本發(fā)明涉及一種內(nèi)窺鏡及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、內(nèi)窺鏡，作為一款尖端科技融合體，集合了光學(xué)、機(jī)械、電子和軟件等先進(jìn)技術(shù)，其核心組成部分包括圖像傳感器、高精度光學(xué)鏡頭、穩(wěn)定光源、高效信號(hào)傳輸線以及精密機(jī)械裝置。它具備卓越的侵入式檢測(cè)能力，能夠輕松穿越各種腔道或開口，深入體內(nèi)進(jìn)行觀測(cè)，因此在醫(yī)學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域均得到廣泛應(yīng)用。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，內(nèi)窺鏡是醫(yī)生進(jìn)行疾病診斷和治療的重要輔助工具。通過它，醫(yī)生能夠直觀地觀察到患者體內(nèi)的情況，從而做出更為準(zhǔn)確的診斷。內(nèi)窺鏡的設(shè)計(jì)充分考慮了狹小空間的進(jìn)入需求，其頭部尺寸小、插入部纖細(xì)，使得侵入狹小部位進(jìn)行觀察變得輕而易舉，極大地提高了診斷和治療的效率和準(zhǔn)確性。

2、當(dāng)前內(nèi)窺鏡行業(yè)普遍采用的設(shè)計(jì)及加工工藝為：

3、業(yè)內(nèi)方案1：

4、參見圖1，結(jié)構(gòu)上包括前后布置且首尾相接的先端殼1和蛇骨管3，先端殼1后側(cè)敞口，先端殼1前部設(shè)有鏡頭孔、光源孔和器械通道口，先端殼1內(nèi)設(shè)有鏡頭組件21和若干光源組件22，鏡頭組件21、光源組件22分別與鏡頭孔、光源孔相正對(duì)(光源孔一般為盲孔，光源光線透過先端殼薄壁照亮被攝目標(biāo))，鏡頭組件21、光源組件22直接通過焊接的形式連接信號(hào)線3a，信號(hào)線3a穿過蛇骨管3與后方信號(hào)轉(zhuǎn)接板4上的觸點(diǎn)焊接。

5、這種結(jié)構(gòu)存在的缺點(diǎn)有：

6、1、鏡頭組件、光源組件這些微小器件直接焊線難度大、可靠性差；

7、2、往先端殼內(nèi)安裝時(shí)，步驟繁瑣；

8、3、器件在先端殼內(nèi)固定需要表面點(diǎn)膠工藝，容易造成光源偏色，防靜電及耐電壓效果不佳；

9、4、信號(hào)線在蛇骨管內(nèi)穿線困難；

10、5、信號(hào)線與信號(hào)轉(zhuǎn)接板上的觸點(diǎn)焊接，焊接難度大、可靠性差，整體加工裝配的效率低。

11、業(yè)界方案2：

12、參見圖2，在上述業(yè)界方案1的基礎(chǔ)上，推出了改進(jìn)方案，先端殼1、蛇骨管3、鏡頭組件21和光源組件22結(jié)構(gòu)上無變化，在鏡頭組件21中的圖像傳感器背面焊接轉(zhuǎn)接板211，雖然降低了直接焊接信號(hào)線3a到芯片微小焊盤的難度，但是增加了焊接轉(zhuǎn)接板211的工序，而且仍然采用手工焊接，工藝繁瑣，對(duì)“業(yè)界方案1”無實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。

13、業(yè)界方案3：

14、參見圖3，在上述業(yè)界方案2的基礎(chǔ)上，先端殼1、蛇骨管3、鏡頭組件21和光源組件22結(jié)構(gòu)上無變化，將每個(gè)微小器件均單獨(dú)匹配pcb板，并且用fpc軟板3b代替信號(hào)線，fpc軟板3b前側(cè)按需分路3c，每條分路3c單獨(dú)折彎與對(duì)應(yīng)pcb板焊接，fpc軟板3b折彎后突出硬pcb板，無法留出空位，無法避免fpc軟板3b在彎折處不被擠壓，容易折斷內(nèi)部導(dǎo)電層。fpc軟板3b光源組件處的折彎結(jié)構(gòu)在與先端殼1裝配時(shí)安裝困難，使得光源位置不準(zhǔn)，導(dǎo)致配光照均勻性不一致。

