本文主要於研究接觸式膠囊內視鏡照明系統之相關問題，由於LED的發光強度隨角度之變化而有所不同，亦有其相對應之配光曲線；因此其投光之情形未必能均勻地分布在接觸式膠囊內視鏡周圍之目標物面，而此會造成物面上呈現過暗或過亮之問題。不論光源是以直接性或間接性之方式，經由錐狀鏡而反射至影像感測元件，皆會造成過曝之光亮點，而降低整體之影像品質。
　　針對此問題，在此利用光機模擬軟體ASAP來優化此照明系統；對於接觸式膠囊內視鏡之照明系統進行設計、模擬與分析；從原始的膠囊模型，逐步設計出增減LED之個數、LED不同之排列位置、LED不同之擺放角度與幾何形狀，或是調整錐狀鏡與LED之相對距離等之因素，以消除不必要之雜散光而使系統整體之照明均勻度提升，經由一組接觸式膠囊內視鏡之照明系統最佳化設計，能提升整體照明系統之效能。於本研究中，接觸式膠囊內視鏡之照明系統的最佳化設計，由原始之照明均勻度0.128提升至0.603，大幅地增進了接觸式膠囊內視鏡之成像品質。
　　未來，若接觸式膠囊內視鏡可為產業界作進一步地探究應用，或是將接觸式膠囊內視鏡系統應用於新穎的醫學檢測技術之中，接觸式膠囊內視鏡之光學設計必定為系統最重要之關鍵技術；若再配合最佳化設計，方可增進接觸式膠囊內視鏡之核心價值。

　　This　paper　is　researching　about　the　illumination　system　in　contact capsule　endoscope　(CCE).　　It　is　difficult　to　obtain　the　uniform　illumination　on　the　observed　object　because　the　light　intensity　of　LED　will　be　changed　along　with　its　angular　displacement　and　same　as　luminous　intensity　distribution　curve.　　As　the　location　of　light　source　(i.e.,　LED)　is　approaching　imaging　lenses　which　light　source　incidents　into　the　cone　mirror　and　then　the　reflected　light　will　be　reflected　through　the　lenses　to　enter　CMOS　sensor　directly.　　On　the　other,　the　strong　reflection　rays　from　the　transparent　view　window　(TVW)　will　incident　into　the　cone　mirror　and　then　the　reflected　light　will　be　reflected　by　cone　mirror　indirectly　and　through　the　lenses　to　enter　CMOS　sensor.
　　The　result　of　above　reasons　is　bound　to　make　over-blooming　on　the　image　plane.　　These　over-blooming　will　cause　image　to　bring　up　non-uniform,　decreasing　image　quality.　Regarding　for　this　problem,　I　use　the　optical　design　software　which　is　Advanced　Systems　Analysis　Program　(ASAP)　to　build　a　photometric　model　for　the　optimal　design　of　LED　illumination　system　in　CCE.　　According　to　original　model　of　CCE,　　I　set　the　several　key　parameters　that　are　LED　quantities,　location　of　LED,　geometric　shape　of　LED,　tilt　angle　of　surface　of　LED,　distance　between　LED　and　cone　mirror　etc.　　That　is　why　to　decrease　the　stray　light　and　increase　the　whole　illumination　uniformity　of　CCE.　　It　is　major　goal　to　raise　the　efficiency　of　CCE　system　in　this　paper;　hereby　I　design　the　best　case　in　illumination　system　of　CCE　to　get　it.
　　The　optimal　case　is　designed　by　the　axial　displacement　of　PCB,　radial　displacement　of　LED,　tilt　angle　of　surface　of　LED,　divergence　angle　of　LED,　rotation　angle　of　LED　etc.　　It　can　improve　illumination　system　and　advance　the　image　quality.　　It　can　also　help　doctor　to　make　a　diagnosis　and　treatment　by　vivo　picture　more　correct.　　In　this　paper,　the　optimal　design　of　illumination　uniformity　in　the　CCE　is　form　origin　0.128　up　to　optimum　0.603　and　it　would　advance　the　image　quality　of　CCE　greatly.　　Finally,　I　expect　this　latest　design　of　the　luminous　system　with　very　high　practicability　for　examinations,　diagnosis　or　therapies　in　medical　science.
