本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種光纖內(nèi)窺鏡及其制作方法。
背景技術(shù):
醫(yī)用內(nèi)窺鏡是一個(gè)配備有燈光的管子,它可以經(jīng)過口腔進(jìn)入胃內(nèi)或經(jīng)其他天然管道進(jìn)入體內(nèi)。利用內(nèi)窺鏡可以看到x射線不能顯示的病變,因此它對(duì)醫(yī)生非常有用。醫(yī)用內(nèi)窺鏡按其發(fā)展及成像構(gòu)造分類:可大體分為三大類:硬管式內(nèi)窺鏡、光學(xué)纖維(軟管式)內(nèi)窺鏡和電子內(nèi)窺鏡。其中,硬管式內(nèi)鏡隨著新技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)不再使用;光學(xué)纖維(軟管式)內(nèi)窺鏡由內(nèi)窺鏡鏡體和冷光源兩部分組成,鏡體內(nèi)有兩條光導(dǎo)纖維束:一條叫導(dǎo)光束,它是用來(lái)將冷光源產(chǎn)生的光線傳導(dǎo)到被觀測(cè)的物體表面,從而將被觀測(cè)物表面照亮;另一條叫傳像束的光纖束,一端對(duì)準(zhǔn)目鏡,另一端通過物鏡片對(duì)準(zhǔn)被觀測(cè)物表面,醫(yī)生通過目鏡能夠非常直觀地看到臟器表面的情況,便于及時(shí)準(zhǔn)確地診斷病情。傳導(dǎo)圖像的光纖束構(gòu)成了纖維內(nèi)窺鏡的核心部分,它由數(shù)萬(wàn)根極細(xì)的玻璃纖維組成,根據(jù)光學(xué)的全反射原理,所有玻璃纖維外面必須再被覆一層折射率較低的膜(包層),以保證所有纖芯傳導(dǎo)的光線都能發(fā)生全反射。由于單根光纖的傳遞只能產(chǎn)生一個(gè)光點(diǎn),要想看到完整的圖像,就必須把大量的光纖集成束,而要保證把圖像傳遞到另一端也成同樣的圖像,就必須使每一根光纖在其兩端所排列的位置相同,稱為導(dǎo)像束。電子內(nèi)窺鏡與光學(xué)纖維內(nèi)窺鏡的不同之處是后者使用光纖傳像而前者使用的稱為微型圖像傳感器的ccd(charge-coupleddevice,中文全稱:電荷耦合元件,也可稱為ccd圖像傳感器)器件,它們的光源是一樣的?;诖?,手術(shù)可以用內(nèi)窺鏡和激光來(lái)做,內(nèi)窺鏡的光導(dǎo)纖維能輸送激光束,燒灼贅生物或腫瘤,封閉出血的血管。
現(xiàn)有的光纖內(nèi)窺鏡是通過設(shè)置在外部的光源發(fā)出的光經(jīng)導(dǎo)光束傳至內(nèi)窺鏡端部的一個(gè)凹透鏡上,經(jīng)過凹透鏡發(fā)散以獲得更寬廣的照明視場(chǎng),反射回來(lái)的光線進(jìn)入觀察系統(tǒng)經(jīng)過傳像束傳到其另一端,從目鏡后即可看到清晰的物像。由于光纖內(nèi)窺鏡包括導(dǎo)光束和傳像束,因此不利于縮小內(nèi)窺鏡端部的尺寸,并且受限于導(dǎo)光束所占的比例,外部光源通過導(dǎo)光束傳播到臟器表面的亮度有限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種光纖內(nèi)窺鏡及其制作方法,簡(jiǎn)化了光纖內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu),在保證照明亮度的前提下,有利于縮小光纖內(nèi)窺鏡的圖像采集端的尺寸,同時(shí),由于發(fā)光光源設(shè)置在傳像束的圖像采集端,能夠充分的保證內(nèi)窺鏡在工作時(shí)四周的亮度,保證了成像質(zhì)量,使傳回的圖像更加飽滿。
本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下:
一種光纖內(nèi)窺鏡,所述光纖內(nèi)窺鏡包括用于傳導(dǎo)圖像的傳像束,所述傳像束包括圖像采集端和圖像輸出端;在所述傳像束的圖像采集端設(shè)有發(fā)光光源。
進(jìn)一步的,所述傳像束包括至少一根傳像束光纖,在每一根所述傳像束光纖的圖像采集端均設(shè)置有所述發(fā)光光源。
進(jìn)一步的,所述發(fā)光光源為有機(jī)發(fā)光二極管,包括由內(nèi)至外依次包裹在所述傳像束光纖的外周面的第一電極層、發(fā)光層及第二電極層;
在所述傳像束光纖的外周面上還設(shè)有:與所述第一電極層連接、用于向所述第一電極層施加電信號(hào)的第一引線;及,與所述第二電極層連接、用于向所述第二電極層施加電信號(hào)的第二引線。
進(jìn)一步的,在所述發(fā)光光源的遠(yuǎn)離所述傳像束光纖的圖像采集端的一端,所述第一電極層至少部分未被所述發(fā)光層覆蓋,以使所述第一電極層的邊界超出所述發(fā)光層的邊界,且在所述第一電極層未被所述發(fā)光層所覆蓋的部分上覆蓋有絕緣層,用于使所述第一電極層和所述第二電極層絕緣,且所述絕緣層完全覆蓋住所述第一電極層的邊界,并在所述第一電極層的邊界位置處形成第一過渡斜坡結(jié)構(gòu);
或者,在所述發(fā)光光源的遠(yuǎn)離所述傳像束光纖的圖像采集端的一端,所述發(fā)光層完全覆蓋住所述第一電極層的邊界,并超出所述第一電極層的邊界,用以使所述第一電極層和所述第二電極層絕緣,且所述發(fā)光層在所述第一電極層的邊界位置處形成第二過渡斜坡結(jié)構(gòu);
或者,在所述發(fā)光光源的遠(yuǎn)離所述傳像束光纖的圖像采集端的一端,所述發(fā)光層至少部分未被所述第二電極層覆蓋,以使所述發(fā)光層的邊界超出所述第二電極層的邊界,用于使所述第一電極層和所述第二電極層絕緣。
進(jìn)一步的,在所述發(fā)光光源的靠近所述傳像束光纖的圖像采集端的一端,所述第一電極層、所述發(fā)光層及所述第二電極層的邊界齊平;
或者,在所述發(fā)光光源的靠近所述傳像束光纖的圖像采集端的一端,所述發(fā)光層的邊緣至少部分未被所述第二電極層覆蓋,以使所述發(fā)光層的邊界超出所述第二電極層的邊界,用以使所述第一電極層和所述第二電極層絕緣;
