상 센서를 고정하는 단계;
    하나 이상의 제2 회로 보드에 신호 조절 전자 기기를 고정하는 단계;
    이중 영상 센서 및 신호 조절 전자 기기를 전기적으로 결합시키도록 제1 회로 보드 및 하나 이상의 제2 회로 보드를 적층시키는 단계; 및
    오토클레이브 내성 밀폐 하우징 내에 이중 영상 센서를 밀봉하는 단계
    를 포함하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 제1 회로 보드 및 하나 이상의 제2 회로 보드 각각은 이웃하는 회로 보드들과의 전기적 접촉을 이루기 위한 결합 패드들을 포함하는, 방법.
  21. 제20항에 있어서, 제1 회로 보드 및 하나 이상의 제2 회로 보드 중 인접한 쌍들의 결합 패드들은 정렬되는, 방법.
  22. 제20항에 있어서, 제1 회로 보드 및 하나 이상의 제2 회로 보드 중 인접한 쌍들의 결합 패드들은 비등방성 전도성 필름, 비등방성 전도성 페이스트, 전도성 에폭시, 및 납땜으로 구성된 그룹 중 하나 이상에 의해 전기적으로 결합되는, 방법.
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