CN114390746B - 胶囊内窥镜及其照明控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了胶囊内窥镜及其照明控制方法，该胶囊内窥镜包括：在胶囊外壳内围绕成像模块的镜头设置的LED灯，且每个LED灯包括：红色LED芯片，以及，与红色LED芯片连接以控制红色LED芯片发光的第一控制电路；绿色LED芯片，以及，与绿色LED芯片连接以控制绿色LED芯片发光的第二控制电路；蓝色LED芯片，以及，与蓝色LED芯片连接以控制蓝色LED芯片发光的第三控制电路；其中，红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片在各自控制电路的控制下使得LED灯以预定照明状况对胶囊内窥镜所处环境进行照明。本发明解决了现有胶囊内窥镜成像质量较低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及胶囊内窥镜的技术领域，具体涉及一种胶囊内窥镜及其照明控制方法。
背景技术
胶囊内窥镜是一种呈胶囊形状的小体积内窥镜，能够进入人体消化道，从而在人体消化道内对其进行图像采集，是目前较先进的一种检查消化道的医疗器械。
目前，胶囊内窥镜使用的白光LED灯通常为涂敷荧光粉的蓝色LED芯片。具体地，蓝色LED芯片发出蓝光，荧光粉在蓝光激发下发出黄光，蓝光和黄光互补则形成白光。然而，这种LED灯由于受出光原理的限制，产生的白光在光谱特性和显色特性方面均受限制，从而对胶囊内窥镜的成像质量造成不良影响。并且，在上述白光LED灯中，不同中心波长的光无法调节，因此难以针对不同的检测环境和/或不同的观测对象调节白光LED灯的照明状况，不利于获取更具针对性的图像。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种胶囊内窥镜及其照明控制方法，以提升胶囊内窥镜的成像质量。
根据本发明的第一方面，提供了一种胶囊内窥镜，包括在胶囊外壳内围绕成像模块的镜头设置的LED灯，且每个所述LED灯包括：
红色LED芯片，以及，与所述红色LED芯片连接以控制所述红色LED芯片发红光的第一控制电路；
绿色LED芯片，以及，与所述绿色LED芯片连接以控制所述绿色LED芯片发绿光的第二控制电路；
蓝色LED芯片，以及，与所述蓝色LED芯片连接以控制所述蓝色LED芯片发蓝光的第三控制电路；
其中，所述红色LED芯片、所述绿色LED芯片和所述蓝色LED芯片在各自控制电路的控制下使得所述LED灯以预定照明状况对所述胶囊内窥镜所处环境进行照明。
可选地，所述胶囊内窥镜还包括在胶囊外壳内设置的定位模块，所述定位模块用于检测所述胶囊内窥镜的位置信息；
所述胶囊内窥镜还包括在胶囊外壳内设置的处理器，所述处理器连接所述定位模块，用于接收所述位置信息并根据所述位置信息确定所述LED灯的预定照明状况，以及根据所述预定照明状况生成红光控制信号、绿光控制信号和蓝光控制信号；
所述第一控制电路连接所述处理器，用于基于所述红光控制信号控制所述红色LED芯片发红光；
所述第二控制电路连接所述处理器，用于基于所述绿光控制信号控制所述绿色LED芯片发绿光；
所述第三控制电路连接所述处理器，用于基于所述蓝光控制信号控制所述蓝色LED芯片发蓝光。
可选地，所述第一控制电路用于通过所述红光控制信号控制输入到所述红色LED芯片的驱动电流大小来控制所述红色LED芯片的发光强度；
所述第二控制电路用于通过所述绿光控制信号控制输入到所述绿色LED芯片的驱动电流大小来控制所述绿色LED芯片的发光强度；
所述第三控制电路用于通过所述蓝光控制信号控制输入到所述蓝色LED芯片的驱动电流大小来控制所述蓝色LED芯片的发光强度。
可选地，所述第一控制电路用于基于所述红光控制信号控制所述红色LED芯片在所述成像模块的单位曝光时间内的闪烁时长；
所述第二控制电路基于所述绿光控制信号用于控制所述绿色LED芯片在所述成像模块的单位曝光时间内的闪烁时长；
所述第三控制电路基于所述蓝光控制信号用于控制所述蓝色LED芯片在所述成像模块的单位曝光时间内的闪烁时长。
可选地，在所述位置信息表示胶囊内窥镜需要对浅表区域进行检测的情况下，所述预定照明状况为蓝光和绿光的光强比值为3:1，且蓝光的中心波长为415nm；
在所述位置信息表示胶囊内窥镜需要对深度1-5mm区域进行检测的情况下，所述预定照明状况为蓝光和绿光的光强比值为1:1，且蓝光的中心波长为415nm而绿光的中心波长为540nm。
可选地，所述LED灯包括集成电路板，所述集成电路板包括相对的第一边和第二边；
