CN110221459A - 可调焦距oct探头及oct探测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了可调焦距OCT探头,包括光纤固定装置、液晶透镜与电压调节系统,液晶透镜内部填充有液晶分子,光纤固定装置用于固定光纤,并通过光纤外接探测光源产生装置;电压调节系统包括电压调节电路与若干设于液晶透镜的电极,液晶透镜为多层同轴圆柱体结构,不同预设电压、预设长度的电极连接液晶透镜两端的对应电压区,电极根据预设电压、预设长度将所述液晶透镜内部形成若干圈同轴且间隔布置的圆筒状电压区,电压调节电路通过不同预设电压控制液晶透镜不同电压区的液晶分子偏转角,从而产生不同的焦距。本发明结构简单,通过电压控制系统输出不同电压改变液晶透镜中液晶分子的折射率,从而实现OCT探头焦距的可调,满足探测的需要。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像领域,尤其涉及可调焦距OCT探头及OCT探测设备。
背景技术
目前,光学相干断层扫描成像(Optical Coherence Tomography,OCT)是一种基于光的低相干原理获得探测样品(如生物组织)的纵切断面信息的技术。其基本的工作架构是由一个宽带的激光器发出激光,将激光一分为二,其中一束作为样品光,通过一定长度的机构和传输光的信号通道即导管将光导入到待测量区域,并搜集其反射信号,与另一束参考光发生干涉,通过解构此干涉信号,可以反演得到待测样品的纵切面信息,即获得断层成像。
将光导入到待测生物组织中,则需要借助光纤导管,又称探头,其基本功能是把从光纤出来的光通过一个透镜,使光发生一定的聚焦和准直,再向前或者通过一个反射棱镜将光反射到垂直方向出射,该透镜的作用是将光聚集到所需要的位置,从而使该区域的显示清晰即获得高分辨率。目前通用的透镜技术是用折射率沿径向分布不均匀的固体介质,一般是不同掺杂的玻璃,但这种设计的不足之处在于,一旦成型,其焦距就不能更改,也就是说只能具有单一焦距。但在实际运用中,用同一个导管或探头进行探测时,往往有单一焦距不足以看清楚不同部位信息的难题,降低工作效率。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供可调焦距OCT探头,通过电压控制液晶分子的偏转,改变液晶分子的折射率从而实现探头的不同焦距,提高同一探头对不同探测深度需求的适应能力。
本发明的目的之二在于提供一种OCT探测设备,通过电压控制液晶分子的偏转,改变液晶分子的折射率从而实现探头的不同焦距,提高同一探头对不同探测深度需求的适应能力。
本发明的目的采用如下技术方案实现:
可调焦距OCT探头,包括光纤固定装置、液晶透镜与电压调节系统,所述液晶透镜内部填充有液晶分子,所述光纤固定装置用于固定光纤,并通过光纤外接探测光源产生装置;所述电压调节系统包括电压调节电路与若干设于液晶透镜的电极,所述液晶透镜为多层同轴圆柱体结构,不同预设电压、预设长度的电极连接所述液晶透镜两端的对应电压区,所述电极根据预设电压、预设长度将所述液晶透镜内部形成若干圈同轴且间隔布置的圆筒状电压区,所述电压调节电路通过不同预设电压控制所述液晶透镜不同电压区的液晶分子偏转角,从而产生不同的焦距。进一步地,所述液晶透镜包括第一电压区、第二电压区,所述电极包括第一电极、第二电极,所述第一电极设于第一电压区,所述第二电极设于第二电压区,所述电压调节电路通过所述第一电极传输第一电压至所述液晶透镜,控制所述液晶分子偏转至第一角度,则所述液晶透镜为第一焦距,所述电压调节电路通过所述第二电极传输第二电压至所述液晶透镜,控制所述液晶分子偏转至第二角度,所述液晶透镜为第二焦距。
进一步地,所述预设长度为0.3mm~0.5mm。
进一步地,还包括反射镜,所述反射镜设于所述液晶透镜前端并可阻挡经所述液晶透镜传播的光路,所述反射镜与所述光路的传播路径成角度设置。
进一步地,所述反射镜与所述光路传播路径成45度角设置。
进一步地,所述电压调节电路包括MCU、选择按钮与若干电阻,所述选择按钮通过MCU控制电阻阻值,输出相应电压至所述电极。
