CN114451850A - 成像装置及方法、胶囊内窥镜 - Google Patents

成像装置及方法、胶囊内窥镜 Download PDF

Info

Publication number
CN114451850A
CN114451850A CN202111564565.9A CN202111564565A CN114451850A CN 114451850 A CN114451850 A CN 114451850A CN 202111564565 A CN202111564565 A CN 202111564565A CN 114451850 A CN114451850 A CN 114451850A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light source
light
brightness value
voltage
imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111564565.9A
Other languages
English (en)
Inventor
段晓东
游庆虎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ankon Medical Technologies Shanghai Ltd
Original Assignee
Ankon Medical Technologies Shanghai Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ankon Medical Technologies Shanghai Ltd filed Critical Ankon Medical Technologies Shanghai Ltd
Priority to CN202111564565.9A priority Critical patent/CN114451850A/zh
Publication of CN114451850A publication Critical patent/CN114451850A/zh
Priority to PCT/CN2022/140446 priority patent/WO2023116722A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/041—Capsule endoscopes for imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00009—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00057—Operational features of endoscopes provided with means for testing or calibration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00186—Optical arrangements with imaging filters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/043—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances for fluorescence imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/045—Control thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0607—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements for annular illumination
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0638—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements providing two or more wavelengths
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0661—Endoscope light sources
    • A61B1/0684—Endoscope light sources using light emitting diodes [LED]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/273—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the upper alimentary canal, e.g. oesophagoscopes, gastroscopes
    • A61B1/2736—Gastroscopes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/555—Constructional details for picking-up images in sites, inaccessible due to their dimensions or hazardous conditions, e.g. endoscopes or borescopes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/71—Circuitry for evaluating the brightness variation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

本申请公开了一种成像装置及方法、胶囊内窥镜，该成像装置包括照明组件和摄像头，摄像头用于对待检体进行成像，其中，照明组件包括第一光源和第二光源，第一光源用于发出白光为摄像头对待检体进行成像提供光线；第二光源用于发出近红外光线为摄像头对待检体进行成像提供光线。本申请通过白光对待检体的浅表层进行照射，进而对待检体的浅表层组织进行观测，而通过近红外光对待检体的中间层及深层组织进行照射，进而对待检体的中间层及深层组织进行观测；实现了白光成像和近红外光成像的可切换，从而能够通过白光成像进行初步观测，对于怀疑病变或者深层出血的区域，再切换到近红外光成像进行进一步深入观测，提供更清晰的、更高质量的图像。

Description

成像装置及方法、胶囊内窥镜
技术领域
本申请涉及胶囊内窥镜技术领域，具体涉及一种成像装置、成像方法及胶囊内窥镜。
背景技术
目前常用的插管式胃镜技术发展比较成熟，在内窥镜常用白光成像技术(WLI，White Light Imaging)的基础上为了提升其对癌症的早期筛查率，发展了一系列应用光学原理内窥镜技术，包括自体荧光技术(AFI，Auto Fluorescence Imaging)、窄带成像(NBI，Narrow Band Imaging)、电子分光色彩强调技术(FICE，Flexible spectral ImagingColor Enhancement)、蓝激光成像(BLI，Blue Light Imaging)等。这些技术主要从光学层面实现图像增强，提升图像质量，使关注的血管、病变区域的差异性得到增强，提升诊断效率。然而，对于深层的组织观测，却由于可见光的穿透深度浅而难以进行观测。
