CN118632652A - 无线成像系统 - Google Patents

Abstract

一种无线成像装置包括被配置为联接到观测镜的头部单元。所述头部单元具有壳体，所述壳体具有被配置为接收电池的内部腔体。所述无线成像装置包括具有近端和远端的柔性电缆，所述柔性电缆在所述近端处联接到所述头部单元。所述无线成像装置还包括光引擎，所述光引擎具有第一端以及与所述第一端相对的第二端。所述光引擎在所述第一端处联接到所述柔性电缆的所述远端并且被配置为在所述第二端处可移除地联接到观测镜，使得当所述光引擎联接到所述观测镜时，所述光引擎和所述观测镜能够相对于所述头部单元自由地旋转。

Description

无线成像系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2022年1月24日提交的名称为“Wireless Imaging System”的美国临时专利申请号63/302,506的权益，所述专利申请以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本公开总体涉及一种无线成像系统，并且更具体地涉及一种无线医学成像系统，诸如关节镜和内窥镜装置。

发明内容

本公开的一个实施方案提供了一种无线成像装置，其具有：头部单元，所述头部单元被配置为联接到观测镜，所述头部单元具有壳体，所述壳体具有被配置为接收电池的内部腔体；柔性电缆，所述柔性电缆具有近端和远端，所述柔性电缆的所述近端联接到所述头部单元；以及光引擎，所述光引擎具有联接到所述柔性电缆的所述远端的第一端以及与所述第一端相对的第二端。所述光引擎被配置为在所述第二端处可移除地联接到观测镜，使得当所述光引擎联接到所述观测镜时，所述光引擎和所述观测镜能够相对于所述头部单元自由地旋转。

在一些实施方案中，所述光引擎包括光转换器，所述光转换器包括按体积设置在衬底内的多个磷光体颗粒。所述光引擎可包括光学元件和窗口，使得所述光转换器设置在所述光引擎的所述光学元件与所述窗口之间。在一些实施方案中，光转换器是盘。

在一些实施方案中，所述头部单元包括第一端以及与所述第一端相对的第二端，所述第一端具有平面正面。所述平面正面可包括电力电缆端口和安装架，所述电力电缆端口与所述安装架共面并且联接到所述柔性电缆。所述平面正面可与所述内部腔体相对地设置。

在一些实施方案中，所述无线成像装置还包括可移除电池，所述可移除电池的尺寸和形状被设计成插入所述内部腔体中。所述可移除电池可包括暴露的远侧部分，所述暴露的远侧部分在所述可移除电池设置在所述内部腔体内时被暴露并且与所述壳体齐平。所述头部单元可包括联接元件，所述联接元件被配置为在所述可移除电池插入所述内部腔体中时接合所述可移除电池。

在一些实施方案中，所述头部单元包括安装架，所述安装架被配置为联接到C型安装架观测镜、目镜观测镜和直视观测镜中的一者或多者。

在一些实施方案中，所述头部单元包括显示屏幕，所述显示屏幕被配置为显示由所述观测镜查看的目标区域的图像。

在一些实施方案中，所述光引擎包括沿着中心轴线串联地布置的体积转换器、光学元件、窗口以及开口。所述光引擎可包括外壳，所述外壳被配置为将所述光引擎维持在低于约45℃的温度。

在一些实施方案中，所述无线成像装置还包括设置在所述头部单元内的至少一个天线，所述至少一个天线被配置为与远程接收器无线地通信。

在一些实施方案中，所述光引擎包括产生具有第一波长的第一光的照明源，所述第一光由体积转换器转换为具有不同于所述第一波长的第二波长的第二光。在一些实施方案中，所述光引擎包括外壳以及沿着中心轴线至少部分地延伸穿过所述外壳的开口。

本公开的另一个实施方案提供了一种无线成像装置，其具有：头部单元，所述头部单元被配置为联接到观测镜，所述头部单元具有：壳体，所述壳体具有被配置为接收电池的内部腔体；第一端，所述第一端具有包括电力电缆端口以及被配置为接收观测镜的安装架的平面的面；以及第二端，所述第二端与所述第一端相对并且具有所述内部腔体；柔性电缆，所述柔性电缆具有近端和远端，所述柔性电缆的所述近端在所述电力电缆端口处联接到所述头部单元；以及光引擎，所述光引擎联接到所述柔性电缆的所述远端，所述光引擎被配置为可移除地联接到所述观测镜，使得当所述光引擎联接到所述观测镜时，所述光引擎和所述观测镜能够相对于所述头部单元自由地旋转。所述光引擎包括沿着中心轴线串联地布置的体积转换器、光学元件、窗口以及开口。所述光引擎还包括产生具有第一波长的第一光的照明源，所述第一光由所述体积转换器转换为具有不同于所述第一波长的第二波长的第二光。

本公开的另一个实施方案提供了一种成像系统，其具有：无线成像装置，所述无线成像装置具有被配置为可移除地联接到观测镜的头部单元，所述头部单元包括近端和远端，所述头部单元的所述近端包括联接到柔性电缆的电力电缆端口，并且所述头部单元的所述远端包括被配置为接收电池的内部腔体，所述无线成像装置包括光引擎，所述光引擎具有经由所述柔性电缆联接到所述头部单元的第一端以及与所述第一端相对的第二端，所述第二端被配置为联接到可移除观测镜，其中所述无线成像装置包括设置在所述头部单元内的一个或多个天线；以及接收器，所述接收器设置在远离所述无线成像装置之处，所述接收器与所述一个或多个天线进行无线通信并且被配置为从所述一个或多个天线无线地接收成像数据。

在一些实施方案中，所述成像系统还包括与所述接收器通信的显示装置，所述显示装置具有被配置为显示所述成像数据的显示屏幕。

附图说明

当结合示例性实施方案的附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及无线成像系统的实施方案的以下具体实施方式。然而，应当理解，本发明不限于所示的精确布置和器具。