或者,在所述發(fā)光光源的靠近所述傳像束光纖的圖像采集端的一端,所述第一電極層至少部分未被所述發(fā)光層覆蓋,以使所述第一電極層的邊界超出所述發(fā)光層的邊界,且在所述第一電極層未被所述發(fā)光層所覆蓋的部分上覆蓋有絕緣層,用于使所述第一電極層和所述第二電極層絕緣。
進(jìn)一步的,所述第一電極層的反射率高于預(yù)設(shè)值,用以避免所述發(fā)光層發(fā)出的光進(jìn)入所述傳像束光纖內(nèi)。
進(jìn)一步的,在所述傳像束光纖上還設(shè)置有封裝保護(hù)所述有機(jī)發(fā)光二極管、所述第一引線和所述第二引線的透光封裝保護(hù)膜層。
一種如上所述的光纖內(nèi)窺鏡的制造方法,所述方法包括:在所述傳像束的圖像采集端制作形成發(fā)光光源。
進(jìn)一步的,在所述傳像束的圖像采集端制作形成發(fā)光光源,包括:在所述傳像束的每一根傳像束光纖的圖像采集端均制作所述發(fā)光光源;具體包括:
在所述傳像束光纖的外周面上、靠近所述傳像束光纖的圖像采集端的位置處形成第一電極層;
在所述傳像束光纖的外周面上沿徑向形成第一引線;
在所述第一電極層上形成發(fā)光層;
在所述發(fā)光層上形成第二電極層;
在所述傳像束光纖的外周面上沿徑向形成第二引線。
進(jìn)一步的,在所述方法中,采用化學(xué)鍍膜或者磁控濺射的方式在所述傳像束光纖的外周面上形成所述第一電極層;所述第一引線和所述第二引線均采用噴墨打印的方式形成在所述傳像束光纖上。
進(jìn)一步的,所述方法還包括:
在所述傳像束光纖的外周面上形成所述第一電極層之前,在所述傳像束光纖上不需要形成第一電極層的區(qū)域形成第一保護(hù)層;在所述傳像束光纖上形成所述第一電極層之后,除去所述第一保護(hù)層;
在所述傳像束光纖的外周面上形成所述發(fā)光層之前,在所述傳像束光纖上不需要形成所述發(fā)光層的區(qū)域形成第二保護(hù)層;在所述傳像束光纖上形成所述發(fā)光層之后,除去所述第二保護(hù)層;
在所述傳像束光纖的外周面上形成所述第二電極層之前,在所述傳像束光纖上不需要形成所述第二電極層的區(qū)域形成第三保護(hù)層;在所述傳像束光纖上形成所述第二電極層之后,除去所述第三保護(hù)層;
其中,所述第一保護(hù)層、所述第二保護(hù)層和所述第三保護(hù)層均采用噴墨打印方式形成于所述傳像束光纖上。
進(jìn)一步的,所述方法還包括:
在所述傳像束的每一根傳像束光纖的圖像采集端均制作所述發(fā)光光源之后,在所述傳像束光纖上形成用于封裝保護(hù)所述有機(jī)發(fā)光二極管、所述第一引線和所述第二引線的透光封裝保護(hù)膜層;其中采用噴墨打印方式形成所述透光封裝保護(hù)膜層。
本發(fā)明所帶來(lái)的有益效果如下:
本發(fā)明提供的光纖內(nèi)窺鏡及其制作方法,將發(fā)光光源集成在傳像束的圖像采集端,省去了外部光源及導(dǎo)光束,簡(jiǎn)化了光纖內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu),在保證照明亮度的前提下,有利于縮小光纖內(nèi)窺鏡的圖像采集端的尺寸,同時(shí),由于發(fā)光光源設(shè)置在傳像束的圖像采集端,能夠充分的保證內(nèi)窺鏡在工作時(shí)四周的亮度,保證了成像質(zhì)量,使傳回的圖像更加飽滿。
附圖說(shuō)明
圖1表示本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡的單根傳像束光纖的截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2表示本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡制作方法中采用化學(xué)鍍膜方式在傳像束光纖上形成第一電極層的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3表示本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡制作方法中采用磁控濺射鍍膜方式在傳像束光纖上形成第一電極層時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4表示本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成第一電極層時(shí)的截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5表示本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成第一引線時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6表示本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成發(fā)光層時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7表示本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成發(fā)光層時(shí)的截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8表示本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成絕緣層時(shí)的截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9表示本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成第二電極層及第二引線時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10表示本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成第二電極層及第二引線時(shí)的截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖11表示本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成透光封裝保護(hù)膜層時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖12表示本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡中單根傳像束光纖上形成發(fā)光光源的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖13表示本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡中多根傳像束光纖集成在一起的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;谒枋龅谋景l(fā)明的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中光纖內(nèi)窺鏡的光源設(shè)置在外部,不利于內(nèi)窺鏡端部的尺寸,且外部光源通過導(dǎo)光束傳播的亮度有限的技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種光纖內(nèi)窺鏡及其制作方法,能夠?qū)l(fā)光光源集成在傳像束的圖像采集端,省去了外部光源及導(dǎo)光束,簡(jiǎn)化了光纖內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu),在保證照明亮度的前提下,有利于縮小光纖內(nèi)窺鏡的圖像采集端的尺寸,同時(shí),由于發(fā)光光源設(shè)置在傳像束的圖像采集端,能夠充分的保證內(nèi)窺鏡在工作時(shí)四周的亮度,保證了成像質(zhì)量,使傳回的圖像更加飽滿。
本發(fā)明實(shí)施例中所提供的光纖內(nèi)窺鏡包括用于傳導(dǎo)圖像的傳像束,所述傳像束包括圖像采集端和圖像輸出端;在所述傳像束的圖像采集端設(shè)有發(fā)光光源。
本發(fā)明提供的光纖內(nèi)窺鏡,其是將發(fā)光光源集成在傳像束的圖像采集端,省去了外部光源及導(dǎo)光束,簡(jiǎn)化了光纖內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu),在保證照明亮度的前提下,有利于縮小光纖內(nèi)窺鏡的圖像采集端的尺寸;同時(shí),由于發(fā)光光源設(shè)置在傳像束的圖像采集端,能夠充分的保證內(nèi)窺鏡在工作時(shí)四周的亮度,保證了成像質(zhì)量,使傳回的圖像更加飽滿。
在本發(fā)明所提供的優(yōu)選實(shí)施例中,如圖12和13所示,所述傳像束包括至少一根傳像束光纖100,在每一根所述傳像束光纖100的圖像采集端均設(shè)置有所述發(fā)光光源200。
采用上述方案,所述光纖內(nèi)窺鏡可以是單根傳像束光纖100或多根傳像束光纖100,如圖13所示,當(dāng)所述光纖內(nèi)窺鏡包括多根傳像束光纖100時(shí),其是將大量的單根傳像束光纖100集合在一起,多根所述傳像束光纖100通過外部的透明的外部保護(hù)層300進(jìn)行保護(hù)與固定,在每一根所述傳像束光纖100的圖像采集端均集成有所述發(fā)光光源200。
此外,在本發(fā)明所提供的優(yōu)選實(shí)施例中,如圖1、圖11和圖12所示,所述發(fā)光光源200為有機(jī)發(fā)光二極管,包括由內(nèi)至外依次包裹在所述傳像束光纖100的外周面的第一電極層210、發(fā)光層220及第二電極層230;在所述傳像束光纖100的外周面上還設(shè)有:與所述第一電極層210連接、用于向所述第一電極層210施加電信號(hào)的第一引線240;及,與所述第二電極層230連接、用于向所述第二電極層230施加電信號(hào)的第二引線250。
采用上述方案,所述發(fā)光光源200是采用的有機(jī)發(fā)光二極管,oled即有機(jī)發(fā)光二極管(organiclight-emittingdiode),又稱為有機(jī)電激光顯示(organicelectroluminescencedisplay,oled),其基本結(jié)構(gòu)是由一薄而透明具半導(dǎo)體特性之銦錫氧化物,與電力正極相連,再加上另一個(gè)金屬陰極,包成如三明治的結(jié)構(gòu)。整個(gè)結(jié)構(gòu)層中包括:空穴傳輸層、發(fā)光層與電子傳輸層等。當(dāng)電力供應(yīng)之適當(dāng)電壓時(shí),一般為10v以內(nèi),正極空穴與陰極電荷就會(huì)在發(fā)光層中結(jié)合,產(chǎn)生光亮,并且發(fā)光層發(fā)光時(shí)產(chǎn)生的熱量很小,一般在30攝氏度左右。
在本發(fā)明所提供的優(yōu)選實(shí)施例中,所述發(fā)光光源200就是采用的有機(jī)發(fā)光二極管,其可以制作在傳統(tǒng)的傳像束光纖100的圖像采集端的外表面上,通過在傳統(tǒng)的傳像束光纖100的外表面上由內(nèi)至外依次形成第一電極層210、發(fā)光層220和第二電極層230,并在傳像束光纖100的外表面上制作用于向第一電極層210施加電信號(hào)的第一引線240及用于向第二電極層230施加電信號(hào)的第二引線250來(lái)實(shí)現(xiàn)將有機(jī)發(fā)光二極管集成于傳像束光纖100上的目的。
其中所述第一電極層210可以是陰極層,其可以是采用金屬膜層,所述金屬膜層可以包括銀、鎂、鋰中的任意一種金屬膜層,或者,銀、鎂、鋰中任意兩種或三種金屬的合金膜層;所述第二電極層230可以是陽(yáng)極層,其可以采用氧化銦錫層;所述第一引線240和所述第二引線250均可以采用納米銀線。
需要說(shuō)明的是,所述第一電極層210、所述第二電極層230及所述第一引線240、所述第二引線250均可以采用其他材質(zhì),對(duì)此并不進(jìn)行限定。
