光纖顯微內(nèi)窺探頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于一種光纖顯微內(nèi)窺探頭，包括：微型顯微物鏡組及成像光纖束，所述成像光纖束設(shè)置于所述微型顯微物鏡組后方；所述微型顯微物鏡組包括：第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件及第四透鏡元件；其中，所述第一透鏡元件設(shè)置于微型顯微物鏡組最前面，表面用水浸泡，所述第二透鏡元件設(shè)置于所述第一透鏡元件之后，所述第三透鏡元件設(shè)置于所述第二透鏡元件之后，所述第四透鏡元件設(shè)置于所述第三透鏡元件之后，并位于所述成像光纖束之前。本發(fā)明光纖顯微內(nèi)窺探頭的微型顯微物鏡組包括四個(gè)透鏡元件，大大減小了加工裝配難度，且有效減小了外形尺寸，使其可通過常規(guī)內(nèi)鏡的工作通道進(jìn)入人體內(nèi)部。
【專利說明】光纖顯微內(nèi)窺探頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及光纖顯微內(nèi)窺探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]共聚焦顯微內(nèi)窺鏡是目前最新的內(nèi)窺成像技術(shù)之一，可在普通內(nèi)鏡檢查的同時(shí)進(jìn)行在體高分辨率成像，實(shí)時(shí)獲取粘膜的組織學(xué)成像結(jié)果，為醫(yī)生進(jìn)行臨床診斷和癌癥預(yù)防提供幫助。
[0003]其中，光纖顯微內(nèi)窺探頭是共聚焦顯微內(nèi)窺鏡的關(guān)鍵技術(shù)之一,其用于將光纖束單根光纖射出的發(fā)散光聚焦在樣品上激發(fā)熒光，幵收集樣品產(chǎn)生的熒光，耦合入光纖束的單根光纖。
[0004]現(xiàn)有的光纖顯微內(nèi)窺探頭，如中國與利申請?zhí)枮?0051002966L8，
【公開日】為2006年3月8日的與利文獻(xiàn)中所述，其公開了:一種共焦內(nèi)窺鏡微小顯微物鏡探頭，包括:微型顯微物鏡組、成像光纖束和折射率匹配液，成像光纖束不微型顯微物鏡組之間用折射率匹配液填充，成像光纖束設(shè)在微型顯微物鏡組之前。
[0005]發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明過程中發(fā)現(xiàn)，上述現(xiàn)有共焦內(nèi)窺鏡微小顯微物鏡探頭至少存在如下缺陷:
[0006]1、物鏡探頭鏡片數(shù)量過多(七片)，加工裝配難度較大；
[0007]2、物距較長，不共聚焦內(nèi)窺鏡工作距離丌符；
[0008]3、該探頭為單色光成像，丌能用于共聚焦熒光內(nèi)窺成像系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，提供光纖顯微內(nèi)窺探頭，所要解決的技術(shù)問題包括:現(xiàn)有光纖顯微內(nèi)窺探頭鏡片數(shù)量過多，加工裝配難度較大等問題。
[0010]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題可采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
[0011]依據(jù)本發(fā)明提出的一種光纖顯微內(nèi)窺探頭，包括:微型顯微物鏡組及成像光纖束，所述成像光纖束設(shè)置于所述微型顯微物鏡組后方；所述微型顯微物鏡組包括:第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件及第四透鏡元件；
[0012]其中，所述第一透鏡元件設(shè)置于微型顯微物鏡組最前面，表面用水浸泡，所述第二透鏡元件設(shè)置于所述第一透鏡元件之后，所述第三透鏡元件設(shè)置于所述第二透鏡元件之后，所述第四透鏡元件設(shè)置于所述第三透鏡元件之后，幵位于所述成像光纖束之前。
[0013]較佳的，前述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，所述第二透鏡元件設(shè)置于所述第一透鏡元件之后，距離所述第一透鏡元件0.3mm ;所述第三透鏡元件設(shè)置于所述第二透鏡元件之后，距離所述第二透鏡元件0.3mm;所述第四透鏡元件設(shè)置于所述第三透鏡元件之后，距離所述第三透鏡元件0.861mm,同時(shí)所述第四透鏡元件設(shè)置于所述成像光纖束之前，距離所述成像光纖束0.994mm。
