專(zhuān)利名稱(chēng)：引線(xiàn)內(nèi)置的內(nèi)窺鏡微型光學(xué)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)學(xué)用的檢測(cè)器械，尤其是微型光學(xué)探頭。
背景技術(shù)：
與本實(shí)用新型相近似的現(xiàn)有技術(shù)是將微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù) (microelectromechanical systems, 簡(jiǎn)稱(chēng)MEMS)的掃描微鏡與光學(xué)相干層析成像 (Optical Coherence Tomography, OCT)技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng)開(kāi)發(fā)是專(zhuān)利申請(qǐng)單位主要開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。國(guó)際上第一個(gè)MEMS — OCT內(nèi)窺鏡探頭正是由申請(qǐng)單位研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員之一在2001年研發(fā)的，該內(nèi)窺鏡采用電熱驅(qū)動(dòng)的一維MEMS掃描微鏡，成功展示了活體豬膀胱的二維截面OCT圖像。該探頭已經(jīng)取得美國(guó)專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào)US7，450M4 Full circumferential scanning OCT intravascular imaging probe based on scanning MEMS mirror)，圖1是探頭三維設(shè)計(jì)圖，它包括探頭基座、格林透鏡、傳輸光纖、進(jìn)行MEMS微鏡電連接的柔性電路板和MEMS微鏡。探頭基座根據(jù)各零部件尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用電火花切割加工；傳輸光纖前端部分去掉外皮后與格林透鏡采用無(wú)間隙組裝在探頭對(duì)應(yīng)孔槽內(nèi)；MEMS 微鏡與柔性電路板分別粘接在探頭一端帶45°斜坡槽內(nèi)；最后完成塑料套管的組裝。其中的電引線(xiàn)給封裝工藝帶來(lái)極大的不便，并妨礙了探頭尺寸的縮小。另外，為實(shí)現(xiàn)一次性 MEMS - OCT探頭的推廣，采用圖1所示設(shè)計(jì)方案將不能滿(mǎn)足探頭的發(fā)展需要，因采用電火花線(xiàn)切割加工使得加工周期變長(zhǎng)，且成本高昂，影響了一次性探頭的市場(chǎng)開(kāi)拓。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的為提供一種可用組件組裝，提高裝配精度，簡(jiǎn)化組裝工藝的引線(xiàn)內(nèi)置的內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下引線(xiàn)內(nèi)置的內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，具有在探頭基座內(nèi)的端部裝有MEMS微鏡組件。 在基座后部裝有帶傳輸光纖的格林透鏡光學(xué)組件，MEMS微鏡組件是插拔式電連接的，在緊靠基座內(nèi)壁裝有玻璃埋絲外管，所埋導(dǎo)線(xiàn)與MEMS微鏡組件驅(qū)動(dòng)電路連線(xiàn)電連接。插拔式電連接的MEMS微鏡組件具有電連接端蓋，端蓋地面的導(dǎo)電塊分別與各對(duì)應(yīng)的埋絲導(dǎo)線(xiàn)連接，在端蓋的另一面具有多個(gè)連接孔，每個(gè)連接孔分別對(duì)應(yīng)插頭，裝載塊通過(guò)插頭與端蓋插接，裝載塊的另一方向具有45°斜坡焊盤(pán)，MEMS微鏡通過(guò)導(dǎo)電膠與裝載塊的焊盤(pán)倒裝焊接。玻璃埋絲外管的內(nèi)徑與MEMS微鏡的外徑和光學(xué)組件的外徑匹配，在管壁內(nèi)開(kāi)有多條互相平行的軸向通孔，在每條通孔中分別裝有連接MEMS微鏡電驅(qū)動(dòng)的導(dǎo)線(xiàn)，即所埋引線(xiàn)。在玻璃埋線(xiàn)外管中所埋的引線(xiàn)的銅線(xiàn)或金線(xiàn)或銀線(xiàn)。本實(shí)用新型的有益效果在于將MEMS微鏡的電連接線(xiàn)與玻璃管做成一體，節(jié)省 MEMS微鏡驅(qū)動(dòng)電路板的放置空間，極大減小探頭的外形尺寸，減少裝配工藝；采用模塊組件方式進(jìn)行探頭組裝，簡(jiǎn)化OCT探頭的組裝工藝過(guò)程，省去光學(xué)校準(zhǔn)工藝過(guò)程，且極大提高控制模塊組件的裝配精度，從而可實(shí)現(xiàn)探頭組裝的流水化生產(chǎn)作業(yè)；采用MEMS微鏡模塊組件能降低MEMS微鏡在組裝過(guò)程中破損率；采用玻璃塑料作為探頭主要材料，節(jié)省成本。

