[发明专利]电润湿控制光学扫描探头

说明书

本发明公开了一种电润湿控制光学扫描探头，包含光纤以及液体透镜模块。液体透镜模块接合于光纤的出光端以产生聚焦光来进行前向扫描。液体透镜模块包含多个电极、电压施加装置、介电质层以及液体透镜。电压施加装置电性连接至多个电极。介电质层设置于多个电极上。液体透镜设置于介电质层上。其中液体透镜模块的电压施加装置基于电润湿效应来调整施加于液体透镜模块的多个电极的电压，以调变液体透镜与液体透镜模块的介电质层的接触角，从而调变聚焦光的变焦程度。借此，本发明的电润湿控制光学扫描探头，响应快，能耗低，且整体系统稳定度与精确度高。

技术领域

本发明实施例是有关于一种光学扫描探头，且特别是有关于一种电润湿控制光学扫描探头。

背景技术

目前光纤式探头大部分都是单向扫描的设计，例如侧向扫描或者是前向扫描。然而，这些单向扫瞄的光纤式探头设计，在使用上都有其缺点。举例而言，在某些使用场合，例如血管或心血管光学同调断层扫描(intravascular optical coherence tomography，IVOCT)，除了侧向观察血管壁上的附着物或管内组织架构外，前方血管的阻塞情况观测也是需要的，如此可以提供医生最即时的组织立体断层扫描信息，使其能立即判断并进行相关医疗处里。换言之，若是使用单向扫瞄的光纤式探头却又欲进行侧向扫描与前向扫描，则在检查过程中就需要抽换探头，然而，如此一来，既浪费时间也造成病患折磨。

传统的侧向光纤式扫瞄探头，是利用光纤将光源导到一个旋转反射镜前方，进而使光源沿探头侧向射出，并进行环状线扫描。若是要利用光纤转动的方式来达成侧像扫描，则必须搭配光纤旋转连接器(fiber optic rotary joints，FORJ)来连接光纤的固定端与转动端。然而，使用光纤旋转连接器将会有下列几项缺点：(1)再经由光纤旋转连接器出光会较弱；(2)光纤旋转连接器的转动会使功率有跳动的问题；(3)光纤与光纤旋转连接器的耦合焦距调整困难，会造成功率的损失(约2～10％)。如果采用微型气动式叶片旋转机构设计，通常会受制于定子与转子旋转偏心的问题与转速不易控制的困难，使得待测物与安装于转子上的反射镜距离变动过大，进而造成影像跳动与降低信号品质。若采用马达旋转机构，虽然转速稳定，影像品质也较佳，然而反射镜前方须预留至少数毫米(mm)长度的空间以安装马达机身，在应用上探头需有较长的前置长度，更无法看到前方，造成实际应用上的不足。

因此，不管是前向扫瞄或侧向扫瞄的单向扫瞄的光纤式探头设计在应用上都有其限制，若是能设计出一种即时三维扫描光纤式探头能够同时进行前向扫瞄与侧向扫瞄，在光流体装置(optofluidic device)应用上就非常广泛。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电润湿控制光学扫描探头，其响应快，能耗低，且整体系统稳定度与精确度高。

为实现上述目的，本发明提供了一种电润湿控制光学扫描探头，包含光纤以及液体透镜模块。液体透镜模块接合于光纤的出光端以产生聚焦光来进行前向扫描。液体透镜模块包含多个电极、电压施加装置、介电质层以及液体透镜(micro-liquid lens)。电压施加装置电性连接至电极。介电质层设置于电极上。液体透镜设置于介电质层上。其中液体透镜模块的电压施加装置基于电润湿效应(electrowetting effect)来调整施加于液体透镜模块的电极的电压，以调变液体透镜与液体透镜模块的介电质层的接触角，从而调变聚焦光的变焦程度。

在一些实施例中，上述电润湿控制光学扫描探头还包含反射元件，用以接收聚焦光，并将聚焦光反射到侧向来进行侧向扫描。

在一些实施例中，上述电润湿控制光学扫描探头还包含液体棱镜模块，用以接收聚焦光以产生扫描光来进行侧向扫描，其中液体棱镜模块包含多个电极、电压施加装置、介电质层以及液体棱镜(micro-liquid prism)。电压施加装置电性连接至电极。介电质层设置于电极上。液体棱镜设置于介电质层上，液体棱镜包含至少两种液体。其中液体棱镜模块的电压施加装置基于电润湿效应来调整施加于液体棱镜模块的电极的电压，以调变至少两种液体之间的介面轮廓，从而调变扫描光的扫描型态。