專利名稱：低成本內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其是內(nèi)窺鏡。
背景技術(shù)：
將微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)(microelectromechanical systems,簡(jiǎn)稱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)開發(fā)是專利申請(qǐng)單位的主要開發(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)專利(專利號(hào)US7，450244 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間隙組裝在探頭對(duì)應(yīng)孔槽內(nèi)； MEMS微鏡與容性電路板分別粘接在探頭帶45°斜坡的槽內(nèi)；最后完成塑料套管的組裝。從圖1可以看出，探頭基座不對(duì)稱結(jié)構(gòu)給加工帶來較大困難，增加探頭的生產(chǎn)成本；另外從圖1中可看出，采用塑料套管進(jìn)行最后密封，將影響經(jīng)MEMS微鏡反射后從塑料套管出射光的光學(xué)質(zhì)量，傳輸光纖和格林透鏡分別單獨(dú)次序安裝于探頭中增加了組裝工藝的困難而且不易進(jìn)行光學(xué)較準(zhǔn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的為改進(jìn)內(nèi)窺鏡探頭的結(jié)構(gòu)，減少組裝工藝，提供一種低成本內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下低成本內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，具有探頭基座，MEMS微鏡、OCT光學(xué)組件、柔性PCB電路板和窗片組成，基座為不銹鋼管材。在基座一端裝有內(nèi)襯芯柱，裝有內(nèi)襯芯柱封死管孔，在管端開有縱向軸對(duì)稱的 MEMS微鏡安裝槽，向上開有槽口，槽口裝有密封的窗片，朝向管孔的安裝操端面為安裝 MEMS微鏡具有斜坡的載面，在基座不銹鋼管中另一端裝有OCT光學(xué)組件，在MEMS微鏡OCT 光學(xué)組件和基座管壁之間裝有PCB電線板，MEMS微鏡的載面為45°斜坡，OCT光學(xué)組件由傳輸光纖、格林透鏡與毛細(xì)玻璃管組成，MEMS微鏡、OCT光學(xué)組件、底面與PCB電路板及其引線電連接。探頭基座的外徑<3mm，聚焦光束聚焦距離為2. 0-3. 0mm，MEMS微鏡載面坡度為 45°。本實(shí)用新型為簡(jiǎn)化的一體化對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其一端開孔，為與MEMS電連接的柔性電路板和光學(xué)組件的安裝孔，另一端帶45°斜坡凹槽用于粘接柔性電路板和MEMS微鏡，槽內(nèi)臺(tái)階作為MEMS安裝基準(zhǔn)，探頭采用了半封閉式窗口，無需塑料套管再次封閉，從而減小探頭尺寸。本結(jié)構(gòu)保證了光束入射在MEMS微鏡中心，有保證了聚焦光束在穿過圓柱探頭窗口后擁有較長(zhǎng)的2. 0-3. Omm.本實(shí)用新型具有以下有益效果1.由于采用了一體化對(duì)稱結(jié)構(gòu)，采用了低成本不銹鋼細(xì)管進(jìn)行探頭基座加工，節(jié)省了生產(chǎn)成本。2.由于內(nèi)窺鏡探頭的外徑縮小到了 3mm以下，能直接用于大多醫(yī)用內(nèi)窺鏡切片通道，進(jìn)一步降低了產(chǎn)品成本。3.采用了將個(gè)零部件組裝到加工好的探頭基座中，再進(jìn)行光路校準(zhǔn)，再用薄玻璃制成的窗片封住窗口，能很好保證水密性，適應(yīng)液體環(huán)境作業(yè)。4.光纖、聚焦透鏡組成組件為再安裝入基座中，降低了光纖和聚焦透鏡在安裝過程中破損過程中破損的概率。5.光路校正容易，提高了光學(xué)對(duì)準(zhǔn)精度。免去了基座外的塑料套管，簡(jiǎn)化了封袋工藝，探頭更加微型化，并提高了出射光的光學(xué)質(zhì)量。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型的基座結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實(shí)用新型整體剖示圖圖中各標(biāo)號(hào)的名稱為 1-探頭基座；2-MEMS微鏡；3_窗片；4-0CT光學(xué)組件；5_柔性PCB電路板；6-MEMS 微鏡和PCB的袋載面；7-MEMS安裝基傳；8-窗口 ；9-0CT光學(xué)組件和柔性PCB電路板的安裝孔；10-MEMS微鏡；11-格林透鏡；12-剝皮裸光纖；13-探頭基座；14-柔性PCB電路板； 15-塑料套管。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。請(qǐng)參見圖2-3，用外徑小于3 mm的不銹鋼加工成探頭基座1，將光纖和聚焦透鏡組成光學(xué)組件4，再在底部裝上柔性PCB電路板5，這一組件通過安裝孔9裝入探頭基座 1中，MEMS微鏡2和預(yù)期由連接的柔性PCB 5安裝在裝載面6上，并與安裝基準(zhǔn)7對(duì)齊，從鏡面反射的光束垂直于探頭軸向，從探頭窗片射擊，并由MEMS微鏡進(jìn)入橫向掃描，然后進(jìn)入光路校準(zhǔn)，對(duì)吼用薄片玻璃制成的窗片3封住窗口 8。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.低成本內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，具有探頭基準(zhǔn)，MEMS微鏡、OCT光學(xué)組件，柔性PCB電路板和窗片組成，其特征為基座用不銹鋼管制成，在基座一端裝有封死管孔的內(nèi)襯芯柱，并開有縱向軸對(duì)稱MEMS微鏡安裝槽，向上開有槽口，槽口處裝有密封窗片，在朝向管孔的安裝槽端面為具有斜坡的MEMS微鏡截面，在基座另一端的管孔中裝有OCT光學(xué)組件，在MEMS 微鏡、OCT光學(xué)組件底面與柔性PCB電路板及其引線電連線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，其特征為MEMS微鏡的載面為 45°斜坡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低成本內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，其特征為OCT光學(xué)組件由傳輸光纖、格林透鏡與毛細(xì)玻璃管組裝而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低成本內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，其特征為聚焦光束的聚焦距離為2. 0-3. Omm,探頭基座的外徑<3mm。
專利摘要本實(shí)用新型為低成本內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，加工困難，成本高，安裝麻煩，不易進(jìn)行光學(xué)校準(zhǔn)，為克服上述問題，本實(shí)用新型的技術(shù)要點(diǎn)為探頭基座采用縱向軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，基座采用不銹鋼管制作，在一端裝有封死管孔的內(nèi)襯芯柱，并開有MEMS微鏡安裝槽，另一端裝有OCT光學(xué)組件，MEMS微鏡，OCT光學(xué)組件與柔性電路板及其引線電連接，探頭基座外徑<3mm。本實(shí)用新型具有生產(chǎn)成本低，光學(xué)對(duì)準(zhǔn)精度高、組裝容易、破損率小等有益效果。
文檔編號(hào)G02B26/08GK202010139SQ20112007940
公開日2011年10月19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, 謝會(huì)開 申請(qǐng)人:無錫微奧科技有限公司