TWI432167B - 主機、光學鏡頭模組以及其組成之數位診斷系統 - Google Patents

Description

主機、光學鏡頭模組以及其組成之數位診斷系統

本發明是有關一種數位診斷系統，特別是一種可更換光學鏡頭模組之主機、光學鏡頭模組以及其組成之數位診斷系統。

習知之數位診斷系統是主機與鏡頭一體成型，因此，醫師欲檢視不同患部，例如眼底、耳道、皮膚等，需使用相對應之數位診斷系統，因而導致整體成本無法降低。

另一種習知之數位診斷系統則是主機與鏡頭分離設計，以使主機可搭配不同的鏡頭以供醫師檢視不同的患部。然而，此習知之數位診斷系統是在主機端以及鏡頭端分別設置具有曲面且彼此耦合之光學透鏡。為使主機端能夠與不同用途之鏡頭耦合，導致系統之光學設計較為複雜，或者於鏡頭端設置精密度較高之焦距調整機構，例如凸輪環(cam ring)，而提高製造的困難度。

綜上所述，如何簡化數位診斷系統之光學設計，使單一主機即可與多個不同用途之鏡頭耦合並提供較佳之影像便是目前極需努力的目標。

本發明提供一種主機、光學鏡頭模組以及其組成之數位診斷系統，其中主機端未包含具有曲面之光學透鏡，以簡化鏡頭端之光學設計。此外，主機端包含驅動影像擷取模組線性移動之焦距調整模組，以補償不同光學鏡頭模組之焦距差異，因此可進一步簡化鏡頭端之光學設計，且允許較大之機構公差，進而降低製造困難度及製造成本。

本發明一實施例之數位診斷系統包含一主機以及至少一光學鏡頭模組。主機包含一影像擷取模組、一顯示模組、一處理單元、一焦距調整模組、一連接座以及一電源模組。影像擷取模組用以擷取一患部之一反射光以形成一影像。顯示模組用以顯示影像擷取模組所擷取之影像。處理單元與影像擷取模組以及顯示模組電性連接，處理單元用以處理影像並將影像顯示於顯示模組。焦距調整模組用以驅動影像擷取模組沿一擷取影像方向線性移動。連接座設置於影像擷取模組之前端。電源模組用以提供數位診斷系統運作時所需之電源。光學鏡頭模組則以可移除的方式連接於連接座，用以會聚反射光至影像擷取模組。

本發明另一實施例之主機用以與至少一光學鏡頭模組組成一數位診斷系統。主機包含一影像擷取模組、一顯示模組、一處理單元、一焦距調整模組、一連接座以及一電源模組。影像擷取模組用以擷取一患部之一反射光以形成一影像。顯示模組用以顯示影像擷取模組所擷取之影像。處理單元與影像擷取模組以及顯示模組電性連接，處理單元用以處理影像並將影像顯示於顯示模組。焦距調整模組用以驅動影像擷取模組沿一擷取影像方向線性移動。連接座設置於影像擷取模組之前端，用以供光學鏡頭模組連接，以使光學鏡頭模組會聚反射光至影像擷取模組。電源模組用以提供數位診斷系統運作時所需之電源。

本發明又一實施例之光學鏡頭模組用以與未包含具有曲面之光學透鏡之一主機組成一數位診斷系統，其中主機包含一連接座以及一沿一擷取影像方向線性移動之影像擷取模組。光學鏡頭模組以可移除的方式連接於主機之連接座，並包含多個光學透鏡以及一光源。光學透鏡具有多個曲面，用以會聚一患部之一反射光至主機之影像擷取模組以形成一影像。光源偏離光學透鏡之一光軸，用以提供一照明光以照亮患部。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

請參照圖1至圖3，本發明之一實施例之數位診斷系統包含一主機10以及至少一光學鏡頭模組20a、20b、20c、20d、20e。主機10包含一影像擷取模組101、一顯示模組102、一處理單元103、一焦距調整模組104、一連接座112以及一電源模組105。影像擷取模組101用以擷取一患部70之一反射光701以形成一影像。顯示模組102用以顯示影像擷取模組101所擷取的影像。處理單元103與影像擷取模組101以及顯示模組102電性連接。處理單元103用以處理影像擷取模組101所擷取的影像並將影像顯示於顯示模組102。舉例而言，處理單元103可對影像擷取模組101所擷取的影像進行影像處理，例如去除雜訊、調整對比或亮度等，以獲得較佳之影像品質。