近年来，胶囊内窥镜，特别是磁控胶囊内窥镜的问世，给病人带来了舒适、友好的检查体验，在白光成像(WLI)的筛查准确性上已经达到了常规的插管胃镜的金标准。不过，同样地，对于深层的组织观测，却由于可见光的穿透深度不足，而导致消化道检测的效果不佳。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本申请的主要目的在于提供一种能够观测深层组织的成像装置，从而精确判断癌症、病变区域和边界。
为了实现上述目的，本申请具体采用以下技术方案：
本申请提供了一种成像装置，安装于胶囊内窥镜，该成像装置包括照明组件和摄像头，所述摄像头用于对待检体进行成像，所述照明组件包括：
第一光源，所述第一光源用于发出白光为所述摄像头对所述待检体进行成像提供光线。
第二光源，所述第二光源用于发出近红外光线为所述摄像头对所述待检体进行成像提供光线。
优选地，所述第二光源包括第一灯体及第二灯体，所述第一灯体用于发出具有第一波长的光线，所述第二灯体用于发出具有第二波长的光线，其中，所述第一波长的范围为760nm-850nm，所述第二波长的范围为900nm-1000nm。
优选地，所述第二光源发出的光线的中心波长为740nm-830nm。
优选地，所述摄像头包括镜头，所述镜头上设置有镀膜层，所述镀膜层用于过滤掉中心波长在660nm-820nm范围内的光线。
优选地，所述摄像头包括陷波滤光片，所述陷波滤光片用于过滤掉中心波长在660nm-820nm范围内的光线。
优选地，所述第二光源发出的光线的中心波长为680nm-690nm。
优选地，所述摄像头包括镜头，所述镜头上设置有镀膜层，所述镀膜层用于过滤掉中心波长在666nm-702nm范围内的激发光。
优选地，所述摄像头包括陷波滤光片，所述陷波滤光片用于过滤掉中心波长在666nm-702nm范围内的激发光。
优选地，所述第一光源包括灯体，所述第二光源包括灯体，所述照明组件还包括安装板，所述第一光源的灯体及所述第二光源的灯体沿着所述安装板的圆周方向分布于所述安装板。
优选地，所述第一光源包括至少两个灯体，所述第二光源包括至少两个灯体，所述第一光源的灯体和所述第二光源的灯体交错分布于所述安装板。
优选地，所述第一光源包括至少两个灯体，所述第二光源包括的灯体数量与所述第一光源包括的灯体数量对应，所述第一光源的灯体沿所述安装板的圆周方向分布于所述安装板，所述第二光源的灯体与所述第一光源的灯体对应分布于所述安装板，并且所述第二光源的灯体位于所述第一光源的灯体的内侧或外侧。
优选地，所述第一光源和\或所述第二光源为LED光源。
优选地，所述摄像头包括传感器，通过所述传感器能够使所述白光和所述近红外光同时成像。
优选地，所述成像装置包括第一控制电路和第二控制电路；所述第一控制电路与所述第一光源相连，用于控制所述第一光源；所述第二控制电路与所述第二光源相连接，用于控制所述第二光源。
当所述第一控制电路输出高电平时，所述第一光源处于照明状态，当所述第一控制电路输出低电平时，所述第一光源处于关闭状态。
当所述第二控制电路输出高电平时，所述第二光源处于照明状态，当所述第二控制电路输出低电平时，所述第二光源处于关闭状态。
相应地，本申请还提供了一种胶囊内窥镜，该胶囊内窥镜包括如上所述的成像装置。
相应地，本申请还提供了一种如上述成像装置的成像方法，该成像方法包括：
预设理想成像状态下图像的亮度值I。
获取所述摄像头所拍摄到的图像的亮度值I1。
对比所述亮度值I1与所述亮度值I，并根据对比结果调节所述第一光源的曝光时间、所述第一光源的电压，所述第二光源的曝光时间、所述第二光源的电压中的至少一项，以调整所述第一光源和/或第二光源的成像效果。
优选地，当调整所述第一光源的状态获取白光图像的成像效果时：
预设理想成像状态下白光图像的亮度值Iw。
获取所述摄像头所拍摄到的白光图像的亮度值Iw1。
将所述亮度值Iw1与所述亮度值Iw作对比，在所述亮度值Iw1小于所述亮度值Iw时，增大所述第一光源的曝光时间tw1或电压Vw1；在所述亮度值 Iw1大于所述亮度值Iw时，减小所述第一光源的曝光时间tw1或电压Vw1。
优选地，在增大或减小所述第一光源的曝光时间tw1或电压Vw1的步骤中，
根据所述第一光源的初始电压VW0和初始曝光时间tW0，得到所述第一光源的初始发光能量WW0。
根据增大或减小后的所述第一光源的曝光时间tw1或电压Vw1，算出所述第一光源的发光能量WW1，
在所述亮度值Iw1小于所述亮度值Iw时，控制电路增大第一光源的曝光时间tW1或电压VW1，使WW1＞WW0；
在所述亮度值Iw1大于所述亮度值Iw时，控制电路减小第一光源的曝光时间tW1或电压VW1，使WW1<WW0。
优选地，当调整所述第二光源的状态获取近红外光图像的成像效果时：
预设理想成像状态下近红外光图像的亮度值IIR。
获取所述摄像头所拍摄到的近红外光图像的亮度值IIR1。
将所述亮度值IIR1与所述亮度值IIR作对比，在所述亮度值IIR1小于所述亮度值IIR时，增大所述第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1。在所述亮度值IIR1大于所述亮度值IIR时，减小所述第二光源的曝光时间tIR1或电压 VIR1。
优选地，在增大或减小所述第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1的步骤中，
根据所述第二光源的初始电压VIR0和初始曝光时间tIR0，得到所述第二光源的初始发光能量WIR0；
根据增大或减小后所述第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1，算出所述第二光源的发光能量WIR1；
在所述亮度值IIR1小于所述亮度值IIR时，控制电路增大第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1，使WIR1＞WIR0；
在所述亮度值IIR1大于所述亮度值IIR时，控制电路减小第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1，使WIR1<WIR0。
优选地，在增大或减小所述第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1的步骤中，
根据所述第二光源的第一灯体的初始电压VIR10和初始曝光时间tIR10，得到所述第二光源的第一灯体的初始发光能量WIR10；
根据所述第二光源的第二灯体的初始电压VIR20和初始曝光时间tIR20，得到所述第二光源的第二灯体的初始发光能量WIR20；
根据第一灯体的初始发光能量WIR10和第二灯体的初始发光能量WIR20得到所述第二光源的初始总发光能量WIR0；
在所述亮度值IIR1小于所述亮度值IIR时，控制电路增大第一灯体的曝光时间tIR11或电压VIR11，并同时增大第二灯体LR2的曝光时间tIR21或电压VIR21，使第二光源的总发光能量WIR1＞WIR0；
在所述亮度值IIR1大于所述亮度值IIR时，控制电路减小第一灯体的曝光时间tIR11或电压VIR11，并同时减小第二灯体的曝光时间tIR21或电压VIR21，使第二光源的总发光能量WIR1<WIR0。
相比于现有技术，本申请的成像装置包括白光成像模式和近红外光成像模式，白光成像用于对待检体的浅表层组织进行观测，而近红外光成像用于对待检体的中间层及深层组织进行观测。进一步地，本申请的成像装置能够实现白光成像和近红外光成像的可切换，亦可白光、近红外光同时成像或叠加成像，从而提高采集信息的全面性。此外，本申请的成像方法为闭环控制方法，能够对成像装置的成像质量进行实时调节，从而提高成像装置的成像质量。
附图说明
图1为本申请实施例的第一光源的灯体和第二光源的灯体的分布图。
图2至图8为本申请其他实施例的第一光源的灯体和第二光源的灯体的分布图。
