專利名稱：引線內(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：
本發(fā)明涉及工業(yè)、醫(yī)學(xué)用的檢測器械，尤其是微型光學(xué)探頭。
背景技術(shù)：
與本發(fā)明相近似的現(xiàn)有技術(shù)是將微機電系統(tǒng)技術(shù)(microelectromechanical systems,簡稱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，進行內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng)開發(fā)是專利申請單位主要開發(fā)項目。國際上第一個MEMS — OCT內(nèi)窺鏡探頭正是由申請單位研發(fā)團隊成員之一在2001年研發(fā)的，該內(nèi)窺鏡采用電熱驅(qū)動的一維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)取得美國專利(專利號US7, 45(^44 Full circumferential scanning OCT intravascular imaging probe based on scanning MEMS mirror), 1
圖，它包括探頭基座、格林透鏡、傳輸光纖、進行MEMS微鏡電連接的柔性電路板和MEMS微鏡。探頭基座根據(jù)各零部件尺寸進行設(shè)計，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。其中的電引線給封裝工藝帶來極大的不便，并妨礙了探頭尺寸的縮小。另外，為實現(xiàn)一次性MEMS - OCT探頭的推廣，采用圖1 所示設(shè)計方案將不能滿足探頭的發(fā)展需要，因采用電火花線切割加工使得加工周期變長， 且成本高昂，影響了一次性探頭的市場開拓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種可用組件組裝，提高裝配精度，簡化組裝工藝的引線內(nèi)置的內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下
引線內(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)線與MEMS微鏡組件驅(qū)動電路連線電連接。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)電塊分別與各對應(yīng)的埋絲導(dǎo)線連接，在端蓋的另一面具有多個連接孔，每個連接孔分別對應(yīng)插頭，裝載塊通過插頭與端蓋插接，裝載塊的另一方向具有45°斜坡焊盤，MEMS微鏡通過導(dǎo)電膠與裝載塊的焊盤倒裝焊接。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)動的導(dǎo)線，即所埋引線。在玻璃埋線外管中所埋的引線的銅線或金線或銀線。本發(fā)明的有益效果在于將MEMS微鏡的電連接線與玻璃管做成一體，節(jié)省MEMS微鏡驅(qū)動電路板的放置空間，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行探頭組裝，簡化OCT探頭的組裝工藝過程，省去光學(xué)校準(zhǔn)工藝過程，且極大提高控制模塊組件的裝配精度，從而可實現(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微鏡在組裝過程中破損率；采用玻璃塑料作為探頭主要材料，節(jié)省成本。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的微型光學(xué)探頭結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的玻璃埋絲外觀結(jié)構(gòu)示意圖3為MEMS微鏡模塊組件外觀圖； 圖4為MEMS微鏡模塊組件電連接示意圖； 圖5為光學(xué)模塊組件外觀圖； 圖6為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(鏡面偏下)； 圖7為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(鏡面偏上)； 圖8為本發(fā)明結(jié)構(gòu)件爆炸圖； 圖9為本發(fā)明結(jié)構(gòu)件剖視示意圖； 圖中各標(biāo)號的名稱為
(1)玻璃埋絲外管、
(2)毛細(xì)玻璃管(光學(xué)模塊組件)、
(3)帶玻璃尾纖的傳輸光纖(光學(xué)模塊組件)、
(4)格林透鏡(光學(xué)模塊組件)、
(5)MEMS微鏡(MEMS微鏡模塊組件)、
(6)MEMS微鏡裝載塊(MEMS微鏡模塊組件)、
(7)端蓋(MEMS微鏡模塊組件)、
(8)帶電連接端蓋與裝載塊連接孔、
(9)裝載塊插頭、
(10)裝載塊焊盤、
(11)MEMS微鏡底面焊盤、
(12)端蓋與玻璃管埋絲連接孔、
(13)鏡面偏下的MEMS微鏡、
(14)鏡面偏上的MEMS微鏡、
(21)MEMS 微鏡、
(22)格林透鏡、
(23)剝皮光纖、
(24)探頭基座、
(25)柔性電路板、
(26)塑料套管。
具體實施例方式現(xiàn)以下實施例子結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明。MEMS-OCT內(nèi)窺鏡微型探頭結(jié)構(gòu)設(shè)計有側(cè)向掃描和前向掃描兩種模式，本發(fā)明主要用于側(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)動電路連線埋入細(xì)玻璃管中制作而成。 所埋引線可以是銅線、金線或其它金屬線。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)電膠倒裝焊接來實現(xiàn)電連接，MEMS微鏡裝載塊與端蓋之間通過插撥式插座方式實現(xiàn)電連接，最后將端蓋電連接孔與玻璃埋絲通過對聯(lián)實現(xiàn)電導(dǎo)通。采用此種模塊組件的方式進行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微鏡壁偏下的MEMS微鏡進行裝配，而且還可以使用鏡面相對微鏡壁偏上的MEMS微鏡進行裝配，能夠滿足多種不同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，實現(xiàn)電連接后進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玻璃外管并由MEMS微鏡進行橫向掃描。由于進一步微型化的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直接使用，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期并降低產(chǎn)品成本。通過以上實施例說明了，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)動的微型化OCT內(nèi)窺鏡探頭，以實現(xiàn)無創(chuàng)、實時、高分辨率三維成像。將MEMS微鏡驅(qū)動電路電連接連線埋入細(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，簡化裝配工藝。
權(quán)利要求
1.引線內(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)線與MEMS微鏡組件驅(qū)動電路連線電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線內(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)電塊分別與各對應(yīng)的埋絲導(dǎo)線連接，在端蓋的另一面具有多個連接孔，每個連接孔分別對應(yīng)裝載塊的相應(yīng)插頭，裝載塊通過插頭與端蓋插接，裝載塊的另一方向具有45°斜坡焊盤，MEMS微鏡通過導(dǎo)電膠與裝載塊的焊盤倒裝焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的引線內(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)動的導(dǎo)線，即所埋引線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的引線內(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為銅線或金線或銀線。
全文摘要
本發(fā)明為引線內(nèi)置的內(nèi)窺鏡微型光學(xué)探頭，涉及工業(yè)、醫(yī)學(xué)用的檢測器械，該產(chǎn)品的現(xiàn)有技術(shù)的電引線采用柔性電路板，給封裝工藝帶來極大的不便，并妨礙了探頭尺寸的縮小，加工周期較長，成本高，為克服這些問題而創(chuàng)新的本發(fā)明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)線與MEMS微鏡組件電連接，組裝時以MEMS微鏡組件、光學(xué)組件和玻璃埋絲外管三個組件進行組裝。本發(fā)明具有外形尺寸小，裝配工藝簡單，裝配精度高和成本低的有益效果。
文檔編號G02B26/08GK102346299SQ20111007086
公開日2012年2月8日 申請日期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, 謝會開 申請人:無錫微奧科技有限公司