其中，所述集成电路板在所述第一边一侧并排设置有所述蓝色LED芯片和所述红色LED芯片，且所述第一边上设置有和所述蓝色LED芯片正极连接的第一端子以及和所述红色LED芯片正极连接的第三端子；
所述集成电路板在所述第二边一侧并排设置有所述绿色LED芯片和二极管，且所述第二边上设置有和所述绿色LED芯片正极连接的第二端子以及和所述二极管负极连接的第四端子；
其中，所述蓝色LED芯片、所述红色LED芯片和所述绿色LED芯片之间是负极相连接并连接到所述二极管的正极上。
可选地，所述胶囊内窥镜包括多个所述LED灯，其中，
多个所述LED灯的数目大于2；
且多个所述LED灯分布在一圆的内切正多边形各边上，所述正多边形上各相邻两个所述LED灯的间距相等，所述正多边形的边数和多个所述LED灯的数目相等，所述圆的圆心位于所述镜头的光轴上。
根据本发明的第二方面，提供了一种胶囊内窥镜的照明控制方法，用于对第一方面所述的胶囊内窥镜的LED灯进行控制，所述方法包括：
通过所述胶囊内窥镜的位置信息确定所述LED灯的预定照明状况；
根据所述预定照明状况，生成红光控制信号、绿光控制信号和蓝光控制信号；
所述第一控制电路接收所述红光控制信号，所述第二控制电路接收所述绿光控制信号，所述第三控制电路接收所述蓝光控制信号；
其中，所述第一控制电路基于所述红光控制信号控制所述红色LED芯片，所述第二控制电路基于所述绿光控制信号控制所述绿色LED芯片，所述第三控制电路基于所述蓝光控制信号控制所述蓝色LED芯片。
可选地，所述红光控制信号包括第一电压信号，所述第一控制电路基于所述第一电压信号控制输入到所述红色LED芯片的驱动电流大小；
所述绿光控制信号包括第二电压信号，所述第二控制电路基于所述第二电压信号控制输入到所述绿色LED芯片的驱动电流大小；
所述蓝光控制信号包括第三电压信号，所述第三控制电路基于所述第三电压信号控制输入到所述蓝色LED芯片的驱动电流大小。
可选地，所述红光控制信号包括第一脉冲信号，所述第一控制电路基于所述第一脉冲信号控制所述红色LED芯片在所述成像模块的单位曝光时间内的闪烁时长；
所述绿光控制信号包括第二脉冲信号，所述第二控制电路基于所述第二脉冲信号控制所述绿色LED芯片在所述成像模块的单位曝光时间内的闪烁时长；
所述蓝光控制信号包括第三脉冲信号，所述第三控制电路基于所述第三脉冲信号控制所述蓝色LED芯片在所述成像模块的单位曝光时间内的闪烁时长。
可选地，通过所述胶囊内窥镜的位置信息确定所述LED灯的预定照明状况，包括：
在所述位置信息为所述胶囊内窥镜到达待检测区域时，确定所述LED灯的预定照明状况为以多个分时段的顺次渐变光谱进行照明。
可选地，通过所述胶囊内窥镜的位置信息确定所述LED灯的预定照明状况，包括：
在所述位置信息为所述胶囊内窥镜到达需要检测的血管密集区域时，确定所述LED灯的预定照明状况为以绿光和蓝光的复合光谱进行照明。
本发明的有益效果是：
在本发明实施例的胶囊内窥镜中，LED灯同时包括红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片这三个单色芯片，且各个单色芯片通过独立的控制电路来控制，因而，通过独立控制各单色芯片的发光即可复合出红绿蓝不同配比的色光，从而大大提升胶囊内窥镜照明光的显色特性，使得胶囊内窥镜所成图像的色彩还原性更佳，得到较高质量的消化道图像。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出现有胶囊内窥镜的一种剖面图；
图2示出现有胶囊内窥镜中LED灯的分布示意图；
图3示出现有胶囊内窥镜的一种照明光谱；
图4示出本发明第一实施例中LED灯的一种结构示意图；
图5示出本发明第一实施例中胶囊内窥镜的一种照明光谱；
图6中(a)图、(b)图和(c)图分别示出了本发明第一实施例中LED灯三个单色LED芯片通过驱动电流调控产生的三种照明光谱；
图7中(a)图示出本发明第一实施例中作为LED灯的集成电路板；
图7中(b)图示出本发明第一实施例中LED灯的三个单色LED芯片的连接电路图；
图8示出本发明第一实施例中多个LED灯的一种分布示意图；
图9示出本发明第二实施例中照明控制方法的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
图1所示为现有胶囊内窥镜在yz面上的剖面图，图2所示为现有胶囊内窥镜中LED灯的分布示意图。参照图1，现有胶囊内窥镜包括胶囊外壳10和位于胶囊外壳10内的胶囊核20。其中，胶囊外壳10包括透明的光学前盖11；胶囊核20包括构建成像模块的镜头21、构建移动模块的磁铁22、构建供电模块的电源23和构建信号收发模块的天线24。参照图2，胶囊核20还包括构建照明模块的LED灯25，且LED灯25围绕镜头21设置。