图9为本申请实施例的第一光源控制电路图。
图10为本申请实施例的灯体LR1的控制电路图。
图11为本申请实施例的灯体LR2的控制电路图。
图12为本申请实施例的成像方法流程图。
图13为本申请实施例的805nm波长的灯体的光谱功率图。
图14为本申请实施例的805nm波长的灯体的窄带光谱图。
图15为本申请实施例的940nm波长的灯体的光谱功率图。
图16为本申请实施例的940nm波长的灯体的窄带光谱图。
图17至图19为本申请实施例的805nm波长的灯体和940nm波长的灯体在各电压下的窄带光谱图。
图20为本申请实施例的第一光源和第二光源切换工作电路图。
图21为本申请实施例的第一光源和第二光源同时工作电路图。
图22为本申请另一实施例的第一光源的灯体和第二光源的灯体的分布图。
图23为本申请实施例的镜头镀膜之后，胶囊内窥镜镜头的透光曲线图。
图24为本申请实施例的灯体LW1的控制电路图。
图25为本申请实施例的灯体LR1的控制电路图。
图26为本申请实施例的灯体LW1和灯体LR1切换工作电路图。
图27为本申请实施例的灯体LW1和灯体LR1同时工作电路图。
附图标识：1、安装板。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请公开了一种成像装置，应用于胶囊内窥镜，该成像装置用于对待检体进行成像，其包括摄像头和照明组件，照明组件包括安装板1、第一光源和第二光源，且第一光源和第二光源设置于安装板1上。其中，第一光源用于发出白光(可见光)对待检体进行照射，为摄像头成像提供光线，第二光源用于发出近红外光线对待检体进行照射，为摄像头成像提供光线，从而对待检体进行观测。具体地，在本申请的一种实施方式中，待检体为消化道。可以理解，待检体也可为其他人体或动物体组织，为方便理解，在下文中将以待检体为例进行描述。
简单地，本申请通过第一光源发出的白光对待检体的浅表层进行照射，并利用被待检体反射的白光成像，进而对待检体的浅表层组织进行观测。而通过第二光源发出的近红外光线对待检体的中间层及深层组织进行照射，并利用被该中间层及深层组织反射的近红外光成像，进而对该中间层及深层组织进行观测。通过上述两种互补的成像模式，检测人员能够更加全面地获取关于待检体的图像信息。此外，本申请还实现了白光成像和近红外光成像之间的切换，从而能够通过白光成像对待检体进行初步观测，对于疑似病变区域，切换到近红外光成像进行深入观测，以提供更清晰的、更高质量的图像，进而帮助观察癌症、病变的区域和边界，辅助实现早癌筛查的更精确判断。通过上述白光成像和近红外光成像之间的切换，能够针对不同的目标采用相应的成像模式，从而有效地节约胶囊内窥镜的电量，延长胶囊内窥镜的工作时间。
其中，近红外光成像IRI(Infrared Radiation Imaging)技术的应用是利用了近红外光相比可见光独有的对组织粘膜更深的穿透深度。因而，结合了近红外成像的内窥镜可以看到比白光成像更深层的信息，提升了内窥镜的观测深度，从而提高了对深层的病变的检出率。
在本申请的实施例中，第一光源和第二光源分别包括灯体，第一光源的灯体及第二光源的灯体沿着安装板1的圆周方向分布于安装板1。
进一步地，在本申请一些实施例中，第一光源包括至少两个灯体，第二光源包括至少两个灯体，第一光源的灯体和第二光源的灯体交错分布于安装板1。
在本申请另一些实施例中，第一光源包括至少两个灯体，第二光源包括的灯体数量与第一光源包括的灯体数量对应，第一光源的灯体沿安装板的圆周方向分布于安装板1，第二光源的灯体与第一光源的灯体对应分布于安装板1，并且第二光源的灯体位于第一光源的灯体的内侧或外侧。
例如，在一实施例，第一光源包括四个灯体LW1，第二光源包括两个灯体LR1(第一灯体)和两个灯体LR2(第二灯体)。第一光源的灯体和第二光源的灯体沿安装板1的圆周方向交错并间隔均匀地分布于安装板 1，如图1所示。第二光源的灯体LR1和灯体LR2也是沿安装板1的圆周方向交错并间隔均匀地分布于安装板1。
又例如，在本实施例中，四个灯体LW1、两个灯体LR1(第一灯体) 及两个灯体LR2(第二灯体)间隔均匀地沿安装板的圆周方向分布。可以理解，在其他实施例中，第一光源的灯体数量并不限于四个，可以是少于四个或多于四个；第二光源的灯体数量也不限于四个，可以是少于四个或多于四个。第一光源的灯体数量也不限于与第二光源的灯体数量相等，第一光源的灯体数量可以小于或多于第二光源的灯体数量。同时，第一光源的灯体和第二光源的灯体也不限于交错并均匀地沿安装板的圆周方向分布，也可以是第一光源的灯体沿安装板的圆周方向分布于安装板，第二光源的灯体与第一光源的灯体对应分布于安装板，并且第二光源的灯体位于第一光源的灯体的内侧或外侧。具体地，如图2、图3、图5、图6和图7 所示，4个灯体LW1沿着安装板1的圆周方向等间隔均匀地分布于安装板 1，并且灯体LR1和灯体LR2沿着安装板1的径向分布于灯体LW1内侧或外侧；其中，灯体LR1和灯体LR2的数量之和可以小于或等于灯体LW1 的数量。在图4中，灯体LR1和灯体LR2可以关于安装板1的中心点对称分布，灯体LW1关于灯体LR1和灯体LR2的连线对称排布。
在上述实施例中，灯体LR1(第一灯体)发出的光线的中心波长在 760nm-850nm的范围内。在一实施例中，灯体LR1的中心波长在 760nm-770nm的范围内。在另一实施例中，灯体LR1的中心波长在 760nm-780nm的范围内。在又一实施例中，灯体LR1的中心波长在760nm-790nm的范围内。在再一实施例中，灯体LR1的中心波长在 760nm-800nm的范围内。在一实施例中，灯体LR1的中心波长在 760nm-810nm的范围内。在另一实施例中，灯体LR1的中心波长在 760nm-820nm的范围内。在又一实施例中，灯体LR1的中心波长在 760nm-830nm的范围内。在再一实施例中，灯体LR1的中心波长在 760nm-840nm的范围内。
灯体LR2(第二灯体)发出的光线的中心波长在900nm-1000nm的范围内。在一实施例中，灯体LR2的中心波长在900nm-910nm的范围内。在另一实施例中，灯体LR2的中心波长在900nm-920nm的范围内。在又一实施例中，灯体LR2的中心波长在900nm-930nm的范围内。在再一实施例中，灯体LR2的中心波长在900nm-940nm的范围内。在另一实施例中，灯体LR2的中心波长在900nm-960nm的范围内。在又一实施例中，灯体LR2的中心波长在900nm-970nm的范围内。在再一实施例中，灯体 LR2的中心波长在900nm-980nm的范围内。在另一实施例中，灯体LR2 的中心波长在900nm-990nm的范围内。
在本实施例中，灯体LR1的数量和灯体LR2的数量相等。可以理解，在其他实施例中，灯体LR1的数量和灯体LR2的数量也可以不等。
本申请通过四个灯体LW1发出白光对待检体的浅表层组织进行照射并通过摄像头成像，从而对待检体进行一个初步的观测，而对于怀疑病变或者深层出血的区域，则通过灯体LR1和灯体LR2发出近红外光对待检体的中间层及深层组织进行照射并通过摄像头成像，从而对待检体进行深入观测。
在本实施例中，灯体LW1、灯体LR1和灯体LR2均为LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯。本申请的灯体LW1、灯体LR1及灯体 LR2均采用LED灯，该LED灯具有成本低和体积小等优势，便于安装在胶囊内窥镜内。可以理解，在其他实施例中，灯体LW1、灯体LR1及灯体LR2也可以为其他类型的灯体，如LD(Laser Diode，半导体激光器) 灯。
