专利名称：引线内置的内窥镜微型光学探头的制作方法
技术领域：
本发明涉及工业、医学用的检测器械，尤其是微型光学探头。
背景技术：
与本发明相近似的现有技术是将微机电系统技术(microelectromechanical systems,简称MEMS)的扫描微镜与光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography, OCT)技术相结合，进行内窥镜成像系统开发是专利申请单位主要开发项目。国际上第一个MEMS — OCT内窥镜探头正是由申请单位研发团队成员之一在2001年研发的，该内窥镜采用电热驱动的一维MEMS扫描微镜，成功展示了活体猪膀胱的二维截面OCT图像。该探头已经取得美国专利(专利号US7, 45(^44 Full circumferential scanning OCT intravascular imaging probe based on scanning MEMS mirror), 1
图，它包括探头基座、格林透镜、传输光纤、进行MEMS微镜电连接的柔性电路板和MEMS微镜。探头基座根据各零部件尺寸进行设计，采用电火花切割加工；传输光纤前端部分去掉外皮后与格林透镜采用无间隙组装在探头对应孔槽内；MEMS微镜与柔性电路板分别粘接在探头一端带45°斜坡槽内；最后完成塑料套管的组装。其中的电引线给封装工艺带来极大的不便，并妨碍了探头尺寸的缩小。另外，为实现一次性MEMS - OCT探头的推广，采用图1 所示设计方案将不能满足探头的发展需要，因采用电火花线切割加工使得加工周期变长， 且成本高昂，影响了一次性探头的市场开拓。
发明内容
本发明的目的为提供一种可用组件组装，提高装配精度，简化组装工艺的引线内置的内窥镜微型光学探头。实现上述目的的技术方案如下
引线内置的内窥镜微型光学探头，具有在探头基座内的端部装有MEMS微镜组件。在基座后部装有带传输光纤的格林透镜光学组件，MEMS微镜组件是插拔式电连接的，在紧靠基座内壁装有玻璃埋丝外管，所埋导线与MEMS微镜组件驱动电路连线电连接。插拔式电连接的MEMS微镜组件具有电连接端盖，端盖地面的导电块分别与各对应的埋丝导线连接，在端盖的另一面具有多个连接孔，每个连接孔分别对应插头，装载块通过插头与端盖插接，装载块的另一方向具有45°斜坡焊盘，MEMS微镜通过导电胶与装载块的焊盘倒装焊接。玻璃埋丝外管的内径与MEMS微镜的外径和光学组件的外径匹配，在管壁内开有多条互相平行的轴向通孔，在每条通孔中分别装有连接MEMS微镜电驱动的导线，即所埋引线。在玻璃埋线外管中所埋的引线的铜线或金线或银线。本发明的有益效果在于将MEMS微镜的电连接线与玻璃管做成一体，节省MEMS微镜驱动电路板的放置空间，极大减小探头的外形尺寸，减少装配工艺；采用模块组件方式进行探头组装，简化OCT探头的组装工艺过程，省去光学校准工艺过程，且极大提高控制模块组件的装配精度，从而可实现探头组装的流水化生产作业；采用MEMS微镜模块组件能降低 MEMS微镜在组装过程中破损率；采用玻璃塑料作为探头主要材料，节省成本。
图1为现有技术的微型光学探头结构示意图； 图2为本发明的玻璃埋丝外观结构示意图3为MEMS微镜模块组件外观图； 图4为MEMS微镜模块组件电连接示意图； 图5为光学模块组件外观图； 图6为本发明结构示意图(镜面偏下)； 图7为本发明结构示意图(镜面偏上)； 图8为本发明结构件爆炸图； 图9为本发明结构件剖视示意图； 图中各标号的名称为
(1)玻璃埋丝外管、
(2)毛细玻璃管(光学模块组件)、
(3)带玻璃尾纤的传输光纤(光学模块组件)、
(4)格林透镜(光学模块组件)、
(5)MEMS微镜(MEMS微镜模块组件)、
(6)MEMS微镜装载块(MEMS微镜模块组件)、
(7)端盖(MEMS微镜模块组件)、
(8)带电连接端盖与装载块连接孔、
(9)装载块插头、
(10)装载块焊盘、
(11)MEMS微镜底面焊盘、
(12)端盖与玻璃管埋丝连接孔、
(13)镜面偏下的MEMS微镜、
(14)镜面偏上的MEMS微镜、
(21)MEMS 微镜、
(22)格林透镜、
(23)剥皮光纤、
(24)探头基座、
(25)柔性电路板、
(26)塑料套管。
