可变焦摄像模组、具有该摄像模组的胶囊内镜及胶囊内镜系统的制作方法

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种可变焦摄像模组及具有该摄像模组的胶囊内镜及胶囊内镜系统。

背景技术：

胶囊式内窥镜由图像采集模块采集图像，图像采集模块包括图像传感器、led照明和镜头。led照明，镜头把光信号接入图像传感器，图像传感器将光信号转换为电信号，传至信号处理模块进行处理，再传至射频模块，将该信号上变频后通过天线辐射出去。而现有技术中胶囊的镜头是定焦镜头，无法实现光学放大功能。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种可变焦摄像模组、具有该摄像模组的胶囊内镜及胶囊内镜系统。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种可变焦摄像模组，包括镜头外壳、设置于镜头外壳内的永磁铁、与该永磁铁连接的镜片以及设置于镜片透射光方向上的图像传感器；

还包括稳定限位机构，所述稳定限位机构沿镜片中心轴线方向设置，永磁铁和镜片可沿稳定限位机构移动或者可随稳定限位机构运动；

还包括在永磁铁之上或之下对应设置的电磁铁，所述电磁铁与电磁铁驱动部连接，电磁铁驱动部可向电磁铁输出电流从而驱动永磁铁携带镜片沿稳定限位机构移动或随稳定限位机构运动。

该可变焦摄像模组结构简单，电磁铁驱动部输出正反相电流来控制电磁铁与永磁铁之间相互吸引或排斥，从而控制镜片沿其中心轴线方向移动，从而达到了调节焦距的目的，实现光学放大功能。

本申请还提出了一种具有可变焦摄像模组的胶囊内镜，包括控制模块和上述的可变焦摄像模组，所述控制模块与所述电磁铁驱动部连接，所述控制模块向电磁铁驱动部发送指令，控制电磁铁驱动部输出电流。该胶囊内镜结构简单，实现了胶囊内镜的光学放大功能。

该胶囊内镜的优选方案：还包括激光距离传感器，所述激光距离传感器与所述可变焦摄像模组设置于胶囊内镜的同一端，所述激光距离传感器与控制模块连接，该激光距离传感器采集其与前方阻挡物之间的激光距离信息并发送给控制模块；

所述镜头外壳内的上部或下部设有检测镜片当前位置信息的位移传感器，该位移传感器输出端连接所述控制模块，所述控制模块根据镜片当前位置信息参考其内预存的不同的激光距离与最佳镜片位置的对应表控制摄像模组是否变焦。激光距离传感器和位移传感器的设置实现了变焦的精确控制。

该胶囊内镜的优选方案：所述控制模块通过无线通信单元与外部控制单元连接，所述控制模块将激光距离传感器所采集的激光距离信息、位移传感器所采集的镜片当前位置信息发送给外部控制单元，所述外部控制单元根据所述激光距离信息、当镜片当前位置以及外部控制单元中预存的不同的激光距离与最佳镜片位置的对应表向控制模块发送是否进行变焦的指令。这实现了外部控制单元对胶囊内镜是否变焦的外部干预。

本申请还提出了一种胶囊内镜系统，包括外部控制单元和上述胶囊内镜，当需要使用变焦拍摄时，外部控制单元向胶囊内镜发送变焦指令，所述胶囊内镜的控制模块通过无线通信单元接收该变焦指令，并将该变焦指令发送至电磁铁驱动部，控制电磁铁驱动部向电磁铁输出电流，电流流过电磁铁产生交变磁场，与永磁铁作用使永磁铁和镜片上升或下降，当永磁铁和镜片位置稳定后，电磁铁驱动部持续产生电流，使永磁铁和镜片持续稳定。该胶囊内镜系统实现了对胶囊内镜镜头焦距的控制，达到了胶囊内镜镜头变焦的目的。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种可变焦摄像模组，包括镜头外壳1、设置于镜头外壳1内的永磁铁4、与该永磁铁4连接的镜片3以及设置于镜片3透射光方向上的图像传感器11，该可变焦摄像模组还包括稳定限位机构，该稳定限位机构沿镜片3中心轴线方向设置，永磁铁4和镜片3可沿稳定限位机构移动或者可随稳定限位机构运动。

该可变焦摄像模组还包括在永磁铁4之上或之下对应设置的电磁铁，电磁铁与电磁铁驱动部13连接，电磁铁驱动部13可向电磁铁输出电流从而驱动永磁铁4携带镜片3沿稳定限位机构移动或随稳定限位机构运动。

这里稳定限位机构包括如下结构之一：其中结构一为：一端固接于所述永磁铁4上端且另一端固接于镜头外壳1上的第一弹性件2、一端固接于所述永磁体4下端且另一端固接于所述镜头外壳1上的第二弹性件5，如图1所示，结构一成对设置于永磁铁4两侧；另一种结构为：设置于镜头外壳1内的导向滑槽，永磁铁4设置于该导向滑槽内。当然这里的第一弹性件2和第二弹性件5也可设置于该导向槽内。这里第一弹性件2、第二弹性件5与镜头外壳1固接时，可直接与镜头外壳1固接，也可以通过固接于与镜头外壳相对固定的结构上。

