一种微型内窥镜的制作方法

本发明涉及医疗诊断成像设备技术领域，具体涉及一种微型内窥镜。

背景技术：

随着科学技术的发展，医用内窥镜已经被广泛应用与医疗领域，它是人类窥视、治疗人体内器官的重要工具之一。内窥镜在200多年的发展过程中结构发生了四次大的改进，从最初的硬管式内窥镜、半曲式内窥镜到纤维内窥镜，又到如今的电子内窥镜，影像质量也发生了一次次质的飞跃。当今使用led照明，内窥镜可以获得彩色相片或彩色电视图像，同时，其图像不再是组织器官的普通图像，而是如同在显微镜下观察到的微观图像，微小病变清晰可辨。根据现有的临床经验，内窥镜的微型成像探头体积越小，硬性段越短，能够最大程度减小病人的痛楚，所以内窥镜一直朝着小型化发展。

目前内窥镜中发射的激光经扫描器将光束方向快速改变后，穿过物镜投射到检测对象上，被检测对象激发出荧光光子，荧光光子再经透镜收集后，再由光电检测器完成光电转换最终实现检测，现有技术中，较为常用的扫描器是mems扫描器。但是这种基于光源-扫描器-透镜(可选)-被观测物体—透镜-扫描器(可选)-光电检测器方案的系统结构，对于内窥镜来说，该系统结构过于复杂，使得内窥镜的微型成像探头体积很大，并且无法通过缩小全部元件的方法来缩小系统的体积。

技术实现要素：

本发明意在提供一种微型内窥镜，解决现有技术中内窥镜微型成像探头的体积无法缩小的问题。

方案基本如下：

一种微型内窥镜，包括显微成像探头，显微成像探头内设有扫描器，所述扫描器包括驱动器和与驱动器固定的镜面，驱动器用于根据指令改变镜面的角度，所述镜面包括相互固定的超薄片和光电检测器，所述超薄片上固定有光学薄膜，所述光学薄膜包括二向色镜薄膜。

光学薄膜还包括滤光薄膜，滤光薄膜位于二向色薄膜与超薄片之间。

有益效果：被检测物体的激发光和发射光具有不同波长，二向色镜薄膜用于将激发光反射到被检测物体，被观测物体激发的发射光从二向色镜薄膜穿过，光电检测器接收穿过二向色镜薄膜的发射光进行光电转换。驱动器可以改变镜面的倾角达到改变激光反射角角度的目的，以实现激发激光对被观测物体的扫描。通过在驱动器的表面设置包括光学薄膜和光电检测器的镜面，使得本方案通过一个器件实现了现有技术中需要四个器件才能够完成的功能(将激发光和发射光分开、改变激发光的反射角角度以实现扫描，将激发光滤除和进行光电转换)，让扫描器件同时具备四个功能，减少了微型成像探头内器件的数量，让微型成像探头体积和重量得到减少。

进一步，所述驱动器包括若干镜体，镜面固定于镜体上，所述镜体的形状为多边形、圆形或椭圆形等任意轴对称形状。

镜体可以起到支撑镜面的作用。镜体的形状为多边形、圆形或椭圆形等任意轴对称形状，可以实现多种扫描情况，从而形成多种扫描器(比如二维扫描器、多面体(polygon)扫描器等)。

进一步，所述驱动器为检流计振镜或共振扫描器或多面体扫描器或微机电系统扫描器。

这样驱动器的体积可以尽可能地小，利于减小微型成像探头的体积。

进一步，所述光电检测器为光电二极管、光电三极管、光电倍增管、电荷耦合器件或金属半导体氧化物器件。上述光电转换器件均可适用于本方案中的光电检测器。

进一步，所述镜体采用光学玻璃、高分子聚合物、半导体材料、金属、碳纤维或上述多种混合物结构。上述结构构成镜体，易于加工和考虑成本，同时使得镜体的硬度都能满足支撑镜面的作用，及镜体的连接性能都适合与镜面进行连接。