[0010]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的微型光學(xué)探頭結(jié)構(gòu)示意圖；[0011]圖2為本實(shí)用新型的玻璃埋絲外觀結(jié)構(gòu)示意圖[0012]圖3為MEMS微鏡模塊組件外觀圖；[0013]圖4為MEMS微鏡模塊組件電連接示意圖；[0014]圖5為光學(xué)模塊組件外觀圖；[0015]圖6為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖(鏡面偏下)；[0016]圖7為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖(鏡面偏上)；[0017]圖8為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)件爆炸圖；[0018]圖9為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)件剖視示意圖；[0019]圖中各標(biāo)號(hào)的名稱(chēng)為[0020](1)玻璃埋絲外管、[0021](2)毛細(xì)玻璃管(光學(xué)模塊組件)、[0022](3)帶玻璃尾纖的傳輸光纖(光學(xué)模塊組件)、[0023](4)格林透鏡(光學(xué)模塊組件)、[0024](5) MEMS微鏡(MEMS微鏡模塊組件)、[0025](6) MEMS微鏡裝載塊(MEMS微鏡模塊組件)、[0026](7)端蓋(MEMS微鏡模塊組件)、[0027](8)帶電連接端蓋與裝載塊連接孔、[0028](9)裝載塊插頭、[0029](10)裝載塊焊盤(pán)、[0030](11) MEMS微鏡底面焊盤(pán)、[0031](12)端蓋與玻璃管埋絲連接孔、[0032](13)鏡面偏下的MEMS微鏡、[0033](14)鏡面偏上的MEMS微鏡、[0034](21) MEMS 微鏡、[0035](22)格林透鏡、[0036](23)剝皮光纖、[0037](24)探頭基座、[0038](25)柔性電路板、[0039](26)塑料套管。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)以下實(shí)施例子結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。MEMS-OCT內(nèi)窺鏡微型探頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有側(cè)向掃描和前向掃描兩種模式，本實(shí)用新型主要用于側(cè)向掃描，探頭主要由玻璃埋絲外管、光學(xué)組件模塊和MEMS微鏡組件模塊三部分組成。玻璃埋絲外管結(jié)構(gòu)如圖2所示，將MEMS微鏡驅(qū)動(dòng)電路連線(xiàn)埋入細(xì)玻璃管中制作而成。 所埋引線(xiàn)可以是銅線(xiàn)、金線(xiàn)或其它金屬線(xiàn)。MEMS微鏡模塊組件結(jié)構(gòu)如圖3所示，它是將MEMS微鏡器件倒裝焊接在帶45°斜坡的一個(gè)裝載塊基準(zhǔn)位置上，然后將此組件和帶電連接的端蓋采用電連接裝配成模塊組件。根據(jù)組裝要求，可采用方形或圓形MEMS微鏡和微鏡壁。圓形MEMS的面積利用率更高。 MEMS微鏡模塊組件之間的電連接實(shí)現(xiàn)如圖4所示，MEMS微鏡與裝載之間采用導(dǎo)電膠倒裝焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)電連接，MEMS微鏡裝載塊與端蓋之間通過(guò)插撥式插座方式實(shí)現(xiàn)電連接，最后將端蓋電連接孔與玻璃埋絲通過(guò)對(duì)聯(lián)實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)通。采用此種模塊組件的方式進(jìn)行MEMS微鏡的組裝，玻璃埋絲外管內(nèi)可節(jié)省較大空間，因此不僅可以使用鏡面相對(duì)微鏡壁偏下的MEMS微鏡進(jìn)行裝配，而且還可以使用鏡面相對(duì)微鏡壁偏上的MEMS微鏡進(jìn)行裝配，能夠滿(mǎn)足多種不同MEMS微鏡的組裝。如圖6、圖7、圖 8和圖9所示。光學(xué)組件模塊結(jié)構(gòu)如圖5所示，它是由帶玻璃尾纖的傳輸光纖和格林透鏡按光學(xué)設(shè)計(jì)要求組裝在毛細(xì)玻璃管中組裝而成的模塊組件。探頭組裝其組裝結(jié)構(gòu)如圖6所示，將MEMS微鏡模塊組件插入玻璃埋絲外管中，實(shí)現(xiàn)電連接后進(jìn)行端蓋與玻璃外管的粘接，完成MEMS微鏡模塊組件的裝配。