具有柔性電路板的體內(nèi)感測裝置及其組裝方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請日為2010年06月20日，申請?zhí)枮?01080027727. 9,發(fā)明名稱為"具 有柔性電路板的體內(nèi)感測裝置及其組裝方法"的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及例如膠囊內(nèi)窺鏡的體內(nèi)成像裝置及其組裝方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 體內(nèi)成像可W包括體內(nèi)成像器的使用，圖像數(shù)據(jù)可W從體內(nèi)成像器發(fā)送至外部接 收系統(tǒng)。例如可被患者吞咽的可消化膠囊可W包括用于對胃腸（GI)道進行成像的圖像傳 感器W及用于發(fā)送圖像數(shù)據(jù)的發(fā)送器。在一些可消化膠囊中，膠囊內(nèi)的電子元件可W布置 在若干印刷電路板上，每個印刷電路板都包括不同的膠囊元件。例如，圖像傳感器（通常是 娃片）可W位于一個印刷電路板上，而發(fā)送器可W位于單獨的印刷電路板（PCB)上。
[0004] 在一些情況下，印刷電路板沿體內(nèi)感測裝置（例如膠囊）的軸線對齊并且通過多 根導(dǎo)線電氣連接。但是，考慮到電氣元件和電子元件之間的配合W及所需的體內(nèi)感測裝置 的光學(xué)特性，具有通過導(dǎo)線連接的若干板的體內(nèi)感測裝置的組裝可能是復(fù)雜的并且可能例 如阻礙大規(guī)模生產(chǎn)。
[0005] 一些可吞咽膠囊可W包括多于一個的成像組件，每個成像組件都包括成像器、照 射源W及光學(xué)組件，使得可W從多于一個的方向或角度觀測胃腸（GI)道。從多個方向或角 度獲取GI道的圖像使得能夠收集WGI道為條件的多個信息，從而可W對患者的身體狀況 進行更好的評估。但是，多于一個的成像組件可能導(dǎo)致在膠囊有限的內(nèi)部空間內(nèi)具有更多 個電子元件并且導(dǎo)致膠囊內(nèi)電子元件的更復(fù)雜的布置，從而可能相比具有一個成像組件的 結(jié)構(gòu)更多地阻礙大規(guī)模生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的實施例提供了具有柔性電路板的體內(nèi)感測裝置W及在該體內(nèi)感測裝置 中容易并且簡單地組裝柔性電路板的方法。
[0007] 2006 年 11 月 22 日提交的名稱為"MethodofAssemblinganIn-vivoImaging Device(體內(nèi)成像裝置的組裝方法）"的美國專利申請?zhí)?1/603, 123 (于2007年5月24日 W美國專利申請公開號2007/0118012公開）中對具有兩個成像器的體內(nèi)裝置的組裝方法 進行了描述。該申請描述了將包括兩個光學(xué)頭的剛性-柔性PCB折疊至體內(nèi)裝置的外殼中 的方法。但是，本發(fā)明提供了雙成像組件電路板的不同設(shè)計W及組裝該種電路板的容易的 方法。
[000引在本發(fā)明的一些實施例中，體內(nèi)感測裝置可W包括柔性電路板。在一些實施例中， 柔性電路板可W是完全柔性印刷電路板（完全柔性PCB)，即PCB包括通過柔性連接單元彼 此附連的柔性安裝單元（能夠?qū)㈦姎庠贾迷谄渖希８鶕?jù)一些實施例，當(dāng)完全柔性PCB 處于展開構(gòu)造時，所有電氣元件和電子元件都安裝在板的相同的側(cè)面上。完全柔性PCB可 獲自許多制造商，例如化TEK、PrintedCircuits、HIGHTEC和Dyconex。
[0009] 包括一側(cè)組裝構(gòu)造的完全柔性PCB(即，其中的電子元件僅安裝在安裝單元的一 個側(cè)面上）相比包括兩側(cè)組裝構(gòu)造的剛性-柔性PCB(即，其中的電子元件安裝在剛性部分 的兩個側(cè)面上）更易于設(shè)計和組裝。例如，僅需要注意PCB的一側(cè)而不是兩側(cè)，因此一側(cè)組 裝的完全柔性PCB更易于操縱。因此，與將元件布置在剛性部分的兩個側(cè)面上不同，在各個 電氣元件的地形布置方面具有較少限制。在完全柔性PCB中，每個元件都可W安裝在柔性 安裝單元的不同"分支"上并且所有的元件都位于完全柔性PCB的相同的側(cè)面上。在一些 實施例中，當(dāng)完全柔性PCB處于其展開構(gòu)造時，也有可能在組裝過程中進行例如電測試和 光學(xué)測試的各種測試，而不需要在進行該些測試之前必須等到將PCB安裝到膠囊內(nèi)。
[0010] 與一些剛性-柔性PCB(其中剛性部分與柔性部分之間的連接限于折疊半徑，例如 當(dāng)PCB被約束成配合至可吞咽體內(nèi)裝置的內(nèi)側(cè)時）不同，完全柔性PCB在"彎曲半徑"方面 幾乎沒有限制。在一些剛性-柔性PCB中，折疊半徑可能限于大約1mm，而在完全柔性PCB 中，基本沒有限制。