为了得到高效的可见光成像和近红外光成像，本申请实施例选用的传感器包括能对可见光和近红外光同时高效率成像的CMOS (Complementary Metal OxideSemiconductor；互补金属氧化物半导体)传感器来成像。其中，该CMOS传感器采用RGB-IR芯片，从而仅通过一个芯片即可实现对可见光和近红外光同时分别成像，且能保证可见光和近红外光都有比较高的光谱响应。这样，对可见光和近红外光图像信噪比都有很好的保障。可以理解，CMOS传感器芯片不限于RGB-IR芯片，也可以选用常规的可见到近红外高感光的RGB芯片实现。在其他实施例中，摄像头还包括分光部件和两个不同芯片，即RGB芯片和IR芯片(即Infrared Radiation芯片，用于接收近红外光并处理)，待检体反射的光线经过分光部件后形成为两条光路，分别到达RGB芯片和IR芯片，且不同的芯片对接收到的光线均有比较高的光谱响应。
如图9、图10、图11所示，本申请的成像装置还包括第一控制电路和第二控制电路。第一控制电路包括控制电路H_en_White以及相互并联连接的四个灯体LW1，其中，控制电路H_en_White与四个灯体LW1相连。第二控制电路包括控制电路H_en_IR1和控制电路H_en_IR2，两个灯体LR1并联，两个灯体LR2并联，其中，控制电路H_en_IR1与两个灯体 LR1相连，控制电路H_en_IR2与两个灯体LR2相连。其中，当第一控制电路输出高电平时，第一光源处于照明状态，当第一控制电路输出低电平时，第一光源处于关闭状态。当第二控制电路输出高电平时，第二光源处于照明状态，当第二控制电路输出低电平时，第二光源处于关闭状态。
本申请的成像装置还包括切换电路，切换电路用于切换控制电路 H_en_White、控制电路H_en_IR1和控制电路H_en_IR2。具体为，切换电路通过控制控制电路H_en_White、控制电路H_en_IR1及控制电路 H_en_IR2的输出电平，以切换各控制电路。当控制电路H_en_White输出高电平时，发白光的灯体LW1点亮；当控制电路H_en_IR1输出高电平时，发近红外光的灯体LR1点亮；当控制电路H_en_IR2输出高电平时，发近红外光的灯体LR2点亮。其中，控制电路H_en_IR1输出的电平和控制电路H_en_IR2输出的电平保持一致，且同高同低(同时升高或同时降低)。控制电路H_en_White与控制电路H_en_IR1、控制电路H_en_IR2电平交替变化，即在电路中，控制电路H_en_White高电平时，控制电路H_en_IR1、控制电路H_en_IR2低电平；控制电路H_en_White低电平时，控制电路 H_en_IR1、控制电路H_en_IR2高电平。通过上述控制电路的切换，能够保证第一光源和第二光源切换曝光成像，从而针对待检体的特定区域获得更全面且偏差小的图像信息。
在申请的另一实施例中，在第一光源和第二光源同时工作情况下，控制电路H_en_White与控制电路H_en_IR1、控制电路H_en_IR2的电平在每一帧图像获取中都保持高电平，即灯体LW1、灯体LR1及灯体LR2都点亮，从而确保第一光源和第二光源同时曝光成像。
相应地，本申请的实施例还公开了一种胶囊内窥镜，该胶囊内窥镜包括上述的成像装置。
如图12所示，对应地，本实施例还公开了一种上述成像装置的成像方法，该方法根据摄像头所拍摄到图像的成像效果，通过算法计算，自动调节第一光源和第二光源的分压和各自的曝光时间，实现最终成像效果最优，具体调节过程包括如下步骤：
预设理想成像状态下的图像的亮度值I；
获取摄像头所拍摄到的图像的亮度值I1；
对比亮度值I1与亮度值I，并根据对比结果调节第一光源的曝光时间、第一光源的电压、第二光源的曝光时间或第二光源的电压中的至少一项，以调整第一光源和\或第二光源的成像效果。
例如，单独调整第一光源的成像效果，或单独调整第二光源的成像效果，或者，同时调整第一光源及第二光源的成像效果。
其中，可以单独调节第一光源的曝光时间、第一光源的电压、第二光源的曝光时间或第二光源的电压中的任一参数；也可以同时调节第一光源的曝光时间、第一光源的电压、第二光源的曝光时间或第二光源的电压中的任两个或两个以上参数。
具体地，在调整第一光源的成像效果时，具体操作过程为：
预设理想成像状态下白光图像的亮度值Iw；
获取摄像头所拍摄到的白光图像的亮度值Iw1；
将亮度值Iw1与亮度值Iw作对比，在亮度值Iw1小于亮度值Iw时，增大第一光源的曝光时间tw1或电压Vw1；在亮度值Iw1大于亮度值Iw时，减小第一光源的曝光时间tw1或电压Vw1。
其中，在第一光源工作时，控制电路给第一光源施加初始电压VW0和初始曝光时间tW0，并通过第一光源的初始电压VW0和初始曝光时间tW0算出单次曝光时间tW0内的第一光源的发光能量为：WW0＝PW0*tW0。其中， PW0为电压为VW0时第一光源所有灯体的功率之和。
此时，CMOS传感器采集到一张白光图像，通过比较这张白光图像的亮度值IW1与理想成像下白光图像的亮度值IW，从而调节获取下一帧图像时第一光源的发光能量，以调节下一帧图像的亮度值，其中第一光源的发光能量与在该第一光源照射下拍摄的图像的亮度值呈正相关关系。当 IW1<IW时，控制电路增大第一光源的曝光时间tW1或电压VW1，第一光源的发光能量WW1＞WW0，使得在获取下一帧图像时第一光源的发光能量增大，下一帧图像的亮度提高。反之，当IW1>IW时，控制电路减小第一光源的曝光时间tW1或电压VW1，第一光源的发光能量WW1<WW0，使得在获取下一帧图像时第一光源的发光能量减小，下一帧图像的亮度降低。其中， WW1＝PW1*tW1，PW1为电压为VW1时的所有灯体LW1的功率之和。通过上述调节，白光图像的亮度能够呈现最佳效果。
在本申请实施例中，在调整第二光源的状态获取近红外光图像的成像效果时，具体操作过程为：
预设理想成像状态下近红外光图像的亮度值IIR；
获取摄像头所拍摄到的近红外光图像的亮度值IIR1；
将亮度值IIR1与亮度值IIR作对比，在亮度值IIR1小于亮度值IIR时，增大第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1；在亮度值IIR1大于亮度值IIR时，减小第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1。
当切换电路切换到第二光源工作时，控制电路向第二光源的灯体LR1 施加初始电压VIR10并设定初始曝光时间tIR10，根据第二光源的灯体LR1 的初始电压VIR10和初始曝光时间tIR10算出单次曝光时间tIR10内的第二光源的灯体LR1的发光能量WIR10，其中，WIR10＝PIR10*tIR10，PIR10为电压为 VIR10时所有灯体LR1的功率之和。
同时，控制电路向第二光源的灯体LR2施加初始电压VIR20并设定初始曝光时间tIR20，根据第二光源的灯体LR2初始电压VIR20和初始曝光时间tIR20算出单次曝光时间tIR20内的第二光源的灯体LR2的发光能量WIR20，其中，WIR20＝PIR20*tIR20，PIR20为电压为VIR20时所有灯体LR2的功率之和。综上，得出第二光源初始的总发光能量为WIR0，WIR0＝WIR10+WIR20。
此时，CMOS传感器采集到一张近红外光图像，通过比较这张近红外光图像的亮度值IIR1与理想成像下近红外光图像的亮度值IIR，从而调节获取下一帧图像时第二光源的发光能量，以调节下一帧图像的亮度值，其中第二光源的发光能量与在该第二光源照射下拍摄的图像的亮度值呈正相关关系。具体地，当IIR1<IIR时，控制电路增大灯体LR1的曝光时间tIR11或电压VIR11，并同时增大灯体LR2的曝光时间tIR21或电压VIR21，使第二光源的总发光能量WIR1＞WIR0。最终，使得在获取下一帧的图像时第二光源的发光能量增大，使得下一帧图像的亮度提高。反之，当IIR1>IIR时，控制电路减小灯体LR1的曝光时间tIR11或电压VIR11，并同时减小灯体LR2 的曝光时间tIR21或电压VIR21，使WIR1<WIR0；使得在获取下一帧的图像时第二光源的发光能量减小，图像亮度降低。其中，WIR1＝WIR11+WIR21， WIR11＝PIR11*tIR11，WIR21＝PIR21*tIR21，PIR11为调整后电压VIR11的所有灯体LR1 的功率之和，tIR11为灯体LR1的曝光时间，WIR11为所有灯体LR1的总发光能量，PIR21为调整后电压VIR21的所有灯体LR2的功率之和，tIR21为灯体LR2的曝光时间，WIR21为所有灯体LR2的总发光能量。