　　In　the　future,　if　the　optimal　design　of　CCE　will　be　further　using　in　industrial　field　or　in　novel　medical　detection　technology　at　the　same　time　optical　design　of　CCE　will　greatly　increase　its　core　value.

[01]　Hopkins　H.　H,　Kapany　N.　S.,　“A　Flexible　Fiberscope　using　Static　Scanning,”　Nature　173,　pp.　39-41,　1954.
[02]　Iddan,　Gabriel　J.,　Doron,　Sturlesi,　“In　Vivo　Video　Camera　System,”　US　patent　5604531,　1997.
[03]　Gabriel　Iddan,　Gabriel　Meron,　Arkady　Glukhovsky,　Paul　Swain,　“Wireless　Capsule　Endoscopy,”　Nature,　Vol.　405,　No.　6785,　pp.　417-418,　May　25th,　2000.
[04]　Given Imaging Ltd.,　PillCam Capsule Endoscopy.
http://www.givenimaging.com/en-us/Patients/Pages/CapsuleEndoscopy.aspx
[05]　Admin,　PillCam,　Dec.,　2008.
http://www.teknoscience.net/index.php/kamerali-hapla-erken-teshis/
[06]　Medgadget　LLC.,　FDA　Rejects　PillCam　Colon,　Feb.　20th,　2008.
http://medgadget.com/archives/2008/02/fda_rejects_pillcam_colon.html
[07]　Chirurgul　tau,　Endoscopia　cu　videocapsula　acum　si　la　Spitalul　Universitar　de　Urgenta　Bucuresti,　Feb.　5th,　2009.
http://www.chirurgul.ro/2009/02/05/endoscopia-cu-videocapsula-acum-si-la-spitalul-universitar-de-urgenta-bucuresti/
[08]　Takuya　Otani,　Olympus　Releases　Capsule　Endoscope　in　Japan,　日經　BP社　Tech　ON,　2008.
http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20081015/159576/
[09]　Uehara　A.,　“Capsule　Endoscope　NORIKA　System,”　Minimally　Invasive　Therapy　and　Allied　Technologies,　Vol.　12,　No.　5,　pp.　227-234,　Sept.,　2003.
[10]　RF System Lab.,　NORIKAについて.
http://www.rfsystemlab.com/sayaka/norika/system/001.html
[11]　Makoto　Miyazaki,　RF　Co.''s　Sayaka　Capsule　endoscope　is　shown　with　an　enlarged　model.
http://www.yomiuri.co.jp/dy/features/0009/080101_061.htm
[12]　Byungkyu　Kim,　Sunghak　Lee,　Jong　Hyeon　Park,　Jong-Oh　Park,　“Inchworm-Like　Microrobot　for　Capsule　Endoscope,”　IEEE　International　Conference　on　Robotics　and　Biomimetics,　Aug.　22nd - 26th,　2004.
[13]　Intelligent　Microsystem　Center,　Major　achievements　(Capsule endoscope).
http://www.microsystem.re.kr/main_eng/menu04/sub_menu01.asp
[14]　KEBO　MED,　Capsule　endoscopy.
http://www.kebomed.dk/flx/dk/produkter/endoskopi/kapselendoskopi/
[15]　重慶金山科技(集團)有限公司，OMOM膠囊內鏡。
http://www.omom.us/htm.php?nowmenuid=50283
[16]　Tradekey,　Sell　OMOM　Capsule　Endoscope,　Mar.　4th,　2009.
http://cn.tradekey.com/selloffer_view/id/2080974.htm
[17]　方正，膠囊兩段式內視鏡，2008。
http://mna.gpwb.gov.tw/mnanew/internet/NewsDetail.aspx?GUID=43702
[18]　H.J.　Park,　H.W.　Nam,　B.S.　Song,　J.L.　Choi,　H.C.　Choi,　J.C.　Park,　M.N.　Kim,　J.T.　Lee,　J.H.　Cho,　“Design　of　Bi-directional　and　Multi-channel　Miniaturized　Telemetry　Module　for　Wireless　Endoscope,”　2nd　Annual　International　IEEE-EMBS　Special　Topic　Conference,　on　Microtechnologies　In　Medicine　and　Biology,　pp.　273-276,　2002.
