CN111012311A - 一种手持式mems光学扫描成像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种手持式MEMS光学扫描成像装置,所述光学扫描成像装置包括手柄(1)和设于手柄(1)一端的探头(2),所述手柄(1)的另一端设有光电接口(3),所述手柄(1)内部设有通道,该通道内设有连接探头(2)与光电接口(3)的光纤(13),所述探头(2)包括探头本体(4)、探头头部(5)以及连接探头本体(4)和探头头部(5)的MEMS驱动器(6),所述探头头部(5)内部设有与光纤(13)连接的样品臂(20),所述探头本体(4)与手柄(1)连接。与现有技术相比,本发明配备符合人体结构学设计的手柄与可弯曲探头,可用于实时获取样品组织的真实视频图像和目标区域的二维、三维光学层析图像。
Description
技术领域
本发明涉及医学成像设备领域,具体涉及一种手持式MEMS光学扫描成像装置。
背景技术
光学相干层析(Optical Coherence Tomography,简称OCT)是一种高分辨光学成像技术。它基于低相干光干涉原理,通过探测从生物组织中不同深度层反射回的弱光信号实现对生物组织微观结构的探查。通过对入射光方向的偏转得到样品的二维图像或三维图像。OCT技术具有无损伤、高分辨率、高速和高灵敏度的优势,可实现对人体、生物体进行活体无创检测。
口腔癌是发生在口腔的恶性肿瘤之总称,是最常见的十种肿瘤疾病之一。口腔癌中最常见、发病率最高的是位于浅表的鳞状细胞癌,并且90%的口腔癌由癌前病变发展而来,因此采用高分辨率、非接触、无损伤的检测技术进行检测对口腔癌早期诊断和治疗非常重要。
将微机电系统技术(Microelectromechanical System,简称MEMS)的扫描微镜与OCT技术相结合的OCT成像系统的开发,已经成为医疗设备技术领域在进行内窥成像镜成像系统开发过程中普遍采用的一种方法。
专利CN103082998B公开了一种手持MEMS光学扫描装置,包括手柄、探头、连接管及其用于和OCT系统相连接的光电连接线,所述手柄内部有一贯穿的通道,末端有一凹腔,凹腔内安装有插座;所述光电连接线与插座导通连接;所述探头末端连有可与插座相连接的第一插头,探头与连接管内设有与第一插头相连接的光纤线和电连接线,探头与连接管连接后嵌在手柄内,第一插头与插座相连接,实现光电的导通。该专利的手柄部分结构复杂,体积较大,设在内部的凹腔、插座等更是增加了器件的不稳定性,并且不牢固,无法确定使用者将其握紧,增加了操作过程中的不确定性,电线与手柄底部凹槽、插座部分使用时间长后影响其使用寿命,在扫描部分增加的一些单元更是将结构复杂化,不方便使用。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种手持式MEMS光学扫描成像装置,该扫描成像装置配备了符合人体结构学设计的手柄和可弯曲的探头,在测量时使医生和患者都有很强的舒适感,且具有数微米级别的高分辨率,可用于实时获取目标对象的目标区域的二维、三维光学层析图像。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种手持式MEMS光学扫描成像装置,所述光学扫描成像装置包括手柄和设于手柄一端的可弯曲的探头,所述手柄的另一端设有光电接口,所述手柄内部设有通道,该通道内设有连接探头与光电接口的光纤,所述探头包括探头本体、探头头部以及连接探头本体和探头头部的MEMS驱动器,所述探头头部内部设有与光纤连接的样品臂,所述探头本体与手柄连接。所述探头内还设有与MEMS驱动器连接的电线。与光学扫描成像装置用于实时获取口腔组织的真实视频图像和目标区域的二维、三维光学断层图像,通过MEMS驱动器来改变探头头部的角度,使探头头部与探头本体形成弯曲结构,从而改变光路聚焦的位置,便于对口腔内不同组织进行扫描,从而获得更大的扫描范围。其中,MEMS驱动器可采用体硅加工技术、表面牺牲层技术、旋涂法、静电纺丝技术等微加工技术或多种微加工技术相结合的手段进行加工。
