口腔微腔成像系统的设计与实现

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1、摘要口腔内窥镜是现代口腔医疗诊断中广泛应用的医疗仪器，本文针对牙科医生临床诊断的实际需要设计观察口腔内微小细节的口腔微腔成像系统，进行口腔内窥镜仪器的研制，主要包括口腔内窥镜仪器的总体设计方案的制定、口腔微腔成像光学系统设计、仪器照明系统设计、产品的机械设计以及样机产品的实验测试等部分，并验证口腔内窥镜样机产品能否满足口腔诊断中观察微小细节的实际需要。本文要进行的主要工作：，1．介绍医疗设备的概念及其发展，阐述口腔医疗设备特别是口腔内窥镜的发展及作用，对常见口腔内窥镜产品的性能和特点进行比较，分析口腔微腔成像系统的研究目的和意义。2．根据口腔内窥镜的实际使用要求进行口腔内窥镜仪器

2、的整体方案设计。3．选择系统使用的图像传感器，根据图像传感器的性能参数及口腔内窥镜的具体使用环境，完成光学系统的初始外部结构参数设计，确定镜头类型，选择初始结构，并利用Zemax软件进行光学系统优化设计，进行像质评价，完成口腔内窥镜成像系统设计。4．分析照明系统的分类及特点，提出口腔内窥镜系统的照明要求，分析LED及光纤照明系统的特点，完成光纤照明系统中光源和光纤的选择设计，设计照明光纤排布型式，计算成像光学系统光能损失并提出口腔内窥镜照明系统的照度要求，通过照度实验测试系统的光照强度，完成照明系统设计。5．根据口腔内窥镜仪器化要求进行样机产品的机械结构设计，包括整体外形的设计和

3、系统各零部件的装配设计。分析口腔内窥镜机械设计要求，基于solidworks2006进行结构和外形设计，实现光学系统、照明系统及CMOS摄像系统的匹配，并利用solidworks2006转换为工程图格式，作为机械加工的依据，实现口腔内窥镜的样机产品制作。6．完成口腔内窥镜样机产品的光学成像部分、照明部分及整个系统的实用性方面的实验测试。验证光学系统的成像视场、分辨率，照明系统的照明视场、光照强度及均匀性，整个系统的实用性、可操作性能否达到设计要求，同时发现系统存在的缺点，在以后的工作中进行改进。关键词：口腔内窥镜光学系统光纤照明系统机械设计ABSTRACTOralcavityen

4、doscopeisamescalinstrumentwidelyusedinmodernoralcavitydiagnosis．Aimingatmeetingthedentists’practicalneedsforclinicdiagnosis，thisdissertationdesignsanoralcavitymicro—cavityimagingsystemtoobsen，ethetinydetailsinoralcavity．Italsodevelopsanoralcavityendoscope，includingalloveralldesignschemeofthee

5、ndoscope，adesignoforalcavitymicro—cavityimagingopticalsystemandilluminationsystem,amechanicaldesignoftheproductaswellasexperimentaltestsofsampleproducts．Italsovalidateswhetherornotasampleoralcavityendoscopecanmeettheactualneedstoobservetinydetailsinoralcavitydiagnosis．Themaincontentsofthisdis

6、sertationareasfollows：1．Itintroducesthedef'mitionanddevelopmentofmedicalinstruments；illuminatesthedevelopmentandfunctionoforalcavitymedicalinstrumems，oralcavityendoscopeinparticular；explainstheperformanceandcharacteristicsofsomefamiliartypesoforalcavityendoscopeproducts；andanalyzesthepurposea

7、ndsignificanceoftheresearchoforalcavitymicro—cavityimagingsystem．2。Itprovidesanoveralldesignschemeoforalcavityendoscopebasedonmedicalinstrumentdesigncodeandtheneedsinpracticalapplication．3．Itselectsandconftrmstheimagesensorusedinthesystem；com