由于在不同的驱动电压下，各灯体的功率是不一样的，例如，驱动电压越高，各灯体的窄带光谱功率越高，或者，单次曝光时间越长，窄带能量越大，因此本申请的实施例通过闭环控制调节施加于灯体的电压和灯体的曝光时间，能够有效地调节图像的亮度值。
例如，当灯体LR1的电压VIR11＝1.5v、曝光时间tIR11＝5ms时，单次曝光下单颗灯体LR1的光谱能量JIR11为：
JIR11＝9mW*5ms＝45uJ。如图13、图14所示。
同样地，当灯体LR2的电压VIR21＝1.3v、曝光时间tIR21＝5ms时，单次曝光下单颗灯体LR2的光谱能量JIR21为：JIR21＝7mW*5ms＝35uJ。如图15、图16所示。
上述控制电路控制的最终效果为：根据本次窄带光成像的图像亮度来调整采集下一帧图像时的窄带光的能量，使得近红外成像效果最佳。控制电路对LED灯的控制包括：调节LED的电压以调节功率，控制不同的曝光时间，以及同时控制电压和曝光时间，从而使得近红外成像效果最佳。
以一次曝光为例，当灯体LR1的电压VIR11＝1.5v，曝光时间tIR11＝3ms；灯体LR2的电压VIR21＝1.3v，曝光时间tIR21＝3ms时，得到WIR11＝27uJ， WIR21＝21uJ。通过控制灯体电压，可以改变近红外光谱中不同波长的红外光的光谱比例。如图17、图18、图19所示，分别示出了805nm波长的灯体和940nm波长的灯体在各电压下的窄带光谱图。
同样，控制电路也可以同时调节灯体LW1、LR1、LR2各类灯体的曝光时间，从而调控近红外光谱。比如，某一次曝光，灯体LR1的电压 VIR11＝1.5v，曝光时间tIR11＝5ms，灯体LR2的电压VIR21＝1.3v，曝光时间 tIR21＝10ms，得到WIR11＝45uJ，WIR21＝70uJ。
本申请的实施例中，第一灯体发出的第一光线和第二灯体发出的第二光线相互配合，最终的效果是近红外光成像效果最佳。在一优选实施例中中，第一灯体LR1发出的第一光线的中心波长为805nm，该第一光线的波长偏短，能够观测的深度在组织中间层；第二灯体LR2发出的第二光线的中心波长为940nm，改第二光线的波长偏长，能够观测的深度在组织深层，因此通过两种不同波长的近红外光进行拍摄，能够实现图像信息的相互补充。而电路通过控制两种发射不同波长的近红外光的灯体的曝光时间和电压，获得了可调的近红外光谱，从而对中层甚至深层的组织进行全面观测。
为了实现较佳的图像信息采集效果，在本申请的实施例中，调节第二光源的灯体LR1的曝光时间tIR10、灯体LR1的电压VIR10、灯体LR2的曝光时间tIR20或灯体LR2的电压VIR20中的至少一项，使灯体LR1的总发光能量WIR10与灯体LR2的总发光能量WIR20在满足一定的比值的条件下进行调节。例如，在满足WIR10：WIR20＝1：1或WIR10：WIR20＝2：1的条件下，调节灯体LR1的电压及曝光时间和\或灯体LR2的电压及曝光时间。
当然在本申请的其他实施例中，也可以不考虑LR1的总发光能量 WIR10与灯体LR2的总发光能量WIR20的比值，例如，只增大灯体LR1的电压及曝光时间，而灯体LR2的电压及曝光时间保持不变。或者只增大灯体LR2的电压及曝光时间，而灯体LR1的电压及曝光时间保持不变。
在本申请的实施例中，第二光源和第一光源可以通过电路切换工作，也可以同时工作。
如图20所示，为第二光源和第一光源切换工作电路图，IRI电路CIRI控制第一光源电路CW和第二光源电路CIR切换工作，其中，第一光源电路CW和第二光源电路CIR电路分别控制着第一光源和第二光源的电压和单次曝光时间。第一光源电路CW和第二光源电路CIR根据观测需要可以切换工作。
图21为第二光源和第一光源同时工作的工作电路图，IRI电路CIRI控制第一光源电路CW和第二光源电路CIR同时工作，从而保证实时同步地对同一位置进行白光成像和近红外成像。
本申请还公开了另一种实施方式，参照图22所示，本申请与上述实施方式有所不同，主要不同之处在于，在本实施例中，第二光源的灯体 LR1发出具有第一波长的光线，该光线为近红外光，中心波长在 740nm-830nm范围内，并且灯体LW1和灯体LR1均为LED灯，并且上述的具有第一波长的光线照射被测物的荧光染料而激发反射回该成像装置的近红外荧光。
需要说明的是，在一实施例中，灯体LR1发出的近红外光的中心波长在740nm-750nm范围内。在另一实施例中，灯体LR1发出的近红外光的中心波长在740nm-760nm范围内。在又一实施例中，灯体LR1发出的近红外光的中心波长在740nm-770nm范围内。在再一实施例中，灯体LR1 发出的近红外光的中心波长在740nm-780nm范围内。在另一实施例中，灯体LR1发出的近红外光的中心波长在740nm-790nm范围内。在又一实施例中，灯体LR1发出的近红外光的中心波长在740nm-800nm范围内。在再一实施例中，灯体LR1发出的近红外光的中心波长在740nm-810nm 范围内。在另一实施例中，灯体LR1发出的近红外光的中心波长在740nm-820nm范围内。
在本实施例中，荧光染料可以是ICG(Indocyanine Green，吲哚菁绿)，经成像装置发出的中心波长为750nm-800nm的光激发后，会产生中心波长845nm左右的荧光。根据人体组织对光的吸收的图谱，组织中的血红蛋白占据了低于600nm的吸收图谱，水占据了中心波长900nm以外的近红外吸收图谱。而对于中心波长为650nm-900nm的区间，上述两种主要的物质都对该波段都无吸收，成为“光学窗口”。上述ICG经成像装置激发的荧光刚好落在光学窗口中，因而，该荧光信号不受干扰，几乎全部的荧光信号都被成像装置接收，从而更精准地准确反应被测物信息。
本申请的成像装置兼具白光成像(WLI)和近红外荧光成像 (Near-infraredFluorescence Imaging，NIR-FI，也可简化为IFI)的功能。通过电路控制，白光成像和近红外荧光成像可以自由切换，可以获得白光成像或者近红外荧光成像，也可实现可见光和近红外荧光成像的叠加，从而针对疑似病灶部位在近距离时可以切为近红外荧光观察，亦可采用可见光和近红外荧光同时观测。ICG的近红外荧光成像能够精确判断癌症、病变区域和边界，可以实现早癌筛查的精确判断。
为了有效提高近红外荧光成像的成像质量，在本实施例中，摄像头中的像镜头经过了镀膜处理，其中，镀膜处理的方式可以为陷波镀膜或其他镀膜方式，镀膜处理的目的是为了将中心波长为760nm的激发光滤掉；同时，保证可见光和近红外荧光的高效率接收。当激发光经过镀膜之后的镜头时，中心波长在660nm-820nm范围内的激发光被完全过滤，而中心波长在400nm-660nm范围内的可见光和中心波长在820nm-950nm范围内的荧光信号可通过，并保持高透过率。本申请通过在镜头上镀膜，实现了如图23所示的光谱接收效果。
除了在镜头上镀膜之外，也可以在CMOS传感器芯片与镜头之间加上一个陷波滤光片，亦可达到对激发光滤掉的目的。具体来说，沿着光路的传播方向，陷波滤光片设置于CMOS传感器的上游，其中，陷波滤光片用于过滤掉中心波长在660nm-820nm范围内的光线。
