胶囊内窥镜的制作方法

[0001]
本实用新型涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种胶囊内窥镜。


背景技术：

[0002]
随着胶囊内窥镜技术的发展成熟，胶囊内窥镜也越来越多的投入临床使用中。在临床使用过程中，对胶囊内窥镜的功能要求也越来越多。但是胶囊内窥镜的尺寸较小，结构复杂，内部集成的传感器以及各种电子元件种类繁多，缺乏添加功能硬件的空间。
[0003]
传统的胶囊内窥镜一般都由端部外壳、后壳、电池、成像元件、无线模块以及天线等组成。其中，天线是胶囊内窥镜的一个关键部件，其质量好坏直接影响内窥镜采集到的图像信息能否及时有效地进行传输。为了提高天线的性能提供了多种不同材质，现有技术提供了多种不同形状以及不同安装方式的胶囊内窥镜天线。这些技术方案提升了胶囊内窥镜的无线性能，但是同时也提高了天线的加工复杂性，占据了大量胶囊内部空间，对胶囊内窥镜的功能增加需求的硬件添加十分不利。


技术实现要素：

[0004]
鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种胶囊内窥镜，从而节省天线占用的胶囊内窥镜内部空间，为胶囊内窥镜的功能及硬件增加提供便利。
[0005]
根据本实用新型的一方面，提供一种胶囊内窥镜，通过镜头组件进行图像采集，包括：
[0006]
壳体，为封闭腔体，包括与所述镜头组件匹配的至少一个透明的端部外壳，以及与所述端部外壳配合的后壳；
[0007]
位于所述壳体内且电性连接的内部功能组件、电路板和电池，所述电路板至少包括天线收发电路板；
[0008]
天线，集成于透明的所述端部外壳，设置于所述壳体内侧，并与所述天线收发电路板电连接。
[0009]
进一步地，所述端部外壳包括镜头视角区和非镜头视角区，所述天线设置于所述端部外壳的所述镜头视角区和所述非镜头视角区中的至少一个区域，且所述天线位于所述镜头视角区的部分为透明部。
[0010]
进一步地，所述天线的透明部为采用掩膜法物理沉积镀膜工艺制备的氧化铟锡薄膜；所述天线的厚度为80至130纳米，及/或所述天线的宽度为1至2毫米。
[0011]
进一步地，所述天线为螺旋环形或螺旋方形。
[0012]
进一步地，所述天线位于所述非镜头视角区的部分为透明部或非透明部。
[0013]
进一步地，所述天线与所述电路板通过天线连接片连接，所述天线连接片为弹性接触连接片。
[0014]
进一步地，所述天线连接片的宽度等于或大于所述天线的宽度。
[0015]
进一步地，所述天线连接片与天线连接的端部、与天线接触的一面还形成有安装
槽，该安装槽与天线紧密嵌合。
[0016]
进一步地，所述电路板包括照明电路板、图像采集及处理电路板、电源管理板以及无线收发电路板，所述电路板全部位于所述电池的同一端。
[0017]
进一步地，所述胶囊内窥镜还包括容纳腔，所述容纳腔设置于所述胶囊内窥镜的远离镜头组件的一端。
[0018]
本实用新型提供的胶囊内窥镜通过将天线与胶囊内窥镜壳体的端部外壳集成于一体，节省了天线占用的胶囊内窥镜的内部空间，为胶囊内窥镜的硬件添加、功能升级提供了便利。
附图说明
[0019]
通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0020]
图1示出了根据本实用新型实施例的胶囊内窥镜的结构示意图；
[0021]
图2示出了根据本实用新型实施例的胶囊内窥镜的一种天线结构示意图；
[0022]
图3示出了根据本实用新型实施例的胶囊内窥镜的另一种天线结构示意图。
具体实施方式
[0023]
以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
[0024]
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
[0025]
