專利名稱：內(nèi)窺成像探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工業(yè)、醫(yī)療、檢測、機(jī)械領(lǐng)域，尤其是內(nèi)窺成像用器件。
背景技術(shù)：
在工業(yè)，醫(yī)療等領(lǐng)域經(jīng)常需要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測以得到表面形狀，內(nèi)部分布等參數(shù)。通常做法是通過對(duì)目標(biāo)進(jìn)行成像從而來便于人工觀察及做出判定。而隨著待測目標(biāo)的縮小以及檢測環(huán)境尺寸的限制，對(duì)成像器件外形及能力提出苛刻要求，滿足這類需求的成像系統(tǒng)稱為內(nèi)窺鏡。以往傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡頭多尺寸較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不輕便。雖然專利 CN1593351A和CN9823^72等內(nèi)窺鏡中有提及采用自聚焦透鏡，但不涉及自聚焦透鏡，但都是用于光通訊，不具備高分辨成像用途，且封裝辦法不適用成像器件。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的為提供一種能滿足多種場合應(yīng)用的，高效的內(nèi)窺成像探頭。實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下內(nèi)窺成像探頭為在探頭中開有一個(gè)同軸槽，槽中裝有長度為L的自聚焦透鏡。在自聚焦透鏡一側(cè)槽中裝有毛細(xì)管，毛細(xì)管的外徑與自聚焦透鏡的外徑匹配，在毛細(xì)管中裝有光纖形成組件，光纖毛細(xì)管組件的端面與相鄰的自聚焦透鏡端面相互接觸，在自聚焦透鏡的另一側(cè)槽中裝有MEMS微鏡，MEMS微鏡背面與具有斜坡的載面接觸，MEMS透鏡的正面與自聚焦透鏡的距離為L2，在光纖與自聚焦透鏡連接處的探頭上開有小孔，在孔內(nèi)注有UV膠。另一種結(jié)構(gòu)為在光纖毛細(xì)管組件與自聚焦透鏡之間裝有玻璃柱，長度為Li， 在玻璃柱與光纖毛細(xì)管組件連接處的探頭上開有小孔，在孔內(nèi)注有UV膠，在玻璃柱與自聚焦透鏡連接處的探頭上開有小孔，在小孔內(nèi)注有UV膠。自聚焦透鏡直徑< 1.0mm，表面多平面或球面或非球面。光釬和自聚焦透鏡相接面為平面或帶側(cè)角平面并非球面。以上技術(shù)方案，通過設(shè)計(jì)光纖和透鏡間的距離來滿足不同工作距離及對(duì)成像分辨率的要求，同時(shí)該間距設(shè)計(jì)為公差補(bǔ)償器便于實(shí)際裝調(diào)中誤差補(bǔ)償。組裝方法中，通過直接和應(yīng)用成品探頭封裝，固定，減少中間固定同軸套筒等部件，降低裝配工序，提高效率。檢測方面，通過測量反射光強(qiáng)及測量光斑大小方式來檢驗(yàn)所裝配透鏡質(zhì)量，并可在線裝調(diào)。技術(shù)效果及優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的內(nèi)窺成像透鏡結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)參數(shù)靈活，可滿足不同工作距離，不同光斑大小要求。組裝方式簡單，易行，公差大便于裝調(diào)。檢測方法實(shí)用可靠，方便在線裝調(diào)光學(xué)元件及檢測調(diào)整。
圖1為本實(shí)用新型內(nèi)窺成像探頭的工作原理圖圖2為光學(xué)組件連接關(guān)系示意圖圖3為Ll=O時(shí)的內(nèi)窺成像探頭結(jié)構(gòu)示意圖圖4為Ll=O時(shí)的內(nèi)窺成像探頭外觀俯視圖圖5為Ll興0時(shí)的內(nèi)窺成像探頭結(jié)構(gòu)示意圖圖6為Ll興0時(shí)的內(nèi)窺成像探頭外觀俯視圖圖7為光學(xué)原理檢測系統(tǒng)示意圖圖8為具有接受屏的光學(xué)原理檢測系統(tǒng)示意圖圖中各標(biāo)號(hào)的名稱如下1-光纖；2-自聚焦成像透鏡；3-光斑；4-毛細(xì)管；5-探頭外殼；6-MEMS微鏡；7-UV膠；8-探頭外殼；9-玻璃柱；10-反射物；11-接受屏。
具體實(shí)施方式