而为了得到高效的可见光成像和近红外荧光成像，在本申请的一个实施例中，选用了能对可见光和近红外同时高效率成像CMOS传感器，该CMOS传感器采用RGB-IR芯片。该芯片能够保证一个芯片对可见光和近红外荧光同时成像，且可见光和近红外荧光都有比较高的光谱响应。如此，可见光和近红外荧光图像信噪比都有了很好的保障。可以理解，传感器芯片不限于RGB-IR芯片，也可以选用常规的可见到近红外高感光的RGB 芯片实现。当然，在其他实施例中，摄像头还包括分光部件和两个不同芯片，即RGB芯片和IR芯片，待检体反射的光线经过分光部件后形成为两条光路，分别到达RGB芯片和IR芯片，且不同的芯片对接收到的光线均有比较高的光谱响应。
如图24、图25所示，本申请的成像装置还包括第一控制电路和第二控制电路，第一控制电路包括控制电路H_en_White以及相互并联连接四个灯体LW1，其中，控制电路H_en_White与四个灯体LW1相连。第二控制电路包括控制电路H_en_IR以及相互并联连接的四个灯体LR1，其中，控制电路H_en_IR与四个灯体LR1相连。
本申请的成像装置还包括切换电路，切换电路用于切换控制电路 H_en_White和控制电路H_en_IR具体为，切换电路通过控制、控制电路 H_en_IR的输出电平，以切换各控制电路。当控制电路H_en_White输出高电平时，四个灯体LW1点亮，当控制电路H_en_IR输出高电平时，四个灯体LR1点亮。切换成像时，每一次曝光成像，控制电路H_en_White 和控制电路H_en_IR的电平值交替为高低电平，即，当控制电路H_en_IR 为高电平时，控制电路H_en_White为电平低；当控制电路H_en_IR为低电平时，控制电路H_en_White为电平高。在本实施例中，高、低电平顺次切换实现了白光模式和近红外荧光模式切换工作。
在使用RGB-IR成像的芯片的情况下，可以使得白光模式和近红外荧光模式同时工作，将可见光成像在RGB像素上，而将近红外荧光成像在 IR像素上，保证了完全同步的成像。
进一步地，当控制电路H_en_White高电平时，四个灯体LW1点亮；控制电路H_en_IR高电平时，四个灯体LR1点亮。同时成像时，每一次曝光成像，控制电路H_en_White和控制电路H_en_IR都为高电平。
对应地，本实施例还公开了一种上述成像装置的成像方法，该方法根据摄像头所拍摄到图像的成像效果，通过算法计算，自动调节第一光源和第二光源的分压和各自的曝光时间，实现最终成像效果最优，具体调节过程包括步骤：
系统预设理想成像状态下的图像的亮度值I；
获取摄像头所拍摄到的图像的亮度值I1；
将亮度值I1与所述亮度值I作对比，并根据对比结果调节第一光源的时间t或电压V，或调节第二光源的曝光的时间t或电压V。
其中，在调节第一光源的成像效果时，具体操作过程为：
当电路切换到第一光源工作时，控制电路给第一光源施加初始电压 VW0和初始曝光时间tW0，并通过第一光源的初始电压VW0和初始曝光时间 tW0算出单次曝光时间tW0内的第一光源的发光能量为：WW0＝PW0*tW0，Pw0为电压为VW0时第一光源所有灯体的功率之和。
此时，CMOS传感器采集到一张白光图像，通过比较这张白光图像的亮度值Iw1与理想成像下的白光图像的亮度值Iw，当Iw1<Iw时，控制电路增大第一光源的曝光时间tW1或电压VW1，第一光源的发光能量WW1＞ WW0，使得下一帧的图像的亮度提高。反之，当Iw>Iw1时，控制电路减小第一光源的曝光时间tW1或电压VW1，WW1<WW0，使得下一帧的图像的亮度降低。其中，WW1＝PW1*tW1，PW1为电压为VW1时的所有灯体LW1的功率之和。通过上述调节，白光图像的亮度能够呈现最佳效果。
在调节第二光源的成像效果时，具体操作过程为：当电路切换到第二光源工作时，电路给第二光源一个初始电压VIR0和初始曝光时间tIR0，并通过第二光源的初始电压VIR0和初始曝光时间tIR0算出单次曝光时间tIR0内的第二光源的初始发光能量为：WIR0＝PIR0*tIR0，PIR0为所有灯体LR1在电压为VIR0时的功率之和。
此时，CMOS传感器采集到一张荧光图像，通过比较这张荧光图像的亮度值IIR1与理想成像下荧光图像的亮度值IIR，当IIR1<IIR时，控制电路增大第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1。即，调节第二光源的总发光能量 WIR1，使WIR1＞WIR0。同样地，当IIR1>IIR时，控制电路减小第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1，使WIR1<WIR0，使得下一帧的图像的亮度降低。其中，WIR1＝PIR1*tIR1，PIR1为调整后电压为VIR1时的所有灯体LR1的功率之和，tIR1为灯体LR1的曝光时间，使得在采集下一帧的图像时第二光源的发光能量增大，下一帧的图像亮度提高。
由于在不同的驱动电压下，各LED灯的光功率是不一样的，驱动电压越高，使得各LED灯的窄带光谱功率越高；单次曝光时间越长，窄带能量越大，因此可通过调节LED灯的实际功率(即控制LED灯两端电压) 和\或调节曝光时间(例如LED等的照明时间)实现对图像亮度的调节。
在本实施例中，如图26和图27所示，第一光源和第二光源可以通过电路切换工作，也可以同时工作。参见图26所示，为第一光源和第二光源切换工作图，IFI电路CIFI控制第一光源电路CW和第二光源电路CIR切换工作。第一光源电路CW和第二光源电路CIR分别控制着灯体LW1和灯体LR1的电压和单次曝光时间。两个电路根据观测需要可以切换工作。
图27为第一光源和第二光源同时工作图，IFI电路CIFI控制第一光源电路CW和第二光源电路CIR同时工作。保证实时同步地对同一位置进行白光和近红外荧光成像。
本申请还公开了另一种实施方式，本实施方式是对上述实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本实施例中，第一光源包括四个灯体 LW1，第二光源包括四个灯体LR1，四个灯体LW1和四个灯体LR1交错并间隔均匀地沿安装板的圆周方向分布。本申请的第二光源由相同的灯体组成，其电路结构更简单，调节更方便。
具体地，灯体LR1发出第一光线为近红外光，该近红外光的中心波长在680nm-690nm范围内。灯体LW1和灯体LR1均为LED灯。可以理解，在其他实施例中，灯体LW1和灯体LR1也可以为其他灯，如小激光器灯。可选地，在一实施例中，灯体LR1发出的近红外光的中心波长在 680nm-682nm范围内。在另一实施例中，灯体LR1发出的近红外光的中心波长在680m-684nm范围内。在又一实施例中，灯体LR1发出的近红外光的中心波长在680nm-686nm范围内。在再一实施例中，灯体LR1发出的近红外光的中心波长在680nm-688nm范围内。
NIR-PIT(Near-Infrared Photoimmunotherapy，近红外光免疫治疗)是一种肿瘤疗法，与传统的光免疫疗法相比，靶向性更强，且不会对临近的正常细胞造成危害。其原理是偶联了近红外荧光光敏剂的靶向特异性抗体，与肿瘤细胞表面的目标蛋白特异性结合，在近红外光的照射下，光敏剂吸收光子并将吸收的光能转化为热量和活性氧，靶向杀死目标细胞，而不会对正常细胞造成伤害。具体地，在治疗癌症时，光敏剂可以为酞氰类染料，该染料吸收近红外光中的光子而被激发，将吸收的光迅速传递给另一组分分子，使其被激发从而发挥对癌细胞的杀伤作用，光敏剂则恢复到基态。
本申请是在常规胶囊内窥镜基础上，胶囊内窥镜的照明LED光源兼具白光成像(WLI)和近红外光免疫治疗(NIR-PIT)的功能。白光成像和近红外光免疫治疗可通过电路控制切换，以针对病变区域进行一定时长的近红外免疫治疗，达到消灭癌变细胞的目的。具体地，胶囊内窥镜到达怀疑病灶部位后切换为近红外荧光观察，若观测到荧光的信息，说明观测区域有癌症病变，则长时间点亮灯体LR1，对病变区域进行近红外免疫治疗。