在附图中：

图1是根据本公开的示例性实施方案的联接到内窥镜的一部分的无线成像装置的示出为电池已移除的左侧视图；

图2是图1的无线成像装置的完全插入电池的右侧视图；

图3是图1的无线成像装置的内窥镜已分离的前透视图；

图4是图1的无线成像装置的电池已移除的后视图；

图5是图1的无线成像装置的光引擎的横截面图；

图6A是根据本公开的示例性实施方案的用于与图1的无线成像装置一起使用的电池的电池充电装置的前透视图；

图6B是图6A的电池充电装置的电池已移除的顶视图；

图7A是根据本公开的示例性实施方案的与图1的无线成像装置一起使用的接收器的前视图；

图7B是图7A的接收器的后视图；

图8是根据本公开的示例性实施方案的与图1的无线成像装置通信的显示装置的显示屏幕；

图9A是根据本公开的示例性实施方案的与图1的无线成像装置通信的显示装置的显示屏幕；

图9B是根据本公开的示例性实施方案的与图1的无线成像装置通信的显示装置的显示屏幕；并且

图10是根据本公开的示例性实施方案的与接收器一起使用的安装支架的前透视图。

具体实施方式

本公开的示例性实施方案提供了一种无线成像装置。参考图1至图10，示出了无线成像系统。无线成像系统可包括通常表示为100的无线成像装置。无线成像系统还可包括接收器(例如，接收器400)以及被配置为对电池(例如，电池108)进行充电的电池充电装置(例如，电池充电装置300)。在使用中，无线成像装置(“装置”)100是被配置为向目标区域提供光并从目标区域捕获图像和/或视频的无线装置。装置100可被配置用于不同的行业和实践，诸如医药、牙科、建筑、汽车、航空或任何其他类型的行业。装置100可为无线的，使得在使用装置100时其允许实现更容易的可操纵性和可携带性。此外，装置100是无线的可减少事故或错误，这是由于消除了会成为绊倒或跌倒隐患的电线。

在一些实施方案中，装置100包括联接到头部单元(例如，头部单元102)以有助于可视化的观测镜或光学装置(例如，观测镜150)。装置100可包括医疗观测镜(例如，内窥镜、关节镜、支气管镜)。装置100可被配置为与大多数标准的医疗观测镜一起工作，使得装置100的头部单元可联接到大多数标准的医疗观测镜，而不需要额外的适配器或部件。另外，装置100可被配置为允许使用适配器来协助装置100联接到医疗观测镜。装置100可被配置为用于内窥镜检查、关节镜检查、支气管镜检查、胃镜检查、结肠镜检查、膀胱镜检查或需要成像的任何其他类型的程序。然而，装置100可包括头部单元，所述头部单元被配置为联接到非医疗观测镜，诸如管道镜、纤维镜、视频观测镜或任何其他类型的观测镜。

在一些实施方案中，装置100是无线医学成像装置。例如，装置100可为允许用户通过查看患者体内的目标区域来诊断和治疗患者的无线医学成像装置。由于装置100是无线的，因此装置100可允许更容易地提供微创程序。例如，装置100可为无线的，使得没有缆绳(cords)从装置100延伸到塔架或其他装置。这会由于塔架和电缆占用更少的空间而导致手术室(OR)具有更多的可用空间，或者它可能导致更高效或更小的房间布局。装置100是无线的可允许装置100在使用期间实现更容易的可操纵性，从而导致对患者更快和更好的治疗。此外，装置100是无线的允许对外科手术程序实现更快的设置时间、使用时间和停机时间。装置100是无线的还可减少执行程序或协助执行程序所需的人员数量。例如，装置100是无线的可减少执行程序所需的护士或技术人员的数量。另外，由于与常规成像系统相比缺少电线且装置100的占用空间更小，因此还可减少再处理、清洁和灭菌时间。本文的改进可为装置100的用户(例如，医疗服务提供者或医院)节省大量时间和费用。

在一些实施方案中，装置100的可携带性和无线性质允许装置100在任何地方使用，而不需要医疗环境。由于装置100可在任何地方使用并且可能不需要医疗环境，因此患者不必移动到另一个位置就可接受医疗护理。在一些实施方案中，装置100是无线的允许它在许多不同的位置使用，诸如住院/门诊外科手术中心、医生办公室、疗养院/长期护理机构以及可直接去找患者的移动诊所和外科手术中心。例如，长期机构处因受到损伤而卧床不起的患者可在该机构处接受治疗，并且迅速对所述患者提供康复服务，而不是在医院手术室花费额外的时间或者不得不忍受困难的交通。此外，装置100可允许创建移动诊断和外科手术套房，其可在其患者家附近提供微创外科手术，从而减少术前和术后时间，并且快速让患者返回到舒适的环境。另外，由于装置100的紧凑尺寸和容易的可携带性，装置100可允许在无法使用现代医院的恶劣环境(诸如例如发展中国家、军事行动或自然灾害地区)中使用先进的成像和外科手术程序。

参考图1至图4，装置100可包括头部单元102和光源或光引擎200。装置100的头部单元102可被配置为联接到观测镜150。在一些实施方案中，观测镜150联接到头部单元102和光引擎200。在一些实施方案中，观测镜150是腹腔镜、ENT观测镜、关节镜或任何其他类型的医学成像观测镜。头部单元102可经由电力电缆(“电缆”)112联接到光引擎200。在一些实施方案中，头部单元102被配置为从观测镜150接收图像，所述观测镜经由来自光引擎200的光而照亮。例如，光引擎200可被配置为输出传播通过观测镜150以照亮目标区域的光。来自目标区域的光可通过观测镜150反射回到头部单元102。