需要說(shuō)明的是,在上述方案中,所述傳像束光纖100的橫截面如圖1所示,其主要是由纖芯110、包層120和涂覆層130構(gòu)成,所述傳像束光纖100的最外層為涂覆層130,即樹脂涂層,其作用是保護(hù)脆弱的包層120和纖芯110,加強(qiáng)光纖整體的強(qiáng)度;中間層為包層120即低折射率層,其作用是提供與纖芯110介質(zhì)間的折射率差,從而實(shí)現(xiàn)光在光纖中全反射式傳輸,在某些時(shí)候也能夠作為重要傳光部分;中心處為光纖纖芯110,即高折射率芯,是主要的光傳輸通道。一般單模光纖的纖芯110直徑為8-10μm,多模光纖的纖芯110直徑范圍為50-100μm。
還需要說(shuō)明的是,在上述方案中,如圖12所示,所述第一電極層210、所述發(fā)光層220及所述第二電極層230均可以是沿所述傳像束光纖100的周向由內(nèi)至外依次包裹于所述傳像束光纖100的外表面,而所述第一引線240和所述第二引線250可以是沿所述傳像束光纖100的軸向方向相互平行設(shè)置,以與外部的信號(hào)加載裝置連接。
此外,在本發(fā)明所提供的光纖內(nèi)窺鏡中,所述第一引線240連接在所述第一電極層210的遠(yuǎn)離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述第二引線250連接在所述第二電極層230的遠(yuǎn)離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,為了使得第一電極層210和第二電極層230絕緣,在本發(fā)明所提供的光纖內(nèi)窺鏡中,可以采用以下三種實(shí)施方式:
實(shí)施例1
如圖9所示,在所述發(fā)光光源200的遠(yuǎn)離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述第一電極層210至少部分未被所述發(fā)光層220覆蓋,以使所述第一電極層210的邊界超出所述發(fā)光層220的邊界,且在所述第一電極層210未被所述發(fā)光層220所覆蓋的部分上覆蓋有絕緣層260,用于使所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣。
采用上述方案,在所述發(fā)光光源200的遠(yuǎn)離所述圖像采集端的一端,所述發(fā)光層220距離所述第一電極層210的邊界的距離為d,并采用絕緣層260來(lái)覆蓋住所述第一電極層210上未被所述發(fā)光層220所覆蓋住的部分,如此,可以防止在后續(xù)制作連接有機(jī)發(fā)光二極管的第二電極層230的第二引線250時(shí),第二引線250與有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210之間連接發(fā)生短路。
優(yōu)選的,在所述發(fā)光光源200的遠(yuǎn)離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述絕緣層260完全覆蓋住所述第一電極層210的邊界,并在所述第一電極層210的邊界位置處形成第一過渡斜坡結(jié)構(gòu)。
采用上述方案,在所述發(fā)光光源200的遠(yuǎn)離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述絕緣層260的邊界應(yīng)略微長(zhǎng)于所述第一電極層210的邊界,以完全覆蓋保護(hù)所述第一電極層210的邊界,并將所述絕緣層260在覆蓋所述第一電極層210的邊界的位置處制作出適當(dāng)?shù)钠露?,以便后續(xù)制作的用于連接所述第二電極層230的第二引線250在經(jīng)過所述第一電極層210的邊界斷層位置時(shí),能由所述絕緣層260起到一緩沖作用,而使得所述第二引線250能更好地貼附在所述傳像束光纖100的表面。
需要說(shuō)明的是,在上述方案中,在所述發(fā)光光源200的遠(yuǎn)離所述圖像采集端的一端,所述發(fā)光層220的邊界與所述第一電極層210的邊界之間的上述距離d的大小根據(jù)需要設(shè)置,一般取10-50μm即可。
實(shí)施例2
在所述發(fā)光光源200的遠(yuǎn)離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述發(fā)光層220完全覆蓋住所述第一電極層210的邊界,并超出所述第一電極層210的邊界,用以使所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣。
采用上述方案,在所述發(fā)光光源200的遠(yuǎn)離所述圖像采集端的一端,所述發(fā)光層220的邊界超出所述第一電極層210的邊界,從而,可以防止在后續(xù)制作連接有機(jī)發(fā)光二極管的第二電極層230的第二引線250時(shí),第二引線250與有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210之間連接發(fā)生短路。
優(yōu)選的,所述發(fā)光層220在所述第一電極層210的邊界位置處形成第二過渡斜坡結(jié)構(gòu)。
采用上述方案,在所述發(fā)光光源200的遠(yuǎn)離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述發(fā)光層220在覆蓋所述第一電極層210的邊界的位置處制作出適當(dāng)?shù)钠露?,以便后續(xù)制作的用于連接所述第二電極層230的第二引線250在經(jīng)過所述第一電極層210的邊界斷層位置時(shí),能由所述發(fā)光層220起到一緩沖作用,而使得所述第二引線250能更好地貼附在所述傳像束光纖100的表面。
實(shí)施例3
在所述發(fā)光光源200的遠(yuǎn)離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述發(fā)光層220至少部分未被所述第二電極層230覆蓋,以使所述發(fā)光層220的邊界超出所述第二電極層230的邊界,用于使所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣。