其中，上述的白光LED灯的白光照明都是通过涂敷荧光粉的蓝色LED芯片实现的。具体地，蓝色LED芯片发出蓝光，荧光粉在蓝光激发下发出黄光，蓝光和黄光互补则形成白光。图3所示为现有胶囊内窥镜中LED灯的白光光谱。从图3可见：该白光光谱是一个蓝光主光谱与红、绿光谱的复合光谱，且红光光谱要比蓝光和绿光都弱，因而导致显色能力受到限制，如采用该白光LED照明进行图像获取，则不利于获取图像的色彩还原。并且，上述白光LED灯，对于不同中心波长的光的强度无法调节，因此难以针对不同的检测环境和/或不同的观测对象调节照明状况，使得检测过程中遗漏部分重要特征。基于此，本发明提供了一种胶囊内窥镜及其照明控制方法，以使胶囊内窥镜获取的图像具有较佳的色彩还原性，得到高质量的消化道图像，并通过改变照明情况有针对性地进行图像采集。
本发明第一实施例提供了一种胶囊内窥镜，该胶囊内窥镜包括如图2所示的在胶囊外壳1内围绕成像模块的镜头21设置的LED灯25。参照图4，每个LED灯包括：
红色LED芯片R和第一控制电路100，第一控制电路100与红色LED芯片R连接以控制红色LED芯片R发红光；
绿色LED芯片G和第二控制电路200，第二控制电路200与绿色LED芯片G连接以控制绿色LED芯片G发绿光；
蓝色LED芯片B和第三控制电路300，第三控制电路300与蓝色LED芯片B连接以控制蓝色LED芯片B发蓝光。
其中，红色LED芯片R、绿色LED芯片G和蓝色LED芯片B各自所发出的光共同决定LED灯的照明状况，红色LED芯片R、绿色LED芯片G和蓝色LED芯片B在各自控制电路的控制下使得LED灯以预定照明状况对胶囊内窥镜所处环境进行照明。
具体地，照明状况不仅包括LED灯对胶囊内窥镜所处环境的照明光强，还包括LED灯对胶囊内窥镜所处环境的光照颜色、LED灯的照明时间等。其中，LED灯对胶囊内窥镜所处环境的照明光强，由红色LED芯片R、绿色LED芯片G和蓝色LED芯片B各自所发光的光强共同决定。而LED灯对胶囊内窥镜所处环境的光照颜色由LED灯所发光的光谱决定，LED灯所发光的光谱由红色LED芯片R、绿色LED芯片G和蓝色LED芯片B各自所发光的光谱共同决定。需要说明的是，本实施例中的胶囊内窥镜通过对其LED灯的照明状况进行调节，能够在对待检测区域进行图像获取时，减少某一波长的光对于其他波长的光的干扰，从而确保胶囊内窥镜成像的质量(例如，图像的还原性)。
需要说明的是，LED芯片是由P型半导体和N型半导体组成的发光二极管，当它处于正向工作状态(即两端加上正向电压)时电流从LED芯片的阳极流向阴极，LED芯片发光，其发光的强弱与电流有关。并且，其发光的颜色和二极管所用的半导体材料有关，例如，砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，氮化镓二极管发蓝光，因而，上述红色LED芯片R可以采用砷化镓二极管，绿色LED芯片G可以采用磷化镓二极管，蓝色LED芯片B可以采用氮化镓二极管。
基于三原色原理，上述红色LED芯片R、绿色LED芯片G和蓝色LED芯片B各自所发出的光共同决定LED灯的发光颜色，因而通过调节红色LED芯片R、绿色LED芯片G和蓝色LED芯片B的照明能够实现包括白光在内的不同颜色光的照明。其中，三原色原理为：三原色之间亮度的不同配比则可以形成不同的颜色。
对于红色LED芯片R、绿色LED芯片G和蓝色LED芯片B的照明调节来实现不同颜色光的照明，可以是通过调节红色LED芯片R、绿色LED芯片G和蓝色LED芯片B各自所发光的光强配比来实现，还可以是通过调节各LED芯片所发光的中心波长来实现。其中，由于各LED芯片所发光的颜色和所用的半导体材料有关，具体和所用半导体材料的能级有关，因而可以通过改变半导体材料来调节红色LED芯片R、绿色LED芯片G以及蓝色LED芯片B各自所发光的中心波长。需要说明的是，在本实施例的已经集成封装的LED灯中，其中的任一LED芯片发光的光谱中心波长都是固定的，并不会随着施加在LED芯片两端的电压等变化而变化。
图5所示为本发明实施例所提供的胶囊内窥镜中LED灯的一种发光光谱，从图5可见，该光谱包括较独立的红、绿、蓝三色光，因而本发明实施例所提供的胶囊内窥镜能够实现红、绿、蓝三色光的不同组合，从而达到预定照明状况。应当理解的是，本发明实施例所提供的胶囊内窥镜还可以发出其它类型的光谱(包括产生白色光的光谱)照明，图5所示的光谱只是LED灯发出的一种光的光谱。