头部单元102可包括一个或多个相机以及一个或多个图像处理单元，所述一个或多个图像处理单元被配置为将从目标区域接收的光转换为图像/视频。例如，头部单元102可包括被配置为经由观测镜150从目标区域接收光的相机，并且头部单元102可包括被配置为将接收到的光转换为图像/视频数据的图像处理单元。图像/视频数据可被发送到远程接收器，并且远程接收器可联接到显示器，所述显示器被配置为将图像/视频数据转换为一个或多个图像/视频以供查看。在一些实施方案中，装置100包括用于显示目标区域的图像/视频的显示屏幕。例如，装置100可包括设置在装置100的外表面(例如，壳体105)上的显示屏幕，所述显示屏幕被配置为显示目标区域的图像/视频。用户接口116可包括被配置为显示目标区域的图像/视频的显示屏幕。在一些实施方案中，用户接口116是允许用户控制头部单元102并且还允许查看目标区域的图像/视频的触摸屏。替代地，装置100可将图像/视频数据传输到外部显示器。在一些实施方案中，装置100将图像/视频数据无线地传输到外部显示器。

在一些实施方案中，头部单元102的尺寸和形状被设计成适应用户的手。例如，头部单元102可具有允许头部单元102容易地适应各个用户的手，持续很长一段时间而不会造成不适的人体工程学设计。头部单元102可被配置为提供多个抓握和保持选项。在一些实施方案中，头部单元102允许装置100与传统成像装置相比重量更轻。例如，头部单元102可为300克至500克、325克至450克、或350克至400克。例如，头部单元102以及因此装置100是无线的减少了对额外电线和电缆的需求，从而减少了装置100的整体重量，并且消除了电线和电缆拉扯头部单元102的影响。

继续参考图1至图4，头部单元102可包括壳体105。壳体105可包括头部单元102的外表面。在一些实施方案中，壳体105由耐用材料构成以允许实现装置100的更加坚固耐用的使用。例如，壳体105可由耐用聚合物、金属或它们的组合构成，以允许头部单元102掉落或接受一次或多次冲击而不会损坏头部单元102。壳体105可经由成型、铸造、还原工艺和/或增材工艺(例如，3D打印)制成。壳体105可包括内部腔体118，所述内部腔体可被配置为接收电池108。电池108可为被配置为插入内部腔体118中以及从所述内部腔体中移除的可移除电池。

在一些实施方案中，内部腔体118被配置为以特定的取向接收电池108。内部腔体118可包括被配置为将电池108联接到头部单元102的连接元件119。在一些实施方案中，将电池108完全插入内部腔体118中导致电池108联接到连接元件119。电池108和连接元件119的联接可导致电池108联接到头部单元102并且电池108向头部单元102提供电力。例如，将电池108插入内部腔体118中，使得电池108联接到连接元件119可导致电池108向头部单元102提供电力。

参考图1，电池108可包括近端107和远端109。远端109可与近端107相对。在一些实施方案中，当电池108完全插入内部腔体118中时，远端109可保持暴露。远端109被暴露可允许用户容易地抓握到电池108上并且将其从内部腔体118中移除，以更换、修理电池108或对所述电池进行再充电。在一些实施方案中，当电池108完全插入内部腔体118中时，远端109与壳体105齐平以允许用户在使用装置100期间在接近电池108的远端109之处舒适地抓握头部单元102。

在一些实施方案中，头部单元102包括近端101和远端103。近端101可与远端103相对，并且可包括电力电缆端口120和安装架(mount)115。在一些实施方案中，电力电缆端口120和安装架115中的每一者都与内部腔体118相对。例如，电力电缆端口120和安装架115可设置在近端101上，所述近端可设置在与内部腔体118相对之处，所述内部腔体设置在远端103上。近端101可包括平面正面。在一些实施方案中，电力电缆端口120和安装架115设置在平面正面上，使得电力电缆端口120与安装架115共面。

在一些实施方案中，近端101基本上是平面的，使得电力电缆端口120与安装架115共面。电力电缆端口120可联接到电力电缆112，从而将电力电缆112联接到头部单元102。电力电缆端口120可联接到电力电缆112的近端113。在一些实施方案中，电力电缆112固定地联接到电力电缆端口120。然而，电力电缆112可以可移除地联接到电力电缆端口120。

在一些实施方案中，近端101包括安装架115。安装架115可被配置为联接到观测镜150(例如，内窥镜)。在一些实施方案中，安装架115被配置为将头部单元102可移除地联接到观测镜150。安装架115可被配置为与不同类型的联接机构兼容。例如，安装架115可与C型安装架联接器、目镜联接器、直视联接器或任何其他类型的联接机构兼容。在一些实施方案中，安装架115被配置为允许头部单元102联接到C型安装架观测镜、目镜观测镜、直视观测镜或任何其他类型的观测镜。安装架115可被配置为联接到观测镜150并且将其固定到头部单元102。安装架115可允许头部单元102与各种类型的观测镜(诸如观测镜150)即插即用地兼容。例如，在装置100使用期间，用户可将第一观测镜联接到头部单元102(例如，经由安装架115)，然后容易地将第一观测镜从头部单元102分离，并且将第二观测镜联接到头部单元102。在一些实施方案中，观测镜150包括调整机构114，并且观测镜150经由调整机构114联接到安装架115。调整机构114可协助将观测镜150在安装架115处固定到头部单元102。在一些实施方案中，调整机构114允许观测镜150相对于头部单元102自由地旋转，而不会使观测镜150从安装架115脱离。在一些实施方案中，观测镜150被配置为相对于头部单元102和/或安装架115旋转360度，以允许用户实现期望的取向和视野。

在一些实施方案中，观测镜150包括调整机构114，使得观测镜150经由调整机构114联接到安装架115。替代地，头部单元102可包括联接到安装架115的调整机构114，并且观测镜150可联接到调整机构114以将观测镜150固定到安装架115和头部单元102。

在一些实施方案中，调整机构114被配置为允许用户调整和/或控制装置100的各种功能。例如，调整机构114可允许用户调整由头部单元102从观测镜150接收的图像/视频的焦点和/或缩放(例如，放大和缩小)。调整机构114还可允许用户调整由观测镜150散发到目标区域的光量。在一些实施方案中，在装置100使用期间，用户可单手保持头部单元102并且使用同一只手来调整调整机构114。替代地，用户可使用不同的手来调整调整机构114。

