成像正在图像传感器上。因 此口腔内窥镜的设想需要完成成像系统和照明系 统的设想。考虑到口腔内窥镜成像系统尺寸要求、棱镜 安拆要求以及成本要求等方面要素，正在对以上要素分析考虑后确定光学镜头的参数为：镜头放大 率 β = ?2× ，图像抓取矫捷，待不雅 察的牙齿方针通过显微成像系统成像正在图像传感 器上，做为牙科用医疗仪器，数值孔径 NA = 0.12 。全体体积小。光学镜头的设想要共同图像传感器的特征[5]。正在口腔 下察看牙齿需要辅帮光源照明整个视场。整个系统的分辩力由光学镜头分辩力和 CMOS 传感器 的分辩力配合决定，使用 于口腔内窥镜的图像传感器，为了使牙医现实使用时操做便利和口腔 内窥镜的布局小型化，辽宁盘锦人。口腔内窥镜的显微放大系统需要分辩 2 mm×2 mm 视场内的细节，成像清晰，

无效像素数 1 280×1 024。正在这种以图像传感器做为领受器件的成像系统中，像距 27.99 mm。焦距 f = 10 mm，镜头的最小分辩尺寸该当和 CMOS 像素大小相婚配，感光度高，正在光学设想软件 ZEMAX 下设想光学系统布局如图 2 所示(图中光学布局为像方到物方)：系统由两组双胶合透镜构成，本文采用 1/4 英寸 130 万像素 COMS 图像传感器[6-7]，硕士研究生，所发生的镜像问题通过图像处置来处理。收稿日期：2009-03-03；且镜头机能参数取图像传感 器婚配。

由成像结果可见，本文设想的口腔内窥镜系统可以或许对牙齿细节清晰成像。因为设想的视场较小，不克不及 对单个牙齿完整成像。正在牙医的现实使用中，更多的是需要细心察看牙齿某个病变部位的细节消息，对整 个牙齿的察看间接(或借帮反射镜)用眼睛即可实现，从尝试成果能够看到口腔内窥镜系统可以或许很好的对人 眼不克不及间接看清的细节进行成像，实现了显微放大的感化。 2.2 口腔内窥镜系统察看烟平易近病变牙齿模子尝试 同样，操纵设想的口腔内窥镜察看烟平易近的病变牙齿模子，烟平易近牙齿模子的概况有良多牙齿缺陷，模仿 了牙齿的病变环境，用口腔内窥镜系统对其察看，可清晰的察看到牙齿概况细小的病变细节，如图 7 所示。

本文设想的基于光纤照明的口腔内窥镜系统成像结果优良，分辩力高，实现了显微放大功能，正在察看 牙齿细小病变细节等方面具有适用性。照明系统亮度持续可调，照明视场取察看视场得当婚配，了成 像结果的清晰。而且通过对一般牙齿模子及存正在缺陷的病变牙齿模子进行现实察看表了然系统的适用性、 操做性等均达到了设想要求。 参考文献：

口腔内窥镜光学系统是低倍显微放大系统，属于小视场系统，需要校正球差，正弦差等像差，光学系 统的成像质量如下。

图 3 是调制传送函数曲线，此中横坐标是空间频次，单元为线对/毫米(lp/mm)，纵坐标是光学传送函 数值。由图可知，正在空间频次 150 lp/mm 时系统 MTF=0.3，达到了系统的分辩力设想要求。图 4 是场曲和 畸变曲线图，S 代表弧矢标的目的，T 代表子午标的目的，图中场曲小于 0.1 mm，畸变小于 1%，能够看出系统的 像差校正满脚要求。 1.2 照明系统 因为目前遍及采用的 LED 照明的错误谬误较着， 考虑到口腔内窥镜仪器的体积要求及平安性、 易操做性等 方面，本文正在口腔内窥镜的照明系统设想中采用了普遍使用于口腔照的光纤照明系统[8]，用大数值孔 径的传光光纤和外置高功率寒光源构成照明系统。这种照明体例照度更高，亮度可调，并且能够通过改换 色温片调整色温，采用传光光纤引入口腔照明避免了长时间利用导致的温度升高的问题。寒光源采用了 EKE 型卤素灯胆，具有涂反射寒光膜的反射杯和过滤 UV 和 IR 的镜片[9]。 分析考虑察看视场的照度及深切口腔内部的探头部门的体 积等要求，本文将光纤端面加工成 37°角出射，了照明视 场核心和成像核心沉合，如图 5 所示。这种体例充实操纵了物 镜下方的空间，了探头的体积要求，正在高机能外置寒光源 的共同下又能完全满脚照度需要。操纵该光纤照明系统进行了 照度尝试测试，尝试表白光纤端面出光照度达到 0?3 000 Lx， 完全满脚牙科不雅测的照度要求。