焦距調整模組104用以驅動影像擷取模組101沿一擷取影像方向線性移動，如圖2a之箭頭A所示。舉例而言，使用者可利用外露於主機10外部之調整環104a來驅動影像擷取模組101沿箭頭A之方向前後移動，以調整適當之焦距。需注意者，焦距調整模組104能夠以手動或電動的方式加以實現。連接座112設置於影像擷取模組101之前端，使光學鏡頭模組20a、20b、20c、20d或20e能夠以可移除的方式連接於連接座112。舉例而言，光學鏡頭模組20a、20b、20c、20d或20e可卡合或鎖合於連接座112。連接於連接座112之光學鏡頭模組20a、20b、20c、20d或20e與影像擷取模組101耦合，以使患部70的反射光701可會聚於影像擷取模組101以形成影像。電源模組105則用以提供數位診斷系統運作時所需之電源。電源模組105可為一次性電池或充電電池。於一實施例中，主機10可包含一充電電路106，其與電源模組105電性連接。當主機10與外部電源50電性連接時，充電電路106可利用外部電源50對電源模組105進行充電。

請參照圖2a以及圖2b，於一實施例中，光學鏡頭模組20a、20b、20c、20d、20e包含多個光學透鏡201以及一光源202。多個光學透鏡201之透鏡組具有多個曲面，以使患部70之反射光701可會聚於影像擷取模組101。光源202則偏離光學透鏡201之一光軸設置。光源202可提供一照明光202a以照亮患部70。較佳者，光學鏡頭模組20a、20b、20c、20d、20e更包含一光闌203，其設置於多個光學透鏡201之間。光闌203設置於光學鏡頭模組20a、20b、20c內部可增加對稱性以消除一些奇次項的像差，進而提升影像品質。

需注意者，透過適當之設計，不同之光學鏡頭模組20a、20b、20c、20d、20e可用以檢視不同的患部70。舉例而言，為了使照明光202a有效入射至眼底，可針對光源202進行特殊的設計。或者，為了減少皮膚反射照明光202a的比率，可設置特定折射率之一接觸板204，使大部分之照明光202a可入射至皮膚內層，如圖2a所示之光學鏡頭模組20b。又，為了提供耳道等細長通道內部之照明光，可將光源202所發出之照明光202a利用準直器等光學元件導引至光纖202b，再於光纖202b之另一端射出至細長通道之內部，如圖2a所示之光學鏡頭模組20c。需注意者，光學鏡頭模組並不限於上述實施例。舉例而言，光學鏡頭模組為眼底鏡鏡頭、耳鏡鏡頭、皮膚鏡鏡頭、微循環鏡頭、鼻鏡鏡頭(如圖2b所示之光學鏡頭模組20d)、喉嚨鏡鏡頭(如圖2b所示之光學鏡頭模組20e)或內視鏡鏡頭等。另需注意者，圖2b所示之光學鏡頭模組20d、20e中之光源202可藉由適當將照明光202a導引至患部70。舉例而言，光源202所發出之照明光202a可利用光纖或管壁內側反射以導引照明光202a至患部70。或者，亦可利用光纖205收集患部之反射光至影像擷取模組，如圖2b所示之光學鏡頭模組20e。

於一實施例中，主機10可包含多個第一導電接點113，光學鏡頭模組20a、20b、20c、20d、20e包含多個第二導電接點(未圖示)。當光學鏡頭模組20a、20b、20c、20d或20e連接於主機10之連接座112時，光學鏡頭模組之多個第二導電接點與主機10上相對應之多個第一導電接點113電性連接，如此，光學鏡頭模組之光源202即可與主機10之電源模組105電性連接，以取得發光所需之電源。於一實施例中，處理單元105更可經由第一導電接點113之連接組態來判斷連接至連接座112之光學鏡頭模組之類型。舉例而言，假設有四個第一導電接點113，其中一個為接地，其餘三個第一導電接點113可依據向量式排列，得到2×2×2種排列法。扣除未連接光學鏡頭模組的情況，可有7種光學鏡頭模組可作為辨識使用。較佳者，處理單元105得知連接至連接座112之光學鏡頭模組為何種類型時，可進一步設定影像擷取模組101的影像模式以及調整內部的設定值來得到較佳的影像。

