由图像采集芯片11和其外围电路组成，通过并行总线与微控制器模块6连接；微控制器模块6由ARM单片机和其外围电路组成；电源管理模块7由常开干簧管和MOS管构成，与电池8电性连接;电池8为纽扣电池，其负极与电源管理模块7相连，其正极与无线发射模块9电性连接;无线发射模块9由无线收发芯片和外围电路组成，与印刷天线10电性连接。
[0021]采用自带图像压缩引擎的CMOS感光芯片(0V2640)作为图像传感器模块4的图像采集芯片11，采集到的外部图像经内部DSP压缩后，直接输出jpg格式的图像数据，从而大大减小了后面微控制器模块6的工作负担;LED光源3由4个发白色光的LED灯珠组成，采用间歇供电工作方式;采用低功耗的ARM单片机(STM32L151)作为微控制器模块6的主控芯片，接收来自图像传感器模块4的图像数据，然后经数据拆解和重组后传送给后面的无线发射模块9，微控制器模块6同时还控制LED光源3的定时供电;无线发射模块9采用低功耗2.4GHz的无线发射芯片(nRF24L01)作为无线收发芯片，通信速率为2Mbit/s;为了适应胶囊内窥镜的外形尺寸限制，天线采用印刷式天线；为了降低线路板的尺寸，系统采用软硬结合线路板，元器件焊接在硬质线路板(PCB)上，而PCB板与PCB板的链接采用柔性线路板5(FPC)连接，折叠后放入胶囊外壳I内。
[0022]请参阅图2，为了更好地拍摄人体胃肠道内部图像，要求胶囊内窥镜的镜头应该为广角微距镜头，工作距离小于3cm，视角120°;为了减小系统外形尺寸和降低系统成本，采用固定工作距离3cm，视角120°，镜头整体高度2mm。
[0023]请参阅图3，外部图像经微距镜头2聚焦后，图像传感器模块4将图像转换成数字量，且其内部的DSP处理器将数据压缩为JPG格式，通过8位并行总线传送给微控制器模块6，微控制器模块6将IPG格式图像数据数据拆解、重组后，经无线发射模块9发射出去；电池8采用锂电池，工作电压3.0V，容量150mAH，电池8通过电源管理模块7为系统提供电源；电源管理模块7采用干簧管+NPN型MOS管的方式实现，默认干簧管断开，MOS管导通，系统开始工作，当外部磁场接近时，干簧管闭合，MOS管断开，系统断电停止工作。
[0024]综上所述，本发明采用自带图像压缩引擎的图像采集芯片11，配以定制微距镜头2，采集人体胃肠道内壁的图像信息，经无线发射模块9发送到外部接收端;采用低功耗ARM单片机作为系统微控制器，在确保处理速度的同时，也有效降低了系统功耗;在线路板方面采用软硬结合板，可以大大降低系统的外形尺寸。
[0025]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0026]此外，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，各实施例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。
【主权项】
1.一种胶囊内窥镜，其特征在于，包括:胶囊外壳(I)、微距镜头(2)、LED光源(3)、图像传感器模块(4)、柔性线路板(5)、微控制器模块(6)、电源管理模块(7)、电池(8)、无线发射模块(9)、印刷天线(10);所述胶囊外壳(I)为圆柱形且透明；所述微距镜头(2)为广角固定焦距，由LED光源(3)为其提供照明；所述LED光源(3)由若干颗LED灯珠构成，并通过柔性线路板(5)与微控制器模块(6)连接;所述图像传感器模块(4)由图像采集芯片(11)和其外围电路组成，通过并行总线与微控制器模块(6)连接;所述微控制器模块(6)由ARM单片机和其外围电路组成;所述电源管理模块(7)由常开干簧管和MOS管构成，与电池(8)电性连接;所述电池(8)为纽扣电池，其负极与电源管理模块(7)相连，其正极与无线发射模块(9)电性连接;所述无线发射模块(9)由无线收发芯片和外围电路组成，与印刷天线(10)电性连接。2.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述LED光源(3)由4颗LED灯珠构成。3.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述图像传感器模块(4)为CMOS感光芯片，型号为0V2640。4.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述柔性线路板(5)为FPC线路板，通过压合技术与PCB线路板连接在一起。5.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述微控制器模块(6)包括ARM单片机，所述ARM单片机的型号为STM32L151。6.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述电源管理模块(7)由常开干簧管和NPN型MOS管构成，且默认处于常开状态，遇到磁铁时闭合。7.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述电池(8)为纽扣锂电池，其工作电压为3.0V。8.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述无线发射模块(9)的发射芯片采用nRF24L01芯片，工作于2.4GHz，最大传输速率为2Mbits/s。
【专利摘要】本发明公开了一种胶囊内窥镜，主要由胶囊外壳、微距镜头、图像传感器模块、微控制器模块、电源管理模块、锂电池、无线发射模块以及印刷天线构成；外部图像经微距镜头聚焦后映射到图像传感器模块上，图像传感器模块将图片转化为数字量，微控制器模块将图像数据打包处理后，通过无线发射模块传送到外部接收端。本发明具有结构简单、易实现的优点。
【IPC分类】A61B1/045, A61B1/00, A61B1/04
【公开号】CN105559737
【申请号】CN201510969155
【发明人】赵汉宾, 叶晓东, 于海武, 江喻飞, 曹志刚, 骆长俊
【申请人】中国科学院合肥物质科学研究院, 常州先进制造技术研究所
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月21日