内视镜光源及取像模块的模块化组合的制作方法

1.本发明与内视镜有关，特别是指一种内视镜光源及取像模块的模块化组合。


背景技术：

2.目前在内视镜的领域中，在内视镜的头端通常是使用一金属管体，并于该金属管体内安装取像模块与光源的组合。由于图像传感器(一般常见者是使用ccd电荷耦合装置)与透镜组在结合后即形成一取像模块，而发光二极管(即光源)则是以发光二极管芯片、荧光胶以及基板组合而成为另外制成的完成品，因此在组装上，通常是将取像模块安装于一电路板，再将发光二极管另外安装于另一个电路板，之后再加以组装起来，最后才安装于内视镜的头端的金属管体内。
3.为了解决上述问题，本案申请人申请了中国台湾第m601086号「内视镜摄影及光源结构」专利，该案的技术重点在于，将取像模块与发光二极管芯片设置于一电路板上，并藉由荧光粉胶来将全部的构件结合而固定在一起，形成一个整体性的结构，进而减少安装于内视镜的头端金属管中的安装工序，而且也达到了整体结构小型化的效果。然而，此案在实际使用时发现，由于其光源与取像模块的相对关系，会使得光源所发出的光其所照射区域的形状(即光形)产生阴影，亦即，其光形不佳，因此，其光源的高度有必要提高至接近于取像模块的前端，以消除阴影并获取到较佳的光形，而且也有增加亮度的效果。然而，这将会牵涉到如何将光源垫高且又能与下方的电路板连接的问题。
4.美国us 9,572,482号专利，揭露了一种使用软性电路板的内视镜，其光源即有较靠近于取像模块头端的设计，然而，其主要是使用呈u形的一基础框20(base mounting frame)来做为塑型的底座，再将一软性电路板30置于该基础框上，而呈现出类似u形的架构，最后再将取像模块设置于u形架构的底部。此种方式虽然达成了使光源较靠近于取像模块头端的效果，但却没有下方电路板的存在，而下方电路板主要的功用在于以其底面提供接点来让其他元件电性连接，藉此才能让内视镜主机或操作手把等其他元件电性连接，以达到操作或控制的功能。因此，美国us 9,572,482号专利并没有揭露如何克服这个问题的技术，此外，软性电路板与硬式的基础框在塑形成为一致来进行结合时，尚有须先塑形以及组装不易的问题。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种内视镜光源及取像模块的模块化组合，其除了将电路板、光源以及取像模块整合成为一个模块之外，还可以将光源自电路板垫高而较靠近取像模块的顶端，且又能与下方的电路板底部的接点电性连接。
6.基于上述目的，本发明提出一种内视镜光源及取像模块的模块化组合，包含有：一电路板，具有一下平板以及一垫高台，该下平板的底面具有多个底电极片，且该下平板的顶面系定义彼此不相重叠的一主元件区以及一高台区，该垫高台位于该下平板顶面而位于该高台区内且具有预定高度，该下平板的顶面具有多个顶电极片而位于该主元件区，该多个
顶电极片电性连接于该多个底电极片，该垫高台的顶端设有多个光源电极片，该多个光源电极片藉由多个导线穿过该垫高台以及该下平板而电性连接于该多个底电极片；多个发光二极管芯片，直接或间接地设于该垫高台顶面且与该多个光源电极片电性连接，且各该发光二极管芯片均有一荧光粉胶覆盖而固定于该垫高台顶面；一取像模块，具有一图像传感器以及位于该图像传感器上方的一透镜组，且该图像传感器底部具有多个接点连接于该多个顶电极片，该取像模块整体呈柱状而位于该主元件区内，且该取像模块与该垫高台之间相隔预定距离，该透镜组的顶端高于该多个发光二极管芯片之顶端；以及一固定胶，固化且贴于该取像模块与该垫高台，并且覆盖各该发光二极管芯片上面的荧光粉胶，该固定胶固定住该取像模块、该垫高台与该多个发光二极管芯片之间的空间关系。
7.藉由上述结构，本发明即藉由该固定胶来将电路板、光源以及取像模块整合成为一个模块。此外，本发明还将该多个发光二极管芯片自该下平板垫高而较靠近取像模块的顶端，且又兼顾到了该多个发光二极管芯片能与下方的电路板底部的底电极片电性连接，借以方便与其他元件进行组装连接。
8.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
9.图1为本发明第一较佳实施例的组合立体图，其中该固定胶以及该荧光粉胶均以透明状态表示。
10.图2为本发明第一较佳实施例的主视图。
