TWI674876B - 具有螢光塗佈led光源的內視鏡取像模組 - Google Patents

Abstract

一種具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，包含有：一鏡頭管，將其一端定義為前端；一取像組件，具有一影像感測器以及一鏡頭，設於該鏡頭管內；該取像組件還具有一隔牆；一軟性電路板，具有一長形板身以及一環狀板，容置於該鏡頭管內，該軟性電路板係預彎折而使該環狀板之板面朝前，且該環狀板位於該隔牆與該鏡頭管內壁之間，並使該長形板身沿該鏡頭管之軸向設置；複數發光二極體(LED)，設於該環狀板朝前的板面，且位於該隔牆與該鏡頭管內壁之間；以及一螢光粉膠，呈連續帶狀設於該環狀板且覆蓋該複數發光二極體。

Description

具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組

本發明係與內視鏡有關，特別是指一種具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組。

我國公告M556136號專利，揭露了在內視鏡的取像裝置的感應器上設置複數個自體發光件，而這些自體發光件可以是螢光塗料，也可以是LED(發光二極體)。此種使用LED或螢光塗料的光源，其亮度不足以滿足使用者的需求。此乃由於對於內視鏡領域而言，其頭端的內視管體積很小，在體積及設置位置都受到限制的情況下，通常只能放置體積小而亮度低的LED，這樣一來，就會產生亮度不足的缺點。

現有技術中，藍光LED以晶片直接封裝(Chip On Board, COB)製程來設置於電路板上，並且再覆蓋以螢光物質，使得藍光LED所發出的藍色光與螢光物質被激發而產生的黃色光混合後，進而可以得到白光，這是已知的技術。若能將COB製程應用於內視鏡的LED光源的安裝設置，則應該可以獲得更高亮度的光源。然而，目前內視鏡內光源的設置方式，並沒有使用COB製程的技術，因此，如何將LED光源以COB製程設置於電路板，並再將電路板穩固的設置於內視鏡內，並且使結構達到良好的搭配，就成為本案欲申請專利的技術重點。

本發明之主要目的乃在於提供一種具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其可使用COB製程所設置的LED光源，並配合螢光粉膠來產生足夠亮度的白光光源。

本發明之再一目的乃在於提供一種具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其組裝LED光源極為方便，且能將LED光源穩固的固定於內視鏡的鏡頭管內。

緣是，依據本發明所提供之一種具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，包含有：一鏡頭管，將其一端定義為前端；一取像組件，具有一影像感測器以及一鏡頭，設於該鏡頭管內；該取像組件還具有一隔牆，該隔牆圍繞該鏡頭而呈管狀且在徑向上與該鏡頭管管壁相隔預定距離，該影像感測器僅能通過該鏡頭向前取像；一軟性電路板，具有一長形板身以及一環狀板，容置於該鏡頭管內，該軟性電路板係預彎折而使該環狀板之板面朝前，且該環狀板位於該隔牆與該鏡頭管內壁之間，並使該長形板身沿該鏡頭管之軸向設置；複數發光二極體(LED)，設於該環狀板朝前的板面，且位於該隔牆與該鏡頭管內壁之間；以及一螢光粉膠，呈連續帶狀設於該環狀板且覆蓋該複數發光二極體。

藉此，本發明藉由將LED設置於該軟性電路板上的結構，可使用COB製程來進行製作，並配合螢光粉膠來產生足夠亮度的白光光源。此外，本發明在組裝LED光源時極為方便，且能將LED光源穩固的固定於內視鏡的鏡頭管內。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後，其中：

如第1至第3圖所示，本發明第一較佳實施例所提供之一種具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組10，主要由一鏡頭管11、一取像組件21、一軟性電路板31、複數發光二極體(LED)41以及一螢光粉膠45所組成，其中：

該鏡頭管11，將其一端定義為前端。在實際實施時，該鏡頭管11必須連接於一長軟管(圖中未示)而再連接於一內視鏡主機(圖中未示)，並通以電線來提供電源以及訊號，但由於長軟管及內視鏡主機均屬習知技術且為所屬技術中具有通常知識者所熟知，因此不再贅述。

該取像組件21，具有一影像感測器22以及一鏡頭24，設於該鏡頭管11內。該取像組件21還具有一隔牆26，該隔牆26圍繞該鏡頭24而呈管狀，且在徑向上與該鏡頭管11管壁相隔預定距離，該隔牆26 使得該影像感測器22僅能通過該鏡頭24向前取像。該隔牆26前端係位於該鏡頭管11前端的後方，而與該鏡頭管11前端相隔預定距離。隔牆26的前端較後的設置方式，可以藉由鏡頭管11前端先碰觸物體來達到避免鏡頭24碰觸物體的保護效果。

該軟性電路板31，具有一長形板身32以及一環狀板34，容置於該鏡頭管11內，該軟性電路板31係預彎折而使該環狀板34之板面朝前，且該環狀板34位於該隔牆26與該鏡頭管11內壁之間，並使該長形板身32沿該鏡頭管11之軸向設置。