依據上述結構，由於主機10之內部並無任何光學鏡頭，亦即未包含任何具有曲面之光學透鏡，因此，外接之光學鏡頭模組可以獨立設計，以達到最大化且最佳化的鏡頭設計。於一實施例中，主機10可包含一保護平板(未圖示)，其設置於影像擷取模組101以及連接座112之間，以保護影像擷取模組101。另外，焦距調整模組104是線性移動影像擷取模組101，且獨立設置於主機10內，換言之，光學鏡頭模組的背焦可以隨意調整，因此，光學鏡頭模組無需其它調整焦距的機構，尤其是非線性補償之凸輪環(cam ring)設計，是故光學鏡頭模組之設計可進一步簡化，並允許較大之機構公差而降低製造困難度及製造成本。

請參照圖3，於一實施例中，主機10更包含一儲存單元107，其與處理單元103電性連接。儲存單元107可用以儲存影像擷取模組101所擷取的影像，以降低醫師手繪記錄患部的人為錯誤。儲存單元107可為快閃記憶體、硬碟或以上之組合。舉例而言，儲存單元107可為一記憶卡。

於一實施例中，主機10更包含一影像輸出介面108，其與處理單元103電性連接。影像輸出介面108用以供一外部顯示裝置30可經由影像輸出介面108連接至本發明之數位診斷系統，以使接受診斷之患者可同步觀看患部之影像。

於一實施例中，主機10更包含一通訊介面109，其與處理單元103電性連接。通訊介面109用以供一外部電子裝置40可經由通訊介面109連接至本發明之數位診斷系統。如此，本發明之數位診斷系統所儲存之診斷資料可經由通訊介面109傳輸至外部電子裝置40。舉例而言，通訊介面109可為一通用序列匯排流(Universal Serial Bus，USB)；外部電子裝置40可為一電腦。

於一實施例中，主機10更包含一麥克風110，其與處理單元103電性連接。麥克風110可擷取一使用者(例如醫師)之聲音並轉換成一音頻訊號。麥克風110所擷取之音頻訊號可儲存至儲存單元107，以供使用者作聲音之記錄，方便日後追蹤分析資料。較佳者，主機10可更包含一喇叭111，其與處理單元103電性連接。喇叭111可輸出麥克風110所擷取之音頻訊號，以避免使用者需傳輸音頻檔案或外接喇叭的麻煩。

請參照圖4，於一實施例中，本發明之數位診斷系統包含一基座60，其具有一第一連接埠601以及一第二連接埠602。第一連接埠601可分別或同時與主機之影像輸出介面108、通訊介面109以及充電電路106至少其中之一電性連接。第二連接埠602則與外部顯示裝置30、外部電子裝置40以及外部電源50至少其中之一電性連接。因此，主機10可經由基座60與外部顯示裝置30、外部電子裝置40或外部電源50電性連接。需注意者，圖3以及圖4所示之實施例中，充電電路106是設置於主機10中，但不限於此，充電電路106亦可設置於基座60中。

綜合上述，本發明之數位診斷系統之主機端未包含具有曲面之光學透鏡，因此，鏡頭端之光學設計可大幅簡化。此外，主機端包含驅動影像擷取模組線性移動之焦距調整模組，以補償不同光學鏡頭模組之焦距差異，因此鏡頭端無需包含焦距調整機構，而可進一步簡化鏡頭端之光學設計，且可允許較大之機構公差，進而降低製造困難度及製造成本。