参考图1至图2，近端101可包括突出部110。突出部110可被配置为防止用户的手滑向观测镜150。在一些实施方案中，突出部110为用户的手或用户的手的一部分提供了人体工程学搁置位置。突出部110可包括一个或多个天线。一个或多个天线可被配置为将数据(例如，图像/视频数据、命令和控制信号等)传输到远程接收器并且从远程装置接收信息。在一些实施方案中，一个或多个天线设置在头部单元102内的任何地方，诸如接近近端101、接近远端103、和/或在近端101与远端103之间。

在一些实施方案中，一个或多个天线被配置为与远程接收器(例如，接收器400)无线地通信。例如，头部单元102可包括一个或多个天线并且头部单元102可被配置为经由无线模式与远程接收器无线地通信。无线模式可为超宽带(UWB)、蓝牙、近场通信(NFC)、Wi-Fi、蜂窝或任何其他类型的无线模式。在一些实施方案中，装置100利用UWB来与远程接收器(例如，接收器400)通信。装置100还可包括内置加密以将数据安全地传输到远程接收器。例如，装置100可将由头部单元102产生的图像/视频数据与认证因素(诸如认证令牌)相关联。装置100可将具有认证因素的图像/视频数据传输到远程接收器(例如，接收器400)。远程接收器可包括加密引擎，所述加密引擎被配置为对与图像/视频数据一起接收的认证因素进行认证，以确保图像/视频数据安全地从头部单元102传输。此外，将由头部单元102产生的图像/视频数据与认证因素相关联能防止未经授权的用户和/或装置访问图像/视频数据。

在一些实施方案中，在装置100使用期间，在与装置100相邻之处会同时使用其他装置(诸如其他无线装置)，这会导致干扰。装置100利用UWB来进行无线通信能防止或最小化来自其他装置的干扰，同时维持发送大数据(例如，图像/视频数据)包的能力。例如，利用UWB通信允许装置100将包含高分辨率图像/视频的大尺寸图像/视频数据发送到远程接收器(例如，接收器400)以经由联接到接收器的显示器进行查看，并且发送命令和控制信号。在一些实施方案中，装置100与远程接收器之间的无线通信被配置为充当用于编码目的的电缆。这允许对通信协议以及装置100使用期间的问题调试进行简化。在一些实施方案中，装置100被配置为提供低延迟通信，使得头部单元102接收来自正由观测镜150查看的目标区域的数据与接收器正在接收内容并经由显示屏幕显示给用户之间的迟滞被最小化。除了减少使用装置100的程序期间的损伤、错误或事故，装置100提供低延迟通信还提高了装置100使用期间的程序效率。

在一些实施方案中，远端103被配置为经由内部腔体118接收电池108。在一些实施方案中，头部单元102联接到电池108以允许装置100是无线的，而不需要电力线。电池108可为可再充电的。在一些实施方案中，电池108被配置为可移除地联接到头部单元102，使得电池108能够被快速换出并替换为充满电的电池108。在一些实施方案中，当电池108被接收在头部单元102的内部腔体118中时，远端109的全部或一部分(例如，远侧部分)可被暴露(例如，远端109的没有设置在内部腔体118内的一部分与壳体105齐平)。头部单元102可包括锁定装置117，以在电池108联接到头部单元102时将电池108固定在适当的位置。锁定装置117可被配置为允许电池108可移除地联接到头部单元102。例如，锁定装置117可被配置为与电池108的一部分接合以将电池108固定在内部腔体118内。用户与锁定装置117交互，诸如使锁定装置117脱离，以允许将电池108从内部腔体118中移除。在一些实施方案中，锁定装置117允许在大约30秒内快速变换和重置电池108。电池108和锁定装置117减少了装置100使用期间更换电池108期间的停工时间。

参考图4，在头部单元102内更换电池108导致装置100重置到基本状态。例如，当电池108完全设置在内部腔体118内时，电池108可与连接元件119接合。当电池108至少部分地从内部腔体118中移除时，电池108可能不再与连接元件119接合，从而导致装置100重置和/或进入基本状态。将装置100重置到基本状态可协助修复在装置100使用期间出现的任何错误或问题。在将装置100重置到基本状态时，可重置装置100的所有或大多数设定以解决先前出现的任何错误或问题。此外，重置装置100确保没有在本地存储保护数据(诸如患者数据或HIPAA数据)，并且允许实现快速启动周期。

在一些实施方案中，装置100包括设置在头部单元102内的内部电池。当电池108与连接元件119脱离和/或从内部腔体118中移除时，内部电池可向装置100提供电力。向装置100提供电力的内部电池可防止装置100在更换或移除电池108时重置或进入基本状态。这允许即使在正在更换或移除电池108时也能继续使用装置100。在一些实施方案中，装置100被配置为允许用户将内部电池脱离，以防止内部电池在更换和/或移除电池108期间向装置100提供电力。将内部电池脱离允许用户在将电池108与连接元件119脱离时和/或在将电池108从内部腔体118中移除时将装置100重置到基本状态。

在一些实施方案中，电池108被配置为为装置100提供至少1小时的连续运行时间。例如，电池108的单次使用可实现装置100的至少1小时、2小时、3小时、4小时、5小时或大于6小时的运行时间。在一些实施方案中，电池108被配置为提供30分钟至600分钟、180分钟至540分钟或240分钟至480分钟的运行时间。电池108可被配置为允许装置100在不进行电池变换/更换的情况下操作比大多数外科手术或程序所需的时间更长的时间。这归因于电池108的电力和效率以及装置100的非常高效的电子设备，它们被设计成确保电池108的寿命和装置100的使用。此外，装置100可被配置为以比传统成像装置更低的功耗操作。例如，与传统成像装置相比，装置100可能需要更少的能量来操作。在一些实施方案中，装置100使用传统成像装置所需的总电力的1％至5％。包括装置100、接收器400和电池充电装置300的无线成像装置系统使用传统成像系统所需的总电力的1％至5％。这导致电力使用变少，从而导致装置100的用户(例如，医疗服务提供者或医院)的花费降低。此外，装置100是无线的和便携的导致装置100具有与传统成像装置相比更小的占用空间。与传统成像装置相比，具有更小占用空间的装置100允许更容易地对装置100进行清洁和灭菌。