[0014]較佳的，前述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，所述第一透鏡元件為平凸透鏡，所述第二透鏡元件為雙膠合透鏡，所述第三透鏡元件為非球面透鏡，所述第四透鏡元件為雙凸透鏡。
[0015]較佳的，前述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，所述第三透鏡元件鏡片直徑及所述第四透鏡元件鏡片直徑小于3_。
[0016]較佳的，前述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，所述微型顯微物鏡組采用醫(yī)用丌銹鋼包裝，包裝后的外徑小于3.6mm。
[0017]較佳的，前述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，所述的微型顯微物鏡組工作波長為488_600nm。
[0018]較佳的，前述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，所述微型顯微物鏡組在物空間的數(shù)值孔徑為0.6mmο
[0019]較佳的，前述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，所述微型顯微物鏡組在像空間的數(shù)值孔徑不成像光纖束的單根光纖的數(shù)值孔徑匹配。
[0020]較佳的，前述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，所述第一透鏡元件采用型號為H-ZLAF78的玻璃材料。
[0021]較佳的，前述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，所述微型顯微物鏡組物距為100 μ m。
[0022]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明的光纖顯微內(nèi)窺探頭至少具有下列優(yōu)點(diǎn)以及有益效果:
[0023]本發(fā)明光纖顯微內(nèi)窺探頭的微型顯微物鏡組包括四個(gè)透鏡元件，大大減小了加工裝配難度，丐有效減小了外形尺寸，使其可通過常規(guī)內(nèi)鏡的工作通道進(jìn)入人體內(nèi)部，幵能將光線聚焦在樣品內(nèi)部，再收集樣品產(chǎn)生的熒光耦合入成像光纖束的單根光纖。
[0024]綜上所述，本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，幵具有明顯的積極技術(shù)效果，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
[0025]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，幵丐為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特丼較佳實(shí)施例，幵配合說明書附圖，詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的光纖顯微內(nèi)窺探頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的光纖顯微內(nèi)窺探頭在視場丌同點(diǎn)處的點(diǎn)列圖；
[0028]圖3為本發(fā)明的光纖顯微內(nèi)窺探頭在視場丌同點(diǎn)處的MTF曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明，為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖以及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的光纖顯微內(nèi)窺探頭其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)及特征，詳細(xì)說明如后。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例提供一種光纖顯微內(nèi)窺探頭，參見圖1為所述光纖顯微內(nèi)窺探頭結(jié)構(gòu)示意圖，所述光纖顯微內(nèi)窺探頭主要包括:微型顯微物鏡組I及成像光纖束2，其中，所述成像光纖束2設(shè)置于所述微型顯微物鏡組I的后方。所述微型顯微物鏡組I在像空間的數(shù)值孔徑不成像光纖束2的單根光纖的數(shù)值孔徑匹配，即所述微型顯微物鏡組I在成像光纖束2端的數(shù)值孔徑不成像光纖束2的單根光纖的數(shù)值孔徑匹配。所述的微型顯微物鏡組I的像方光瞳為無限遠(yuǎn)處，使光稱合入所述成像光纖束2的每根光纖時(shí)具有均一的光纖I禹合效率。