11.图3为本发明第一较佳实施例的局部构件立体图，显示移除该固定胶及该荧光粉胶之后的状态。
12.图4为图3的爆炸图。
13.图5为本发明第一较佳实施例的组装示意图。
14.图6为本发明第二较佳实施例的组合立体图，其中该固定胶以及该荧光粉胶均以透明状态表示。
15.图7为本发明第二较佳实施例的局部构件立体图，显示移除该固定胶及该荧光粉胶之后的状态。
16.图8为图7的爆炸图。
17.图9为本发明第三较佳实施例的俯视图。
18.其中，附图标记：
19.10：内视镜光源及取像模块的模块化组合
20.11：电路板
21.12：下平板
22.121：底电极片
23.122：顶电极片
24.12a：主元件区
25.12b：高台区
26.14：垫高台
27.141：光源电极片
28.149：导线
29.15：另一垫高台
30.151：光源电极片
31.21：发光二极管芯片
32.22：荧光粉胶
33.31：取像模块
34.32：图像传感器
35.321：接点
36.34：透镜组
37.41：固定胶
38.42：透明保护层
39.99：金属管体
40.10'：内视镜光源及取像模块的模块化组合
41.14'：垫高台
42.141'：光源电极片
43.15'：另一垫高台
44.151'：光源电极片
45.18'：发光二极管基板
46.21'：发光二极管芯片
47.22'：荧光粉胶
48.10”：内视镜光源及取像模块的模块化组合
49.12a”：主元件区
50.12b”：高台区
51.14”：垫高台
52.21”：发光二极管芯片
53.31”：取像模块
具体实施方式
54.下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
55.如图1至图5所示，本发明一较佳实施例提出一种内视镜光源及取像模块的模块化组合10，主要由一电路板11、多个发光二极管芯片21、一取像模块31以及一固定胶41所组成，其中：
56.该电路板11，具有一下平板12以及一垫高台14，该下平板12的底面具有多个底电极片121，且该下平板12的顶面系定义彼此不相重叠的一主元件区12a以及一高台区12b，该垫高台14系位于该下平板12顶面而位于该高台区12b内且具有预定高度，该下平板12的顶面具有多个顶电极片122而位于该主元件区12a，该多个顶电极片122系电性连接于该多个底电极片121，该垫高台14的顶端设有多个光源电极片141，该多个光源电极片141藉由多个导线149穿过该垫高台14以及该下平板12而电性连接于该多个底电极片121。于本实施例中，该下平板12系为不可弯折的硬式电路板。
57.于本第一实施例中，该高台区12b位于该主元件区12a的一侧，而相对于该主元件区12a的另一侧更包含有另一高台区12b，于该另一高台区12b内系有另一垫高台15，该另一垫高台15的顶端设有多个光源电极片151，该多个光源电极片151藉由多个导线149穿过该另一垫高台15以及该下平板12而电性连接于该多个底电极片121。而在实际实施时，该垫高台14或该另一垫高台15，可以依其厚度来使用一层或数层硬式电路板相叠来构成依需求而上下电性导通的结构，藉此即可构成前述的多个导线149穿过该垫高台14的实际实施结构。此外，由于该下平板12本身为硬式电路板，因此其内部的导线可以构成顶面及底面的电极相导通乃属现有技术，因此于本案中不再针对该下平板12本身的导线进行图式上的表示，以免图式线条过于复杂。
58.此外，实务上该下平板12与该垫高台14及该另一垫高台15，可以是一体成型的陶瓷基板，或是一个一体成形的立体电路板，也可以是多个个硬式电路板相叠组合而成，而在各个电路板之间以电极片藉由表面黏着技术或焊接技术予以结合。亦即，该下平板12与该垫高台14及该另一垫高台15之间的结合技术可以是分别组合，也可以是一体成形。
59.该多个发光二极管芯片21，设于该垫高台14顶面且与该多个光源电极片141电性连接，且各该发光二极管芯片21均有一荧光粉胶22覆盖而固定于该垫高台14顶面，此外，该多个发光二极管芯片21也设于该另一垫高台15顶端，而与该另一垫高台15上的该多个光源电极片151电性连接。