采用上述方案,在所述發(fā)光光源200的遠(yuǎn)離所述圖像采集端的一端,所述發(fā)光層220的邊界超出所述第二電極層230的邊界,也就是說(shuō),所述發(fā)光層220至少一部分未被所述第二電極層230覆蓋,由此,可以防止在后續(xù)制作連接有機(jī)發(fā)光二極管的第二電極層230的第二引線250時(shí),第二引線250與有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210之間連接發(fā)生短路。
需要說(shuō)明的是,在實(shí)際應(yīng)用中,除了以上三種實(shí)施方式,還可以采用其他方式來(lái)使得在所述發(fā)光光源200的遠(yuǎn)離所述圖像采集端的一端,所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣。
此外,在本發(fā)明所提供的實(shí)施例中,在所述發(fā)光光源200的靠近所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述第一電極層210、所述發(fā)光層220及所述第二電極層230的邊界齊平。
采用上述方案,由于所述第一引線240和第二引線250分別連接在所述第一電極層210和所述第二電極層230的遠(yuǎn)離所述圖像采集端的一端,因此,在所述發(fā)光光源200的靠近所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述第一電極層210、所述發(fā)光層220及所述第二電極層230的邊界可以齊平,并與所述傳像束光纖100的圖像采集端的端面101齊平,有利于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。
需要說(shuō)明的是,在本發(fā)明的其他實(shí)施例中,在所述發(fā)光光源200的靠近所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,還可以是:
所述發(fā)光層220的邊緣至少部分未被所述第二電極層230覆蓋,以使所述發(fā)光層220的邊界超出所述第二電極層230的邊界,或者,在所述發(fā)光光源200的靠近所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述第一電極層210至少部分未被所述發(fā)光層220覆蓋,以使所述第一電極層210的邊界超出所述發(fā)光層220的邊界,且在所述第一電極層210未被所述發(fā)光層220所覆蓋的部分上覆蓋有絕緣層260,用于使所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣,以進(jìn)一步減少所述第一電極層210和所述第二電極層230之間的短路的風(fēng)險(xiǎn)。
此外,在本發(fā)明所提供的優(yōu)選實(shí)施例中,為了防止所述傳像束光纖100表面的有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)出的光直接耦合進(jìn)光纖,優(yōu)選的,所述第一電極層210的反射率高于預(yù)設(shè)值,也就是說(shuō),所述第一電極層210具有較高的反射率,用以避免所述發(fā)光層220發(fā)出的光耦合進(jìn)入所述傳像束光纖100內(nèi),從而干擾成像。
此外,在本發(fā)明所提供的優(yōu)選實(shí)施例中,如圖11所示,在所述傳像束光纖100上還設(shè)置有封裝保護(hù)所述有機(jī)發(fā)光二極管、所述第一引線240和所述第二引線250的透光封裝保護(hù)膜層270。
在本發(fā)明的實(shí)施例中還提供了一種本發(fā)明實(shí)施例所提供的光纖內(nèi)窺鏡的制作方法,所述方法包括:在所述傳像束的圖像采集端制作形成發(fā)光光源200。
其中,在所述方法中,優(yōu)選的,在所述傳像束的圖像采集端制作形成發(fā)光光源200,具體包括:在所述傳像束的每一根傳像束光纖100的圖像采集端均制作所述發(fā)光光源200,以制作形成單根光纖內(nèi)窺鏡。
其中在每一根所述傳像束光纖100的圖像采集端制作發(fā)光光源200的步驟包括如下:
步驟s1、在所述傳像束光纖100的外周面上、靠近所述傳像束光纖100的圖像采集端的位置處形成第一電極層210;
步驟s2、在所述傳像束光纖100的外周面上沿徑向形成第一引線240;
步驟s3、在所述第一電極層210上形成發(fā)光層220;
步驟s4、在所述發(fā)光層220上形成第二電極層230;
步驟s5、在所述傳像束光纖100的外周面上沿徑向形成第二引線250。
其中,在本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法中,步驟s1中,優(yōu)選的,可以采用化學(xué)鍍膜或者磁控濺射的方式在所述傳像束光纖100的外周面上形成所述第一電極層210。
在本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法中,所述方法還包括:在所述傳像束光纖100的外周面上形成所述第一電極層之前,在所述傳像束光纖100上不需要形成第一電極層的區(qū)域形成第一保護(hù)層;在所述傳像束光纖100上形成所述第一電極層之后,除去所述第一保護(hù)層。優(yōu)選的,所述第一保護(hù)層是采用噴墨打印方式形成于所述傳像束光纖100上。
以下說(shuō)明分別說(shuō)明采用化學(xué)鍍膜方式和采用磁控濺射鍍膜方式在所述傳像束光纖100的外周面上形成所述第一電極層210的具體步驟。
(一)化學(xué)鍍膜方式:
圖2和圖4所示為采用化學(xué)鍍膜方式形成第一電極層的結(jié)構(gòu)示意圖。