进一步，所述超薄片厚度在390nm至1720nm范围内，在该厚度范围内，任意波长范围内的光具有50％以上透射率。

超薄片在该厚度范围内并保证任意波长范围内的光具有50％以上透射率，在不影响透射率和成像质量上，超薄片体积小，利于减小微型成像探头的体积。

进一步，所述超薄片采用光学玻璃、高分子聚合物、半导体材料或上述多种混合物结构。

这样超薄片选择范围广，利于成本和体积多种因素考虑。

进一步，所述光电检测器为二维光电检测器件。这样利于进行二维成像，满足一般内窥镜诊断需求。

进一步，所述物镜为高色散物镜。

附图说明

图1为本发明内窥镜微型成像探头实施例一的结构示意图。

图2为本发明实施例一的扫描器结构示意图。

图3为本发明实施例一的二向色镜工作示意图。

图4为本发明实施例二的扫描器结构示意图。

图5为本发明实施例三的扫描器结构示意图。

图6为本发明实施例四的扫描器结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：光电检测器1、二向色镜薄膜2.1、超薄片2.2、滤光薄膜2.3、驱动器3、外部光纤51、微型成像探头5、外部反射镜52、外部透镜53、扫描器6、外部物镜54、被检测物体9。

实施例一基本如下：

一种微型内窥镜，如图1所示，包括微型成像探头5，微型成像探头5包括外壳，外壳为高分子聚合物的材料的密封结构，外壳上端固定有外部光纤51，外部光纤51用于入射激光光源。外壳内部设有入射激光依次通过的外部反射镜52、外部透镜53、扫描器6和外部物镜54，外部物镜54固定在外壳的下端即前孔径，扫描器6位于外部物镜54的上方。

如图2所示，扫描器6包括互相固定的驱动器3和镜面，驱动器3包括用于支撑镜面的镜体。镜面包括依次固定的光电检测器1、超薄片2.2、滤光薄膜2.3、二向色镜薄膜2.1。如图3所示，实线为激发光，该激发光为入射激光，虚线为被检测物体9的发射光，二向色镜薄膜2.1用于反射激发光并透射被检测物体9的发射光，滤光薄膜2.3用于滤除激发光，光电检测器1用于将发射光转为电信号。

其中，驱动器3为检流计振镜或共振扫描器6或多面体扫描器或微机电系统扫描器等，驱动器3包括镜体，镜体的材质为光学玻璃或高分子聚合物或半导体材料或金属或碳纤维或以上任意材料的混合物。如图1和图2所示，扫描器6为一种二维微机电系统扫描器，驱动器3可根据指令带动镜面旋转从而改变镜面的角度。

其中光电检测器1、二向色镜薄膜2.1、超薄片2.2和滤光薄膜2.3的形状为圆形。光电检测器1可以采用光电二极管、光电三极管、光电倍增管、电荷耦合器件或金属半导体氧化物器件；超薄片2.2采用光学玻璃、高分子聚合物、半导体材料或上述多种混合物结构，且超薄片2.2厚度在390nm至1720nm范围内，在该厚度范围内，任意波长范围内的光具有50％以上透射率。

外部光源发出的激发光由外部光纤51传入，经过外部反射镜52反射并准直，经过外部透镜53聚焦成线状焦点在作为一维扫描振镜的二向色镜薄膜2.1上，二向色镜薄膜2.1反射并进行扫描，在线扫描应用中，光电检测器1为二维光电检测器件，二维扫描振镜为mems扫描器件。外部物镜54采用高色散物镜，被检测物体9中激发的发射光(如单光子荧光或非线性光学信号)被外部高色散物镜收集后，穿过二维扫描振镜的二向色镜薄膜2.1，超薄片2.2和滤光片2.3聚焦在光电检测器1上并转换为电信号，最后送至外部放大电路和计算机进行处理。由于被检测物体9中激发的发射光(如单光子荧光或非线性光学信号)的波长比激发光短，通过外部高色散物镜的发射光的焦距小于激发光，因此通过选择合适的材料和参数可以使焦点发出的发射光经过外部高色散物镜的聚焦后再次聚焦在光电检测器1上。

实施例二：与实施例一区别在于，如图4，扫描器6为一种一维微机电系统扫描器。一维扫描光束由外部高色散物镜聚焦在被检测物体9中形成扫描线，被检测物体9中激发的发射光(如单光子荧光或非线性光学信号)被外部高色散物镜收集后，穿过一维扫描振镜的二向色镜薄膜2.1，超薄片2.2和滤光片2.3聚焦在光电检测器1上并转换为电信号，最后送至外部放大电路和计算机进行处理。

实施例三：与实施例一区别在于，如图5，扫描器6为一种扫描振镜或共振扫描器，驱动器3、光电检测器1、超薄片2.2、滤光薄膜2.3、二向色镜薄膜2.1均为矩形，镜面具有一个方向可改变角度。

实施例四：与实施例一区别在于，如图6，扫描器6为一种多面体扫描器，驱动器3中的镜体为六面柱体，镜体的六个面上分别固定有镜面(包括光电检测器1、超薄片2.2、滤光薄膜2.3、二向色镜薄膜2.1)，镜面具有一个方向可改变角度。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。