为了确保灯体LR1能够有效激发出荧光信号，在本实施例中，镜头经过了镀膜处理，镀膜处理的方式为陷波镀膜，目的是为了将部分波长(例如666nm-702nm范围内波长)的激发光滤掉；同时，保证可见光和近红外荧光的高效率接收。NIR-PIT观测时，有近红外荧光的信息说明了病灶的存在。此时，需要长时间的对病灶进行照射，即NIR-PIT治疗，使IRDye700DX被激发从而发挥对癌细胞的杀伤作用。镀膜之后的镜头，波长在 668nm-699nm范围内的激发光被完全截止掉，而420nm-667nm的可见光和700nm-750nm的荧光信号，保持高透过率。
本申请通过在镜头上镀膜，实现了滤光效果。除了在镜头上镀膜之外，也可以在CMOS传感器与镜头之间加上一个陷波滤光片亦可过滤特定波长的激发光。具体来说，沿着光路的传播方向，陷波滤光片设置于CMOS 传感器的上游，其中，陷波滤光片用于过滤掉中心波长在666nm-702nm 范围内的光线。
以上所述，仅为本申请有较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种成像装置，安装于胶囊内窥镜，包括照明组件和摄像头，所述摄像头用于对待检体进行成像，其特征在于，所述照明组件包括：
第一光源，所述第一光源用于发出白光为所述摄像头对所述待检体成像提供光线；
第二光源，所述第二光源用于发出近红外光线为所述摄像头对所述待检体成像提供光线。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述第二光源包括第一灯体及第二灯体，所述第一灯体用于发出具有第一波长的光线，所述第二灯体用于发出具有第二波长的光线，其中，所述第一波长的范围为760nm-850nm，所述第二波长的范围为900nm-1000nm。
3.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述第二光源发出的光线的中心波长为740nm-830nm。
4.根据权利要求3所述的成像装置，其特征在于，所述摄像头包括镜头，所述镜头上设置有镀膜层，所述镀膜层用于过滤掉中心波长在660nm-820nm范围内的光线；
或者，所述摄像头包括陷波滤光片，所述陷波滤光片用于过滤掉中心波长在660nm-820nm范围内的光线。
5.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述第二光源发出的光线的中心波长为680nm-690nm。
6.根据权利要求5所述的成像装置，其特征在于，所述摄像头包括镜头，所述镜头上设置有镀膜层，所述镀膜层用于过滤掉中心波长在666nm-702nm范围内的激发光；
或者，所述摄像头包括陷波滤光片，所述陷波滤光片用于过滤掉中心波长在666nm-702nm范围内的激发光。
7.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源分别包括灯体，所述照明组件还包括安装板，所述第一光源的灯体及所述第二光源的灯体沿着所述安装板的圆周方向分布于所述安装板。
8.根据权利要求7所述的成像装置，其特征在于，所述第一光源包括至少两个灯体，所述第二光源包括至少两个灯体，所述第一光源的灯体和所述第二光源的灯体交错分布于所述安装板；
或，所述第一光源包括至少两个灯体，所述第二光源包括的灯体数量与所述第一光源包括的灯体数量对应，所述第一光源的灯体沿所述安装板的圆周方向分布于所述安装板，所述第二光源的灯体与所述第一光源的灯体对应分布于所述安装板，并且所述第二光源的灯体位于所述第一光源的灯体的内侧或外侧。
9.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述摄像头包括传感器，通过所述传感器能够实现对所述白光和所述近红外光线同时成像。
10.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述成像装置包括第一控制电路和第二控制电路；所述第一控制电路与所述第一光源相连，用于控制所述第一光源；所述第二控制电路与所述第二光源相连接，用于控制所述第二光源；
当所述第一控制电路输出高电平时，所述第一光源处于照明状态，当所述第一控制电路输出低电平时，所述第一光源处于关闭状态；
当所述第二控制电路输出高电平时，所述第二光源处于照明状态，当所述第二控制电路输出低电平时，所述第二光源处于关闭状态。
11.一种胶囊内窥镜，其特征在于，包括如权利要求1～10中任一所述的成像装置。
12.一种用于如权利要求1～10任一所述的成像装置的成像方法，其特征在于，该成像方法包括：
预设理想成像状态下图像的亮度值I；
获取所述摄像头所拍摄到的图像的亮度值I1；及
对比所述亮度值I1与所述亮度值I，并根据对比结果调节所述第一光源的曝光时间、所述第一光源的电压、所述第二光源的曝光时间或所述第二光源的电压中的至少一项，以调整所述第一光源和/或所述第二光源的成像效果。
13.根据权利要求12所述的成像方法，其特征在于，当调整所述第一光源的状态获取白光图像的成像效果时：
预设理想成像状态下白光图像的亮度值Iw；
获取所述摄像头所拍摄到的白光图像的亮度值Iw1；
将所述亮度值Iw1与所述亮度值Iw作对比，在所述亮度值Iw1小于所述亮度值Iw时，增大所述第一光源的曝光时间tw1或电压Vw1；
在所述亮度值Iw1大于所述亮度值Iw时，减小所述第一光源的曝光时间tw1或电压Vw1。
14.根据权利要求13所述的成像方法，其特征在于，在增大或减小所述第一光源的曝光时间tw1或电压Vw1的步骤中，
根据所述第一光源的初始电压VW0和初始曝光时间tW0，得到所述第一光源的初始发光能量WW0；
根据增大或减小后的所述第一光源的曝光时间tw1或电压Vw1，算出所述第一光源的发光能量WW1，
在所述亮度值Iw1小于所述亮度值Iw时，控制电路增大第一光源的曝光时间tW1或电压VW1，使WW1＞WW0；
在所述亮度值Iw1大于所述亮度值Iw时，控制电路减小第一光源的曝光时间tW1或电压VW1，使WW1<WW0。
15.根据权利要求12所述的成像方法，其特征在于，当调整所述第二光源的状态获取近红外光图像的成像效果时，
预设理想成像状态下近红外光图像的亮度值IIR；
获取所述摄像头所拍摄到的近红外光图像的亮度值IIR1；
将所述亮度值IIR1与所述亮度值IIR作对比，在所述亮度值IIR1小于所述亮度值IIR时，增大所述第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1；
在所述亮度值IIR1大于所述亮度值IIR时，减小所述第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1。
16.根据权利要求15所述的成像方法，其特征在于，在增大或减小所述第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1的步骤中，
根据所述第二光源的初始电压VIR0和初始曝光时间tIR0，得到所述第二光源的初始发光能量WIR0；
根据增大或减小后所述第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1，算出所述第二光源的发光能量WIR1；
在所述亮度值IIR1小于所述亮度值IIR时，控制电路增大第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1，使WIR1＞WIR0；
在所述亮度值IIR1大于所述亮度值IIR时，控制电路减小第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1，使WIR1<WIR0。