[19]　Iddan　Gavriel,　Avni　Dov,　Glukhovsky　Arkady,　Meron　Gavriel,　“A　Device　and　System　for　in　Vivo　Imaging,”　WO0165995,　2001.
[20]　Xiaona　Wang,　Max　Q.-H.　Meng,　Yawen　Chan,　“A　Low-Cost　Tracking　Method　Based　on　Magnetic　Marker　for　Capsule　Endoscope,”　IEEE　Information　Acquisition,　2004.
[21]　Zworkin　V.K,　“Radio　Pill,”　Nature,　Vol.　179,　pp.　898,　1957.
[22]　Mackay　R.S,　Jacobson　B,　“Endoradiosonde,”　Nature,　Vol.　79,　No.　4572,　pp. 1239-1240,　1957.
[23]　Warren　J.　Smith,　Modern　Optical　Engineering:　The　Design　of　Optical　system,　3rd　ed.,　McGraw-Hill,　New　York,　2000.
[24]　鄭伊凱、陳志隆，光學設計實例集I，2001。
[25]　Michael,　“Endoscope　Illumination　and　Light　Pipes　with　FRED　White　Paper.”
[26]　Ayai　Tomisawa,　A　Capsule　Camera　to　Save　Stomachs,　Jul.,　2003.
http://www.japaninc.com/article.php?articleID=1130
[27]　耿繼業、何建娃，幾合光學，全華科技圖書股份有限公司出版，民國九十年九月。
[28]　Virendra　N.　Mahajan,　Optical　Imaging　and　Aberration,　SPIE-The International　Society　for　Optical　Engineering,　1998.
[29]　Robert　W.　Boyd,　Radiometry　and　the　Detection　of　Optical　Radiation,　John　Wiley　&　Sons,　NY,　1983.
[30]　“OSLO　Optics　Reference,”　Lambda　Research　Corporation,　2001.
[31]　“Spectral　Luminous　Efficiency　Functions　Based　Upon　Brightness　Matching　for　Monochromatic　Point　Sources,　2°,　and　10°　Fields,”　CIE　Publication　No.　75(1988a).
[32]　“CIE　1988　2°　Spectral　Luminous　Efficiency　Functions　of　Photopic　Vision,”　CIE　Publication　No.　86　(1988b).
[33]　G.　Wyszecki　and　W.　S.　Stiles,　Color　Science:　Concepts　and　Methods,　Quantitative　Data　and　Formula,　2nd　Ed.　John　Wiley　&　Sons,　New　York,　1982.
[34]　R.　W.　G.　Hunt,　Measuring　Colour,　2nd　Ed.　Ellis　Horwood,　England,　1992.
[35]　繆家鼎、徐文娟、牟同升，光電技術，五南圖書出版股份有限公司，2003。
[36]　Han-Min　Feng,　Chao-Yu　Chen,　Ting-Wei　Huang,　Mang　Ou-Yang,　Hsien-Ming　Wu,　Shih-Chieh　Lu,　“Uniformity　Improvement　of　Luminous　System　in　Capsule　Endoscope,”　International　Conference　on　Optics　and　Photonics　in　Taiwan　2008　(OPT’　08),　Taipei,　Taiwan,　Dec.　4th -6th,　2008.
[37]　Desrosières　A.　The　Politics　of　Large　Numbers:　A　History　of　Statistical　Reasoning.,　Cambridge,　Mass:　Harvard　University　Press.,　1998.
[38]　Dodge　Yadolah,　The　Oxford　Dictionary　of　Statistical　Terms.,　6th　Ed.　Oxford　University　Press.,　2003.
[39]　Pearson Karl,　“On　the　Dissection　of　Asymmetrical　Frequency　Curves.,”　Phil.　Trans.　Roy.　Soc.　London,　Series　A　185:　pp.　719-810,　1894.
[40]　J.　W.　Goodman,　Intorduction　to　Fourier　Optics,　2nd　eds.,　McGraw-Hill,　1996.
[41]　“The　ASAP ™　Primer”,　Breault　Rssearch　Organization,　Inc,　2004.