內(nèi)窺成像用鏡頭包括光纖1及一個(gè)自聚焦成像透鏡2。光纖1用于傳輸光束，自聚焦透鏡2 (以下簡稱Glens)將光纖1傳輸來的光進(jìn)行匯聚，在距離L2處形成一個(gè)直徑小于20微米的光斑3，從而具有高分辨率的光學(xué)成像。GlenS2設(shè)計(jì)過程為軸上折射率n0，折射率分布常數(shù)Α.光纖和Glens間距為Li，工作距離為L2，根據(jù)設(shè)計(jì)需求的工作距離L2，通過設(shè)計(jì)公式來確定透鏡長度L，及光纖和透鏡的間距Li。同時(shí)間距Ll還用來作為公差補(bǔ)償器來補(bǔ)償由于Glens制造誤差帶來的對(duì)光學(xué)成像質(zhì)量的影響，使得裝配公差限制很小。Glens可為圓柱，也可為其他形狀，表面為平面，球面或非球面。Glens直徑尺寸小于 1.0mm。光纖和Glens相接面可按要求設(shè)計(jì)任意形狀，包括平面、倒角、非球面等以改善透鏡成像光學(xué)特性。封裝的目的是將光纖1和GlenS2保持光軸同心而采用的組裝方式及過程，不同設(shè)計(jì)參數(shù)，會(huì)導(dǎo)致不同的組裝方法。實(shí)施例一當(dāng)設(shè)計(jì)Ll為O時(shí)，即光纖和Glens接觸。首先將光纖通過毛細(xì)血管4擴(kuò)充直徑以和使用的GlenS2外徑匹配，然后，在一個(gè)開有同軸槽的內(nèi)窺鏡探頭5在光纖1和GlenS2連接處開有小孔，透鏡放到位置后向孔內(nèi)注入U(xiǎn)V膠7，最后在紫外燈下固化。實(shí)施例二 當(dāng)設(shè)計(jì)Ll不等于O時(shí)，通過使用Ll長度玻璃柱9來控制與保證設(shè)計(jì)要求。該探頭8在光纖3和玻璃柱9，及玻璃柱9和GlenS2連接處都開有小孔，透鏡放到位置后向孔內(nèi)注入U(xiǎn)V膠7，最后在紫外燈下固化。光學(xué)屬性檢測對(duì)于內(nèi)窺成像而言，工作距離L2和聚焦光斑大小3為成像透鏡的兩個(gè)主要參數(shù)指標(biāo)，這會(huì)影響到成像的質(zhì)量以及圖像分辨率，故需對(duì)透鏡這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢測。檢測原理為光源通過光纖后經(jīng)Glens匯聚為一光斑，在光斑附近放置一反射物10(通?？捎梅瓷溏R，棱鏡等)，使光沿著光路返回，同時(shí)測量返回光能量，當(dāng)返回能量最大時(shí)，反射物10所在位置即為光斑位置，再測量反射物體10和Glens前端的距離，即可測定Glens成像透鏡的工作距
1 O[0032]光斑大小的檢測方法方法通過直接或間接測量出聚焦光斑大小。對(duì)可見光波段光源，采用直接測量方法完成工作距離測定后，標(biāo)定工作距離，并在距離L3處放置一接受屏，使光斑呈現(xiàn)在接受屁11上，用測量尺(或用其他測量工具)測量光斑直徑大小Dl.根據(jù)高斯傳播公式可計(jì)算出在實(shí)際工作距離出的光斑直徑大小D。對(duì)于非可見波長使用OCT等其他系統(tǒng)進(jìn)行成像檢測判定光斑質(zhì)量。
權(quán)利要求1.內(nèi)窺成像探頭，其特征為在探頭中開有一個(gè)同軸槽，槽中裝有L的自聚焦透鏡，在自聚焦透鏡一側(cè)槽中裝有毛細(xì)管，毛細(xì)管的外徑與自聚焦透鏡的外徑匹配，在毛細(xì)管中裝有光纖形成組件，光纖和毛細(xì)管的端面與相鄰的自聚焦透鏡端面相互接觸，在自聚焦透鏡的另一側(cè)的槽中裝有MEMS微鏡，MEMS微鏡背面與具有斜坡的載面接觸，MEMS微鏡的正面與自聚焦透鏡的距離為LZ，在光纖與自聚焦透鏡連接處的探頭上開有小孔，在孔內(nèi)注有UV膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺成像探頭，其特征為在光纖毛細(xì)管組件與自聚焦透鏡之間裝有玻璃柱，長度為LI，在玻璃柱與光纖毛細(xì)血管組件連接處的探頭上開有小孔，在小孔內(nèi)注有UV膠，在玻璃柱與自聚焦透鏡連接處的探頭上開有小孔，在小孔內(nèi)注有UV膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)窺成像探頭，其特征為自聚焦透鏡直徑<1.0mm，表面為平面或球面或非球面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)窺成像探頭，其特征為光纖和自聚焦透鏡相接面為平面，常倒角平面或非球面。
專利摘要本實(shí)用新型為內(nèi)窺成像探頭，涉及工業(yè)，醫(yī)療檢測器械領(lǐng)域，現(xiàn)有的技術(shù)尺寸較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不輕便，隨著待測目標(biāo)的縮小和測量環(huán)境尺寸的限制，現(xiàn)有技術(shù)已不能滿足實(shí)際的需要，本實(shí)用新型的目的是提供一種能在多種場合應(yīng)用的探頭，技術(shù)方案要點(diǎn)為在探頭中開有一個(gè)同軸槽，槽中裝有自聚焦透鏡，在其一側(cè)裝有毛細(xì)管和光纖的組件，在另一側(cè)裝有MEMS微鏡，在光纖與自聚焦透鏡連接處的探頭上開有小孔，在孔內(nèi)注有UV膠，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，公量大便于調(diào)試，能滿足在不同工作距離和光斑大小要求等有益結(jié)果。
文檔編號(hào)A61B1/00GK201965086SQ20112007946
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者王東琳, 謝會(huì)開 申請(qǐng)人:無錫微奧科技有限公司