进一步地,所述第一电极包括第一前电极与第一后电极,所述第一电压区包括设于所述液晶透镜前端的第一前电压区与设于所述液晶透镜后端的第一后电压区,所述第一前电极设于所述第一前电压区,第一后电极设于所述第一后电压区。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现:
OCT探测设备,包括如上所述的可调焦距OCT探头和探测光源产生装置,所述探测光源产生装置与所述光纤固定装置通过光纤连接。
进一步地,所述探测光源产生装置为激光发生器。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
本发明基于液晶分子在施加电压后会发生一定角度偏转的特点,通过电压调节系统输出不同电压至液晶透镜的对应区域,改变液晶透镜中不同层之间的液晶分子排布,即不同区域中液晶分子的偏转角度不同,从而得到液晶分子不同的折射率,对应液晶透镜的不同焦距,实现OCT探头及探测设备的焦距可调。本发明结构简单,成本较低,可实现同一OCT探头及探测设备不同焦距的调节,满足探测不同深度的需求。
附图说明
图1为本发明所提供实施例OCT探头基本构造图;
图2为本发明所提供实施例液晶透镜前视图;
图中:1、液晶透镜;2、光纤固定装置;3、反射镜;4、第一电压区;5、第二电压区。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1、2所示,本发明提供了一种可调焦距的OCT探头,包括光纤固定装置2、液晶透镜1与电压调节系统,液晶透镜1内部填充有液晶分子,所述光纤固定装置2用于固定光纤,并通过光纤外接探测光源产生装置。所述电压调节系统包括电压调节电路与若干设于液晶透镜1的电极,所述液晶透镜1为多层同轴圆柱体结构,不同预设电压、预设长度的电极连接所述液晶透镜1两端的对应电压区,所述电极根据预设电压、预设长度将所述液晶透镜1内部形成若干圈同轴且间隔布置的圆筒状电压区,所述电压调节电路通过不同预设电压控制所述液晶透镜1不同电极区的液晶分子偏转角,从而产生不同的焦距。
基于液晶分子在施加电压后会发生一定角度偏转的特点,通过电压调节系统输出不同电压至液晶透镜1的对应区域,改变液晶透镜1中不同层之间的液晶分子排布,如图1所示,即不同区域中液晶分子的偏转角度不同,从而得到液晶分子不同的折射率,对应液晶透镜1的不同焦距,实现OCT探头焦距的可调。本发明结构简单,成本较低,可实现同一OCT探头不同焦距的调节,满足探测不同深度的需求。
具体的,液晶透镜1包括了第一电压区4、第二电压区5,所述电极包括第一电极、第二电极,所述第一电极设于第一电压区4,所述第二电极设于第二电压区5,所述电压调节电路通过所述第一电极传输第一电压至所述液晶透镜1,控制所述液晶分子偏转至第一角度,则所述液晶透镜1为第一焦距,所述电压调节电路通过所述第二电极传输第二电压至所述液晶透镜1,控制所述液晶分子偏转至第二角度,所述液晶透镜1为第二焦距。
如图2所示,为液晶透镜1的前视图,根据电压调节电路输出的电压不同,电极连接所述液晶透镜1两端的对应电压区,所述电极根据预设电压、预设长度将所述液晶透镜1内部形成若干圈同轴且间隔布置的圆筒状电压区,具体可根据实际情况需求确定电压区的数量,预设长度为0.3mm~0.5mm一格,每一格对应着一个电极,加载一个电压。在保证不同电压区的电压隔离的条件下,不同电极施加不同电压。在本发明中,将液晶透镜1划分为第一电压区4、第二电压区5。电极设置于对应电压区,电压调节电路输出不同数值的电压,由电极传输至液晶透镜1,控制不同区域液晶分子的偏转角度,得到不同的折射率,则对应液晶透镜1的不同焦距,实现OCT探头的焦距可调。
具体的,所述第一电极包括第一前电极与第一后电极,所述第一电压区4包括设于所述液晶透镜1前端的第一前电压区与设于所述液晶透镜1后端的第一后电压区,所述第一前电极设于所述第一前电压区,第一后电极设于所述第一后电压区。基于相同的思想,第二电极也包括设于第二前电压区的第二前电极与设于第二后电压区的第二后电极。所述电极为透明电极,不会影响探头的观测。