图1示出根据本实用新型实施例的胶囊内窥镜的结构示意图。该胶囊内窥镜100包括：后壳111、端部外壳112、镜头组件120、电路板130、内部功能组件140、电池150、天线连接片160。
[0026]
后壳111和端部外壳112封闭成壳体11，端部外壳112为透明的部件，对应为壳体11的一个端部外壳112，镜头组件120朝向该端部外壳112，以采集外部图像。在本实施例中，设置一个透明的端部外壳112，在其它实施例中，可以设置多个透明的端部外壳112和多个镜头组件120，以同时采集多个方向上的外部图像信息，其中，天线17设置于上述多个透明外壳112中的一个或多个。
[0027]
在本申请的一个具体实施例中，胶囊内窥镜100包括2个透明的端部外壳112和2个镜头组件120，天线17设置于其中的一个端部外壳112上。
[0028]
在本申请的另一个具体实施例中，胶囊内窥镜100包括两个透明的端部外壳112和两个镜头组件120。同时，天线17的个数也为二，且分别设置于壳体11两端的端部外壳112。其中，电路板130以及内部功能组件140的位置可在便于胶囊内窥镜100内部器件排布的情况下采用不同设计，在本实施例中不再赘述。
[0029]
图1中电池150标识的区域可以包括电池和磁铁，该磁铁可以在胶囊内窥镜系统的控制设备驱动下，控制胶囊内窥镜100运动，以及改变胶囊内窥镜100的姿态，以获取图像信息。
[0030]
电路板130包括照明电路板、图像采集及处理电路板、电源管理板以及无线收发电
路板131，与电池150等电连接。其中，在本实施例中，电路板130为上述多个电路板的组合，在其它实施例中，电路板130可以是集成上述多个电路板的功能电路的单块集成电路板。
[0031]
在本申请的一实施例中，内部功能组件140包括图像采集及处理芯片、无线收发处理器、电源管理芯片等，与电路板130的相应电路板电连接，实现照明、图像采集、图像处理、无线收发、电源管理等工作。
[0032]
在本实施例中，天线17集成在端部外壳112上(集成在端部外壳112内壁上)，连接至无线收发电路板131。该端部外壳112可选择使用生物相容性聚碳酸酯材料制成。为了确保图像采集模块的质量，照明光源(未图示)环绕镜头组件120设置，镜头组件120的图像采集方向(即拍摄方向)和照明光源的照明方向都朝向该端部外壳112。
[0033]
在本申请的实施例中，天线17可通过天线连接片160与天线收发电路板131连接，该天线连接片为导电片或导线等，其材质可选为铜等导电材料。天线连接片160与天线收发电路板131和/或天线17固定连接。具体来说，天线连接片160可以通过焊接的方式(例如锡焊等)连接于天线17与天线收发电路131。
[0034]
常规胶囊内窥镜的天线集成设置在天线收发电路板上，占用天线收发电路板的空间，且天线位于胶囊内窥镜的内部空间中，占用胶囊内窥镜的内部空间，不利于天线收发电路板的电路布置和功能拓展，不利于胶囊内窥镜的小型化要求。并且，在现有技术中，天线收发电路板设置在底端(与端部外壳相对的一端)，而其它电路板，例如图像采集及处理电路板与镜头组件对应，设置在靠近端部外壳的位置。在该设计中，由于天线收发电路板与图像采集电路板之间难免会间隔电池等部件，因此需要通过连接线跨越该间距连接天线收发电路板与天线，而额外的连接线会占用胶囊内窥镜的内部空间，不利于功能的拓展以及胶囊内窥镜的小型化设计，并且，天线收发电路板设置在底端，而胶囊内窥镜底端的空间较小，使得天线收发电路板的尺寸受限，进而影响天线的尺寸，影响天线的接收面积，通信效果不好。
[0035]
本申请的实施例的胶囊内窥镜100将天线17集成在端部外壳112上，天线与天线收发电路板131的连接对天线收发电路板131的占用小，有利于天线收发电路板131的进一步小型化，为胶囊内窥镜100的小型化设计提供便利。且天线17集成在端部外壳112上，其接收面积可拓展至端部外壳112的曲面面积，较天线收发电路板131的平面面积更大，信号收发效果好。天线收发电路板131也无需设置在底端，天线收发电路板131的尺寸可有一定的拓展，方便天线收发电路板131的电路布置，提升天线收发电路板131的性能，进而提升胶囊内窥镜100的通信效果。
