本发明涉及医疗图像传感技术领域，尤其涉及一种基于sip封装的控制芯片及具有其的胶囊内镜。
背景技术：
胶囊内镜全称为“智能胶囊消化道内镜系统”，又称“医用无线内镜”。其原理是受检者通过口服内置摄像与信号传输装置的智能胶囊，借助消化道蠕动使之在消化道内运动并拍摄图像，医生利用体外的图像记录仪和影像工作站，了解受检者的整个消化道情况，从而对其病情做出诊断。胶囊内镜具有检查方便、无创伤、无导线、无痛苦、无交叉感染、不影响患者的正常工作等优点，扩展了消化道检查的视野，克服了传统的插入式内镜所具有的耐受性差，可作为消化道疾病尤其是小肠疾病诊断的首选方法。
胶囊内镜技术集成了图像采集、图像编码压缩处理、微系统控制、无线传输、灯光照明等多项技术，但受限于目前的芯片技术，胶囊内镜的硬件设计需采用3～4颗ic芯片，导致目前的胶囊内镜整体结构无法进一步小型化。
目前，行业内能做到的胶囊内镜尺寸为直径12mm、长26mm，实际应用过程中，病患吞咽该种尺寸的胶囊内镜有一定难度，且该种胶囊内镜更加不适用于婴幼、老年和病情危重患者。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于sip封装的控制芯片及具有其的胶囊内镜。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种基于sip封装的控制芯片，其用于胶囊内镜，所述控制芯片包括基板、连接所述基板的控制组件、时钟晶体、外围电路及天线，其中，所述控制组件包括图像处理模块、通信模块及控制模块，所述图像处理模块用于数据压缩，所述通信模块用于与外部通信，所述控制模块用于控制所述胶囊内镜工作。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述通信模块及所述控制模块构成主控模块，所述主控模块位于所述基板上，所述图像处理模块位于所述主控模块远离所述基板的一侧。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述通信模块为蓝牙模块，所述天线用于实现所述蓝牙模块的无线通信。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制芯片还包括封装所述基板、所述控制组件、所述时钟晶体、所述外围电路及所述天线的塑封体。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制芯片的尺寸不大于6.0mm*6.0mm*0.8mm。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述时钟晶体为无源器件，且所述时钟晶体与所述控制组件相连。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述外围电路包括电阻及电容。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种胶囊内镜，包括壳体，所述壳体内具有：
电源组件；
位于所述电源组件相对两侧的图像采集组件及如上任意一项技术方案所述的基于sip封装的控制芯片；
其中，所述控制芯片与所述图像采集组件之间通过柔性电路板连接。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述图像采集组件包括图像传感模块、镜头模块及补光照明模块，其中，当所述胶囊内镜开始图像采集时，所述控制组件控制所述图像采集组件开启，光线进入镜头模块后投射到所述图像传感模块，所述图像传感模块将光信号数据转化为电信号数据，且所述图像传感模块将所述电信号数据传输至所述控制芯片。
作为本发明一实施方式的进一步改进，当所述控制组件监测到所述电信号数据传输完成后，所述控制组件控制所述图像采集组件关闭，且所述控制组件控制所述图像处理模块进行数据压缩，当数据压缩完成后，所述控制组件控制所述图像处理模块关闭并控制所述通信模块输出压缩后的图像数据。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明一实施方式的单片控制芯片可同时实现数据压缩、通信、系统控制等功能，大幅简化外围电路，减少电路板面积和体积，并利用sip封装工艺，实现控制芯片及胶囊内镜体积压缩，有利于胶囊内镜在医疗应用中的广泛推广，惠及普通大众病患。
附图说明
图1是本发明一实施方式的胶囊内镜的爆炸图；
图2是本发明一实施方式的控制芯片的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。
另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。
参图1，为本发明一实施方式的胶囊内镜100爆炸图。
胶囊内镜100包括壳体10。
壳体10包括相互配合的上盖11及下盖12。
上盖11与下盖12之间通过胶水密封闭合，且上盖11与下盖12均为半圆形胶囊状密封结构，其横切面优选为圆形。
上盖11为透明抛光结构，以保证胶囊内镜100正常采集光线。
制备壳体10的材料优选能够耐受胃腔的强酸性环境的材料，满足医用安全。
壳体10内具有电源组件20及位于电源组件20相对两侧的图像采集组件30及控制芯片40。
控制芯片40与图像采集组件30之间通过柔性电路板50连接，柔性电路板50实现控制芯片40与图像采集组件30之间的数据传输。
电源组件20为整个胶囊内镜100提供电源供给。
在本实施方式中，图像采集组件30包括图像传感模块31、镜头模块32及补光照明模块33。
具体的，图像传感模块31包括靠近电源组件20的图像采集板311及位于图像采集板311上的cmos图像传感器312。
图像采集板311采用四层布图设置，图像采集板311通过柔性电路板50与控制芯片40互连。
cmos图像传感器312为640*480像素的超小封装的专用图像传感器，其可以实现光信号到电信号的转化。
