口腔内窥镜系统的设计与实现

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1、第36卷第11期光电工程Vol.36,No.112009年11月Opto-ElectronicEngineeringNov,2009文章编号：1003-501X(2009)11-0075-04口腔内窥镜系统的设计与实现吴頔，张红霞，贾大功，井文才，张以谟(天津大学精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室(天津大学)，天津300072)摘要：本文设计一种口腔内窥镜，以满足牙科医学应用。整个系统主要由成像系统、照明系统、图像显示及处理系统三个部分组成。系统具有显微放大的功能，并且亮度及色温可调。文中利用光学软

2、件设计、优化了光学成像系统，给出了系统像差曲线，并构造了光学照明系统。论文结尾使用口腔内窥镜对两种牙齿模型进行了测试实验，系统成像分辨力高于100lp/mm，图像清晰，可以观察到牙齿表面的细节。实验结果表明，系统能够满足牙科医学使用要求。关键词：口腔内窥镜；光学系统；照明系统；牙齿模型中图分类号：TH74；R781文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1003-501X.2009.11.016DesignandRealizationofOralCavityEndoscopeSystemWUDi，ZHANGHo

3、ng-xia，JIADa-gong，JINGWen-cai，ZHANGYi-mo(CollegeofPrecisionInstrumentandOpto-ElectronicsEngineering,KeyLaboratoryofOpto-ElectronicScienceandTechnology,MinistryofEducation(TianjinUniversity),Tianjin300072,China)Abstract:Anoralcavityendoscopewasdesignedtomeettheprac

4、ticalneedsofdentistry.Thewholesystemwascomposedofimagingsystem,illuminatingsystem,imagedisplayandprocessingsystem.Thesystemhasthefunctionofmicro-amplification,andthebrightnessandcolortemperatureisadjustable.Inthispaper,opticssoftwarewasusedtodesignandoptimizetheop

5、ticsimagingsystem,andgaveouttheaberrationcurve.Theilluminationsystemwasconstructed.Intheendingofthepapers,theoralcavityendoscopewasusedtotesttwoteethmodel.Thesystemresolutionishigherthan100lp/mmandtheimageisclear.Thedetailsoftoothsurfacecanbeobserved.Theexperiment

6、resultsshowthatthesystemcouldmeettherequirementsofdentalmedicalapplication.Keywords:oralcavityendoscope;opticalsystem;illuminationsystem;teethmodel0引言[1-3]近年来，口腔内窥镜在口腔临床医学中得到迅速普及与广泛应用。它通过将观测探头伸入口腔，在自备光源的照明下，由成像镜头摄取牙齿的细节，成像在COMS或CCD图像传感器上，经过光电转换和图像信号处理后送到显示器上，显示清晰放

7、大的图像供医生观察。目前国内口腔内窥镜多为代理国外公司[4]的产品，自行设计研发的口腔内窥镜产品很少。市场上常见的口腔内窥镜，其成像系统一般是投影成像系统或望远成像系统。相应的照明系统使用贴片封装式的LED，其优点是成本低，结构简单。但是这种口腔内窥镜无法观察牙齿细节，并且不易在色温，亮度，发热等方面进行调节，同时需要复杂时序电路控制。本文利用显微成像系统原理设计一种口腔内窥镜，目的在于观察人眼不易直接看到的牙齿细节，及时发现病变。文中采用图像传感器配合显微成像镜头和光纤照明系统实现清晰的成像效果，并在牙齿模型上收稿日期：

8、2009-03-03；收到修改稿日期：2009-06-11基金项目：国家自然科学基金项目(60577013)；教育部新教师博士点基金项目(200800561022)；天津市自然科学基金项目(2009F2-0019)作者简介：吴頔(1985-)，男(汉族)，辽宁盘锦人。硕士研究生，主要从事口腔观测方面研究