进一步地,所述MEMS驱动器为双晶片结构MEMS驱动器,采用电热驱动、静电驱动、电磁驱动或压电驱动。考虑到医学仪器的安全性,不能使用高电压,所以作为优选,临床倾向于使用安全的低电压。并且,驱动器必须结构简单、坚固、尺寸小以便于在探头中发挥作用,因此选择可基于低电压的压电驱动的MEMS驱动器。
进一步地,所述MEMS驱动器采用压电驱动,包括第一压电陶瓷块、第二压电陶瓷块、第一基底、第二基底和扭转梁,所述第一压电陶瓷块和第二压电陶瓷块之间设有间隙,所述第一基底设于第一压电陶瓷块上,所述第二基底设于第二压电陶瓷块上,所述第一基底和第二基底通过扭转梁进行连接,所述第一压电陶瓷块和探头本体连接,且与探头本体的内壁连接,所述第二压电陶瓷块与探头头部连接,且与探头头部的内壁连接,分别向第一压电陶瓷块和第二压电陶瓷块施加与压电陶瓷块形变方向相垂直的电压。将0.3mm厚的MEMS驱动器做成30mm×2mm的细条,采用电线将第一压电陶瓷块和第二压电陶瓷块与电极连接,通过逆压电效应使第一压电陶瓷块和第二压电陶瓷块产生形变,从而使整个MEMS驱动器产生大角度的弯曲,进而使探头头部与探头本体之间呈一定角度倾斜,可实现在口腔内的侧向扫描或前向扫描或测前向扫描或环周扫描,并且倾斜角度为0-60°,往上30°,往下30°。
进一步地,将所述第一压电陶瓷块和第二压电陶瓷块按压电陶瓷块的形变方向同向设置,且形变方向与探头本体和探头头部的长度方向相垂直,电压的方向与探头本体和探头头部的长度方向相平行,向第一压电陶瓷块和第二压电陶瓷块施加相同方向的电压,此时可以形成一个顺序为电极-第一压电陶瓷块-第二压电陶瓷块-电极的回路。也可以单独向第一压电陶瓷块和第二压电陶瓷块施加相同方向的电压或相反方向的电压,分别形成一个顺序为电极-第一压电陶瓷块-电极的回路,以及电极-第二压电陶瓷块-电极的回路。
进一步地,将所述第一压电陶瓷块和第二压电陶瓷块按压电陶瓷块的形变方向反向设置,向第一压电陶瓷块和第二压电陶瓷块施加相反方向的电流,且形变方向与探头本体和探头头部的长度方向相垂直,电压的方向与探头本体和探头头部的长度方向相平行,向第一压电陶瓷块和第二压电陶瓷块施加相同方向的电压,此时可以形成一个顺序为电极-第一压电陶瓷块-第二压电陶瓷块-电极的回路。也可以单独向第一压电陶瓷块和第二压电陶瓷块施加相反方向的电压,分别形成一个顺序为电极-第一压电陶瓷块-电极的回路,以及电极-第二压电陶瓷块-电极的回路。由于当第一压电陶瓷块和第二压电陶瓷块按压电陶瓷块的形变方向反向设置时,施加同样大小的电压,两者的形变程度会更大,更有利于改变探头头部的弯曲角度。
进一步地,所述样品臂包括扫描探针,所述扫描探针设于探头头部内,且一端稍微突出于探头头部外,但尽量不突出于探头头部外,避免受到碰撞而遭受损坏,另一端与光纤连接。进一步优选地,所述扫描探针为梯度折射率透镜(GRIN),且为聚焦透镜,径向设置在探头头部中。探头头部两端均开口,便于扫描探针无障碍的扫描口腔内部情况,该光纤为单模光纤,梯度折射率透镜的直径为0.7mm,并设置在探头头部出口壁内1mm处。