再將光學(xué)組件從另一端插入玻璃埋絲外管中，調(diào)整距離并進(jìn)行光學(xué)校正后粘結(jié)固定，完成光學(xué)模塊組件組裝。從鏡面反射的光束垂直于探頭軸向直接透過(guò)玻璃外管并由MEMS微鏡進(jìn)行橫向掃描。由于進(jìn)一步微型化的MEMS微鏡尺寸和MEMS微鏡結(jié)構(gòu)優(yōu)化，圓柱形內(nèi)窺鏡探頭的外徑將縮小到2. 5毫米一下，以便能夠插入大多數(shù)醫(yī)用內(nèi)窺鏡的切片檢查通道來(lái)直接使用，從而縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期并降低產(chǎn)品成本。通過(guò)以上實(shí)施例說(shuō)明了，采用基于MEMS技術(shù)的一種新型光學(xué)掃描微鏡作為核心部件，制作快速、大范圍、低電壓驅(qū)動(dòng)的微型化OCT內(nèi)窺鏡探頭，以實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)、高分辨率三維成像。將MEMS微鏡驅(qū)動(dòng)電路電連接連線(xiàn)埋入細(xì)玻璃外管做成玻璃埋絲外管，減小探頭外形尺寸；將光學(xué)部分和MEMS微鏡分別做成模塊組件，簡(jiǎn)化裝配工藝。
權(quán)利要求1.引線(xiàn)內(nèi)置的內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，具有在探頭基座內(nèi)的端部裝有MEMS微鏡組件，在基座后部裝有帶傳輸光纖的格林透鏡光學(xué)組件，其特征為MEMS微鏡組件是插播式電連接的，在緊靠基座內(nèi)壁裝有玻璃埋絲外管，所埋導(dǎo)線(xiàn)與MEMS微鏡組件驅(qū)動(dòng)電路連線(xiàn)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線(xiàn)內(nèi)置的內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，其特征為插播式電連接的 MEMS微鏡組件具有電連接斷蓋，端蓋底面的導(dǎo)電塊分別與各對(duì)應(yīng)的埋絲導(dǎo)線(xiàn)連接，在端蓋的另一面具有多個(gè)連接孔，每個(gè)連接孔分別對(duì)應(yīng)裝載塊的相應(yīng)插頭，裝載塊通過(guò)插頭與端蓋插接，裝載塊的另一方向具有45°斜坡焊盤(pán)，MEMS微鏡通過(guò)導(dǎo)電膠與裝載塊的焊盤(pán)倒裝焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的引線(xiàn)內(nèi)置的內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，其特征為玻璃埋絲外管的內(nèi)徑與MEMS微鏡的外徑和光學(xué)組件的外徑匹配，在管壁內(nèi)開(kāi)有多條互相平行的軸向通孔，在每條通孔中分別裝有連接MEMS微鏡電驅(qū)動(dòng)的導(dǎo)線(xiàn)，即所埋引線(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的引線(xiàn)內(nèi)置的內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，其特征為在玻璃埋絲外管中所埋引線(xiàn)為銅線(xiàn)或金線(xiàn)或銀線(xiàn)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型為引線(xiàn)內(nèi)置的內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，涉及工業(yè)、醫(yī)學(xué)用的檢測(cè)器械，該產(chǎn)品的現(xiàn)有技術(shù)的電引線(xiàn)采用柔性電路板，給封裝工藝帶來(lái)極大的不便，并妨礙了探頭尺寸的縮小，加工周期較長(zhǎng)，成本高，為克服這些問(wèn)題而創(chuàng)新的本實(shí)用新型采用插播式電連接的MEMS微鏡，在緊靠基座內(nèi)壁裝有玻璃埋絲外管，所埋導(dǎo)線(xiàn)與MEMS微鏡組件電連接，組裝時(shí)以MEMS微鏡組件、光學(xué)組件和玻璃埋絲外管三個(gè)組件進(jìn)行組裝。本實(shí)用新型具有外形尺寸小，裝配工藝簡(jiǎn)單，裝配精度高和成本低的有益效果。
文檔編號(hào)G02B23/24GK201965307SQ201120078959
公開(kāi)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)明者傅霖來(lái), 謝會(huì)開(kāi) 申請(qǐng)人:無(wú)錫微奧科技有限公司