[0036]
其中，端部外壳112包括镜头视角区和非镜头视角区，以图1为参考。虚线以上部分为镜头视角区，虚线以下部分为非镜头视角区，镜头视角区为镜头组件120的图像采光的光通路，该部分保持为高度透明状态。对应的，天线集成在端部外壳112的内壁，在端部外壳112中，天线17至少位于镜头视角区和非镜头视角区中的至少一个区域，而位于镜头视角区的部分为选用透明材质的透明部，以保障镜头视角区的透明度，保持图像采集的清晰度。
[0037]
需要说明的是，图1所示出的仅为镜头视角区和非镜头视角区划分的一种可能的情况，即按照镜头视角为180
°
划分。而在本申请的其他实施例中，还可以按照镜头视角为120
°
、130
°
、140
°
、150
°
等角度划分端部外壳112的镜头视角区以及非镜头视角区，只要确保镜头组件120能够透过镜头视角区清晰地进行图像采集即可。需要说明的是，天线17的透明
部与镜头视角区的覆盖区域相对应，即需要制作为透明的天线17的部分可以根据视角进行调整。对应地，设置于非镜头视角区的天线17可以采用与透明部相同的材料，也可以采用非透明(例如不锈钢、铜等)的材料，只要能够确保天线17的收发信号的功能并与天线收发电路板131电连接即可，在此不再赘述。
[0038]
本实用新型实施例的胶囊内窥镜100将天线17与端部外壳112集成一体，同时将天线收发电路板131设计为靠近端部外壳112设置，天线17就近与天线收发电路板131连接，从而缩短了线路路径，减少了线路损耗，有利于提升天线收发性能。且天线17不占用电路板130空间，有利于电路板130的小型化或功能拓展。并且，天线17越靠近胶囊内窥镜100的端部设置，越有利于减少信号衰减以及信号干扰的发生，有利于提高信号传输的质量，从而确保外部设备对于胶囊内窥镜100的控制以及胶囊内窥镜100与外部设备(未图示)之间图像信号、指令信号等的传播。其中，外部设备可以包括控制设备、信号交互设备以及图像信息存储设备等。
[0039]
本实用新型实施例的胶囊内窥镜100将电路板130也全部整合到胶囊内窥镜100的前端(与镜头组件120靠近的端部外壳112对应，图像采集端)，电池150置于后端(与前端相对的另一端，若以附图中图1为参考，即为胶囊内窥镜100的下端)。
[0040]
在本实施例中，电路板130全部位于胶囊内窥镜100内电池150的同一端(靠近端部外壳112的一端)，使得电路板130紧凑分布，可以提高电路板130的集成度。在其它实施例中，在同一块电路板130上可以集成实现多种功能，减少实现相同功能需求的电路板的数量，进一步节约胶囊内窥镜100的内部空间，为胶囊内窥镜100的硬件添加提供便利，有利于胶囊内窥镜100的功能拓展。
[0041]
图2示出根据本实用新型实施例的胶囊内窥镜100的一种天线结构示意图。其中，图2中左边的图为螺旋环形天线集成于端部外壳112的俯视示意图，图2中右边的图为螺旋环形天线的端部外壳112的右视示意图。该天线包括天线本体170和连接端171，端部外壳112的顶视图为圆形，天线本体170呈螺旋环形(例如，天线本体170为顺时针向内的螺旋环形)贴附于端部外壳112的内壁上。再结合图2中的右视图的渐变锯齿状的侧面结构，天线本体170为螺旋上升的结构，以贴合端部外壳112内壁，该天线本体170由连接端171至胶囊内窥镜100的端部外壳112的顶端的内径不断减小。因端部外壳112具有一定的厚度，图2中的示出的天线本体170距离示出的端部外壳112的外壁之间存在一定的距离。
[0042]
在其它实施例中，天线本体170还可以是环形、直线形、波浪形等。在本实施例中，天线17的天线本体170为螺旋状(包括螺旋方形和螺旋环形等)，与其他形状相比，螺旋形有利于增大天线17的接收面积，提升信号收发能力。其中，本申请的附图中的天线本体170的圈数为示例性图示，天线本体170的实际设计的曲折度、圈数等以提升天线的接收面积为参考标准。