进一步地,所述探头本体和探头头部均采用聚四氟乙烯中空管,均通过环氧树脂胶或导电银胶与MEMS驱动器连接。其中,探头本体和探头头部均采用内径为0.46mm的聚四氟乙烯中空管。
进一步地,探头头部的内部设有固定件,所述光纤通过固定件固定在探头头部的内部。考虑到光纤过于脆弱,将光纤通过固定件固定于聚四氟乙烯中空管的内壁上有利于保护光纤,当探头头部与探头本体形成大角度时,光纤的受损害程度能降低。
进一步地,在所述探头本体和探头头部的外侧均套设有真空管,真空管与聚四氟乙烯管等长,用于保护聚四氟乙烯中空管。
进一步地,所述手柄采用外径为4mm的不锈钢管制作,防止内部的光学器件损伤。
进一步地,所述手柄上沿长度方向设有多个手指环,便于使用者直接手持进行工作。用于口腔检测的OCT系统可做成固定式也可做成手持式,但是由于便于医生与患者更好的操作与配合,优选做成手持式,因此也可在手柄本体上设置杆架夹持部,用于将该手持式MEMS光学扫描成像装置置于多自由度杆上进行工作。
进一步地,手持式MEMS光学扫描成像装置还包括与样品臂连接的OCT系统,所述OCT系统包括沿光信号传播方向依次连接的光源、分光组件、成像组件,以及与分光组件连接的参考臂组件,所述样品臂与光学组件连接。
进一步地,分光组件包括第一耦合器、第一环形器、第二环形器和第二耦合器,所述第一耦合器和光源连接,所述第二耦合器和成像组件连接,所述第一环形器和第二环形器并联设置在第一耦合器和第二耦合器之间,所述第一环形器与参考臂组件连接,所述第二环形器与样品臂连接。
进一步地,所述光源包括壳体,以及设于壳体内的半导体光放大器、非球面透镜、滤波器、衍射光栅、望远镜、多边形扫描镜、分束器、采样触发器,其中,衍射光栅、望远镜和多边形扫描镜子组成了一个滤光片分,将各波段的光分开形成单波段的光,所述壳体为线性扩展腔,所述半导体光放大器的中心波长为1700nm,所述滤波器为旋转多边形扫描滤波器,包括两个滤波器和滤波器,其中一个滤波器用于获得半导体光放大器增益带宽提供的最大可调优范围,另一个滤波器是为了减小调谐范围,以便于最优化OCT系统的灵敏度,所述分束器为薄膜分束器(45R/55T,Thorlabs),半导体光放大器发射光,光经反射、散射后透过对准的非球面透镜,再依次经过多边形扫描滤波器和薄膜分束器,输出耦合到单模光纤,并且触发采样触发器进行数据采集。该光源采用全光纤结构,无自由空间元器件,整个装置结构紧凑、维护简单,使用过程中也无需复杂的光路调校,性能稳定,光源小型化,可以与整个OCT系统集成,无需要复杂的散热系统,光纤可绕在设备上,带宽大,有利于提高OCT分辨率,量产后,价格便宜,。本发明采用的光源为现有的扫频光源,可从市面上购买得到。
进一步地,所述参考臂组件包括聚焦透镜、滤光片和参考臂,所述聚焦透镜与分光组件连接,所述滤光片设于聚焦透镜和参考臂之间;
所述成像组件包括沿光信号传播方向设置的探测器和计算机,所述探测器进行光电转换处理,将光信号转换成电信号,所述计算机中设有图像传感模块、数据采集与处理模块、驱动控制模块,所述图像传感模块同数据采集与处理模块连接,将探测器传来的电信号传送给数据采集与处理模块进行信号处理,所述驱动控制模块控制向MEMS驱动器输出电压。进一步优选地,所述探测器为InGaAs平衡探测器(PDB425C,Thorlabs),探测器上设有与计算机相连的图像传感器,在探测器和计算机之间还设有低通滤波器,所述图像传感模块的成像范围包含手持式MEMS光学扫描成像装置的横向扫描范围,所述驱动控制模块可通过有线或者射频的方式进行信号传输来控制电压的施加。