以化學(xué)鍍銀膜為例,化學(xué)鍍銀膜層具有良好的均勻性,化學(xué)鍍銀的反應(yīng)溶液由銀鹽、絡(luò)合物和強(qiáng)還原劑組成,由于化學(xué)鍍銀的不穩(wěn)定、以及反應(yīng)時(shí)間快,壽命短,所以在反應(yīng)液中加入穩(wěn)定劑,可以有效地防止鍍液的分解。以下以一種具體的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明采用化學(xué)鍍膜方式來(lái)形成所述第一電極層210的具體過程:
1)銀氨反應(yīng)液的配置:取1.0~2.0g硝酸銀,攪拌溶解于100ml的去離子水中;配置氨水,緩緩地加入硝酸銀溶液中,同時(shí)攪拌,溶液發(fā)生反應(yīng)生成沉淀,繼續(xù)添加氨水至沉淀消失;稱取0.5~0.9g氫氧化鉀(koh),攪拌溶解于50ml水中,將koh溶液緩緩加入反應(yīng)液中,同時(shí)攪拌,溶液發(fā)生反應(yīng)生成沉淀;繼續(xù)滴加氨水溶液,直至溶液基本澄清,若還有少量沉淀存在可以用過濾的方法濾清溶液,注意氨水不要過量;
2)還原劑溶液的配置:用電子天平稱量0.5~0.9g葡萄糖,攪拌溶解于95ml去離子水中;加入5ml乙醇作為穩(wěn)定劑;
3)將傳像束光纖100置于培養(yǎng)皿中,銀氨反應(yīng)液與還原劑溶液按3:1的體積比例倒入培養(yǎng)皿中,在室溫下反應(yīng)一定時(shí)間后從培養(yǎng)皿中取出,并用去離子水輕輕的沖洗,置于高低溫箱中90±10℃環(huán)境下烘烤5~10min,可增強(qiáng)銀膜的附著力。
通過上述化學(xué)鍍膜方式制備的銀膜反射率高,膜質(zhì)均勻,且與傳像束光纖100附著力良好,適合作為有機(jī)發(fā)光二極管的陰極,膜層厚度一般為10nm-200nm。
需要說(shuō)明的是,在上述方案中,在進(jìn)行化學(xué)鍍膜之前,需要在所述傳像束光纖100上形成第一保護(hù)層,以保護(hù)好所述傳像束光纖100的圖像采集端的端面101以及不需要鍍銀膜的部分。具體地,如圖2所示,在距離傳像束光纖100的圖像采集端端面101處長(zhǎng)為l的傳像束光纖100表面區(qū)域鍍上銀膜作為有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210(陰極),其中l(wèi)的大小優(yōu)選為0.1mm-2mm,在一具體實(shí)施例中,采用噴墨打印的方式在傳像束光纖100的端面101處以及光纖表面其他不需要鍍銀膜處打印光刻膠保護(hù)層(即所述第一保護(hù)層),以保護(hù)這些區(qū)域在化學(xué)鍍膜時(shí)不會(huì)被銀膜覆蓋;在化學(xué)鍍銀膜完成后,剝離掉傳像束光纖100表面的光刻膠保護(hù)層,以去除光刻膠保護(hù)層表面的銀膜,從而制備出距離傳像束光纖100端面101長(zhǎng)為l區(qū)域的傳像束光纖100的外表面上的銀膜作為有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210。
(二)磁控濺射鍍膜方式:
圖3所示為采用磁控濺射鍍膜方式形成第一電極層的結(jié)構(gòu)示意圖。
在磁控濺射鍍膜方式制備有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210時(shí),將所述傳像束光纖100沿軸向固定在微型電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)軸上;將所述微型電動(dòng)機(jī)10固定在磁控濺射鍍膜腔室內(nèi),利用微型電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),使傳像束光纖100在鍍膜的過程中不停地繞傳像束光纖100中心軸勻速旋轉(zhuǎn),以使所述傳像束光纖100的表面生長(zhǎng)出厚度均勻的膜層,即,所述第一電極層210。
其中,利用磁控濺射的方式在所述傳像束光纖100的表面制備出的第一電極層210,可以是功函數(shù)較低的有機(jī)發(fā)光二極管的陰極金屬膜層,例如:銀、鎂、鋰中的任意一種金屬膜層,或者,銀、鎂、鋰中任意兩種或三種金屬的合金膜層;優(yōu)選的,所述第一電極層210可以是mg:ag(10:1)或者li:al(0.6%li)合金金屬膜層等。
需要說(shuō)明的是,在磁控濺射制作傳像束光纖100表面上的有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210之前,同樣需要采用噴墨打印等方式在傳像束光纖100的端面101處以及傳像束光纖100的表面其他不需要鍍膜處打印光刻膠保護(hù)層(即所述第一保護(hù)層),以保護(hù)這些區(qū)域在磁控濺射鍍膜時(shí)不會(huì)被銀膜覆蓋;在磁控濺射鍍膜完成后,剝離掉傳像束光纖100表面的光刻膠保護(hù)層,以去除光刻膠保護(hù)層表面的金屬膜層,從而在距離傳像束光纖100的圖像采集端端面101處長(zhǎng)為l的傳像束光纖100表面區(qū)域鍍上銀膜作為有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210(陰極),其中l(wèi)的大小優(yōu)選為0.1mm-2mm。
需要說(shuō)明的是,為了防止傳像束光纖100表面的有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)出的光直接耦合進(jìn)傳像束光纖100,優(yōu)選的,采用化學(xué)鍍膜或者磁控濺射鍍膜方式制備出的有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210具有較高的反射率,從而避免有機(jī)發(fā)光二極管的光直接耦合進(jìn)光纖而干擾成像。
在本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法中,步驟s2中,在所述傳像束光纖100的外周面上沿徑向形成所述第一引線240,具體可以包括如下步驟:
如圖5所示,在有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210制備完成后,通過噴墨打印的方式,在傳像束光纖100的外表面打印出連接有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210的納米銀線,作為所述第一引線240。
應(yīng)當(dāng)理解的是,在實(shí)際應(yīng)用中,所述第一引線240還可以采用其他方式來(lái)形成,所述第一引線240的材料也可以采用其他金屬材料,對(duì)此不進(jìn)行限定。
此外,在本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法中,步驟s3中,在所述第一電極層210上形成發(fā)光層220,具體包括:采用蒸鍍方式在所述第一電極層210上形成所述發(fā)光層220。
并且,在所述傳像束光纖100的外周面上形成所述發(fā)光層220之前,在所述傳像束光纖100上不需要形成所述發(fā)光層220的區(qū)域形成第二保護(hù)層;在所述傳像束光纖100上形成所述發(fā)光層220之后,除去所述第二保護(hù)層。優(yōu)選的,所述第二保護(hù)層采用噴墨打印方式形成于所述傳像束光纖100上。
以下以一具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明采用蒸鍍方式來(lái)形成所述發(fā)光層220的具體步驟:
采用噴墨打印的方式在傳像束光纖100的圖像采集端端面101處以及傳像束光纖100的表面其他不需要蒸鍍有機(jī)發(fā)光層220處打印光刻膠保護(hù)層(即所述第二保護(hù)層),以保護(hù)這些區(qū)域在蒸鍍時(shí)不會(huì)被有機(jī)發(fā)光層220覆蓋;
將已經(jīng)制作有有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210和第一引線240的傳像束光纖100沿軸向固定在微型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上,微型電動(dòng)機(jī)固定在蒸鍍腔室中,利用微型電動(dòng)機(jī)使傳像束光纖100在鍍膜的過程中不停地繞傳像束光纖100中心軸勻速旋轉(zhuǎn),以使傳像束光纖100的表面生長(zhǎng)出均勻的有機(jī)發(fā)光膜層;
在鍍膜完成后,剝離掉傳像束光纖100表面的光刻膠保護(hù)層,以去除光刻膠膜層上的有機(jī)發(fā)光膜層,最終在有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210的表面上制備出有機(jī)發(fā)光層220。
需要說(shuō)明的是,當(dāng)本發(fā)明所提供的方法應(yīng)用于制作本發(fā)明實(shí)施例1中所提供的光纖內(nèi)窺鏡時(shí),如圖6所示,有機(jī)發(fā)光層220距離有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210的遠(yuǎn)離所述圖像采集端的一端的邊界的距離為d,以防止在后續(xù)打印制作連接有機(jī)發(fā)光二極管的第二電極層230的第二引線250時(shí),在遠(yuǎn)離所述圖像采集端的一端的邊界處與有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210短路,且保留上述距離d也可以在第一電極層210的邊界處制作出適當(dāng)?shù)钠露?,以便后續(xù)打印制作的用于連接有機(jī)發(fā)光二極管的第二電極層230的第二引線250時(shí),使得第二引線250能更好地貼附在傳像束光纖100表面。上述距離d大小根據(jù)需要設(shè)置,一般取10-50μm即可;
當(dāng)本發(fā)明所提供的方法應(yīng)用于制作本發(fā)明實(shí)施例1中所提供的光纖內(nèi)窺鏡時(shí),所述方法還包括:在所述第一電極層210上形成所述發(fā)光層220之后,所述發(fā)光層220上形成第二電極層230之前,在所述第一電極層210未被所述發(fā)光層220所覆蓋的部分上形成絕緣層260。
優(yōu)選的,可以采用噴墨打印的方式來(lái)形成所述絕緣層260。
具體地,通過噴墨打印的方式在有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210上裸露出來(lái)的長(zhǎng)度為d的未被所述發(fā)光層220所覆蓋的部分上表面打印一層絕緣層260(優(yōu)選的,所述絕緣層260為pmma絕緣層260),以避免后續(xù)制作的用于連接有機(jī)發(fā)光二極管的第二電極層230的第二引線250與有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210的邊緣短路。
在遠(yuǎn)離所述圖像采集端的一端,所述絕緣層260的邊界略微超出有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210的邊界,以完全覆蓋保護(hù)有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210的邊界。
當(dāng)本發(fā)明所提供的方法應(yīng)用于制作本發(fā)明實(shí)施例2中所提供的光纖內(nèi)窺鏡時(shí),在所述發(fā)光光源200的遠(yuǎn)離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述發(fā)光層220完全覆蓋住所述第一電極層210的邊界,并超出所述第一電極層210的邊界,用以使所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣,且所述發(fā)光層220在所述第一電極層210的邊界位置處形成第二過渡斜坡結(jié)構(gòu)。