本发明实施例中，每个LED灯同时包括红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片，上述三个芯片均为单色芯片，且各个单色芯片各配设一个独立的控制电路来控制，因而，通过独立控制各单色芯片的发光即可复合出红绿蓝不同配比的色光以实现预定照明状况，包括复合出具有预定光谱的白光，也包括复合出其它预定照明状况的光，因而能够针对不同的检测环境和/或不同的观测对象调节不同的照明状况，从而大大提升胶囊内窥镜照明光的显色特性，使得胶囊内窥镜所成图像的色彩还原性更佳，得到较高质量的消化道图像。
在一个可选的实施例中，胶囊内窥镜还包括在胶囊外壳内设置的定位模块(未图示)，定位模块用于检测胶囊内窥镜的位置信息。胶囊内窥镜还包括在胶囊外壳内设置的处理器(未图示)，处理器连接定位模块，用于接收位置信息并根据位置信息确定LED灯的预定照明状况，以及根据预定照明状况生成红光控制信号、绿光控制信号和蓝光控制信号。并且，第一控制电路100连接处理器，用于基于红光控制信号控制红色LED芯片发红光；第二控制电路200连接处理器，用于基于绿光控制信号控制绿色LED芯片发绿光；第三控制电路300连接处理器，用于基于蓝光控制信号控制蓝色LED芯片发蓝光。
具体地，定位模块采用的定位技术例如有图像定位、超声定位、磁定位等等。以图像定位为例，定位模块获取当前所处环境的图像并通过图像识别获取胶囊内窥镜的位置信息；处理器接收位置信息，然后根据位置信息确定预定照明状况。具体可以是先根据位置信息判断消化道内置放胶囊内窥镜的位置需要进行何种检查，然后再根据检查种类确定预定照明状况。
例如，在一个具体实施例中，在消化道检测的过程中，胶囊内窥镜到达位置为胃体，且当前患者需要检测胃体表面是否出血，这为浅表区域的检测。需要对浅表区域(检查深度小于1mm)进行检查时，预定照明状况为蓝光和绿光的光强比值为3:1，则确定红光控制信号为控制红色LED芯片不发光的信号，红色LED芯片不发光不仅不影响检查，还能够节约电量而延长胶囊内窥镜的工作时间；而上述蓝光控制信号和绿光控制信号相结合要控制最终LED灯所发光中蓝光和绿光的光强比值为3:1。值得一提的是，本实施例中，根据上述的预定照明状况，蓝光LED芯片发出的光谱的中心波长优选为415nm，该波长的蓝光对于表层血管的突出显示是有非常重要作用的，故而增加蓝光的比例有利于浅表区域清晰显示在胶囊内窥镜采集的图像中。进一步，还可以通过合理配置蓝色LED芯片所用的半导体材料来使得蓝色LED芯片发出中心波长为415nm的蓝光。
又例如，在另一具体实施例中，在消化道检测的过程中，胶囊内窥镜到达位置为胃角，当前患者需要检测胃角褶皱的粘膜是否溃烂，这种检测涉及到深度1-5mm的检查。需要对消化道进行检查深度为1-5mm的检查时，预定照明状况为蓝光和绿光的光强比值为1:1，则确定红光控制信号为控制红色LED芯片不发光的信号，红色LED芯片不发光不仅不影响检查，还能够节约电量而延长胶囊内窥镜的工作时间；而蓝光控制信号和绿光控制信号相结合要控制最终LED灯所发光中蓝光和绿光的光强比值为1:1。根据光对人体组织的穿透深度与波长成正相关关系，本实施例中的预定照明状况包括中心波长为415nm的蓝光和中心波长为540nm的绿光。中心波长为415nm的蓝光对于人体组织的穿透效果差，而波长为540nm的绿光对人体组织有较大的穿透优势，故而提升绿光的占比有利于使深1-5mm的区域清晰显示在胶囊内窥镜采集的图像中。进一步，还可以通过合理配置蓝色LED芯片所用的半导体材料来使得蓝色LED芯片发出中心波长为415nm的蓝光，而通过配置绿色LED芯片所用的半导体材料来使得绿色LED芯片发出中心波长为540nm的绿光。
需要说明的是，上述浅表区域检查以及深1-5mm区域的检查，都采用蓝光和绿光这两种光的复合光，进一步还是选用中心波长为415nm的蓝光和中心波长为540nm的绿光，这是因为这两个区域中血管较为密集，而血液中的血红蛋白对415nm的蓝光和540nm的绿光有选择性吸收的物理特性，因而选择蓝光和绿光这两种光的复合光作为胶囊内窥镜的照明光能够比较全面地突出浅表区域以及深1-5mm区域内血管特征的图像信息。
上述处理器从位置信息得到红光控制信号、绿光控制信号和蓝光控制信号，可以是依据：处理器内预置的位置信息和检测类型的对应关系数据、检测类型和预定照明状况的对应关系数据，以及，处理器内预置的预定照明状况和红光控制信号、绿光控制信号、蓝光控制信号的对应关系数据。