[42]　陳永霖，「膠囊內視鏡之成像鏡頭設計」，國立中央大學光電科學研究所，碩士論文，2006。
[43]　李信宏，「膠囊內視鏡之照明系統設計」，國立中央大學光電科學研究所，碩士論文，2006。
[44]　M.　Ou-Yang,　H.　Shih-Wei,　C.　Yung-Lin,　L.　Chu-Hsun,　L.　Tai-Yung,　K.　Yi-Ting,　“Distortion　Improvement　of　Capsule　Endoscope　Image,”　Proc.　SPIE,　Vol.　6430,　pp.　643018,　2007.
[45]　Nichia　Corporation,　NESWC04T.　CHIP　TYPE　WHITE　LED,　NESWC04T　Datasheet.
[46]　CIE　Publication　No.　127,　Measured　of　LEDs,　Central　Bureau　of　the　CIE,　Vienna,　Austria,　1997.
[47]　CIE　Technical　Committees.　There　are　several　CIE　TCs　working　on　various　aspects　of　LED　measurement:
i.　TC　2-45　Measurement　of　LEDs　–　Revision　of　CIE　127.　To　revise　Publication　CIE　127-1997　to　include　improved　definitions　of　quantities　and　methods　of　measurement　for　total　flux　and　partial　flux　of　LEDs　and　to　re-evaluate　other　parts　including　spectral　and　colour　measurements　of　LEDs.　Chair:　Kathleen　Murray　(USA).
ii.　TC　2-46　CIE/ISO　Standards　on　LED　Measurements.　To　prepare　a　CIE/ISO　Standard　on　the　measurement　of　LED　intensity　measurements　based　on　CIE　Publication　No.　127.　Chair:　John　Scarangello　(USA).
iii.　TC 2-50　Measurement　of　the　Optical　Properties　of　LED　Clusters　and　Arrays.　To　produce　a　technical　report　for　measurement　of　the　optical　properties　of　visible　LED　clusters　and　arrays,　to　derive　optical　quantities　for　large　area　arrays　and　give　recommendations　for　measurement　methods　and　conditions.　Chair:　Georg　Sauter　(Germany).
[48]　A.A.　Gaertner,　“Led　Measurement　Issue,”　Institute　for　National　Measurement　Standards,　National　Research　Council　of　Canada,　Ottawa,　Canada.
[49]　劉憲勳，「利用類神經網路從CCD照相機之照片去獲得發光二極體二維光強度分佈」，國立中央大學光電科學研究所，碩士論文，2004。
[50]　J.P.　Lewis,　“Fast　Template　Matching,”　Vision　Interface,　pp.　120-123,　1995.
[51]　R.　M.　Haralick,　L.　G.　Shapiro,　“Computer　and　Robot　Vision,”　Vol.　II,　Addison-Wesley,　pp.　316-317,　1992.
[52]　C.　C.　Sun,　T.　X.　Lee,　S.　H.　Ma,　Y.　L.　Lee,　S.M　Huang,　“Precise　Optical　Modeling　for　LED　Lighting　Verified　by　Cross　Correlation　in　the　Midfield　Region,”　Opt.　Lett.　31,　pp.　2193-2195,　2006.
[53]　M.　Born　and　E.　Wolf,　Principles　of　Optics:　Electromagnetic　Theory　of　Propagation,　Interference　and　Diffraction　of　Light,　7th.　Cambridge:　Cambridge　University　Press.,　pp.　1-952,　1999.
[54]　W.　J.　Smith,　Modern　Optical　Engineering:　The　Design　of　Optical　Systems,　3rd　ed.　New　York:　McGraw-Hill,　pp.　1-617,　2000.
[55]　李正中，薄膜光學與鍍膜技術，四版，藝軒圖書出版社，2006。
[56]　Esko　Herrala,　“SIMON:　Spectral　Imaging　for　On-line　Sorting,”　Specim,　Spectral　Imaging　Ltd.,　Finland,　Aug.,　1998.
[57]　Nahum　Gat,　Suresh　Subramanian,　HYPERSPECTRUM　NEWSLETTER Vol.　3,　No.　1,　Feb.,　1997.
http://www.techexpo.com/WWW/opto-knowledge/hyperspectrum/hypersp4