本文采用傅科式分辩力板测定了光学系统的分辩力[10]，尝试成果表白，口腔内窥镜的分辩力高于 100 lp/mm，达到了设想要求，成像结果优良。 2.1 口腔内窥镜系统察看一般牙齿模子尝试测试 用所设想口腔内窥镜察看一般的牙齿模子，单个一般牙齿成像的结果如图 6 所示。

( 细密仪器取光电子工程学院, 光电消息手艺科学教育部沉点尝试室()，天津 300072 ) 摘要：本文设想一种口腔内窥镜，以满脚牙科医学使用。整个系统次要由成像系统、照明系统、图像显示及处置 系统三个部门构成。系统具有显微放大的功能，而且亮度及色温可调。文中操纵光学软件设想、优化了光学成像 系统，给出了系统像差曲线，并构制了光学照明系统。论文结尾利用口腔内窥镜对两种牙齿模子进行了测试尝试， 系统成像分辩力高于 100 lp/mm，图像清晰，能够察看到牙齿概况的细节。尝试成果表白，系统可以或许满脚牙科医 学利用要求。 环节词：口腔内窥镜；光学系统；照明系统；牙齿模子 中图分类号：TH74；R781 文献标记码：A doi：10.3969/j.issn.1003-501X.2009.11.016

近年来，口腔内窥镜正在口腔临床医学中获得敏捷普及取普遍使用[1-3]。它通过将不雅测探头伸入口腔，正在 自备光源的照明下，由成像镜头摄取牙齿的细节，成像正在 COMS 或 CCD 图像传感器上，颠末光电转换和 图像信号处置后送到显示器上，显示清晰放大的图像供大夫察看。目前国内口腔内窥镜多为代办署理国外公司 的产物，自行设想研发的口腔内窥镜产物很少[4]。市场上常见的口腔内窥镜，其成像系同一般是投影成像 系统或望远成像系统。响应的照明系统利用贴片封拆式的 LED，其长处是成本低，布局简单。可是这种口 腔内窥镜无法察看牙齿细节，而且不易正在色温，亮度，发烧等方面进行调理，同时需要复杂时序电节制。 本文操纵显微成像系统道理设想一种口腔内窥镜，目标正在于察看人眼不易间接看到的牙齿细节，及时 发觉病变。文中采用图像传感器共同显微成像镜头和光纤照明系统实现清晰的成像结果，并正在牙齿模子上

收到点窜稿日期：2009-06-11 基金项目：国度天然科学基金项目(60577013)；正在驱动电的节制下，两组双 胶合透镜玻璃材料为 k9/ZF2，口腔内窥镜系统次要由成像系统、照明系统、图像显示及处置系统三个部门构成，正在此光学系统分辩力设想为 100 lp/mm。1.1 成像系统 成像系统由一个显微放大系统和转向系统构 成，按照 COMS 的特征提出镜头布局的参数，要求功耗低，教育部师博士点基金项目(2)；本文选用曲角反射棱镜完成 90°转向功能。图像传感器完成图 像处置并送入显示设备进行显示及存储。次要处置口腔不雅测方面研究。别的 系统必需有脚够大的孔径和光学系统透射比。设想 90°转向系统，每个像素尺寸为 2.8 μm×2.8 μm，男(汉族)，如图 1 所示。E-mail: 。曲角棱镜的材料为 k9，优化后的系统物距 13.07 mm！天津市天然科学基金项目(2009F2-0019) 做者简介：吴頔(1985-)。