进一步地,所述第一耦合器的耦合比为20:80,光源发出的光80%的光传输至样品臂,20%的光传输至参考臂组件,其中,参考臂组件中还设有中性密度滤波器(ND filter)来获取最优的功率,所述中性密度滤波器设于第一环形器和聚焦透镜之间,第二耦合器的耦合比为50:50。
进一步地,所述手持式MEMS光学扫描成像装置的使用方法具体包括如下步骤:
(I)光源将光信号传送至第一耦合器,经第一耦合器分光处理后分别经第一环形器传送至参考臂组件、经第二环形器传送至手持式MEMS光学扫描成像装置,从参考臂组件射出的光束经参考臂反射,得到的参考光沿原路返回到第一环形器,再进入第二耦合器,从样品臂射出的光束经目标对象漫射、反射和折射,得到的样品光沿原路返回到第二环形器,再进入第二耦合器,与参考光进行干涉,得到的干涉光经第二耦合器分光处理后离开,经成像组件进行信号处理,得到目标对象沿深度方向一定厚度的层析图像;
(Ⅱ)通过对MEMS驱动器施加电压,调整探头头部的扫描角度,重复步骤(I),对目标对象的目标区域组织进行多维度扫描,得到目标对象的目标区域组织的二维和三维层析图。
进一步地,所述使用方法具体包括如下步骤:
(a)光源将光信号传送至第一耦合器,经第一耦合器分光处理后分别通过第一环形器传送至参考臂组件,第二环形器传送至手持式MEMS光学扫描成像装置,即样品臂,同时,所述光源也将触发信号发送至数据采集与处理模块。
(b)从第一环形器出射的光依次经过聚焦透镜、滤光片和参考臂,经参考臂反射的光原路返回依次经过滤光片、聚焦透镜,再通过第一环形器进入第二耦合器,从样品臂射出的光束照射在目标对象上,目标对象沿着深度方向一定厚度的表里层漫射、反射或折射回来的光经第二环形器进入到第二耦合器中,在第二耦合器中参考光光和样品光发生干涉;
(c)干涉光分两束离开第二耦合器,进入探测器中,经探测器差分放大处理转换成电信号,再将所述的电信号输入到计算机中的数据采集与处理模块,通过所述电信号进行系列信号处理,其中包括傅里叶变换,得到目标对象沿深度方向一定厚度的层析图像;探测器中的图像传感器可形成实时视频图像显示在计算机的显示屏上,并且显示在计算机上的图像为将图像传感器所感应的实像进行图像处理和图像复原得到的。
(d)通过驱动控制板发出的信号对MEMS驱动器施加电压,改变探头头部的角度,对目标对象的目标区域进行一维或二维扫描,并在每个扫描点重复步骤(b)和(c),得到目标区域组织的二维和三维层析图,其与视频图像一并通过显示单元显示出来。
本发明利基于逆压电效应,即压电材料在受到外界电压的作用下时会进行形变,且形变程度与电压大小有关这一原理,采用压电陶瓷块作为MEMS驱动器的组成构件,并通过可扭转的扭转梁将两块压电陶瓷块进行连接,从而使探头头部和探头本体之间能以一定倾斜角度弯折连接,便于探头伸入口腔内,在口腔内的多维度扫描,另外根据压电陶瓷块的形变方向,选择压电陶瓷块的摆放位置,并调整电线的排布,向压电陶瓷块施加电压,从而更好地调整探头头部的扫描角度。
在手持式MEMS光学扫描成像装置中,梯度折射率透镜作为扫描探针的一种选择,径向设置在探头头部中,一端与光纤胶合,另一端突出于探头头部外,光从光纤切口出射,之后被耦合到梯度折射率透镜,最终聚焦在目标对象(即口腔内部的目标区域)上,在扫描过程中,梯度折射率透镜的前端会与目标对象轻微接触,当向MEMS驱动器施加电压时,两个压电陶瓷块开始变形,探头头部逐渐与探头本体形成弯折,此时光纤与梯度折射率透镜粘结的一端也会与光纤本体形成弯曲角度,从而使从光纤切口出射的光发生角度偏折,对口腔内部进行扫描。从样品臂出射的光照射到口腔内后,由于口腔内组织的不同,所以折射率、散射、反射等都不同,从口腔内返回的光为样品光,与参考臂的参考光发生干涉,由傅里叶变换后则可得到反映口腔内部的信号,然后在计算机上显示出来。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)采用MEMS驱动器来调整探头头部的扫描角度,通过压电陶瓷块的放置位置以及电压的大小等对探头头部的扫描角度进行调整,且驱动位移大、驱动电压较低、线性度和稳定度好,便于探头对口腔内部进行精细扫描。