在一些实施方案中，与传统成像系统相比，我们的无线成像装置系统(装置100、接收器400和电池充电装置300)的减少的电力使用还减少了所产生的废热量。废热必须从OR中去除，从而导致电力节省增加。减少废热量的无线成像装置系统(装置100、接收器400和电池充电装置300)由于减少的电力使用(暖通空调)而实现更为高效的成像系统。

参考图1和图5，头部单元102可经由电力电缆112联接到光引擎200。光引擎200可包括第一端201和第二端203。第一端201可与第二端203相对地设置。在一些实施方案中，光引擎200在第一端201处联接到电力电缆112并且在第二端203处联接到观测镜150。第一端201和第二端203可沿着中心轴线A-A设置。在一些实施方案中，中心轴线A-A将光引擎200分成两个分支。例如，光引擎200可关于中心轴线A-A对称。

电力电缆112可包括近端113和远端111。在一些实施方案中，近端113在电力电缆端口120处联接到头部单元102。远端111可联接到光引擎200。电力电缆112可被配置为向光引擎200提供电力。在一些实施方案中，电力电缆112是柔性的以允许光引擎200相对于头部单元102旋转。例如，电力电缆112是柔性的可允许光引擎200相对于头部单元102进行360度旋转。在一些实施方案中，电力电缆112被配置为是柔性的，以防止阻碍光引擎200相对于头部单元102的旋转。光引擎200可被配置为产生用于照亮目标区域的光。光引擎200可输出通过观测镜150传播到目标区域的光。

光引擎200可被配置为产生并输出光。光引擎200可包括外壳202。外壳202可由铝或具有高传热的另一种金属或聚合物构成。在一些实施方案中，外壳202用作散热器以耗散由光引擎200产生的热量。例如，外壳202可耗散由光引擎200产生的热量，以使光引擎200保持为低于可能导致烧伤的温度，诸如低于约43.5℃。然而，外壳202可被配置为耗散由光引擎200产生的热量，以使光引擎200保持为低于约45℃、约40℃、约35℃、约30℃或约25℃。在一些实施方案中，光引擎200被配置为在装置100的长时间使用(例如，超过4小时的使用)期间保持为低于约45℃(例如，低于43.5℃)。除了防止装置100成为火灾隐患，光引擎200(以及扩展到装置100)保持为低于约40℃还能防止装置100周围的人员受到烧伤。

在一些实施方案中，光引擎200包括照明源204。照明源204可为激光器、发光二极管(LED)、白炽灯光源或能够提供照明的任何其他类型的源。照明源204可经由电路板206联接到电力电缆112。在一些实施方案中，电路板206是设置在光引擎200的外壳202内的印刷电路板。电路板206可被配置为经由电力电缆112与头部单元102通信。在一些实施方案中，电路板206控制由照明源204产生的光量和/或由光引擎200输出的光量。

光引擎200可包括保持器组件208，所述保持器组件可被配置为将照明源204固定在适当的位置。在一些实施方案中，保持器组件208充当散热器以耗散由照明源204产生的热量。保持器组件208可被配置为在光引擎200和/或装置100移动期间将照明源204固定在适当的位置。

照明源204可被配置为产生并输出光210。照明源204可输出峰值波长为440nm至470nm的光210。在一些实施方案中，光210是由照明源204输出的未经调节的光。光引擎200可包括被配置为对由照明源204输出的光210进行调节、准直、滤波、引导和/或聚焦的光学元件212。在一些实施方案中，光学元件212包括被配置为对光210进行准直和引导的一个或多个匀光棒。光学元件212可由玻璃、塑料或任何其他类型的材料构成，以允许光学元件212对光210进行调节、准直、滤波、引导和/或聚焦。光学元件212可被配置为将光210引导和/或准直到转换器214上。转换器214可设置在光引擎200的外壳202内，并且可被配置为将光210转换为光218。在一些实施方案中，光218具有与光210不同的波长。

在一些实施方案中，光转换器或转换器214被配置为将入射光210转换为光218，所述光由光引擎200输出。光218可为在480nm至770nm之间的白光。在一些实施方案中，转换器214是包括磷光体颗粒的体积频谱转换器。转换器214可包括按体积设置在衬底内的磷光体颗粒。在一些实施方案中，衬底可为非转换材料(例如，塑料、丙烯酸酯、玻璃、陶瓷)的均质复合衬底。按体积设置在转换器214内的磷光体颗粒允许转换器214将光210更高效地转换为光218。在一些实施方案中，转换器214由多个层构成，并且每个层可在其内按体积设置有多个磷光体颗粒。多个层可形成体积频谱转换器。在一些实施方案中，多个层被布置成使得每个层基本上垂直于光210。在一些实施方案中，光210以45度至135度、65度至125度或75度至115度的角度照射转换器214。

可选择转换器214以将来自照明源204的光转换为另一个波长的光，例如窄谱或广谱、或非相干光。转换器214可由转换材料构成，所述转换材料可包括例如发磷光材料、荧光材料、其他辐射转换材料或这些材料的组合。转换材料按体积设置在衬底中，所述衬底可包括例如PMMA、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、共聚物或上述材料的组合的共混物，以产生有效地均质的复合材料。这个过程可包括例如挤压、涂覆、层压、共混、混合或悬浮。在一些实施方案中，转换器214具有0.1mm至5mm的厚度以及0.1mm至5mm的半径。