該複數LED 41，設於該環狀板34朝前的板面，且位於該隔牆26與該鏡頭管11內壁之間。於本實施例中，該複數LED 41係為藍光LED，其發出的藍光用來激發螢光物質發出黃色光，並與之混合後成為白色光。此外，該複數LED 41係以COB製程設置於該環狀板34上。

該螢光粉膠45，呈連續帶狀設於該環狀板34且覆蓋該複數LED 41。於本實施例中，該螢光粉膠45頭尾相連而呈圓環狀，且該螢光粉膠45於其帶狀延伸方向上的橫斷面而言，呈中間高而兩側低的弧形表面。這樣的設置方式可以使得該螢光粉膠45被該複數LED 41激發並混合成為白色光之後，能呈帶狀光源而發光，並且，還可以藉由其中間高兩側低的表面而呈向外擴散的角度來發光，進而具有更大角度的照射區域。而在實際實施上，螢光粉膠45可藉由烘烤固化而固定於該環狀板34及該複數LED 41上。

前述結構在使用時，藉由該複數LED 41發出藍光來激發該螢光粉膠45發出黃色光並混合而成白光後向外射出，藉以提供光源。

以上的結構即足以將內視鏡向前照射的光源以COB製程設置於該軟性電路板31上，藉由COB製程而可以具有更大的空間，進而可以使用體積更大且亮度更高的LED晶粒，再配合螢光粉膠45來產生足夠亮度的白光光源。而由於該複數LED 41是安裝於該軟性電路板31上，而軟性電路板31又是已經預先彎折好了，因此在組裝過程中要將該軟性電路板31置於該鏡頭管11內，並將該環狀板34置於該隔牆26與該鏡頭管11之間時，是極為方便的，而且，由於該環狀板34等於是圍繞在該隔牆26周圍，因此等於是被該隔牆26所穿套定位，因此能將LED光源穩定的固定於該鏡頭管11內。

如第4圖至第5圖所示，本第一較佳實施例還可以再設置一透光保護膠51，覆蓋於該螢光粉膠45上，該透光保護膠51並且接觸於該鏡頭管11內壁以及該隔牆26外壁。該透光保護膠51的表面呈平坦狀，這樣的設置可以使得該透光保護膠51不會產生額外的光學特性，進而可以確保混合後的白色光在射出時不會有額外的折射。此外，該透光保護膠51的表面也可以設置成由該隔牆26末延伸至該鏡頭管11末端的形式，這樣的設置方式可以進一步的保護該隔牆26外壁面以及該鏡頭管11內壁面不會與灰塵或髒污接觸，延長產品使用壽命。而該透光保護膠51也能夠進一步的提供定位該環狀板34的定位效果。在實際實施上，該透光保護膠51可以由液態藉由紫外線照射而固化，而且由於該透光保護膠51與該螢光粉膠45乃是不同的物質，因此兩者之間還可以再設置一黏膠(圖中未示)來強化兩者之間的附著性。

再如第2圖及第4圖所示，為了設置側向的光源，該軟性電路板31還再由其長形板身32側向延伸一個側長板36，該側長板36末端具有一側光板361，於該側光板361上設有一個側LED 411，該側LED 411上覆蓋有螢光粉膠45。而該側長板36在實施上係設計成弧形延伸的形狀，且這個弧形的曲率大於或等於該鏡頭管11橫斷面的管壁曲率，這樣可以方便該軟性電路板31容置於該鏡頭管11內時，該側長板36能貼著管壁置放。該鏡頭管11在側邊亦需開設一側孔111來供該側LED 411露出。如第5圖所示，該側LED 411上除了設置該螢光粉膠45之外，亦可再設置透光保護膠51。

值得再提出說明的一點是，如第6圖所示，該螢光粉膠45在設置時亦可以不呈圓環狀，而可以形成C形，同樣可以發出混合後的白光。亦即，該螢光粉膠45在設置時並不以圓環狀為限制。

另外，如第7圖所示，該透光保護膠51的設置方式並不一定是直接貼設於該螢光粉膠45，也有其他種設置方式，例如，可以先將一環形透明板55固定於該隔牆26且令該透明板55與該螢光粉膠45相隔預定距離，再把該透明保護膠51設於該透明板55上。藉此，該透光保護膠51仍然是覆蓋於該螢光粉膠45上方但與該螢光粉膠45相隔預定距離。

請再參閱第8圖，本發明第二較佳實施例所提供之一種具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組10’，主要概同於前揭第一實施例，不同之處在於：

該鏡頭管11’內壁面設有一層吸光塗料19’，該吸光塗料19’涵蓋該鏡頭管11’內壁面由該環狀板34’至該鏡頭管11’前端的範圍。該吸光塗料19’可以使用黑色的平光(不反光)塗料，可以減少或避免混合後的白光照射於該鏡頭管11’內壁面時再反射至該鏡頭24’的光線，進而減少或避免取像時有炫光的問題。