[0011] 在一些實施例中，因為批量生產(chǎn)的多變性，所W由于生產(chǎn)過程中的公差相當(dāng)高，所 W剛性-柔性PCB的剛性部分可能具有與根據(jù)設(shè)計的額外尺寸略微不同的厚度。在批量生 產(chǎn)過程中，PCB的剛性部分可W設(shè)計成具有通常處于0. 5mm至0. 8mm之間的最終厚度，并且 還可W具有與最終厚度處于相同的數(shù)量級的大約為±0. 1mm的公差。該樣的高公差可能導(dǎo) 致剛性部分的厚度的大的變化。但是，完全柔性PCB具有通常0. 05-0. 06mm的最終厚度，并 且數(shù)量級小于完全柔性？〔8的最終厚度的公差為大約±5^111(或0.005臟)。完全柔性口〔8 在"Z"軸線上的該種緊密公差在組裝光學(xué)系統(tǒng)時是極其重要的。此外，由于PCB的非常精確 的布局切割，完全柔性PCB在"x-y"軸線上也具有緊密公差。所述的緊密公差可W有助于 沿折疊的完全柔性PCB在精確位置上對照射源進行調(diào)節(jié)，例如圍繞透鏡架的L邸環(huán)在"x-y" 軸線上對空間取向進行調(diào)節(jié)。PCB精確的布局切割保證了包圍透鏡架的L邸環(huán)，同時符合特 定的光學(xué)布局。此外，完全柔性PCB的緊密公差可W有助于相對于光學(xué)窗口（在"x-y-z" 軸線上）對整個圖像組件（其可W包括照射源、成像器和光學(xué)組件）的位置進行調(diào)節(jié)，從而 避免自遮蓋成像組件的光學(xué)窗口發(fā)出雜散光。
[0012] 完全柔性PCB的另一個優(yōu)點可能是光學(xué)窗口或圓頂?shù)哪軌蛟诔上窠M件被鎖定在 裝置的外殼內(nèi)之前鎖定至成像組件的能力。該保證了成像組件相對于圓頂?shù)暮侠矶ㄎ?，?而避免光學(xué)元件的錯位，只有在該之后，成像組件和圓頂才能鎖定在裝置的外殼內(nèi)側(cè)。例 如，該個特征在具有多于一個的成像組件（例如，兩個成像組件）的體內(nèi)裝置的組裝過程中 可能是重要的。
[0013] 在一些實施例中，完全柔性PCB可W包括可將一個成像組件連接至另一個成像組 件的長柔性連接單元。當(dāng)長柔性連接單元比裝置的外殼的長度更長時，兩個光學(xué)窗口能夠 鎖定在相應(yīng)的成像組件之上，并且只有在該之后，電源才可W插入裝置的外殼且光學(xué)窗口 可W附連至裝置的外殼，從而形成封閉外殼。盡管長柔性連接單元比裝置的外殼的長度更 長，但是其較小的厚度使得能夠?qū)CB的額外長度推入裝置的外殼內(nèi)側(cè)，并且光學(xué)窗口能 夠在外殼的兩個端部處封閉而不會造成長柔性連接單元的任何損壞。
[0014] 完全柔性PCB還比剛性-柔性PCB具有更輕的重量。當(dāng)期望完全柔性PCB成為需 要具有特定重量的裝置的一部分時，該可能是重要的特征。例如，旨在獲取結(jié)腸的圖像的可 吞咽膠囊應(yīng)當(dāng)具有約1的比重（SG)，使得由于眾所周知具有SG為約1的膠囊能夠?qū)崿F(xiàn)更容 易并且更快的通過所容納的成分趨于浸入的結(jié)腸（尤其是盲腸區(qū)域），因此膠囊可W在能 夠漂浮的同時部分地浸入到體內(nèi)流體中。使用完全柔性PCB可W有助于保持較低的膠囊重 量，可W接著通過其它元件增加重量，例如通過對形成膠囊的外殼的塑料部分加厚，將其調(diào) 節(jié)成具有約1的SG。
[0015] 基于該些W及其它的原因，本發(fā)明公開的完全柔性設(shè)計可W是結(jié)合到體內(nèi)感測裝 置中的有用的設(shè)計。
【附圖說明】
[0016] 通過下文結(jié)合附圖的詳細說明，本發(fā)明將得到更完整的理解和領(lǐng)會，其中：
[0017] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的處于展開構(gòu)造的完全柔性PCB的俯視示意圖；
[001引圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的完全柔性PCB的一部分的仰視示意圖；
[0019] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的處于展開構(gòu)造的完全柔性PCB的俯視示意圖；
[0020] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的處于展開構(gòu)造的完全柔性PCB的俯視示意圖；
[0021] 圖5至圖12示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的完全柔性PCB的折疊方 法；
[0022] 圖13至圖15示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的體內(nèi)成像裝置的組裝方 法；
[0023] 圖16示意性地示出了處于組裝狀態(tài)的圖15所示的體內(nèi)成像裝置的透視圖擬及
[0024] 圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的體內(nèi)裝置的組裝方法的流程圖。
[0025] 應(yīng)當(dāng)理解，為了圖示的簡單和清楚起見，附圖中所示的元件不必按照比例繪制。例 如，為了清楚起見，可W相對于其它元件對一些元件的尺寸進行放大。
【具體實施方式】
[0026] 在下文的詳細描述中，對多個具體細節(jié)進行了闡述，W便提供對本發(fā)明的深入理 解。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可W不通過該些具體細節(jié)實施本發(fā)明。在其 它情況下，沒有對眾所周知的方法、