以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

10．．．主機

101．．．影像擷取模組

102．．．顯示模組

103．．．處理單元

104．．．焦距調整模組

104a．．．調整環

105．．．電源模組

106．．．充電電路

107．．．儲存單元

108．．．影像輸出介面

109．．．通訊介面

110．．．麥克風

111．．．喇叭

112．．．連接座

113．．．第一導電接點

20a、20b、20c．．．光學鏡頭模組

20d、20e．．．光學鏡頭模組

201．．．光學透鏡

202．．．光源

202a．．．照明光

202b．．．光纖

203．．．光闌

204．．．接觸板

205．．．光纖

30．．．外部顯示裝置

40．．．外部電子裝置

50．．．外部電源

60．．．基座

601．．．第一連接埠

602．．．第二連接埠

70．．．患部

701．．．反射光

圖1為一示意圖，顯示本發明一實施例之數位診斷系統之主機。

圖2a以及圖2b為一示意圖，顯示本發明一實施例之數位診斷系統之多個光學鏡頭模組。

圖3為一方塊圖，顯示本發明一實施例之數位診斷系統之主機。

圖4為一方塊圖，顯示本發明一實施例之數位診斷系統之主機及基座。

10．．．主機

101．．．影像擷取模組

102．．．顯示模組

104a．．．調整環

20a、20b、20c．．．光學鏡頭模組

201．．．光學透鏡

202．．．光源

202a．．．照明光

202b．．．光纖

203．．．光闌

204．．．接觸板

70．．．患部

701．．．反射光

Claims (32)