这里第一弹性件2和第二弹性件5优选但不限于为弹簧，永磁铁4优选但不限于为筒状磁铁或环状磁铁，镜片3设置于筒状磁铁的筒内或环状磁铁的环内，如果此时电磁铁为线圈，与永磁铁4同轴设置，为便于镜片3的定位，将镜片3设置于一镜片支撑部上，该镜片支撑部与永磁铁4固接；当磁铁4为筒状磁铁或环状磁铁时，导向滑槽为筒状，线圈可设置于该导向滑槽的顶部或底部。

该摄像模组上还设置有多个为其提供照明的led灯6，这些led灯6设置于电路板上，图像传感器11和电磁铁驱动部13均与该电路板连接。

当电磁铁驱动部13输出正相电流时，电磁铁与永磁铁4相互吸引，当电磁铁驱动部13输出反相电流时，电磁铁线圈与永磁铁4相互排斥，从而控制镜片3沿其中心轴线方向移动，从而达到了调节焦距的目的，即实现了变焦，当不需要变焦或变焦距已达到要求时，由第一弹性件2和第二弹性件5稳固镜片3，同时也避免电磁铁与永磁铁4之间的作用力过大时，损坏镜片3。

如图1所示，本发明还提出了一种具有可变焦摄像模组的胶囊内镜，包括控制模块9和上述的可变焦摄像模组，控制模块9与电磁铁驱动部13连接，控制模块9向电磁铁驱动部13发送指令，控制电磁铁驱动部13输出电流，这里控制模块9向电磁铁驱动部13发送的指令可以是程序预先设定好的，也可以是由外部控制单元发送给控制模块9的。图像传感器11信号连接至控制模块9，向控制模块9发送其采集的图像信息。

为了更为精确的控制摄像模组是否需要进行变焦，该胶囊内镜内还设置有激光距离传感器12，该激光距离传感器12与可变焦摄像模组设置于胶囊内镜的同一端，激光距离传感器12与控制模块9连接，向控制模块9发送其与前方阻挡物之间的距离信息，控制模块9内预设有不同的激光距离与最佳镜片位置的对应表，在镜头外壳1内上部或下部设有用于检测镜片3位置的位移传感器，该位移传感器输出端连接至控制模块9，向控制模块9发送镜片3的当前位置信息，控制模块9根据其内预设的不同的激光距离与最佳镜片位置的对应表判断镜片3的当前位置是焦距偏长或焦距偏短。比如，如果镜片3的当前位置位于最佳镜片位置的上方，则表示焦距偏长，如果镜片3的当前位置位于最佳镜片位置的下方，则表示焦距偏短。

当镜片3的当前位置是焦距偏长时，控制模块9控制电磁铁驱动部13输出正相电流，电磁铁与永磁铁4相互吸引，缩短焦距；当镜片3的当前位置是焦距偏短时，控制模块9控制电磁铁驱动部13输出反相电流，电磁铁与永磁铁4相互排斥，拉长焦距。

或者控制模块9通过无线通信单元及天线10与外部控制单元连接，将激光距离传感器12所采集的距离信息和镜片3的当前位置信息发送给外部控制单元，外部控制单元内预设有不同的激光距离与最佳镜片位置的对应表，外部控制单元根据其内预设的不同的激光距离与最佳镜片位置的对应表判断镜片3的当前位置是焦距偏长或焦距偏短。如果焦距偏长，外部控制单元则向控制模块9发送缩短焦距的指令，如果焦距偏短，外部控制单元则向控制模块9发送拉长焦距的指令，也可以根据医生的要求或者患者的实际情况发送是否变焦的指令。

另外，控制模块9、外部控制单元也可以当前所采集的图像进行当前焦距长短分析，如果当前焦距较短，则拉长焦距；如果当前焦距较长，则缩短焦距。这里关于当前焦距偏长或偏短的分析采用现有的方法即可，例如现有的相机自动对焦技术。

该胶囊内镜还具有至少罩住可变焦摄像模组和激光距离传感器12的光学前盖7，由电池8向其它用电元器件供电。

本申请还提出了一种胶囊内镜系统，包括外部控制单元和本发明的胶囊内镜，当需要使用变焦拍摄时，外部控制单元向胶囊内镜发送变焦指令，所述胶囊内镜的控制模块通过无线通信单元接收该变焦指令，并将该变焦指令发送至电磁铁驱动部，控制电磁铁驱动部向电磁铁输出电流，电流流过电磁铁产生交变磁场，与永磁铁作用使永磁铁和镜片上升或下降，当永磁铁和镜片位置稳定后，电磁铁驱动部持续产生电流，使永磁铁和镜片持续稳定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。