15、業(yè)界方案4：

16、參見圖4，在上述業(yè)界方案3的基礎(chǔ)上，先端殼1、蛇骨管3、鏡頭組件21和光源組件22結(jié)構(gòu)上無變化，將fpc軟板替換為軟硬fpc板3d，即首尾采用硬質(zhì)板、中部采用軟板，另外鏡頭組件21和光源組件22共用一塊pcb板，存在的問題是，pcb背面與軟硬fpc板3d之間的板對(duì)板焊接,手工作業(yè)定位困難，焊接困難，很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工。

17、綜上，在現(xiàn)有微小內(nèi)窺鏡內(nèi)部集成多個(gè)光電微型器件時(shí)面臨如下現(xiàn)狀：

18、1.手工焊接的挑戰(zhàn)：

19、1.1.技術(shù)瓶頸：在微小內(nèi)窺鏡內(nèi)部集成多個(gè)光電微型器件時(shí)，由于空間極為有限，手工焊接操作難度大，不僅效率低下，而且焊接質(zhì)量難以保證，嚴(yán)重制約了內(nèi)窺鏡的性能和可靠性。

20、1.2.可靠性問題：手工焊接的精度和一致性難以控制，容易導(dǎo)致焊接點(diǎn)不牢固、接觸不良等問題，進(jìn)而影響內(nèi)窺鏡的穩(wěn)定性和使用壽命。

21、2.電氣間隙與爬電距離的局限：

22、2.1.設(shè)計(jì)限制：由于內(nèi)窺鏡插入部尺寸較小，電氣間隙和爬電距離難以滿足嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)，增加了設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境中的故障風(fēng)險(xiǎn)。

23、2.2.電磁干擾與損壞：靜電場(chǎng)及外部電磁環(huán)境對(duì)光學(xué)及電子器件的影響加劇，容易造成干擾、失真甚至損壞，嚴(yán)重影響了內(nèi)窺鏡的成像質(zhì)量和診斷準(zhǔn)確性。

24、3.小尺寸極限整合的困境：

25、3.1.空間局限：在微小內(nèi)窺鏡內(nèi)部集成多個(gè)光學(xué)電子器件時(shí)，空間極為有限，如何在小尺寸范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的整合成為了一個(gè)亟待解決的問題。

26、3.2.性能平衡：如何在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)光學(xué)電子器件的性能最大化，同時(shí)保持其穩(wěn)定性和可靠性，是當(dāng)前技術(shù)面臨的重要挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種內(nèi)窺鏡，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可靠性高，便于加工和自動(dòng)化生產(chǎn)，使用時(shí)抗干擾能力強(qiáng)。

2、本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供上述內(nèi)窺鏡的制造方法，其步驟簡(jiǎn)單加工方便，有利于生產(chǎn)效率和良品率的提升。

3、為解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種內(nèi)窺鏡，包括前后布置且首尾相接的先端殼和蛇骨管，先端殼后側(cè)敞口，先端殼前部設(shè)有鏡頭孔、光源孔和器械通道口，先端殼內(nèi)的后部設(shè)有豎直布置且法線方向?yàn)榍昂笞呦虻牡谝籶cb板，第一pcb板前側(cè)采用smt貼設(shè)有鏡頭組件和若干光源組件，鏡頭組件、光源組件分別與鏡頭孔、光源孔相正對(duì)，第一pcb板后側(cè)設(shè)有水平布置長(zhǎng)度方向?yàn)榍昂笞呦虻膄pc軟板，fpc軟板位于蛇骨管內(nèi)，fpc軟板前側(cè)彎折70°-110°并與第一pcb板揭蓋連接，fpc軟板靠近后側(cè)處貼設(shè)有與fpc軟板相匹配的第二pcb板，第二pcb板通過連接器公母插座連接有信號(hào)轉(zhuǎn)接板。

4、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明采用smt表面貼裝工藝，將鏡頭組件、光源組件均貼攝于pcb板上實(shí)現(xiàn)高密度、高精度集成，取代了人工焊接方式，降低了人為操作誤差，從而極大的提升了內(nèi)窺鏡整體的可靠性，fpc軟板與第一pcb板的連接方式采用揭蓋設(shè)計(jì)，即fpc軟板在揭蓋區(qū)域折彎，折彎后fpc藏入硬pcb板內(nèi)部，為管道留出位置，也避免fpc在彎折處被擠壓，折斷內(nèi)部導(dǎo)電層。信號(hào)轉(zhuǎn)接板與第二pcb板采用連接器公母插座相連，這樣可以先進(jìn)行前部裝配，最后再連接信號(hào)轉(zhuǎn)接板，方便內(nèi)窺鏡的生產(chǎn)組裝。