另外，cmos图像传感器312为d1彩色图像传感器，可实现640*480、320*240格式的图像输出。
镜头模块32包括镜座321、滤光片322及镜头323。
镜座321为黑色耐高温亚光镜座，其尺寸为5mm*4mm*3.2mm，镜座321安装于图像采集板311上。
镜座321上方安装有滤波片322，滤光片322包括红外截止膜和增透膜。
滤光片322上方安装有镜头323，镜头323为光学镜头，其可实现光信号的采集。
补光照明模块33包括补光照明板331、插针332及若干led333。
当胶囊内镜100在人体内流动时，补光照明模块33用于实现环境补光。
补光照明板331采用两层布图设置，补光照明板331通过位于其上的插针332与图像采集板311互连。
补光照明板331上方安装有若干高亮的led333及其控制电路。
在本实施方式中，结合图2，控制芯片40为基于sip封装的控制芯片40。
控制芯片40包括基板41、连接基板41的控制组件42、时钟晶体43、外围电路44及天线45。
基板41的上表面具有射频信号(未标示)及连接部411，其下表面具有作为对外接口的焊盘412，基板41的两个表面之间通过过孔413导通。
控制组件42包括主控模块421及图像处理模块422。
主控模块421位于基板41上，且主控模块421通过焊球46与基板41上的连接部411导通。
主控模块421包括通信模块(未标示)及控制模块(未标示)。
这里，通信模块用于与外部通信，通信模块为低功耗的蓝牙模块，蓝牙模块的频率为2.4ghz。
蓝牙模块的无线通信主要通过天线45实现。
天线45通过导线451与基板41上的射频信号互连，导线451的阻抗要求为50ohm。
控制模块用于控制胶囊内镜100工作，例如，控制模块用于控制图像传感模块31的开启/关闭、控制补光照明模块33的同步工作、控制原始数据的传输与缓存、控制通信模块的开启、关闭、传输等等。
图像处理模块422位于主控模块421远离基板41的一侧。
亦即，图像处理模块422位于主控模块421的上方，图像处理模块422及主控模块421之间通过胶水连接。
图像处理模块422用于数据压缩。
具体的，图像处理模块422为低功耗的图像处理裸芯片，其只有图像数据处理能力。
图像处理模块422接收图像采集模块311传输的电信号原始数据，图像处理模块422对原始数据进行编码压缩，如此，压缩后的数据可以通过通信模块直接传输。
主控模块421包括spi总线(未标示)和控制总线(未标示)。
spi总线和控制总线通过金线47与图像处理模块422连接。
这里，主控模块421通过spi总线发送控制信号至图像处理模块422，同时，图像处理模块422压缩后的数据可以通过spi总线传输至主控模块421。
控制总线发送控制信号以控制图像处理模块422及cmos图像传感器312的复位、控制多种部件的待机以及控制补光照明模块33的开启、闭合、同步等等。
可以理解的，上述控制信号均可通过主控模块421下方的的焊球46连通到基板41，一部分控制信号由基板41通过金线47连通到图像处理模块422的并行总线(未标示)，另一部分控制信号通过基板41传输到cmos图像传感器312和补光照明模块33等。
时钟晶体43为无源器件，且时钟晶体43与主控模块421相连，时钟晶体43用于与主控模块421内部的电路相互作用后起振。
外围电路44包括电阻及电容，其中，电阻主要实现引脚的上下拉，设定芯片工作的初始状态，电容主要起电源滤波作用。
可以看到，本实施方式的单片控制芯片40可同时实现数据压缩、无线通信、系统控制等功能，大幅简化外围电路，减少电路板面积和体积，并利用sip封装工艺，实现控制芯片及胶囊内镜体积压缩，有利于胶囊内镜在医疗应用中的广泛推广，惠及普通大众病患。
另外，本实施方式还降低了胶囊内镜100设计开发和加工组装的难度，成本亦可进一步降低，有利于行业发展。
在本实施方式中，控制芯片40还包括封装基板41、控制组件42、时钟晶体43、外围电路44及天线45的塑封体48。
塑封后的控制芯片40的尺寸不大于6.0mm*6.0mm*0.8mm。
如此，整个胶囊内镜100的直径可以控制在10mm以内，长度可以控制在23mm以内，从而有效减小胶囊内镜100体积，切实降低病患检查时的痛苦。
下面，简单介绍本实施方式的胶囊内镜100的工作流程。
当胶囊内镜100启动后(例如通过与胶囊内镜100无线通信的电子设备控制胶囊内镜100启动，或者是直接开启胶囊内镜100)，通过口服进入人体消化道，主控芯片40按照编程设定以2帧/秒速率拍摄处理传输图像，当然，具体速率可根据实际需求调整。
当胶囊内镜100开始图像采集时，主控模块421控制图像采集组件30开启，具体的，cmos图像传感器312及补光照明板331上的led333均开启，光线投射到消化道内壁而实现光反射，光线进入镜头模块32后投射到cmos图像传感器312，cmos图像传感器312将光信号数据转化为电信号数据，且通过图像采集板311将电信号数据传输至主控模块421，而后传输至图像处理模块422。
当主控模块421监测到电信号数据传输完成(即数据传输中断)后，主控模块421控制图像采集组件30关闭，具体的，cmos图像传感器312进入休眠状态，补光照明板331上的led333断电。
同时，主控模块421控制图像处理模块422进行数据压缩，具体的，通过编码压缩算法将图像进行16倍(具体压缩倍数可根据实际需求调整)压缩而得到30kb左右的jpeg格式图像，并将图像保存至ram。
当数据压缩完成后，主控模块421控制图像处理模块422关闭(或休眠)并控制通信模块开启，通信模块无线输出压缩后的图像数据。
同时，外部无线接收机(例如电脑、手机等无线设备)实时接收并保存图像数据，当所有图像数据保存完成后，医护人员可在图像显示终端或电脑上对胶囊内镜100获取的图像数据进行筛查，并做出检查诊断。
这里，胶囊内镜100最终可以通过人体消化道排出体内，电源组件20耗尽回收。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。