本发明实施例提供的胶囊内窥镜，通过胶囊外壳内设置定位模块来检测胶囊内窥镜在消化道内的位置信息，然后第一控制电路100根据由位置信息确定的红光控制信号控制红色LED芯片R发红光，第二控制电路200根据由位置信息确定的绿光控制信号控制绿色LED芯片G发绿光，第三控制电路300根据由位置信息确定的蓝光控制信号控制蓝色LED芯片B发蓝光，从而使得胶囊内窥镜自动提供满足各检查区域不同光照需求的照明光，继而实现整个检查过程的高质量成像。
在另一个可选的实施例中，第一控制电路100用于通过红光控制信号控制输入到红色LED芯片R的驱动电流大小来控制红色LED芯片R的发光强度；
第二控制电路200用于通过绿光控制信号控制输入到绿色LED芯片G的驱动电流大小来控制绿色LED芯片G的发光强度；
第三控制电路300用于通过蓝光控制信号控制输入到蓝色LED芯片B的驱动电流大小来控制蓝色LED芯片B的发光强度。
具体地，第一控制电路100控制红色LED芯片R所发红光的强度，第二控制电路200控制绿色LED芯片G所发绿光的强度，第三控制电路300控制蓝色LED芯片B所发蓝光的强度，从而三个独立的控制电路控制三个单色LED芯片同时发出不同强度或相同强度的单色光，如图6中(a)图、(b)图和(c)图所示的三种色光光谱，应当理解的是，图6中(a)图、(b)图和(c)图所示的三种色光光谱对应LED灯的三种不同色光。
以上述消化道内置放胶囊内窥镜的位置需要进行浅表区域的检查进行示例性说明，则第一控制电路100控制输入到红色LED芯片R的驱动电流置零，第二控制电路200控制输入到绿色LED芯片G的驱动电流以及第三控制电路300控制输入到蓝色LED芯片B的驱动电流，最终使得蓝色LED芯片B所发蓝光与绿色LED芯片G所发绿光在光强上比值为3:1。
类似地，在本发明的其他实施例中，还可通过第一控制电路100、第二控制电路200和第三控制电路300分别对应控制红色LED芯片R、绿色LED芯片G和蓝光LED芯片B两端的电压，产生与上述驱动电流调节LED灯25的照明状况类似的效果。
本发明实施例中，三个单色LED芯片由三个独立的控制电路来控制各自的驱动电流大小，由于各个单色LED芯片所发光的强弱与驱动电流的电流值为正相关关系，因而三个单色LED芯片的发光强度受到较准确的调控，进而实现了LED灯25各色光的三色光光谱之间精准配比。即，本发明实施例所提供的胶囊内窥镜中三个独立控制电路使得LED灯25灵活地发出可控的准确色光，对不同图像采集环境和/或不同观测对象更具针对性地提供了准确的照明状况，从而提高胶囊内窥镜所成像的图像质量。
在另一个可选的实施例中，第一控制电路100用于基于红光控制信号控制红色LED芯片R在单位曝光时间内的闪烁时长；
第二控制电路200用于基于绿光控制信号控制绿色LED芯片G在单位曝光时间内的闪烁时长；
第三控制电路300用于基于蓝光控制信号控制蓝色LED芯片B在单位曝光时间内的闪烁时长。
需要说明的是，曝光时间是指从快门打开到关闭的时间间隔，在这一段时间内，物体可以在底片上留下影像，而上述三个控制电路是控制对应的单色LED芯片在同一曝光时段内的各自点亮的闪烁时长。
具体地，曝光时间通常较短，这里控制单位曝光时间内的闪烁时长相当于控制对应LED芯片所发光的光强，因而闪烁时长需要根据对应色光的光强需求而定。在一具体实施例中，以各LED芯片点亮状态稳定后的光强相等为前提，则两个LED芯片的点亮闪烁时长之比即可视为这两个LED芯片所发光的光强之比。
同样以上述消化道内置放胶囊内窥镜的位置需要进行浅表区域的检查进行示例性说明，且设定各LED芯片点亮状态稳定后的光强相等，则第一控制电路100控制红色LED芯片R在单位曝光时间内的闪烁时长置零；第二控制电路200控制绿色LED芯片G在单位曝光时间内的闪烁时长以及第三控制电路300控制蓝色LED芯片B在单位曝光时间内的闪烁时长，使得绿色LED芯片G在单位曝光时间内的闪烁时长与蓝色LED芯片B在单位曝光时间内的闪烁时长之间比值为3:1。
本发明实施例中，三个单色LED芯片由三个独立的控制电路来控制各自在单位曝光时间内的闪烁时长，从而针对单个图像控制了照明光的三色光谱配比，使得各单个图像能获得更佳的色彩还原性。即，本发明实施例中，胶囊内窥镜的LED灯的三个独立控制电路能够根据图像采集环境和/或观测对象更具针对性地调节自身的照明状况，从而大大提高了图像质量。