在一些实施方案中，转换器214是被配置为将光210转换为光218的体积磷光体盘。替代地，转换器214可为体积磷光体球体、立方体、矩形棱柱、棱锥、球体或任何其他期望的形状。转换器214可固定在光引擎200内。例如，转换器214可设置在光引擎200的光学元件212与窗口219之间。在一些实施方案中，转换器214是经由摩擦、粘合剂、环氧树脂、紧固件或将转换器214固定在光学元件212与窗口219之间的任何其他方法而固定在光学元件212与窗口219之间的盘。光218可离开转换器214，使得光218穿过窗口219并且离开光引擎200。窗口219可为透明的以允许光218穿过。

在一些实施方案中，外壳202包括至少部分地延伸穿过外壳202的开口213。开口213可与窗口219光学连通，使得来自转换器214的光218穿过窗口219并且经由开口213离开光引擎200。在一些实施方案中，开口213沿着中心轴线A-A延伸穿过外壳202。在一些实施方案中，照明源204、光学元件212和窗口219是对准的。例如，照明源204、光学元件212、窗口219、转换器214和开口213可沿着光引擎200的中心轴线A-A设置。在一些实施方案中，照明源204、光学元件212、窗口219、转换器214和开口213沿着中心轴线A-A串联地布置。

参考图2和图5，光引擎200可包括环216。环216可被配置为协助将光引擎200联接到观测镜150。例如，观测镜150可包括联接元件122，所述联接元件可由光引擎200接收并且经由环216固定到光引擎200。在一些实施方案中，观测镜150包括联接元件122，所述联接元件由光引擎200的环216接收，使得联接元件122和观测镜150固定到光引擎200。光引擎200可经由联接元件122和观测镜150固定到观测镜150，使得光引擎200和观测镜150可相对于头部单元102旋转。例如，光引擎200和观测镜150可相对于头部单元102旋转360度。

参考图6A和图6B，电池108可为可再充电的并且可使用电池充电装置300来再充电。电池充电装置300可被配置为对一个或多个电池108进行充电。在一些实施方案中，电池充电装置300包括被配置为接收电池108的一个或多个凹槽302。凹槽302的尺寸和形状可被设计成接收并固定电池108。在一些实施方案中，凹槽302接收电池108以允许电池108在电池108正在充电时搁置在电池充电装置300内。凹槽302可允许在电池充电装置300内容易地对准电池108以允许用户容易地对电池108进行充电。例如，凹槽302可允许用户在电池充电装置300内容易地对准电池108以快速启动对电池108的充电。

当将电池108放置在电池充电装置300内时，凹槽302还可防止对电池108造成损坏。凹槽302还可防止不兼容的电池与电池充电装置300一起使用。在一些实施方案中，电池充电装置300被配置为经由感应充电对一个或多个电池108进行充电。例如，将电池108放置在电池充电装置300的凹槽302内可导致电池108被电池充电装置300充电。替代地，电池充电装置300被配置为经由传导充电对一个或多个电池108进行充电。例如，将电池108放置在电池充电装置300的凹槽302内会导致电池108的电池触点接触或邻接电池充电装置300的充电触点，从而导致电池充电装置300对电池108进行充电。

电池108还可被配置为可容易地灭菌。例如，电池108可被配置为经由一种或多种蒸气、气体或溶液容易地灭菌。在一些实施方案中，电池108被配置为可用蒸气(诸如汽化过氧化氢(VHP))灭菌。在一些实施方案中，电池108可在充电之后容易地进行VHP灭菌。这简化并缩短了再处理程序，从而节省了时间和金钱。

在一些实施方案中，头部单元102和/或电池108被配置为是单次使用的。例如，头部单元102和/或电池108可为一次性的，使得在使用头部单元102之后，用户丢弃头部单元102和电池108中的一者或多者。在一些实施方案中，头部单元102和/或电池108被配置为设置在灭菌袋内。例如，在使用之前，用户可能必须从灭菌袋中取出头部单元102和/或电池108。头部单元102和/或电池108在被放入灭菌袋中之前可预先灭菌。灭菌袋可被配置为保持头部单元102和/或电池108灭菌，直到用户打开灭菌袋并从中取出头部单元102和/或电池108以供使用。

参考图1至图4，头部单元102可包括用户接口116。用户接口116可设置在头部单元102的近端101与远端103之间。例如，用户接口116可设置在壳体105上，诸如头部单元102的外表面上。在一些实施方案中，用户接口116包括一个或多个按钮。然而，用户接口116可为触摸屏、滚轮、滑块或任何其他类型的用户交互元件。在一些实施方案中，用户接口116位于壳体105上，使得用户可在装置100使用期间经由一个或多个手指容易地触及用户接口116。例如，用户可使用单只手抓握或保持头部单元102，并且可使用同一只手的手指来与用户接口116交互。

在一些实施方案中，用户接口116可允许用户控制装置100的各种功能。用户可经由一个或多个按钮、触摸屏、滚轮、滑块或其他类型的交互元件来与用户接口116交互，以允许用户控制装置100的各种特征。例如，用户可与用户接口116交互以调整由头部单元102产生或由头部单元102传输到外部显示装置(诸如经由接收器(例如，接收器400)进行)的图像/视频的缩放、焦点、亮度、饱和度、分辨率、对比度、白平衡和/或曝光水平。在一些实施方案中，用户接口116被配置为允许用户控制和/或调整从光引擎200发射并由头部单元102接收的光量。例如，用户可使用用户接口116来控制从光引擎200发射并照亮目标区域的光量。用户还可使用用户接口116来控制由设置在头部单元102内的相机捕获的光量。在一些实施方案中，用户接口116允许用户捕获目标区域的图像和/或视频并且选择存储位置(例如，内部存储、外部存储装置)。