60.该取像模块31，具有一图像传感器32以及位于该图像传感器32上方的一透镜组34，且该图像传感器32底部具有多个接点321连接于该多个顶电极片122，实务上可以使用焊接来连接。该取像模块31整体呈柱状而位于该主元件区12a内，且该取像模块31与该垫高台14之间相隔预定距离，该透镜组34的顶端系高于该多个发光二极管芯片21的顶端。在实际实施时，该多个发光二极管芯片21的顶面系高于该取像模块31的二分之一高度，较佳者为高于该取像模块31三分之二高度，而以愈接近该取像模块31的顶端为愈好。
61.该固定胶41，系固化且贴于该取像模块31与该垫高台14，并且覆盖各该发光二极管芯片21上面的荧光粉胶22，该固定胶41系固定住该取像模块31、该垫高台14与该多个发光二极管芯片21之间的空间关系。该固定胶41可以是透明的，也可以是不完全透明但可以透光的材质。
62.如图2所示，在该固定胶41的顶面可以视需求再设置一透明保护层42，其材质可使用现有已知的树脂材料来做为该透明保护层42，可以进一步的对该固定胶41提供额外的保护效果。然而，如果本发明的整体都设置在内视镜头端的金属管体内而有其他的保护机制，则也可以不设置该透明保护层42。亦即，本发明并不以设置该透明保护层42为专利范围的限制。图1中不显示该透明保护层42的结构，而仅以图号42与该固定胶41一起表示之，以免线条过于混乱。
63.以上为本第一实施例的结构，而在实际装设时，由于该固定胶41固定住了该取像模块31、该垫高台14与该多个发光二极管芯片21之间的空间关系，因此整体即形成一个模块化的元件，而可以如图5所示般的方便组装于内视镜头端的金属管体99内，并可以做为一个单一元件，利用该下平板12底面的该多个底电极片121来与其他元件(例如内视镜主机或操作手把)藉由电路(图中未示)进行电性连接。而为了表示上的方便，于图5中将该下平板12显示为圆形，以使整体符合实际安装的状态。此外，本发明也达到了将光源(即该多个发
光二极管芯片21)自该电路板11垫高而较靠近该取像模块31的顶端的结果，且又能与该电路板11底面的该多个底电极片121电性连接，以供其他元件连接并进行控制之用。
64.如图6至图8所示，本发明第二较佳实施例提出一种内视镜光源及取像模块的模块化组合10'，主要概同于前揭第一实施例，不同之处在于：
65.在本第二实施例中，更包含有二发光二极管基板18'，实际实施时系选用陶瓷基板，该多个发光二极管芯片21'系设于该二发光二极管基板18'，该二发光二极管基板18'则分别设于该垫高台14'以及该另一垫高台15'的顶面而与该多个光源电极片141'、151'电性连接，该多个发光二极管芯片21'即藉此而电性连接于该多个光源电极片141'、151'，覆盖各该发光二极管芯片21'的各该荧光粉胶22'则固定于各该发光二极管基板18'的顶面，而各该发光二极管芯片21'即间接地设置于该垫高台14'及该另一垫高台15'的顶面。
66.本第二实施例所使用的该二发光二极管基板18'，提供了额外垫高该多个发光二极管芯片21'的效果，而且，使用陶瓷基板可以方便在制造时以芯片尺寸封装(chip scale package,csp)制程将该多个发光二极管芯片21'设置于该二发光二极管基板18'上，并预先将各该荧光粉胶22'覆盖好，以利后续与该垫高台14'组装时的工序。
67.本第二实施例的其余结构及所能达成的功效均概同于前揭第一实施例，容不再予赘述。
68.如图9所示，本发明第三较佳实施例提出一种内视镜光源及取像模块的模块化组合10”，主要概同于前揭第二实施例，不同之处在于：
69.该垫高台14”仅有一个，而不具有前述的另一垫高台，且该垫高台14”系呈中空环柱状围绕于该主元件区12a”外侧，亦即也围绕于该取像模块31”的周侧，而该高台区12b”即等同于该垫高台14”所涵盖的区域，而也围绕于该主元件区12a”外侧。
70.本第三实施例中，该垫高台14”在型态上与前揭二实施例都不相同，而围绕的方式可以方便多个发光二极管芯片21”以围绕的方式设置，藉此可以使光源更为均匀，且该垫高台14”的顶面也具有更大的设置表面可供设置较前述第二实施例更多的发光二极管芯片21”。
71.本第三实施例的其余结构及所能达成的功效均概同于前揭第二实施例，容不再予赘述。
72.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。