1. 一種數位診斷系統，包含：一主機，其包含：一影像擷取模組，其用以擷取一患部之一反射光以形成一影像；一顯示模組，其用以顯示該影像擷取模組所擷取之該影像；一處理單元，其與該影像擷取模組以及該顯示模組電性連接，該處理單元用以處理該影像並將該影像顯示於該顯示模組；一焦距調整模組，其用以驅動該影像擷取模組沿一擷取影像方向線性移動；一連接座，其設置於該影像擷取模組之前端；以及一電源模組，其用以提供該數位診斷系統運作時所需之電源；以及至少一光學鏡頭模組，其以可移除的方式連接於該連接座，用以會聚該反射光至該影像擷取模組。
2. 如請求項1所述之數位診斷系統，其中該光學鏡頭模組包含：多個光學透鏡，其具有多個曲面，用以會聚該反射光至該影像擷取模組；以及一光源，其偏離該光學透鏡之一光軸設置，用以提供一照明光以照亮該患部。
3. 如請求項2所述之數位診斷系統，其中該光學鏡頭模組更包含：一光纖，其用以收集該反射光至該影像擷取模組。
4. 如請求項2所述之數位診斷系統，其中該光學鏡頭模組更包含：一光闌，設置於該多個光學透鏡之間。
5. 如請求項2所述之數位診斷系統，其中該主機包含多個第一導電接點；該光學鏡頭模組包含多個第二導電接點，且該光學鏡頭模組連接於該連接座時，該多個第二導電接點與相對應之該多個第一導電接點電性連接，以使該光源與該電源模組電性連接。
6. 如請求項1所述之數位診斷系統，其中該主機包含多個第一導電接點；該光學鏡頭模組包含多個第二導電接點，且該光學鏡頭模組連接於該連接座時，該多個第二導電接點與相對應之該多個第一導電接點電性連接，以使該處理單元經由該第一導電接點之連接組態判斷連接至該連接座之該光學鏡頭模組之類型。
7. 如請求項1所述之數位診斷系統，其中該光學鏡頭模組為眼底鏡鏡頭、耳鏡鏡頭、皮膚鏡鏡頭、微循環鏡頭、鼻鏡鏡頭、喉嚨鏡鏡頭或內視鏡鏡頭。
8. 如請求項1所述之數位診斷系統，其中該主機更包含：一儲存單元，其與該處理單元電性連接，用以儲存該影像擷取模組所擷取之該影像。
9. 如請求項8所述之數位診斷系統，其中該儲存單元包含快閃記憶體、硬碟或以上之組合。
10. 如請求項1所述之數位診斷系統，其中該主機更包含：一影像輸出介面，其與該處理單元電性連接，用以供一外部顯示裝置經由該影像輸出介面連接至該數位診斷系統。
11. 如請求項1所述之數位診斷系統，其中該主機更包含：一通訊介面，其與該處理單元電性連接，用以供一外部電子裝置經由該通訊介面連接至該數位診斷系統。
12. 如請求項1所述之數位診斷系統，其中該主機更包含：一麥克風，其與該處理單元電性連接，用以擷取一使用者之聲音並轉換成一音頻訊號。
13. 如請求項12所述之數位診斷系統，其中該主機更包含：一喇叭，其與該處理單元電性連接，用以輸出該音頻訊號。
14. 如請求項1所述之數位診斷系統，其中該主機更包含：一保護平板，其設置於該影像擷取模組以及該連接座之間，用以保護該影像擷取模組。
15. 如請求項1所述之數位診斷系統，更包含：一充電電路，其與該電源模組電性連接，用以利用一外部電源對該電源模組進行充電。
16. 如請求項1所述之數位診斷系統，更包含：一基座，其具有一第一連接埠以及一第二連接埠，其中該第一連接埠用以與該數位診斷系統之一影像輸出介面、一通訊介面以及一充電電路至少其中之一電性連接；該第二連接埠用以與一外部顯示裝置、一外部電子裝置以及一外部電源至少其中之一電性連接。
17. 一種主機，用以與至少一光學鏡頭模組組成一數位診斷系統，該主機包含：一影像擷取模組，其用以擷取一患部之一反射光以形成一影像；一顯示模組，其用以顯示該影像擷取模組所擷取之該影像；一處理單元，其與該影像擷取模組以及該顯示模組電性連接，該處理單元用以處理該影像並將該影像顯示於該顯示模組；一焦距調整模組，其用以驅動該影像擷取模組沿一擷取影像方向線性移動；一連接座，其設置於該影像擷取模組之前端，用以供該光學鏡頭模組連接，以使該光學鏡頭模組會聚該反射光至該影像擷取模組；以及一電源模組，其用以提供該數位診斷系統運作時所需之電源。
18. 如請求項17所述之主機，更包含多個第一導電接點，且該光學鏡頭模組包含多個第二導電接點；該光學鏡頭模組連接於該連接座時，該多個第二導電接點與相對應之該多個第一導電接點電性連接。
19. 如請求項18所述之主機，其中該處理單元經由該第一導電接點之連接組態判斷連接至該連接座之該光學鏡頭模組之類型。
20. 如請求項17所述之主機，更包含：一儲存單元，其與該處理單元電性連接，用以儲存該影像擷取模組所擷取之該影像。
21. 如請求項20所述之主機，其中該儲存單元包含快閃記憶體、硬碟或以上之組合。
22. 如請求項17所述之主機，更包含：一影像輸出介面，其與該處理單元電性連接，用以供一外部顯示裝置經由該影像輸出介面連接至該數位診斷系統。
23. 如請求項17所述之主機，更包含：一通訊介面，其與該處理單元電性連接，用以供一外部電子裝置經由該通訊介面連接至該數位診斷系統。
24. 如請求項17所述之主機，更包含：一麥克風，其與該處理單元電性連接，用以擷取一使用者之聲音並轉換成一音頻訊號。
25. 如請求項24所述之主機，更包含：一喇叭，其與該處理單元電性連接，用以輸出該音頻訊號。
26. 如請求項17所述之主機，更包含：一保護平板，其設置於該影像擷取模組以及該連接座之間，用以保護該影像擷取模組。
27. 如請求項17所述之主機，更包含：一充電電路，其與該電源模組電性連接，用以利用一外部電源對該電源模組進行充電。
28. 一種光學鏡頭模組，其用以與未包含具有曲面之光學透鏡之一主機組成一數位診斷系統，該主機包含一連接座以及一沿一擷取影像方向線性移動之影像擷取模組，該光學鏡頭模組以可移除的方式連接於該主機之該連接座，並包含：多個光學透鏡，其具有多個曲面，用以會聚一患部之一反射光至該主機之該影像擷取模組以形成一影像；以及一光源，其偏離該光學透鏡之一光軸設置，用以提供一照明光以照亮該患部。
29. 如請求項28所述之光學鏡頭模組，更包含：一光纖，其用以收集該患部之該反射光至該主機之該影像擷取模組。
30. 如請求項28所述之光學鏡頭模組，更包含：一光闌，設置於該多個光學透鏡之間。
31. 如請求項28所述之光學鏡頭模組，其中該主機包含多個第一導電接點：該光學鏡頭模組包含多個第二導電接點，且該光學鏡頭模組連接於該連接座時，該多個第二導電接點與相對應之該多個第一導電接點電性連接，以使該光源與該電源模組電性連接。
32. 如請求項28所述之光學鏡頭模組，其為眼底鏡鏡頭、耳鏡鏡頭、皮膚鏡鏡頭、微循環鏡頭、鼻鏡鏡頭、喉嚨鏡鏡頭或內視鏡鏡頭。