参考图7A至图9A，装置100可被配置为与接收器400无线地通信。接收器400可被配置为从装置100接收数据(例如，图像/视频数据、命令和控制信号等)。与传统成像装置的接收器相比，接收器400可能具有小得多的占用空间。在一些实施方案中，接收器400的尺寸可根据期望用途和使用位置进行缩放。例如，接收器400可缩小到更小尺寸以允许更容易的可携带性。在一些实施方案中，接收器400被配置为从头部单元102无线地接收加密数据并且将该加密数据无线地传输到显示装置以用于查看与加密数据相关联的图像/视频。替代地，接收器400可联接到外部显示装置并且可将加密数据传输到外部显示装置以用于查看与加密数据相关联的图像/视频。

接收器400可包括背板402。背板402可包括用于联接到一个或多个装置的一个或多个端口406。例如，背板402可包括用于联接到显示装置(例如，显示装置600)的一个或多个端口。实际上，装置100的头部单元102被配置为将图像/视频数据或命令和控制信号传输到接收器400。头部单元102可经由UWB将数据(例如，加密数据)传输到接收器400。在一些实施方案中，头部单元102将目标区域的图像或视频传输到接收器400。在另外的实施方案中，头部单元102将其他类型的数据(诸如命令和控制信号)传输到接收器400。接收器400可联接到显示装置以允许一个或多个用户查看由头部单元102捕获的目标区域的图像或视频。

在一些实施方案中，接收器400被配置为以低延迟实时地接收图像/视频数据，并且被配置为使显示装置600显示图像/视频以允许用户在低延迟下实时地查看被照亮的目标区域。显示装置600可被配置为产生显示700。显示700可为彩色的(图8)、黑白的(图9A和图9B)或灰度的。

在一些实施方案中，接收器400使显示装置600显示并产生显示700。例如，接收器400可从头部单元102接收图像/视频数据，并且可将图像/视频数据传输到显示装置600以显示与图像/视频数据相关联的图像/视频。显示700可被配置为显示图像706，所述图像可为由观测镜150接收并且由头部单元102处理并传输到接收器400的图像。例如，图像706可为观测镜150正在查看的目标区域的图像。在一些实施方案中，显示700被配置为产生并显示图像或视频。显示700可包括电力指示器702以指示电池108的电力水平。显示700可包括信号指示器704以指示头部单元102与接收器104之间的无线连接的强度。例如，信号指示器704可指示头部单元102与接收器104之间的UWB连接的强度。

在一些实施方案中，显示700包括亮度指示器708。亮度指示器708可指示图像706的亮度水平。在一些实施方案中，亮度指示器708指示来自光引擎200的光218的勒克斯(lux)。例如，用户可使用用户接口116来调整光引擎200的勒克斯，从而控制光218的亮度，这导致图像706变亮或变暗。亮度的增加可经由亮度指示器708来示出。

显示700可包括功能指示器710。在一些实施方案中，功能指示器710是白平衡功能指示器以指示白平衡功能的激活。例如，显示700可具有低亮度水平，从而导致图像706暗淡或具有低亮度，这使得难以确定由观测镜150查看的目标区域的特征。在一些实施方案中，用户接口116用于增加显示700的亮度。例如，用户可使用用户接口116来增加显示700的亮度，从而导致亮度指示器708显示图像706的亮度水平的增加。在一些实施方案中，亮度指示器708可指示设置在头部单元102内的图像或视频传感器的灵敏度的变化。这可指示由头部单元102输出的图像有多亮。例如，用户可使用用户接口116来增加图像706的亮度，从而导致头部单元102的图像或视频传感器的灵敏度的变化。图像706的亮度的增加导致亮度指示器708的变化。

另外，显示700可能具有错误地显示的颜色，从而使得难以确定由观测镜150查看的目标区域的特征。功能指示器710可指示正在将白平衡功能应用于图像706，从而导致图像706中的白色对象显得更亮或颜色更为准确，以协助用户察看图像706的特征。

在一些实施方案中，显示700被配置为在图像706中进行数字缩放。例如，用户可使用用户接口116来经由显示700放大和缩小图像706。在一些实施方案中，显示700被配置为基于图像706的内容来自动放大或缩小。用户可使用用户接口116或显示700来数字地放大和缩小图像706。

参考图7A至图7B和图10，接收器400可被配置为与安装支架500联接。安装支架500可被配置为允许接收器400联接到显示器(例如，显示装置600)，使得接收器400固定到显示装置。例如，安装支架500可联接到接收器400的底部404，并且安装支架500还可联接到显示装置600以将接收器400联接到显示装置600。安装支架500可包括一个或多个臂504和联接机构502。联接机构502可被配置为联接到接收器400(例如，接收器400的底部404)。臂504可被配置为协助安装支架500联接到显示装置600。在一些实施方案中，臂504到显示器的联接以及联接机构502到接收器400的联接导致接收器400被联接并固定到显示装置600。在一些实施方案中，安装支架400具有两个臂504。然而，安装支架500可具有一个臂、三个臂、四个臂或超过四个臂。在一些实施方案中，联接臂504意图用于与显示装置600背面上的VESA安装架或其他安装标准件对接。

在一些实施方案中，安装支架500被配置为联接到接收器400和显示装置600的背面，使得接收器400设置在显示装置600的顶部上。接收器400联接到显示装置600，使得它位于显示装置600的顶部上导致接收器400和显示器具有整体更小的占用空间并且导致不那么笨重的配置。此外，接收器400设置在显示装置600的顶部上减少了杂乱而松散的缆绳的数量。在一些实施方案中，显示装置600是便携式显示器以允许在任何位置使用接收器400和装置100。

本领域技术人员应当了解，在不脱离本发明的广泛发明概念的情况下，可对上文所示和所描述的示例性实施方案做出改变。因此，应当理解，本发明不限于所示和所描述的示例性实施方案，而是意图涵盖如由权利要求所限定的在本发明的精神和范围内的修改。例如，示例性实施方案的具体特征可为或不为所要求保护的发明的一部分，并且可组合所公开的实施方案的各种特征。“前”、“后”、“内”和“外”这些词表示进行参考的附图中的方向。除非在本文具体阐述，否则术语“一个/一种(a/an)”和“所述”不限于一个元件，而是应解读为意指“至少一个”。