5、為達(dá)到本發(fā)明更好的使用效果，其優(yōu)選方案如下：

6、作為優(yōu)選的，所述的第一pcb板后側(cè)位置上對(duì)應(yīng)fpc軟板折彎內(nèi)角處設(shè)有左右走向的填充條，fpc軟板折彎內(nèi)角與填充條緊密接觸，填充條左右兩端均與fpc軟板左右兩側(cè)邊緣對(duì)應(yīng)平齊，填充條周向側(cè)面對(duì)應(yīng)與fpc軟板折彎內(nèi)角接觸處設(shè)有圓弧形倒角。

7、作為優(yōu)選的，所述的填充條整體截面為圓形。

8、填充條墊設(shè)于fpc軟板折彎內(nèi)角處，圓弧形結(jié)構(gòu)可以確保fpc軟板折彎內(nèi)角保持圓弧,避免尖銳折角折斷fpc軟板內(nèi)部導(dǎo)電層，填充條材質(zhì)可以為高分子樹脂成型材料(如pc、abs、丙烯酸類膠，環(huán)氧膠，有機(jī)硅膠等)或硬質(zhì)金屬成型材料(如不銹鋼等)，另外填充條的形狀還可以是整體圓柱形，這樣與fpc軟板的接觸面就必然是圓弧形。

9、作為優(yōu)選的，所述的第一pcb板后側(cè)與fpc板折彎外角之間的縫隙處設(shè)有填縫膠條。

10、填縫膠條可以防止fpc軟板受彈性復(fù)位，同時(shí)fpc軟板折彎部位夾設(shè)于填縫膠條與填充條之間，也保護(hù)了fpc軟板折彎部分的結(jié)構(gòu)。

11、作為優(yōu)選的，所述的fpc軟板周向外側(cè)套設(shè)有防護(hù)管。

12、防護(hù)管具有靜電、耐壓、密封、耐磨防護(hù)的作用，可以降低fpc軟板在使用過程中的磨損，確保了在臨床上的安全及圖像傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

13、作為優(yōu)選的，所述的第一pcb板由若干信號(hào)層和地線層疊置而成，所述的地線層的導(dǎo)電區(qū)域布滿第一pcb板整個(gè)板面，并且地線層位置上對(duì)應(yīng)第一pcb板周向側(cè)邊處均被導(dǎo)電區(qū)域覆蓋，第一pcb板的周向邊緣與先端殼內(nèi)壁接觸，fpc軟板上設(shè)有地線引線，地線引線一端與地線層電連接，地線引線另一端延伸至fpc軟板遠(yuǎn)離第一pcb板的一側(cè)。

14、地線層延伸至第一pcb板的周向邊緣，由于第一pcb板的周向邊緣與先端殼內(nèi)壁接觸即第一pcb板的地線與先端殼導(dǎo)通，外部靜電擊穿薄壁可通過地線直接導(dǎo)走，保護(hù)內(nèi)部光電器件。

15、作為優(yōu)選的，所述的第一pcb板位置上對(duì)應(yīng)先端殼器械通道口處設(shè)有凹進(jìn)，凹進(jìn)的深度與揭蓋區(qū)域相匹配。

16、第一pcb板的凹進(jìn)起到讓位作用，給器械通道留下足夠的空間，便于臨床操作，另外凹進(jìn)的深度不會(huì)影響揭蓋區(qū)域，即器械通道的正常使用不會(huì)影響fpc軟板與第一pcb板連接處的機(jī)械強(qiáng)度。

17、作為優(yōu)選的，所述fpc軟板前側(cè)彎折90°。

18、為解決上述第二個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種內(nèi)窺鏡的制造方法，包括如下步驟：

19、將第一pcb板和fpc軟板前端連接；

20、將第二pcb板和fpc軟板后端連接；

21、將鏡頭組件和若干光源組件進(jìn)行smt貼片到第一pcb板；

22、和將fpc軟板前側(cè)彎折。

23、作為優(yōu)選的，還包括在fpc彎角內(nèi)角填入填充條。

24、該方法步驟簡(jiǎn)單加工方便，有利于生產(chǎn)效率和良品率的提升，填充條的加入可以保護(hù)fpc內(nèi)部導(dǎo)電層。