而电极的电压由电压调节电路进行控制。电压调节电路可有多种调节方式,可实现电压调节即可,在此不做限定。在本实施例中,选择了由多个电阻并联而成的电压调节电路,方便设置多个电阻阻值得到对应的电压值。通过电阻实现电压的变化,在不同的电压区可施加不同的电压。通过测试,得到不同电压对应的焦距,并将对应关系录入MCU中,在工作过程中通过选择按钮控制电阻的阻值。在一定范围内,焦距随电压的增强而增大。在本实施例中,若选择施加的电压为3V,此时对应的焦距为2.5mm,若施加的电压为5V,则对应焦距3.7V。
本发明还设有一反射镜3,反射镜3为柱面反射镜,根据探头内部外直径大小设置,封装于探头内部且反射面朝探头外被观测区域。所述反射镜3设于所述液晶透镜1前端并可阻挡经所述液晶透镜1传播的光路,所述反射镜3与所述光路的传播路径成角度设置。优选的,反射镜3与所述光路传播路径成45度角设置,使得光路可由反射镜3发生90度的翻折,实现径向扫描。而反射镜3的角度可根据不同部位的探测需求进行设置,从而可同时实现探头的焦距可调与多角度观察,降低光源通过液晶透镜1的散光对成像的影响。
基于相同的思想,本发明还提供一种OCT探测设备,包括如上所述的可调焦距OCT探头和探测光源产生装置,所述探测光源产生装置与所述光纤固定装置通过光纤连接。所述探测光源产生装置为激光发生器。
本发明所提供的OCT探测设备基于液晶分子在施加电压后会发生一定角度偏转的特点,通过电压调节系统输出不同电压至液晶透镜1的对应区域,改变液晶透镜1中不同层之间的液晶分子排布,即不同区域中液晶分子的偏转角度不同,从而得到液晶分子不同的折射率,对应液晶透镜1的不同焦距,实现OCT探测设备的焦距可调。本发明结构简单,成本较低,可实现同一OCT探测设备不同焦距的调节,满足探测不同深度、角度的需求。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.可调焦距OCT探头,其特征在于,包括光纤固定装置、液晶透镜与电压调节系统,所述液晶透镜内部填充有液晶分子,所述光纤固定装置用于固定光纤,并通过光纤外接探测光源产生装置;所述电压调节系统包括电压调节电路与若干设于液晶透镜的电极,所述液晶透镜为多层同轴圆柱体结构,不同预设电压、预设长度的电极连接所述液晶透镜两端的对应电压区,所述电极根据预设电压、预设长度将所述液晶透镜内部形成若干圈同轴且间隔布置的圆筒状电压区,所述电压调节电路通过不同预设电压控制所述液晶透镜不同电压区的液晶分子偏转角,从而产生不同的焦距。
2.如权利要求1所述的可调焦距OCT探头,其特征在于,所述液晶透镜包括第一电压区、第二电压区,所述电极包括第一电极、第二电极,所述第一电极设于第一电压区,所述第二电极设于第二电压区,所述电压调节电路通过所述第一电极传输第一电压至所述液晶透镜,控制所述液晶分子偏转至第一角度,则所述液晶透镜为第一焦距,所述电压调节电路通过所述第二电极传输第二电压至所述液晶透镜,控制所述液晶分子偏转至第二角度,所述液晶透镜为第二焦距。
3.如权利要求2所述的可调焦距OCT探头,其特征在于,所述预设长度为0.3mm~0.5mm。
4.如权利要求3所述的可调焦距OCT探头,其特征在于,还包括反射镜,所述反射镜设于所述液晶透镜前端并可阻挡经所述液晶透镜传播的光路,所述反射镜与所述光路的传播路径成角度设置。
5.如权利要求4所述的可调焦距OCT探头,其特征在于,所述反射镜与所述光路传播路径成45度角设置。
6.如权利要求1所述的可调焦距OCT探头,其特征在于,所述电压调节电路包括MCU、选择按钮与若干电阻,所述选择按钮通过MCU控制电阻阻值,输出相应电压至所述电极。
7.如权利要求5所述的可调焦距OCT探头,其特征在于,所述第一电极包括第一前电极与第一后电极,所述第一电压区包括设于所述液晶透镜前端的第一前电压区与设于所述液晶透镜后端的第一后电压区,所述第一前电极设于所述第一前电压区,第一后电极设于所述第一后电压区。
8.OCT探测设备,其特征在于,包括如权利要求1~7任一所述的可调焦距OCT探头和探测光源产生装置,所述探测光源产生装置通过光纤连接所述光纤固定装置。
9.如权利要求8所述的OCT探测设备,其特征在于,所述探测光源产生装置为激光发生器。
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