[0031]所述微型顯微物鏡組I主要用于將光線聚焦在樣品內(nèi)部，幵收集樣品激發(fā)的熒光耦合入成像光纖束2的單根光纖。所述微型顯微物鏡組I包括:第一透鏡元件10、第二透鏡元件11、第三透鏡元件12及第四透鏡元件13 ；
[0032]其中，所述第一透鏡元件10設(shè)置于微型顯微物鏡組最前面，表面用水浸泡，所述第二透鏡元件11設(shè)置于所述第一透鏡元件10之后，其中，一種實(shí)施例所述第二透鏡元件11設(shè)置于所述第一透鏡元件10之后，不所述第一透鏡元件10距離0.3mm ；
[0033]所述第三透鏡元件12設(shè)置于所述第二透鏡元件11之后，其中，一種實(shí)施例所述第三透鏡元件12設(shè)置于所述第二透鏡元件11之后，不所述第二透鏡元件11距離0.3mm ；
[0034]所述第四透鏡元件13設(shè)置于所述第三透鏡元件12之后，幵位于所述成像光纖束2之前。其中，一種實(shí)施例所述第四透鏡元件13設(shè)置于所述第三透鏡元件12之后，不所述第三透鏡元件12距離0.861mm,同時(shí)，所述第四透鏡元件13設(shè)置于所述成像光纖束2之前，不所述成像光纖束2距離0.994mm。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例所述第一透鏡元件10為平凸透鏡，方便在成像時(shí)直接不組織接觸。為了獲得較高的在物空間的數(shù)值孔徑，將光束向光軸會聚，所述第一透鏡元件10需選擇折射率高的玻璃材料，例如選擇型號為H-ZLAF78的玻璃材料。本實(shí)施例所述的微型顯微物鏡組I在物空間的數(shù)值孔徑可達(dá)到0.6，物距可達(dá)到100 μ m,視場可達(dá)到400 μ m,因此能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)胞水平的組織成像。
[0036]本發(fā)明實(shí)施例所述第二透鏡元件11為雙膠合透鏡，用于校正色差，經(jīng)過第一透鏡元件10后的光束在經(jīng)過第二透鏡元件11后，接近于不光軸平行。
[0037]本發(fā)明實(shí)施例所述第三透鏡元件12為非球面透鏡，用于校正球差，將經(jīng)過第二透鏡元件11的不光軸近似平行的光束會聚。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例所述第四透鏡元件13為雙凸透鏡，用于校正多余的像差，將經(jīng)過第三透鏡元件12的光束會聚于成像光纖束2的單根光纖中。
[0039]其中，所述第一透鏡元件10、第二透鏡元件11、第三透鏡元件12及第四透鏡元件13的鏡片直徑均小于3mm。
[0040]本發(fā)明實(shí)施例所述微型顯微物鏡組I采用醫(yī)用丌銹鋼包裝，包裝后的外徑小于
3.6mm,該尺寸使該光纖顯微內(nèi)窺探頭可通過常規(guī)內(nèi)鏡的工作通道順利進(jìn)入人體內(nèi)部。
[0041]本發(fā)明實(shí)施例所述的微型顯微物鏡組I工作波長為488_600nm，可適用于共聚焦熒光內(nèi)窺成像系統(tǒng)。
[0042]本發(fā)明上述實(shí)施例所述光纖顯微內(nèi)窺探頭可適用于共聚焦顯微內(nèi)窺鏡。
[0043]如圖2所示，為本發(fā)明的微型顯微物鏡組I在視場中丌同點(diǎn)處的點(diǎn)列圖，圖2中0BJ0.000ΜΜ、0BJ0.100MM、0BJ0.140MM及0BJ0.200MM分別表示物方視場中心處、距視場中心0.1OOmm處、距視場中心0.140mm處以及距視場中心0.200mm處，即視場邊緣處,經(jīng)計(jì)算在視場上述各點(diǎn)處彌散斑均方根直徑分別為1.896 μ m、1.974 μ m、1.904 μ m及1.990 μ m，小于2.2 μ m，即小于成像光纖束2中單根光纖的纖芯直徑，因此能有效避免信號串?dāng)_。
[0044]如圖3所示，為本發(fā)明的微型顯微物鏡組I在視場中丌同點(diǎn)處的MTF(ModulationTransfer Function,調(diào)制傳遞)曲線。圖中最上面的一條曲線為衍射極限下的MTF曲線,其余曲線不圖2中視場丌同點(diǎn)處對應(yīng)，分別為物方視場中心處、距視場中心0.1OOmm處、距視場中心0.140mm處以及距視場中心0.200mm處即視場邊緣處的子午面(T) MTF曲線和弧矢面(S)MTF曲線。從圖中可以看出，在視場中丌同點(diǎn)處的MTF曲線接近衍射極限下的MTF曲線，表明該微型顯微物鏡組在成像過程中像差得到很好的校正，該微型顯微物鏡組具有接近衍射極限的成像性能。
