共聚焦激光扫描检眼镜电路系统设计

摘要

激光共聚焦扫描检眼镜（confocal scanning laser ophthalmoscopy,CSLO）是一种新型眼底检查仪器，目前已成为眼科检查的重要设备。它可以对视盘及其周围结构的形态进行客观、三维地测量，对眼底血管及血流进行检查和测定。而国内对该课题还处于研究阶段。
　　本文根据激光共聚焦扫描检眼镜的工作原理和其光学元件的特性，设计其采集电路系统。主要包括FPGA主控制模块、ADC采样模块、DAC驱动模块、VGA实时显示模块、USB传输模块等。其中因为前端设备中的机械光学元件——扫描振镜，它的运动速度是正弦变化的，考虑到这个特性，结合扫描振镜的运动轨迹，提出了变周期采样的方法，解决了普通等周期采样带来的图形畸变问题。因为系统的最高工作频率达到250MHz，且由于变周期采样的设计，考虑到FPGA的高速和灵活性，采用FPGA作为整个系统的控制芯片。在基于以上的硬件平台，结合课题需求进行Verilog编程，实现整个电路系统的功能。最后，在和设备的前端机械光学部分进行联合调试下，实现了在3mm*3mm的范围内，分辨率为512*512，帧率为每秒15帧的图像采集系统。
　　本系统基本实现了激光共聚焦扫描检眼镜的采集电路系统，但是在图像质量和设备的灵活性方面还可以再改进。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 共聚焦显微技术的发展

1.3 本课题研究背景及意义

1.4 论文研究的主要内容

2 共聚焦激光扫描眼底成像系统原理

2.1 前言

2.2 共聚焦扫描眼底成像原理分析

3 扫描采集电路系统设计

3.1 整体系统结构设计

3.2 等位移变周期采样设计

3.2.1 ADC采样分析

3.2.2 变周期采样设计

3.3 快轴慢轴振镜协同工作

3.4 VGA实时显示设计

4 硬件电路系统设计

4.1 硬件系统设计方案

4.1.1 Altera Cyclone III系列 FPGA介绍

4.2 硬件电路组成

4.2.1 FPGA模块电路

4.2.2 电源模块

4.2.3 ADC采样电路

4.2.4 DAC振镜控制电路

4.2.5 SRAM缓存及VGA实时显示模块

4.2.6通信电路模块

4.6 PCB绘制

5 实验结果分析

5.1 实验结果

5.1.1 变周期ADC采样时钟的测试

5.1.2 采集眼底图像实验

6 总结

致谢

参考文献