(2)MEMS驱动器的尺寸非常小,不需要复杂的散热系统,且对探头头部的角度调整效果非常好,因此探头头部的尺寸也能小型化,减小使用者异物入口的不适感,且整个探头的结构轻巧坚固,使用灵活。
(3)由于手持式MEMS光学扫描成像装置无损伤、高分辨率的特点,可对口腔各种疑似病变组织进行精确扫描以获得其光学切片,对疾病早期病变诊断,可取代以往的术前生物组织切片,大大减轻了病人的痛苦,也能精确的找到病变组织,帮助医生实施手术于减轻患者的痛苦于术后恢复时间,具有无损伤无创及实时的特点,比传统的检测手段具有更高的价值。
(4)手持式MEMS光学扫描成像装置的手柄上设有手指环,可直接手持使用,手柄的设计也更加的符合人体生物学特征,对手更加的亲和,更加的牢靠。
(5)本发明将OCT影像与视觉图像相结合,既可实时获取口腔内真实图像,又可获取目标区域的层析图像,可用于实时获取样品组织的真实视频图像和目标区域的二维、三维光学层析图像,作为口腔影像检测装置可给医生提供足够丰富的样品组织信息,为医生对病理的准确诊断提供依据。
(6)本发明的OCT系统比以往的检测系统更小巧,更加集成,并且光纤可以绕在设备上;并且光源带宽较大(光源中心波长为1700nm,带宽为50nm,扫描速度为70kHz),有利于提高OCT的分辨率,整个系统全光纤、小型化、便携,量产后,价格便宜,有成本优势。
附图说明
图1为手柄和探头的结构示意图;
图2为探头头部与探头本体呈倾斜连接的结构示意图;
图3为MEMS驱动器的结构示意图;
图4为探头头部的结构示意图;
图5为OCT系统以及样品臂的结构简图。
图中:1-手柄;2-探头;3-光电接口;4-探头本体;5-探头头部;6-MEMS驱动器;7-第一压电陶瓷块;8-第二压电陶瓷块;9-第一基底;10-第二基底;11-扭转梁;12-扫描探针;13-光纤;14-手指环;15-光源;16-第一耦合器;17-第一环形器;18-第二环形器;19-第二耦合器;20-样品臂;21-聚焦透镜;22-滤光片;23-参考臂;24-探测器;25-计算机;26-目标对象;27-电线;28-真空管;29-固定件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1-4所示,一种手持式MEMS光学扫描成像装置,光学扫描成像装置包括手柄1和设于手柄1一端的可弯曲的探头2,手柄1的另一端设有光电接口3,手柄1内部设有通道,该通道内装设有连接探头2与光电接口3的光纤13,探头2包括探头本体4、探头头部5以及连接探头本体4和探头头部5的MEMS驱动器6,探头头部5的内部设有与光纤13连接的样品臂20,探头本体4与手柄1连接,MEMS驱动器6为压电驱动的双晶片结构MEMS驱动器,探头2内还设有与MEMS驱动器6连接的电线27,手柄1上沿长度方向共设有三个手指环14。
如图3、4所示,MEMS驱动器6采用压电驱动,包括第一压电陶瓷块7、第二压电陶瓷块8、第一基底9、第二基底10和扭转梁11,第一压电陶瓷块7和第二压电陶瓷块8之间设有间隙,第一基底9设于第一压电陶瓷块7上,第二基底10设于第二压电陶瓷块8上,第一基底9和第二基底10通过扭转梁11进行连接,第一压电陶瓷块7和探头本体4连接,第二压电陶瓷块8与探头头部5连接,分别通过电线27向第一压电陶瓷块7和第二压电陶瓷块8施加与压电陶瓷块形变方向相垂直的电压。