17.根据权利要求15所述的成像方法，其特征在于，在增大或减小所述第二光源的曝光时间tIR1或电压VIR1的步骤中，
根据所述第二光源的第一灯体的初始电压VIR10和初始曝光时间tIR10，得到所述第二光源的第一灯体的初始发光能量WIR10；
根据所述第二光源的第二灯体的初始电压VIR20和初始曝光时间tIR20，得到所述第二光源的第二灯体的初始发光能量WIR20；
根据第一灯体的初始发光能量WIR10和第二灯体的初始发光能量WIR20得到所述第二光源的初始总发光能量WIR0；
在所述亮度值IIR1小于所述亮度值IIR时，控制电路增大第一灯体的曝光时间tIR11或电压VIR11，并同时增大第二灯体LR2的曝光时间tIR21或电压VIR21，使第二光源的总发光能量WIR1＞WIR0；
在所述亮度值IIR1大于所述亮度值IIR时，控制电路减小第一灯体的曝光时间tIR11或电压VIR11，并同时减小第二灯体的曝光时间tIR21或电压VIR21，使第二光源的总发光能量WIR1<WIR0。
CN202111564565.9A 2021-12-20 2021-12-20 成像装置及方法、胶囊内窥镜 Pending CN114451850A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111564565.9A CN114451850A (zh) 2021-12-20 2021-12-20 成像装置及方法、胶囊内窥镜
PCT/CN2022/140446 WO2023116722A1 (zh) 2021-12-20 2022-12-20 成像装置及方法、胶囊内窥镜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111564565.9A CN114451850A (zh) 2021-12-20 2021-12-20 成像装置及方法、胶囊内窥镜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114451850A true CN114451850A (zh) 2022-05-10

Family

ID=81406632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111564565.9A Pending CN114451850A (zh) 2021-12-20 2021-12-20 成像装置及方法、胶囊内窥镜

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114451850A (zh)
WO (1) WO2023116722A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023116722A1 (zh) * 2021-12-20 2023-06-29 上海安翰医疗技术有限公司 成像装置及方法、胶囊内窥镜

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010022700A (ja) * 2008-07-23 2010-02-04 Fujifilm Corp 内視鏡システム
JP5460506B2 (ja) * 2009-09-24 2014-04-02 富士フイルム株式会社 内視鏡装置の作動方法及び内視鏡装置
US9547165B2 (en) * 2014-08-29 2017-01-17 Reinroth Gmbh Endoscope system with single camera for concurrent imaging at visible and infrared wavelengths
CN106419807B (zh) * 2016-10-30 2018-08-03 富兰肯（上海）医疗科技有限公司 一种智能医疗内窥镜
CN109998456A (zh) * 2019-04-12 2019-07-12 安翰科技(武汉)股份有限公司 胶囊型内窥镜及其控制方法
CN113261911B (zh) * 2021-05-14 2023-09-08 天津工业大学 一种荧光电子内窥镜成像系统及其检测方法
CN114451850A (zh) * 2021-12-20 2022-05-10 上海安翰医疗技术有限公司 成像装置及方法、胶囊内窥镜
CN217548001U (zh) * 2022-01-27 2022-10-11 上海安翰医疗技术有限公司 胶囊内窥镜和胶囊内窥镜系统
CN217566002U (zh) * 2022-01-27 2022-10-14 上海安翰医疗技术有限公司 一种内窥镜成像系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023116722A1 (zh) * 2021-12-20 2023-06-29 上海安翰医疗技术有限公司 成像装置及方法、胶囊内窥镜

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023116722A1 (zh) 2023-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7011000B2 (ja) 内視鏡用光源装置
US11206987B2 (en) Method and apparatus for concurrent imaging at visible and infrared wavelengths
KR100798486B1 (ko) 형광 진단 및 광역동치료를 위한 광원장치
KR100853655B1 (ko) 피부 질환의 광학 진단 및 치료를 위한 장치, 광원 시스템 및 장치의 이용방법
JP5997676B2 (ja) 内視鏡用光源装置、およびこれを用いた内視鏡システム
JP5485191B2 (ja) 内視鏡装置
US20160270640A1 (en) Filter for use with imaging endoscopes
JP5371858B2 (ja) 電子内視鏡装置
US20110205651A1 (en) Aperture stop
JP2012016545A (ja) 内視鏡装置
JP2009297290A (ja) 内視鏡装置およびその画像処理方法
US20110178412A1 (en) Cancerous or pre-cancerous tissue visualization method and device
WO2023116722A1 (zh) 成像装置及方法、胶囊内窥镜
JP2012081048A (ja) 電子内視鏡システム、電子内視鏡、及び励起光照射方法
CN109549614B (zh) 内窥镜系统
JP5191327B2 (ja) 画像取得装置および画像取得装置の作動方法
WO2023116725A1 (zh) 胶囊内窥镜成像装置、方法及胶囊内窥镜
JP2004538485A (ja) 蛍光診断システム
JP2021115405A (ja) 医療用制御装置及び医療用観察システム
JP7338845B2 (ja) 内視鏡システムおよび内視鏡システムの作動方法
WO2021145019A1 (ja) 光源装置
Goujon et al. Detection of early bronchial carcinoma by imaging of the tissue autofluorescence
JP5152795B2 (ja) 蛍光画像取得装置および蛍光画像取得装置の作動方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination