膠囊內(nèi)窺鏡接收系統(tǒng)及基于ZEMAX的鏡頭優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、目前，因食品安全等問(wèn)題出現(xiàn)了越來(lái)越多的消化道疾病，使人們更加重視身體健康狀況。無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡（WCE）的出現(xiàn)，解決了醫(yī)生檢測(cè)病人胃腸道疾病時(shí)的不便；WCE作為一個(gè)微型化的醫(yī)療器械，可以使病人無(wú)痛苦、無(wú)創(chuàng)傷地完成消化道疾病的檢測(cè)，具有重要的研究意義。
　　本文以廣東省中國(guó)科學(xué)院全面戰(zhàn)略合作項(xiàng)目：具有精確定位和主動(dòng)控制的新型膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)（2009B091300160）為平臺(tái)，致力于研究膠囊內(nèi)窺鏡的接收系統(tǒng)以及基于ZEMAX的鏡頭優(yōu)化

2、設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)的完成需要運(yùn)用嵌入式電路、無(wú)線通信、光學(xué)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)等多方面的知識(shí)，其各部分功能由小團(tuán)隊(duì)分工合作來(lái)實(shí)現(xiàn)。作者的工作是設(shè)計(jì)膠囊體外接收板的硬件與固件程序，并優(yōu)化設(shè)計(jì)在該膠囊上適用的光學(xué)鏡頭，以提高WCE采集圖像的質(zhì)量，增加醫(yī)生對(duì)病人的診斷準(zhǔn)確性。本文的主要研究工作包括一下幾個(gè)方面：
　　1）總結(jié)分析了目前WCE的發(fā)展現(xiàn)狀和研究方向，明確了其研究意義，以已有膠囊內(nèi)窺鏡為參照，制定具有自身特點(diǎn)的膠囊內(nèi)窺鏡總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

3、，并確定了相應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)方案。
　　2）提出了基于STM32和nRF24L01的便攜式體外接收模塊的設(shè)計(jì)方案，完成了相應(yīng)的硬件和固件程序設(shè)計(jì)，并在已初步完成的系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了既定的功能，并測(cè)試分析了整個(gè)系統(tǒng)的功耗等問(wèn)題。
　　3）分析了光學(xué)成像以及像差的基本理論，以選定的OV2640圖像傳感器芯片為目標(biāo)，利用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件ZEMAX，采用常規(guī)的鏡頭優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，完成了WCE光學(xué)鏡頭的優(yōu)化設(shè)計(jì)與仿真，仿真結(jié)果表明，該鏡