样品臂20包括设于探头头部5内的扫描探针12,扫描探针12的端部与光纤13连接,另一端可稍微突出于探头头部5外,探头头部5的内部设有固定件29,光纤13通过固定件29固定在探头头部5的内部,在探头本体4和探头头部5的外侧均套设有真空管28,探头本体4和探头头部5均采用聚四氟乙烯中空管。
如图5所示,该手持式MEMS光学扫描成像装置还包括与样品臂20连接的OCT系统,该OCT系统包括沿光信号传播方向依次连接的光源15、分光组件、成像组件,以及与分光组件连接的参考臂组件,样品臂20与分光组件连接。分光组件包括第一耦合器16、第一环形器17、第二环形器18和第二耦合器19,第一耦合器16和光源15连接,第二耦合器19和成像组件连接,第一环形器17和第二环形器18并联设置在第一耦合器16和第二耦合器19之间,第一环形器17与参考臂组件连接,第二环形器18与样品臂20连接。
其中,光源15包括壳体,以及设于壳体内的半导体光放大器、非球面透镜、滤波器、衍射光栅、望远镜、多边形扫描镜、分束器、采样触发器,壳体为线性扩展腔,半导体光放大器的中心波长为1700nm,滤波器为旋转多边形扫描滤波器,包括滤波器1和滤波器2,分束器为薄膜分束器(45R/55T,Thorlabs);
第一耦合器16的的耦合比为20:80,光源发出的光80%的光传输至样品臂,20%的光传输至参考臂组件,第二耦合器19的耦合比为50:50;
参考臂组件包括聚焦透镜21、滤光片22和参考臂23,所述聚焦透镜21与分光组件连接,所述滤光片22设于聚焦透镜21和参考臂23之间;
成像组件包括沿光信号传播方向设置的探测器24和计算机25,探测器24中设有图像传感器,并进行光电转换处理,将光信号转换成电信号,计算机25中设有图像传感模块、数据采集与处理模块、驱动控制模块,图像传感模块同数据采集与处理模块连接,并与探测器24中的图像传感器连接,将探测器24传来的电信号传送给数据采集与处理模块进行信号处理,驱动控制模块控制向MEMS驱动器输出电压,探测器为InGaAs平衡探测器(PDB425C,Thorlabs)。
该手持式MEMS光学扫描成像装置的使用方法具体包括如下步骤:
(a)光源15将光信号传送至第一耦合器16,经第一耦合器16分光处理后分别经第一环形器17传送至参考臂组件、经第二环形器18传送至手持式MEMS光学扫描成像装置20,即样品臂,同时,所述光源15也将触发信号发送至数据采集与处理模块。
(b)从第一环形器17出射的光依次经过聚焦透镜21、滤光片22和参考臂23,经参考臂23反射的光原路返回依次经过滤光片22、聚焦透镜21,再通过第一环形器17进入第二耦合器19,从手持式MEMS光学扫描成像装置20射出的光束照射在目标对象26上,目标对象26沿着深度方向一定厚度的表里层漫射回来的光经第二环形器18进入到第二耦合器19中,在第二耦合器19中反射光和漫射光发生干涉;
(c)干涉光分两束离开第二耦合器19,进入探测器24中,经探测器24差分放大处理转换成电信号,再将所述的电信号输入到计算机25中的数据采集与处理模块,通过所述电信号进行系列信号处理,其中包括傅里叶变换,得到目标对象26沿深度方向一定厚度的层析图像,并且计算机的显示屏上也显示图像传感器形成的实时视频图像。
