无线胶囊内窥镜系统设计 第5页Fig 2-9 System Integration Diagram
本系统与其他内窥镜成像系统相比,具有如下特点: (1)体积小。在胶囊整体上对其体积影响最大的是CMOS,为了实现微型化的要求,方案中选择了尺寸较小的CMOS,其对角直径为5.658 （2.76×2.05）低功耗。在CMOS、Nrf24le1芯片、LED发光二极管和无线发射模块处于正常工作且在输出帧率为1帧/s的情况下,其功率消耗分别为1.67 mW、10.7 mW、4.8 mW和36 mW,从而整体功耗为53. 17 mW,与其他系统相比，大大降低了系统的功耗，从而可以增加系统工作时间对体内消化道能实时进行观测，采集图像帧率为2帧/s系统中使用了磁控开关，在无须观测的情况，释放外部磁场，使系统处于不工作状态，节约功耗,增加系统工作时间。内窥镜成像系统内部结构图如图2-6示。
其次本系统与其他内窥镜成像系统相比较，具有体积更小，外围器件更少，更加省电，可扩展性跟高等特点。结合最新无线收发芯片NRF24LE1的特点，达到了更好的未来拓展空间。
2.4 各个模块功能子系统的设计
2.4.1 光学镜头及照明系统的设计
无线内窥镜胶囊的光学系统的好坏对最后的成像质量至关重要，内窥镜胶囊的光学系统应当是一个短焦距、大视场的光学系统，视物距离不应当超过20mm，视场为左右。一般这样的光学系统应当考虑非球面设计。
考虑到摄像胶囊内部的空间非常有限，光学系统采用单透镜，这样光学系统才能放置在胶囊内部。同时，由于非球面设计难度过大，本项目的光学系统仅采用球面镜设计，视场角大约为左右。加工好的透镜不直接放在图像传感器的表面，而嵌入在一个固定支架上。消化道无线内窥镜拍摄图像质量的好坏，与人眼的视觉特性、照明光源、图像传感器等密切相关。在消化道内窥镜的设计中，要对这些因素进行综合考虑。
这是因为在设计方案中，采用了纽扣电池体内供电的方式，LED灯的功耗在无线内窥镜胶囊的整体功耗中占相当大的比例。合适的LED灯的选择有利于降低功耗，延长纽扣电池的使用时间，实现设计目标。这部分主要包括并行数字彩色CMOS图像传感器、NRF24LE1发射芯片、具有两种波长的SMD贴片LED管等。
题中设计的照明电路的工作电压为3V，采用四个发光二极管，分布在光学透镜的四周，发光二极管采用并联结构，每个发光二极管与一个电阻串联，由电阻的大小控制流过发光二极管的电流，从而控制发光二极管的亮度。整个照明电路的工作电流大约为5mA。
2.4.2 图像采集和数据转换传输及外部存储部分设计
图像采集模块主要由照明电路，CMOS图像传感器以及光学系统组成。其中图像传感器的选择起着至关重要的作用。这是因为在设计方案中，采用了纽扣电池体内供电的方式，图像传感器的功耗在无线内窥镜胶囊的整体功耗中占相当大的比例。合适的图像传感器的选择有利于降低功耗，延长纽扣电池的使用时间，实现设计目标。
2.4.3 图像传感器选型和设计
上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] ... 下一页 >>
无线胶囊内窥镜系统设计 第5页下载如图片无法显示或论文不完整，请联系qq752018766