具体实施例方式现以下实施例子结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。MEMS-OCT内窥镜微型探头结构设计有侧向扫描和前向扫描两种模式，本发明主要用于侧向扫描，探头主要由玻璃埋丝外管、光学组件模块和MEMS微镜组件模块三部分组成。玻璃埋丝外管结构如图2所示，将MEMS微镜驱动电路连线埋入细玻璃管中制作而成。 所埋引线可以是铜线、金线或其它金属线。MEMS微镜模块组件结构如图3所示，它是将MEMS微镜器件倒装焊接在带45°斜坡的一个装载块基准位置上，然后将此组件和带电连接的端盖采用电连接装配成模块组件。根据组装要求，可采用方形或圆形MEMS微镜和微镜壁。圆形MEMS的面积利用率更高。 MEMS微镜模块组件之间的电连接实现如图4所示，MEMS微镜与装载之间采用导电胶倒装焊接来实现电连接，MEMS微镜装载块与端盖之间通过插拨式插座方式实现电连接，最后将端盖电连接孔与玻璃埋丝通过对联实现电导通。采用此种模块组件的方式进行MEMS微镜的组装，玻璃埋丝外管内可节省较大空间，因此不仅可以使用镜面相对微镜壁偏下的MEMS微镜进行装配，而且还可以使用镜面相对微镜壁偏上的MEMS微镜进行装配，能够满足多种不同MEMS微镜的组装。如图6、图7、图 8和图9所示。光学组件模块结构如图5所示，它是由带玻璃尾纤的传输光纤和格林透镜按光学设计要求组装在毛细玻璃管中组装而成的模块组件。探头组装其组装结构如图6所示，将MEMS微镜模块组件插入玻璃埋丝外管中，实现电连接后进行端盖与玻璃外管的粘接，完成MEMS微镜模块组件的装配。再将光学组件从另一端插入玻璃埋丝外管中，调整距离并进行光学校正后粘结固定，完成光学模块组件组装。从镜面反射的光束垂直于探头轴向直接透过玻璃外管并由MEMS微镜进行横向扫描。由于进一步微型化的MEMS微镜尺寸和MEMS微镜结构优化，圆柱形内窥镜探头的外径将缩小到2. 5毫米一下，以便能够插入大多数医用内窥镜的切片检查通道来直接使用，从而缩短产品开发周期并降低产品成本。通过以上实施例说明了，采用基于MEMS技术的一种新型光学扫描微镜作为核心部件，制作快速、大范围、低电压驱动的微型化OCT内窥镜探头，以实现无创、实时、高分辨率三维成像。将MEMS微镜驱动电路电连接连线埋入细玻璃外管做成玻璃埋丝外管，减小探头外形尺寸；将光学部分和MEMS微镜分别做成模块组件，简化装配工艺。
权利要求
1.引线内置的内窥镜微型光学探头，具有在探头基座内的端部装有MEMS微镜组件，在基座后部装有带传输光纤的格林透镜光学组件，其特征为MEMS微镜组件是插播式电连接的，在紧靠基座内壁装有玻璃埋丝外管，所埋导线与MEMS微镜组件驱动电路连线电连接。
2.根据权利要求1所述的引线内置的内窥镜微型光学探头，其特征为插播式电连接的 MEMS微镜组件具有电连接断盖，端盖底面的导电块分别与各对应的埋丝导线连接，在端盖的另一面具有多个连接孔，每个连接孔分别对应装载块的相应插头，装载块通过插头与端盖插接，装载块的另一方向具有45°斜坡焊盘，MEMS微镜通过导电胶与装载块的焊盘倒装焊接。
3.根据权利要求1或2所述的引线内置的内窥镜微型光学探头，其特征为玻璃埋丝外管的内径与MEMS微镜的外径和光学组件的外径匹配，在管壁内开有多条互相平行的轴向通孔，在每条通孔中分别装有连接MEMS微镜电驱动的导线，即所埋引线。
4.根据权利要求3所述的引线内置的内窥镜微型光学探头，其特征为在玻璃埋丝外管中所埋引线为铜线或金线或银线。
全文摘要
本发明为引线内置的内窥镜微型光学探头，涉及工业、医学用的检测器械，该产品的现有技术的电引线采用柔性电路板，给封装工艺带来极大的不便，并妨碍了探头尺寸的缩小，加工周期较长，成本高，为克服这些问题而创新的本发明采用插播式电连接的MEMS微镜，在紧靠基座内壁装有玻璃埋丝外管，所埋导线与MEMS微镜组件电连接，组装时以MEMS微镜组件、光学组件和玻璃埋丝外管三个组件进行组装。本发明具有外形尺寸小，装配工艺简单，装配精度高和成本低的有益效果。
文档编号G02B26/08GK102346299SQ20111007086
公开日2012年2月8日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者傅霖来, 谢会开 申请人:无锡微奥科技有限公司