应当理解，为了清楚理解本发明，本发明的附图和描述中的至少一些已被简化为聚焦于相关的元件，同时为了清晰易懂的目的，去除了本领域普通技术人员将了解的也可能构成本发明的一部分的其他元件。然而，由于此类元件是本领域熟知的，并且由于它们不一定有利于更好地理解本发明，因此本文并未提供对此类元件的描述。

Claims (20)

1.一种无线成像装置，其包括：

头部单元，所述头部单元被配置为联接到观测镜，所述头部单元具有壳体，所述壳体具有被配置为接收电池的内部腔体；

柔性电缆，所述柔性电缆具有近端和远端，所述柔性电缆的所述近端联接到所述头部单元；以及

光引擎，所述光引擎具有联接到所述柔性电缆的所述远端的第一端以及与所述第一端相对的第二端，所述光引擎被配置为在所述第二端处可移除地联接到观测镜，使得当所述光引擎联接到所述观测镜时，所述光引擎和所述观测镜能够相对于所述头部单元自由地旋转。

2.如权利要求1所述的无线成像装置，其中所述光引擎包括光转换器，所述光转换器包括按体积设置在衬底内的多个磷光体颗粒。

3.如权利要求2所述的无线成像装置，其中所述光引擎包括光学元件和窗口，使得所述光转换器设置在所述光引擎的所述光学元件与所述窗口之间。

4.如权利要求2所述的无线成像装置，其中所述光转换器是盘。

5.如权利要求1所述的无线成像装置，其中所述头部单元包括第一端以及与所述第一端相对的第二端，所述第一端具有平面正面。

6.如权利要求5所述的无线成像装置，其中所述平面正面包括电力电缆端口和安装架，所述电力电缆端口与所述安装架共面并且联接到所述柔性电缆。

7.如权利要求5所述的无线成像装置，其中所述平面正面与所述内部腔体相对地设置。

8.如权利要求1所述的无线成像装置，其还包括：

可移除电池，所述可移除电池的尺寸和形状被设计成插入所述内部腔体中。

9.如权利要求8所述的无线成像装置，其中所述可移除电池包括暴露的远侧部分，所述暴露的远侧部分在所述可移除电池设置在所述内部腔体内时被暴露并且与所述壳体齐平。

10.如权利要求8所述的无线成像装置，其中所述头部单元包括联接元件，所述联接元件被配置为在所述可移除电池插入所述内部腔体中时接合所述可移除电池。

11.如权利要求1所述的无线成像装置，其中所述头部单元包括安装架，所述安装架被配置为联接到C型安装架观测镜、目镜观测镜和直视观测镜中的一者或多者。

12.如权利要求1所述的无线成像装置，其中所述头部单元包括显示屏幕，所述显示屏幕被配置为显示由所述观测镜查看的目标区域的图像。

13.如权利要求1所述的无线成像装置，其中所述光引擎包括沿着中心轴线串联地布置的体积转换器、光学元件、窗口以及开口。

14.如权利要求1所述的无线成像装置，其中所述光引擎包括外壳，所述外壳被配置为将所述光引擎维持在低于约45℃的温度。

15.如权利要求1所述的无线成像装置，其还包括：

设置在所述头部单元内的至少一个天线，所述至少一个天线被配置为与远程接收器无线地通信。

16.如权利要求1所述的无线成像装置，其中所述光引擎包括产生具有第一波长的第一光的照明源，所述第一光由体积转换器转换为具有不同于所述第一波长的第二波长的第二光。

17.如权利要求1所述的无线成像装置，其中所述光引擎包括外壳以及沿着中心轴线至少部分地延伸穿过所述外壳的开口。

18.一种无线成像装置，其包括：

头部单元，所述头部单元被配置为联接到观测镜，所述头部单元具有：壳体，所述壳体具有被配置为接收电池的内部腔体；第一端，所述第一端具有包括电力电缆端口以及被配置为接收观测镜的安装架的平面的面；以及第二端，所述第二端与所述第一端相对并且具有所述内部腔体；

柔性电缆，所述柔性电缆具有近端和远端，所述柔性电缆的所述近端在所述电力电缆端口处联接到所述头部单元；以及

光引擎，所述光引擎联接到所述柔性电缆的所述远端，所述光引擎被配置为可移除地联接到所述观测镜，使得当所述光引擎联接到所述观测镜时，所述光引擎和所述观测镜能够相对于所述头部单元自由地旋转，

其中所述光引擎包括沿着中心轴线串联地布置的体积转换器、光学元件、窗口以及开口，并且

其中所述光引擎包括产生具有第一波长的第一光的照明源，所述第一光由所述体积转换器转换为具有不同于所述第一波长的第二波长的第二光。

19.一种成像系统，其包括：

无线成像装置，所述无线成像装置具有被配置为可移除地联接到观测镜的头部单元，所述头部单元包括近端和远端，所述头部单元的所述近端包括联接到柔性电缆的电力电缆端口，并且所述头部单元的所述远端包括被配置为接收电池的内部腔体，所述无线成像装置包括光引擎，所述光引擎具有经由所述柔性电缆联接到所述头部单元的第一端以及与所述第一端相对的第二端，所述第二端被配置为联接到可移除观测镜，其中所述无线成像装置包括设置在所述头部单元内的一个或多个天线；以及

接收器，所述接收器设置在远离所述无线成像装置之处，所述接收器与所述一个或多个天线进行无线通信并且被配置为从所述一个或多个天线无线地接收成像数据。

20.如权利要求19所述的成像系统，其还包括：

与所述接收器通信的显示装置，所述显示装置具有被配置为显示所述成像数据的显示屏幕。