[0043]
其中，连接端171连接天线本体170和天线连接片160，天线收发电路板131输出的电信号依次通过天线连接片160、连接端171输送给天线本体170发射信息，接收流程与此相反。
[0044]
在本实用新型的实施例中，天线连接片160优选使用弹性接触连接片，其材料可以采用镀镍spcc(一种普通冷轧钢板标准)材质或铜材质。
[0045]
进一步地，在本实施例中，天线连接片160的宽度等于或大于天线的宽度。其中，天
线连接片160的宽度优选与连接端171宽度一致或者超过171的宽度，以确保最小的天线连接片至天线的馈电损失。
[0046]
具体来说，在本实施例中，天线连接片160为弹性接触连接片时，弹性接触连接片在自身预紧力的作用下与壳体11抵靠或者具有与壳体11抵靠的趋势，天线17的连接端171位于壳体11与天线连接片160之间，从而通过弹性接触连接片自身的预紧力使得天线17的连接端171与弹性接触连接片牢固连接。
[0047]
天线本体170与连接端171的宽度和厚度等规格。为保证一定的弹性接触强度，天线连接片160优选厚度为0.1～0.5毫米之间，兼顾弹性和物理强度。天线17集成到端部外壳112上，且天线连接片160与天线收发电路板131连接，有利于天线收发电路板131的尺寸减小，可以进一步地减小胶囊内窥镜100的尺寸。使用弹性接触连接片可以无需单独焊接天线的工序，便可以达到与天线收发电路板131的电连接，可以简化胶囊内窥镜100的生产过程。
[0048]
值得一提的是，在本申请的优选实施例中，天线连接片160与天线17连接的端部、与天线17接触的一面还形成有安装槽(未图示)。并且该安装槽与天线紧密嵌合，进一步限制天线连接板160与天线17之间的相对运动或相对运动趋势，从而使天线连接片160与天线17更加紧密的结合，进而确保天线连接片160与天线17之间的连接强度(例如机械连接强度以及电连接强度等)。
[0049]
其中，由于本实施例的天线与胶囊内窥镜100的端部外壳112集成，而端部外壳112为胶囊内窥镜100的透光部件，所以本实施例的天线17为透明天线，至少天线本体170(对应天线17的透明部)为透明材质，避免其遮挡位于天线后方的照明光源(未图示)光束和图像采集光，以保障图像采集的质量。具体地，在本申请的实施例中，天线本体170的透明部的透光率可以大于90％，从而使得最终获取的图像清晰、保真。对于天线17的非透明部，可以采用铜片等。
[0050]
端部外壳112为具有球面的圆顶状(穹顶状)，天线与该圆顶集成，利用球面的广阔面积，可以提升天线的接收面积，从而提高了天线的信号收发效果和抗干扰能力，进而有效地提高胶囊内窥镜100的性能。
[0051]
该天线本体170(尤其是天线17的透明部)为采用掩膜法物理沉积镀膜工艺制备氧化铟锡(indium tin oxide，俗称ito)薄膜。该ito薄膜的宽度优选为1～2毫米，厚度优选为80～130纳米，该规格天线本体170可以兼顾导电性和透光率。另外，还可以采用透明石墨电极或透明纳米银线电极，以丝网印刷工艺进行加工，其结果也具备良好的导电性和透光率。其中，对于天线17的透明部可以采用上述材质，对于位于镜头非视角区的天线17的部分，其材料可以选择铜、铝等材质。
[0052]
图3示出根据本实用新型实施例的胶囊内窥镜100的另一种天线结构示意图。其中，图3中左边的图为螺旋方形天线集成于端部外壳112的俯视示意图，图2中右边的图为螺旋方形天线的端部外壳112的主视示意图。本实施例与图2所示的实施例的区别在于，在本实施例中，天线本体170为螺旋方形(例如天线本体170为顺时针向内螺旋方形)贴合在端部外壳112内壁，连接端171与位于天线下端与天线连接片160连接，端部外壳112具有一定的厚度，与方形的天线对应，该端部外壳112的内壁也可以做成方形，以便于加工。