进一步，上述胶囊内窥镜的LED灯可以包括图7中(a)图所示的集成电路板M1M2N2N1，该集成电路板M1M2N2N1包括相对的第一边M1M2和第二边N1N2。结合图7中(b)图所示的LED灯的电路图，集成电路板M1M2N2N1在第一边M1M2一侧并排设置有蓝色LED芯片B和红色LED芯片R，且第一边上设置有和蓝色LED芯片B正极连接的第一端子1以及和红色LED芯片R正极连接的第三端子3；集成电路板M1M2N2N1在第二边N1N2一侧并排设置有绿色LED芯片G和二极管D，且第二边N1N2上设置有和绿色LED芯片G正极连接的第二端子2以及和二极管D负极连接的第四端子4；其中，蓝色LED芯片B、红色LED芯片R和绿色LED芯片G之间是负极相连接于点Q并且点Q连接到二极管的正极上。其中，第一边M1M2一侧即集成电路板M1M2N2N1上靠近第一边M1M2的一侧，第二边N1N2一侧即集成电路板M1M2N2N1上靠近第二边N1N2的一侧。
具体地，上述第一端子1和第三控制电路300连接，第二端子2和第二控制电路200连接，第三端子3和第一控制电路100连接。
参照图7中的(b)图，第四端子4为一个接收公共电压Vcom-的公共负极端子，该公共负极端子可以接地。在二极管D无压降的情况下，若第一端子1接收的电压VB+>Vcom-，则蓝色LED芯片B发光，控制VB+>Vcom-的时长即可实现控制蓝色LED芯片B闪烁时长的目的；若第二端子2接收的电压VG+>Vcom-，则绿色LED芯片G发光，控制VG+>Vcom-的时长即可实现控制绿色LED芯片G闪烁时长的目的；若第三端子3接收的电压VR+>Vcom-，则红色LED芯片R发光，控制VR+>Vcom-的时长即可实现控制红色LED芯片R闪烁时长的目的。并且在各单色LED芯片发光的情况下，控制VB+、VG+和VR+各自与Vcom-之间差值的大小则可实现控制各单色LED芯片驱动电流的目的。
应当理解的是，以上给出了三个单色LED芯片共负极的连接方式，在另一些实施例中，三个单色LED芯片也可以是共正极的连接方式，即，三个单色LED芯片的正极接收同一个正向电压，负极连接各自对应的控制电路，从而通过正向电压和对应控制电路所提供电压之间的压差来实现各个单色LED芯片驱动电流的独立控制。
进一步，参照图8，上述胶囊内窥镜包括多个LED灯25，其中，多个LED灯25的数目大于2，多个LED灯25的数目可以但不限于设置成图8所示的6个；多个LED灯25在胶囊外壳内围绕镜头设置；多个LED灯25分布在一圆的内切正多边形各边上，正多边形上各相邻两个LED灯25的间距相等，其中，所述正多边形的边数和多个LED灯的数目相等(如图8所示的6个LED灯分布在正六边形P1P2P3P4P5P6的六个边上)，且所述圆的圆心位于镜头21的光轴上，从而形成了围绕镜头21光轴的一种均匀分布结构，由于镜头21的光轴即为胶囊内窥镜的中心纵轴，因而有利于胶囊内窥镜的稳定移动；并且，两个以上LED灯还保证了胶囊内窥镜获得足够亮度的照明，以便于形成对消化道较清晰的检测图像。
针对本发明第一实施例所提供的胶囊内窥镜，本发明第二实施例还提供了一种胶囊内窥镜的照明控制方法，以对第一实施例所提供的胶囊内窥镜的LED灯进行控制。图9所示为本发明实施例中照明控制方法的流程图，结合图4和图9，该照明控制方法包括：
步骤S101，通过胶囊内窥镜的位置信息确定LED灯25的预定照明状况；
步骤S102，根据预定照明状况，生成红光控制信号、绿光控制信号和蓝光控制信号；
以及，步骤S103，发送红光控制信号到第一控制电路100，发送绿光控制信号到第二控制电路200，发送蓝光控制信号到第三控制电路300；
其中，第一控制电路100基于红光控制信号控制红色LED芯片R，第二控制电路200基于绿光控制信号控制绿色LED芯片G，第三控制电路300基于蓝光控制信号控制蓝色LED芯片B。
本发明实施例所提供的胶囊内窥镜的照明控制方法，基于第一实施例所提供的胶囊内窥镜实现胶囊内窥镜照明的灵活调控，大大提升了照明光的显色特性，使得胶囊内窥镜所成图像的色彩还原性能更佳，有利于胶囊内窥镜得到高质量的检测图像。
在一个可选的实施例中，红光控制信号包括第一电压信号，第一控制电路100基于第一电压信号控制输入到红色LED芯片R的驱动电流大小；绿光控制信号包括第二电压信号，第二控制电路200基于第二电压信号控制输入到绿色LED芯片G的驱动电流大小；蓝光控制信号包括第三电压信号，第三控制电路300基于第三电压信号控制输入到蓝色LED芯片B的驱动电流大小，具体可以参照第一实施例中的描述，这里不再赘述。
在另一个可选的实施例中，红光控制信号包括第一脉冲信号，第一控制电路100基于第一脉冲信号控制红色LED芯片R在单位曝光时间内的闪烁时长；绿光控制信号包括第二脉冲信号，第二控制电路200基于第二脉冲信号控制绿色LED芯片G在单位曝光时间内的闪烁时长；蓝光控制信号包括第三脉冲信号，第三控制电路300基于第三脉冲信号控制蓝色LED芯片B在单位曝光时间内的闪烁时长。
