具有柔性电路板的体内感测装置及其组装方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2010年06月20日，申请号为201080027727. 9,发明名称为"具 有柔性电路板的体内感测装置及其组装方法"的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明设及例如胶囊内窥镜的体内成像装置及其组装方法。
【背景技术】
[0003] 体内成像可W包括体内成像器的使用，图像数据可W从体内成像器发送至外部接 收系统。例如可被患者吞咽的可消化胶囊可W包括用于对胃肠（GI)道进行成像的图像传 感器W及用于发送图像数据的发送器。在一些可消化胶囊中，胶囊内的电子元件可W布置 在若干印刷电路板上，每个印刷电路板都包括不同的胶囊元件。例如，图像传感器（通常是 娃片）可W位于一个印刷电路板上，而发送器可W位于单独的印刷电路板（PCB)上。
[0004] 在一些情况下，印刷电路板沿体内感测装置（例如胶囊）的轴线对齐并且通过多 根导线电气连接。但是，考虑到电气元件和电子元件之间的配合W及所需的体内感测装置 的光学特性，具有通过导线连接的若干板的体内感测装置的组装可能是复杂的并且可能例 如阻碍大规模生产。
[0005] 一些可吞咽胶囊可W包括多于一个的成像组件，每个成像组件都包括成像器、照 射源W及光学组件，使得可W从多于一个的方向或角度观测胃肠（GI)道。从多个方向或角 度获取GI道的图像使得能够收集WGI道为条件的多个信息，从而可W对患者的身体状况 进行更好的评估。但是，多于一个的成像组件可能导致在胶囊有限的内部空间内具有更多 个电子元件并且导致胶囊内电子元件的更复杂的布置，从而可能相比具有一个成像组件的 结构更多地阻碍大规模生产。
【发明内容】
[0006] 本发明的实施例提供了具有柔性电路板的体内感测装置W及在该体内感测装置 中容易并且简单地组装柔性电路板的方法。
[0007] 2006 年 11 月 22 日提交的名称为"MethodofAssemblinganIn-vivoImaging Device(体内成像装置的组装方法）"的美国专利申请号11/603, 123 (于2007年5月24日 W美国专利申请公开号2007/0118012公开）中对具有两个成像器的体内装置的组装方法 进行了描述。该申请描述了将包括两个光学头的刚性-柔性PCB折叠至体内装置的外壳中 的方法。但是，本发明提供了双成像组件电路板的不同设计W及组装该种电路板的容易的 方法。
[000引在本发明的一些实施例中，体内感测装置可W包括柔性电路板。在一些实施例中， 柔性电路板可W是完全柔性印刷电路板（完全柔性PCB)，即PCB包括通过柔性连接单元彼 此附连的柔性安装单元（能够将电气元件布置在其上）。根据一些实施例，当完全柔性PCB 处于展开构造时，所有电气元件和电子元件都安装在板的相同的侧面上。完全柔性PCB可 获自许多制造商，例如化TEK、PrintedCircuits、HIGHTEC和Dyconex。
[0009] 包括一侧组装构造的完全柔性PCB(即，其中的电子元件仅安装在安装单元的一 个侧面上）相比包括两侧组装构造的刚性-柔性PCB(即，其中的电子元件安装在刚性部分 的两个侧面上）更易于设计和组装。例如，仅需要注意PCB的一侧而不是两侧，因此一侧组 装的完全柔性PCB更易于操纵。因此，与将元件布置在刚性部分的两个侧面上不同，在各个 电气元件的地形布置方面具有较少限制。在完全柔性PCB中，每个元件都可W安装在柔性 安装单元的不同"分支"上并且所有的元件都位于完全柔性PCB的相同的侧面上。在一些 实施例中，当完全柔性PCB处于其展开构造时，也有可能在组装过程中进行例如电测试和 光学测试的各种测试，而不需要在进行该些测试之前必须等到将PCB安装到胶囊内。
[0010] 与一些刚性-柔性PCB(其中刚性部分与柔性部分之间的连接限于折叠半径，例如 当PCB被约束成配合至可吞咽体内装置的内侧时）不同，完全柔性PCB在"弯曲半径"方面 几乎没有限制。在一些刚性-柔性PCB中，折叠半径可能限于大约1mm，而在完全柔性PCB 中，基本没有限制。