(d)通过驱动控制板发出的信号对MEMS驱动器6施加电压,改变探头头部5的角度,对目标对象26的目标区域进行一维或二维扫描,并在每个扫描点重复步骤(b)和(c),得到目标区域组织的二维和三维层析图,其与视频图像一并通过显示单元显示出来。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种手持式MEMS光学扫描成像装置,其特征在于,所述光学扫描成像装置包括手柄(1)和设于手柄(1)一端的探头(2),所述手柄(1)的另一端设有光电接口(3),所述手柄(1)内部设有通道,该通道内设有连接探头(2)与光电接口(3)的光纤(13),所述探头(2)包括探头本体(4)、探头头部(5)以及连接探头本体(4)和探头头部(5)的MEMS驱动器(6),所述探头头部(5)内部设有与光纤(13)连接的样品臂(20),所述探头本体(4)与手柄(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种手持式MEMS光学扫描成像装置,其特征在于,所述MEMS驱动器(6)为双晶片结构MEMS驱动器,该双晶片结构MEMS驱动器采用电热驱动、静电驱动、电磁驱动或压电驱动。
3.根据权利要求2所述的一种手持式MEMS光学扫描成像装置,其特征在于,所述MEMS驱动器(6)采用压电驱动,包括第一压电陶瓷块(7)、第二压电陶瓷块(8)、第一基底(9)、第二基底(10)和扭转梁(11),所述第一压电陶瓷块(7)和第二压电陶瓷块(8)之间设有间隙,所述第一基底(9)设于第一压电陶瓷块(7)上,所述第二基底(10)设于第二压电陶瓷块(8)上,所述第一基底(9)和第二基底(10)通过扭转梁(11)进行连接,所述第一压电陶瓷块(7)和探头本体(4)连接,所述第二压电陶瓷块(8)与探头头部(5)连接。
4.根据权利要求1所述的一种手持式MEMS光学扫描成像装置,其特征在于,所述样品臂(20)包括设于探头头部(5)内的扫描探针(12),所述扫描探针(12)的端部与光纤(13)连接。
5.根据权利要求1所述的一种手持式MEMS光学扫描成像装置,其特征在于,所述探头头部(5)的内部设有固定件(29),所述光纤(13)通过固定件(29)固定在探头头部(5)的内部。
6.根据权利要求1所述的一种手持式MEMS光学扫描成像装置,其特征在于,在所述探头本体(4)和探头头部(5)的外侧均套设有真空管(28)。
7.根据权利要求1所述的一种手持式MEMS光学扫描成像装置,其特征在于,所述手柄(1)上沿长度方向设有多个手指环(14)。
8.根据权利要求1所述的一种手持式MEMS光学扫描成像装置,其特征在于,该装置还包括与样品臂(20)连接的OCT系统,所述OCT系统包括沿光信号传播方向依次连接的光源(15)、分光组件、成像组件以及与分光组件连接的参考臂组件,所述样品臂(20)与分光组件连接。
9.根据权利要求8所述的一种手持式MEMS光学扫描成像装置,其特征在于,所述分光组件包括第一耦合器(16)、第一环形器(17)、第二环形器(18)和第二耦合器(19),所述第一耦合器(16)和光源(15)连接,所述第二耦合器(19)和成像组件连接,所述第一环形器(17)和第二环形器(18)并联设置在第一耦合器(16)和第二耦合器(19)之间,所述第一环形器(17)与参考臂组件连接,所述第二环形器(18)与样品臂(20)连接。
10.根据权利要求8所述的一种手持式MEMS光学扫描成像装置,其特征在于,所述参考臂组件包括聚焦透镜(21)、滤光片(22)和参考臂(23),所述聚焦透镜(21)与分光组件连接,所述滤光片(22)设于聚焦透镜(21)和参考臂(23)之间;
所述成像组件包括沿光信号传播方向设置的探测器(24)和计算机(25)。
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