[0045]綜上所述，本發(fā)明光纖顯微內(nèi)窺探頭的物鏡包括四個(gè)透鏡元件，大大減小了加工裝配難度，丐有效減小了外形尺寸，使其可通過常規(guī)內(nèi)鏡的工作通道進(jìn)入人體內(nèi)部，幵能將光線聚焦在樣品內(nèi)部，再收集樣品產(chǎn)生的熒光耦合入成像光纖束的單根光纖。
[0046]另外，本發(fā)明光纖顯微內(nèi)窺探頭中微型顯微物鏡組的物鏡數(shù)值孔徑較大，可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞水平的組織成像。
[0047]同時(shí)，本發(fā)明光纖顯微內(nèi)窺探頭工作波長為488_600nm,可適用于共聚焦突光內(nèi)窺成像系統(tǒng)。
[0048]以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，幵非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然而幵非用以限定本發(fā)明的技術(shù)，任何熟悉本與業(yè)的技術(shù)人員在丌脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化不修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖顯微內(nèi)窺探頭，其特征在于，包括:微型顯微物鏡組及成像光纖束，所述成像光纖束設(shè)置于所述微型顯微物鏡組后方；所述微型顯微物鏡組包括:第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件及第四透鏡元件； 其中，所述第一透鏡元件設(shè)置于微型顯微物鏡組最前面，表面用水浸泡，所述第二透鏡元件設(shè)置于所述第一透鏡元件之后，所述第三透鏡元件設(shè)置于所述第二透鏡元件之后，所述第四透鏡元件設(shè)置于所述第三透鏡元件之后，并位于所述成像光纖束之前。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，其特征在于，所述第二透鏡元件設(shè)置于所述第一透鏡元件之后，距離所述第一透鏡元件0.3mm ;所述第三透鏡元件設(shè)置于所述第二透鏡元件之后，距離所述第二透鏡元件0.3mm;所述第四透鏡元件設(shè)置于所述第三透鏡元件之后，距離所述第三透鏡元件0.861mm,同時(shí)所述第四透鏡元件設(shè)置于所述成像光纖束之前，距離所述成像光纖束0.994mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，其特征在于，所述第一透鏡元件為平凸透鏡，所述第二透鏡元件為雙膠合透鏡，所述第三透鏡元件為非球面透鏡，所述第四透鏡兀件為雙凸透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，其特征在于，所述第一透鏡元件、所述第二透鏡元件、所述第三透鏡元件及所述第四透鏡元件的鏡片直徑小于3_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，其特征在于，所述微型顯微物鏡組采用醫(yī)用不銹鋼包裝，包裝后的外徑小于3.6mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，其特征在于，所述的微型顯微物鏡組工作波長為488-600nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，其特征在于，所述微型顯微物鏡組在物空間的數(shù)值孔徑為0.6。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，其特征在于，所述微型顯微物鏡組在像空間的數(shù)值孔徑與成像光纖束的單根光纖的數(shù)值孔徑匹配。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，其特征在于，所述第一透鏡元件采用型號為H-ZLAF78的玻璃材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖顯微內(nèi)窺探頭，其特征在于，所述微型顯微物鏡組物距為 100 μ m。
【文檔編號】G02B23/24GK103913834SQ201410161025
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】付玲, 楊莉, 鄭剛 申請人:武漢華科同創(chuàng)科技有限公司