[0011] 在一些实施例中，因为批量生产的多变性，所W由于生产过程中的公差相当高，所 W刚性-柔性PCB的刚性部分可能具有与根据设计的额外尺寸略微不同的厚度。在批量生 产过程中，PCB的刚性部分可W设计成具有通常处于0. 5mm至0. 8mm之间的最终厚度，并且 还可W具有与最终厚度处于相同的数量级的大约为±0. 1mm的公差。该样的高公差可能导 致刚性部分的厚度的大的变化。但是，完全柔性PCB具有通常0. 05-0. 06mm的最终厚度，并 且数量级小于完全柔性？〔8的最终厚度的公差为大约±5^111(或0.005臟)。完全柔性口〔8 在"Z"轴线上的该种紧密公差在组装光学系统时是极其重要的。此外，由于PCB的非常精确 的布局切割，完全柔性PCB在"x-y"轴线上也具有紧密公差。所述的紧密公差可W有助于 沿折叠的完全柔性PCB在精确位置上对照射源进行调节，例如围绕透镜架的L邸环在"x-y" 轴线上对空间取向进行调节。PCB精确的布局切割保证了包围透镜架的L邸环，同时符合特 定的光学布局。此外，完全柔性PCB的紧密公差可W有助于相对于光学窗口（在"x-y-z" 轴线上）对整个图像组件（其可W包括照射源、成像器和光学组件）的位置进行调节，从而 避免自遮盖成像组件的光学窗口发出杂散光。
[0012] 完全柔性PCB的另一个优点可能是光学窗口或圆顶的能够在成像组件被锁定在 装置的外壳内之前锁定至成像组件的能力。该保证了成像组件相对于圆顶的合理定位，从 而避免光学元件的错位，只有在该之后，成像组件和圆顶才能锁定在装置的外壳内侧。例 如，该个特征在具有多于一个的成像组件（例如，两个成像组件）的体内装置的组装过程中 可能是重要的。
[0013] 在一些实施例中，完全柔性PCB可W包括可将一个成像组件连接至另一个成像组 件的长柔性连接单元。当长柔性连接单元比装置的外壳的长度更长时，两个光学窗口能够 锁定在相应的成像组件之上，并且只有在该之后，电源才可W插入装置的外壳且光学窗口 可W附连至装置的外壳，从而形成封闭外壳。尽管长柔性连接单元比装置的外壳的长度更 长，但是其较小的厚度使得能够将PCB的额外长度推入装置的外壳内侧，并且光学窗口能 够在外壳的两个端部处封闭而不会造成长柔性连接单元的任何损坏。
[0014] 完全柔性PCB还比刚性-柔性PCB具有更轻的重量。当期望完全柔性PCB成为需 要具有特定重量的装置的一部分时，该可能是重要的特征。例如，旨在获取结肠的图像的可 吞咽胶囊应当具有约1的比重（SG)，使得由于众所周知具有SG为约1的胶囊能够实现更容 易并且更快的通过所容纳的成分趋于浸入的结肠（尤其是盲肠区域），因此胶囊可W在能 够漂浮的同时部分地浸入到体内流体中。使用完全柔性PCB可W有助于保持较低的胶囊重 量，可W接着通过其它元件增加重量，例如通过对形成胶囊的外壳的塑料部分加厚，将其调 节成具有约1的SG。
[0015] 基于该些W及其它的原因，本发明公开的完全柔性设计可W是结合到体内感测装 置中的有用的设计。
【附图说明】
[0016] 通过下文结合附图的详细说明，本发明将得到更完整的理解和领会，其中：
[0017] 图1是根据本发明的实施例的处于展开构造的完全柔性PCB的俯视示意图；
[001引图2是根据本发明的实施例的完全柔性PCB的一部分的仰视示意图；
[0019] 图3是根据本发明的实施例的处于展开构造的完全柔性PCB的俯视示意图；
[0020] 图4是根据本发明的一些实施例的处于展开构造的完全柔性PCB的俯视示意图；
[0021] 图5至图12示意性地示出了根据本发明的一些实施例的完全柔性PCB的折叠方 法；
[0022] 图13至图15示意性地示出了根据本发明的一些实施例的体内成像装置的组装方 法；
[0023] 图16示意性地示出了处于组装状态的图15所示的体内成像装置的透视图拟及
[0024] 图17是示出根据本发明的实施例的体内装置的组装方法的流程图。
[0025] 应当理解，为了图示的简单和清楚起见，附图中所示的元件不必按照比例绘制。例 如，为了清楚起见，可W相对于其它元件对一些元件的尺寸进行放大。
【具体实施方式】
[0026] 在下文的详细描述中，对多个具体细节进行了阐述，W便提供对本发明的深入理 解。但是，本领域的普通技术人员应当理解，可W不通过该些具体细节实施本发明。在其 它情况下，没有对众所周知的方法、