具体地，第一脉冲信号、第二脉冲信号和第三脉冲信号都可以选择矩形波脉冲信号，矩形波脉冲信号的周期为曝光时长，矩形波脉冲信号的高电平阶段控制对应单色LED芯片点亮而低电平阶段控制对应单色LED芯片熄灭。
本发明实施例中，通过脉冲信号控制各单色LED信号在单位曝光时间内的闪烁时长，易实现且控制准确。
在另一个可选的实施例中，步骤S101，通过胶囊内窥镜的位置信息确定LED灯25的预定照明状况，包括：在位置信息为胶囊内窥镜到达待检测区域时，确定LED灯25的预定照明状况为：以多个分时段的顺次渐变光谱进行照明。
具体地，待检测区域可以为消化道内某一个需要检测的区域，这里需要检测的区域为需要进行较全面检测的区域。
需要说明的是，在确定LED灯25的预定照明状况为多个分时段的顺次渐变光谱的情况下，各个LED灯25中的三个单色芯片是在多个时段内顺次进行对应时段内的发光。例如，多个分时段的顺次渐变光谱为{W1，W2，…，Wn}，其中，n为多个分时段的顺次渐变光谱的光谱总数，那么，若时段T内胶囊内窥镜检测一个待检测区域，且时段T按时间顺序包括时段t1，t2，…，tn，则时段t1内LED灯25通过三个单色LED芯片发光形成光谱W1，时段t2内LED灯25通过三个单色LED芯片发光形成光谱W2，…，时段tn内LED灯25通过三个单色LED芯片发光形成光谱Wn。需要强调的是，LED灯25在发出这n个光谱的过程中，胶囊内窥镜始终检测同一待检测区域，且W2，…，Wn是按波长从大到小的顺序或波长从小到大的顺序。
本发明实施例所提供的照明控制方法，在位置信息为胶囊内窥镜到达消化道内的待检测区域时，确定LED灯25的预定照明状况为多个分时段的顺次渐变光谱，继而通过步骤S102和步骤S103控制LED灯25发出顺次渐变光谱，由于不同光谱的照明光具有不同的光谱特性和显色特性，从而使得待检测区域的不同结构都能得到较佳的色彩还原，对待检测区域进行了多方面的针对性检测，达到了增强待检测区域处各种潜在病灶成像的效果。
在另一个可选的实施例中，步骤S101，通过胶囊内窥镜的位置信息确定LED灯25的预定照明状况，包括：在位置信息为胶囊内窥镜到达需要检测的血管密集区域时，确定LED灯25的预定照明状况为以绿光和蓝光的复合光谱进行照明，继而通过步骤S102和步骤S103控制LED灯25发出绿光和蓝光的复合光谱，从而通过照明控制使得浅表血管的成像增强，给胃粘膜破损、消化道早癌等病灶的观察提供了技术支持。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (11)
1.一种胶囊内窥镜，其特征在于，所述胶囊内窥镜包括在胶囊外壳内围绕成像模块的镜头设置的LED灯以及在胶囊外壳内设置的定位模块和处理器，其中，
所述定位模块用于检测所述胶囊内窥镜的位置信息；
所述处理器连接所述定位模块以接收所述位置信息，并且所述处理器内预置位置信息和检测类型的对应关系数据、检测类型和预定照明状况的对应关系数据、以及预定照明状况和红光控制信号、绿光控制信号、蓝光控制信号的对应关系数据，以便根据接收的所述位置信息确定所述LED灯的预定照明状况，以及根据确定的所述预定照明状况生成红光控制信号、绿光控制信号和蓝光控制信号；
且每个所述LED灯包括：
红色LED芯片，以及，与所述红色LED芯片连接以控制所述红色LED芯片发红光的第一控制电路，所述第一控制电路由所述位置信息确定的红光控制信号控制所述红色LED芯片发红光；
绿色LED芯片，以及，与所述绿色LED芯片连接以控制所述绿色LED芯片发绿光的第二控制电路，所述第二控制电路由所述位置信息确定的绿光控制信号控制所述绿色LED芯片发绿光；
蓝色LED芯片，以及，与所述蓝色LED芯片连接以控制所述蓝色LED芯片发蓝光的第三控制电路，所述第三控制电路由所述位置信息确定的蓝光控制信号控制所述蓝色LED芯片发蓝光。
2.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，
所述第一控制电路用于通过所述红光控制信号控制输入到所述红色LED芯片的驱动电流大小来控制所述红色LED芯片的发光强度；
所述第二控制电路用于通过所述绿光控制信号控制输入到所述绿色LED芯片的驱动电流大小来控制所述绿色LED芯片的发光强度；
所述第三控制电路用于通过所述蓝光控制信号控制输入到所述蓝色LED芯片的驱动电流大小来控制所述蓝色LED芯片的发光强度。
3.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，