[0053]
其中，天线本体170整体为螺旋状，其螺旋状可由弧形、直线形或其组合构成，形成波浪形螺旋、方形螺旋或曲线形螺旋等形状。
[0054]
值得一提的是，在本申请的实施例中，胶囊内窥镜100还包括容纳腔190，并且，容纳腔190设置于胶囊内窥镜的远离镜头组件120的一端。由于天线集成于胶囊内窥镜100的端部外壳112，因此降低了胶囊内窥镜100内结构排布的压力，从而能够在胶囊内窥镜100中预留一定的空间余裕。具体来说，在一实施例中，容纳腔190设置于胶囊内窥镜远离镜头组件120的一端，并可用隔膜等隔离件隔离成独立空间，该空间可以容纳不同的功能单元，以实现不同的功能。例如，容纳腔190内可以设置不同类型的感应器，或形成为真空腔，或预存标记物等。
[0055]
本实用新型的上述实施例的胶囊内窥镜100采用将天线与端部外壳112集成，并采用透明导电材料，由本文上述分析不难得出还可以依照常规的电路板布局，即天线收发电路板131布置在胶囊内窥100的与前端相对的尾端，其天线设计为与后壳111端部集成，本方案的天线可以无需采用透明材质，其天线构型可以与图2和图3所示的天线构型一致。
[0056]
本实用新型的胶囊内窥镜100利用胶囊内窥镜100的壳体11的端部外壳112内的冗余空间，将天线集成到壳体11的端部，并贴合壳体11内壁设置，节省了原本天线占用的空间，为天线功能的拓展提供了硬件拓展需求的空间，并且可以进一步地减小胶囊内窥镜100的横截面尺寸。将内部电路板紧凑设计，提高电路板的功能集成度，可以减少所需电路板的数量，进一步地节约胶囊内窥镜100的内部空间。本实用新型的胶囊内窥镜100充分利用空间，提高胶囊内窥镜100的硬件集成度，为胶囊内窥镜100的小型化和功能拓展提供了便利。
[0057]
另一方面，本申请还提供了一种胶囊内窥的天线制备方法，包括如下方法：
[0058]
制作模具，模具与端部外壳112内壁共形，并且模具形成有天线17的形状的图案；
[0059]
在端部外壳112内侧中安装模具，使模具与端部外壳112的内壁贴合；
[0060]
通过带有图案的模具，在端部外壳112的内壁形成80至130纳米的氧化铟锡薄膜；
[0061]
分离模具，获得集成在端部外壳112的天线17。
[0062]
具体来说，采用物理气相沉积进行天线17的制备时，首先制作掩膜，并且该掩膜(未图示)与端部外壳112的内壁共形、紧密贴合与端部外壳112的内壁上。需要说明的是，该掩膜上形成有图案，该图案即所需要集成于端部外壳112的天线17的形状，使得端部外壳112中需要集成天线17的位置暴露于掩膜之外。预设物理气相沉积的沉积速度、沉积时间、沉积温度、沉积气压等参数，从而利用物理气相沉积制作出一层80至130纳米的氧化铟锡薄膜。该氧化铟锡薄膜即天线主体170(尤其是透明部)，紧密贴合于端部外壳112的内壁。之后分离该掩膜，即获得带有天线17的端部外壳112。其中，本方法还包括对端部外壳112进行镀膜处理，优化端部外壳112的表面光学特性，提升透光效果，降低表面反射，提升胶囊内窥镜100的图像采集效果。
[0063]
本申请的其他实施例还可以通过丝网印刷的方法进行制备，其制备过程除模具制作以及薄膜形成方法的过程与物理气相沉积制备天线略有差异，其余步骤基本相同，在此不再赘述。在通过丝网印刷制备天线17时，常以丝网作为模具，并采用液体材料进行印刷操作，从而形成天线17。
[0064]
根据本方法在胶囊内窥镜100的壳体11的透明的端部外壳112上制作出天线，节约了胶囊内窥镜100的内部空间，提升了天线17的接收面积，优化了胶囊内窥镜100的通信性能。
[0065]
依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，
也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。