由於該鏡頭管11’內壁面設有該吸光塗料19’，因此該透光保護膠51’在設置時，就不是直接設置在鏡頭管11’管壁，而是直接接觸或覆蓋於該吸光塗料19’。

本第二實施例的其餘結構及所能達成的功效均概同於前揭第一實施例，容不再予贅述。

10‧‧‧具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組

11‧‧‧鏡頭管

111‧‧‧側孔

21‧‧‧取像組件

22‧‧‧影像感測器

24‧‧‧鏡頭

26‧‧‧隔牆

31‧‧‧軟性電路板

32‧‧‧長形板身

34‧‧‧環狀板

36‧‧‧側長板

361‧‧‧側光板

41‧‧‧發光二極體(LED)

411‧‧‧側LED

45‧‧‧螢光粉膠

51‧‧‧透光保護膠

55‧‧‧透明板

10’‧‧‧具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組

11’‧‧‧鏡頭管

19’‧‧‧吸光塗料

24’‧‧‧鏡頭

34’‧‧‧環狀板

51’‧‧‧透光保護膠

第1圖係本發明第一較佳實施例之組合立體圖。 第2圖係本發明第一較佳實施例之爆炸圖。 第3圖係沿第1圖中3-3剖線之剖視圖。 第4圖係本發明第一較佳實施例之另一爆炸圖，顯示增設透光保護膠的架構。 第5圖係第4圖之組合後剖視圖，顯示增設透光保護膠的架構。 第6圖係本發明第一較佳實施例之再一爆炸圖，顯示螢光粉膠設置成C形的狀態。 第7圖係本發明第一較佳實施例之另一剖視示意圖，顯示設置透明板的狀態。 第8圖係本發明第二較佳實施例之剖視示意圖。

Claims (17)

1. 一種具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，包含有： 一鏡頭管，將其一端定義為前端； 一取像組件，具有一影像感測器以及一鏡頭，設於該鏡頭管內；該取像組件還具有一隔牆，該隔牆圍繞該鏡頭而呈管狀且在徑向上與該鏡頭管管壁相隔預定距離，該影像感測器僅能通過該鏡頭向前取像； 其特徵在於，更包含有： 一軟性電路板，具有一長形板身以及一環狀板，容置於該鏡頭管內，該軟性電路板係預彎折而使該環狀板之板面朝前，且該環狀板位於該隔牆與該鏡頭管內壁之間，並使該長形板身沿該鏡頭管之軸向設置； 複數發光二極體(LED)，設於該環狀板朝前的板面，且位於該隔牆與該鏡頭管內壁之間；以及 一螢光粉膠，呈連續帶狀設於該環狀板且覆蓋該複數發光二極體。
2. 依據申請專利範圍第1項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該螢光粉膠係呈圓環狀。
3. 依據申請專利範圍第1項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該螢光粉膠於其帶狀延伸方向上的橫斷面而言，呈中間高而兩側低。
4. 依據申請專利範圍第1項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該鏡頭管內壁面設有一層吸光塗料，該吸光塗料涵蓋該鏡頭管內壁面由該環狀板至該鏡頭管前端的範圍。
5. 依據申請專利範圍第4項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中，更包含有：一透光保護膠，覆蓋於該螢光粉膠上，該透光保護膠並且接觸於該吸光塗料以及該隔牆外壁。
6. 依據申請專利範圍第5項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該透光保護膠與該螢光粉膠之間係藉一黏膠來黏著。
7. 依據申請專利範圍第5項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該透光保護膠係於一透明板上，該透明板係固定於該隔牆而覆蓋於該螢光粉膠並與該螢光粉膠相隔預定距離。
8. 依據申請專利範圍第5項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該透光保護膠之表面呈平坦狀。
9. 依據申請專利範圍第5項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該透光保護膠之表面係由該隔牆末端延伸至該鏡頭管末端。
10. 依據申請專利範圍第1項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該隔牆前端係位於該鏡頭管前端的後方，而與該鏡頭管前端相隔預定距離。
11. 依據申請專利範圍第1項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中，更包含有：一透光保護膠，覆蓋於該螢光粉膠上，該透光保護膠並且接觸於該鏡頭管內壁以及該隔牆外壁。
12. 依據申請專利範圍第11項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該透光保護膠與該螢光粉膠之間係藉一黏膠來黏著。
13. 依據申請專利範圍第11項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該透光保護膠係於一透明板上，該透明板係固定於該隔牆而覆蓋於該螢光粉膠並與該螢光粉膠相隔預定距離。
14. 依據申請專利範圍第11項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該透光保護膠之表面呈平坦狀。
15. 依據申請專利範圍第11項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該透光保護膠之表面係由該隔牆末端延伸至該鏡頭管末端。
16. 依據申請專利範圍第1項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該軟性電路板由其長形板身側向延伸一側長板，該側長板末端具有一側光板，於該側光板上設有至少一個側發光二極體，該至少一個側發光二極體上覆蓋有螢光粉膠。
17. 依據申請專利範圍第12項之具有螢光塗佈LED光源的內視鏡取像模組，其中：該側長板係呈弧形延伸，且該弧形之曲率係大於或等於該鏡頭管橫斷面之管壁曲率。