所述第一控制电路用于基于所述红光控制信号控制所述红色LED芯片在所述成像模块的单位曝光时间内的闪烁时长；
所述第二控制电路基于所述绿光控制信号用于控制所述绿色LED芯片在所述成像模块的单位曝光时间内的闪烁时长；
所述第三控制电路基于所述蓝光控制信号用于控制所述蓝色LED芯片在所述成像模块的单位曝光时间内的闪烁时长。
4.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，
在所述位置信息表示胶囊内窥镜需要对浅表区域进行检测的情况下，所述预定照明状况为蓝光和绿光的光强比值为3:1，且蓝光的中心波长为415nm；
在所述位置信息表示胶囊内窥镜需要对深度1-5mm区域进行检测的情况下，所述预定照明状况为蓝光和绿光的光强比值为1:1，且蓝光的中心波长为415nm而绿光的中心波长为540nm。
5.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述LED灯包括集成电路板，所述集成电路板包括相对的第一边和第二边；
其中，所述集成电路板在所述第一边一侧并排设置有所述蓝色LED芯片和所述红色LED芯片，且所述第一边上设置有和所述蓝色LED芯片正极连接的第一端子以及和所述红色LED芯片正极连接的第三端子；
所述集成电路板在所述第二边一侧并排设置有所述绿色LED芯片和二极管，且所述第二边上设置有和所述绿色LED芯片正极连接的第二端子以及和所述二极管负极连接的第四端子；
其中，所述蓝色LED芯片、所述红色LED芯片和所述绿色LED芯片之间是负极相连接并连接到所述二极管的正极上。
6.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述胶囊内窥镜包括多个所述LED灯，其中，
多个所述LED灯的数目大于2；
且多个所述LED灯分布在一圆的内切正多边形各边上，所述正多边形上各相邻两个所述LED灯的间距相等，所述正多边形的边数和多个所述LED灯的数目相等，所述圆的圆心位于所述镜头的光轴上。
7.一种胶囊内窥镜的照明控制方法，其特征在于，用于对权利要求1所述的胶囊内窥镜的LED灯进行控制，所述方法包括：
基于预置的位置信息和检测类型的对应关系数据以及检测类型和预定照明状况的对应关系数据，通过所述胶囊内窥镜的位置信息确定所述LED灯的预定照明状况；
基于预置的预定照明状况和红光控制信号、绿光控制信号、蓝光控制信号的对应关系数据，根据确定的所述预定照明状况，生成红光控制信号、绿光控制信号和蓝光控制信号；
所述第一控制电路接收生成的所述红光控制信号，所述第二控制电路接收生成的所述绿光控制信号，所述第三控制电路接收生成的所述蓝光控制信号；
其中，所述第一控制电路基于所述红光控制信号控制所述红色LED芯片，所述第二控制电路基于所述绿光控制信号控制所述绿色LED芯片，所述第三控制电路基于所述蓝光控制信号控制所述蓝色LED芯片。
8.根据权利要求7所述的照明控制方法，其特征在于，
所述红光控制信号包括第一电压信号，所述第一控制电路基于所述第一电压信号控制输入到所述红色LED芯片的驱动电流大小；
所述绿光控制信号包括第二电压信号，所述第二控制电路基于所述第二电压信号控制输入到所述绿色LED芯片的驱动电流大小；
所述蓝光控制信号包括第三电压信号，所述第三控制电路基于所述第三电压信号控制输入到所述蓝色LED芯片的驱动电流大小。
9.根据权利要求7所述的照明控制方法，其特征在于，
所述红光控制信号包括第一脉冲信号，所述第一控制电路基于所述第一脉冲信号控制所述红色LED芯片在所述成像模块的单位曝光时间内的闪烁时长；
所述绿光控制信号包括第二脉冲信号，所述第二控制电路基于所述第二脉冲信号控制所述绿色LED芯片在所述成像模块的单位曝光时间内的闪烁时长；
所述蓝光控制信号包括第三脉冲信号，所述第三控制电路基于所述第三脉冲信号控制所述蓝色LED芯片在所述成像模块的单位曝光时间内的闪烁时长。
10.根据权利要求7所述的照明控制方法，其特征在于，通过所述胶囊内窥镜的位置信息确定所述LED灯的预定照明状况，包括：
在所述位置信息为所述胶囊内窥镜到达待检测区域时，确定所述LED灯的预定照明状况为以多个分时段的顺次渐变光谱进行照明。
11.根据权利要求7所述的照明控制方法，其特征在于，通过所述胶囊内窥镜的位置信息确定所述LED灯的预定照明状况，包括：
在所述位置信息为所述胶囊内窥镜到达需要检测的血管密集区域时，确定所述LED灯的预定照明状况为以绿光和蓝光的复合光谱进行照明。
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