论文部分内容阅读
传统上小肠疾病缺少有效的检查手段，检查与治疗水平低下。随着科技的发展，出现了小肠疾病为主要适应症的胶囊内窥镜系统。它的研究涉及了微电子、射频电路、通讯与传输理论、光学成像和微机械加工等多学科的科研成果，是一种智能化的小肠疾病检测系统。本文在课题组已有研究成果的基础上，通过理论分析与实验研究，对基于OV6920图像传感器的胶囊内窥镜系统进行了优化设计和改进。研制出能耗更低，连续工作时间更长的胶囊内窥镜。在此基础上制作和组装出样机，并进行实验验证了其工作性能。本文主要完成了以下内容：一、详细介绍了胶囊内窥镜系统的系统构成与工作原理，对胶囊本体进行了解构与分析。针对胶囊内部的各主要组成模块，分别介绍了所用图像传感器芯片的性能参数，以及发射电路、光学系统、电源系统等的设计与制作过程。二、对胶囊内窥镜中的摄像模块尤其是其中的晶振电路进行了研究。通过理论对比选择了几种晶振，分别进行原理图和PCB设计，并设计对比实验验证各自的工作性能。最后选择了使模块工作时间最长、尺寸较小的圆柱形无源晶振为系统的晶振类型。三、对LED照明电路进行了研究。为了改进原有的用纽扣电池给LED直接供电的方式，设计了另外几种LED驱动方式进行实验。最终选择MAX1916芯片驱动LED并把新设计的驱动电路融入系统中，重设计了摄像模块PCB。四、制作出各模块实物并组装成无线胶囊内窥镜样机，新设计的样机与原始设计相比，系统功耗降低了42.2%，总工作时间延长了87.5%。然后利用样机进行成像实验。实验中得到清晰稳定的图像，验证了上述设计的可行性。五、对研究过程中出现的一些问题和可改进点进行了简要说明，并对正在开发研究中的新型图像传感器的应用进行了介绍，以作为后续研究的展望。