此外,在本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法中,步驟s4中,在所述發(fā)光層220上形成所述第二電極層230,具體包括:采用磁控濺射鍍膜方式或者熱蒸鍍方式在所述發(fā)光層220上形成所述第二電極層230。
并且,在所述傳像束光纖100的外周面上形成所述第二電極層230之前,在所述傳像束光纖100上不需要形成所述第二電極層230的區(qū)域形成第三保護(hù)層;在所述傳像束光纖100上形成所述第二電極層230之后,除去所述第三保護(hù)層。優(yōu)選的,所述第三保護(hù)層采用噴墨打印方式形成于所述傳像束光纖100上。
以下分別說(shuō)明采用磁控濺射鍍膜方式或熱蒸發(fā)方式來(lái)形成所述發(fā)光層220的具體步驟:
采用磁控濺射或者熱蒸發(fā)等鍍膜方式制作有機(jī)發(fā)光二極管的第二電極層230時(shí),優(yōu)選地,選擇透明ito(透明氧化銦錫)材質(zhì)的有機(jī)發(fā)光二極管的第二電極層230,在鍍膜之前,通過噴墨打印的方式在傳像束光纖100的圖像采集端端面101處以及傳像束光纖100表面其他不需要生長(zhǎng)第二電極層230處打印光刻膠保護(hù)層(即第三保護(hù)層),以保護(hù)這些區(qū)域在鍍膜時(shí)不會(huì)被第二電極層230覆蓋;
將已經(jīng)制作有有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210、第一引線240(對(duì)于實(shí)施例1所提供的光纖內(nèi)窺鏡來(lái)說(shuō),還有絕緣層260)的傳像束光纖100沿軸向固定在微型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上,微型電動(dòng)機(jī)固定在鍍膜腔室中,利用微型電動(dòng)機(jī)使傳像束光纖100在鍍膜的過程中不停地繞傳像束光纖100中心軸勻速旋轉(zhuǎn),以使傳像束光纖100的表面生長(zhǎng)出均勻的有機(jī)發(fā)光二極管的第二電極層230;
在鍍膜完成后,剝離掉傳像束光纖100表面的光刻膠保護(hù)層,以去除光刻膠膜層上的有機(jī)發(fā)光二極管的第二電極層230,從而制備出所需要的有機(jī)發(fā)光二極管的第二電極層230。
需要說(shuō)明的是,在上述方法中,當(dāng)本發(fā)明所提供的方法應(yīng)用于制作本發(fā)明實(shí)施例3中所提供的光纖內(nèi)窺鏡時(shí),在形成所述第二電極層230時(shí),在所述發(fā)光光源200的遠(yuǎn)離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述發(fā)光層220至少部分未被所述第二電極層230覆蓋,以使所述發(fā)光層220的邊界超出所述第二電極層230的邊界,用于使所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣。
此外,在本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法中,步驟s4中,在所述傳像束光纖100的外周面上沿徑向形成第二引線250,具體包括:通過噴墨打印方式打印出與有機(jī)發(fā)光二極管的第二電極層230電連接的第二引線250。
需要說(shuō)明的是,當(dāng)本發(fā)明所提供的方法應(yīng)用于制作本發(fā)明實(shí)施例3中所提供的光纖內(nèi)窺鏡時(shí),所述第二引線250通過絕緣層260與有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210絕緣隔離,在非有機(jī)發(fā)光二極管區(qū)域的第二引線250制作在傳像束光纖100的表面,并且與第一引線240平行,如圖9所示,第一引線240電連接有機(jī)發(fā)光二極管的第一電極層210,第二引線250電連接有機(jī)發(fā)光二極管的第二電極層230,第一引線240與第二引線250分別連接外部電源的正負(fù)極,以為有機(jī)發(fā)光二極管供電。
此外,在本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法中,所述方法還包括:
在所述傳像束的每一根傳像束光纖100的圖像采集端均制作所述發(fā)光光源200之后,在所述傳像束光纖100上形成用于封裝保護(hù)所述有機(jī)發(fā)光二極管、所述第一引線240和所述第二引線250的透光封裝保護(hù)膜層270。
優(yōu)選的,在所述方法中,采用噴墨打印方式形成所述透光封裝保護(hù)膜層270。
具體地,一實(shí)施例中,在有機(jī)發(fā)光二極管所在區(qū)域以及第一引線240和第二引線250上通過噴墨打印的方式覆蓋透光封裝保護(hù)膜層270,以保護(hù)有機(jī)發(fā)光二極管的各膜層及第一引線240和第二引線250,并且在傳像束光纖100的圖像采集端端面101處,除傳像束光纖100的纖芯110、包層120以及涂覆層130以外的區(qū)域截面處,也全部打印覆蓋所述透光封裝保護(hù)膜層270,以封裝保護(hù)有機(jī)發(fā)光二極管。所述透光封裝保護(hù)膜層270可以采用pmma材質(zhì),pmma俗稱亞克力,具有良好的透光率與絕緣性,能起到封裝保護(hù)有機(jī)發(fā)光二極管與布線的作用。
在另一個(gè)實(shí)施例中,可以利用蒸鍍或者pecvd(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法)等鍍膜方式,在傳像束光纖100的整個(gè)外表面上均勻地生長(zhǎng)一層透光封裝保護(hù)膜層270,透光封裝保護(hù)膜層270的材質(zhì)可以為氮化硅或者氧化硅等高透光率材料。具體地,將已經(jīng)制作有有機(jī)發(fā)光二極管的傳像束光纖100沿軸向固定在微型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上,微型電動(dòng)機(jī)固定在鍍膜腔室中,利用微型電動(dòng)機(jī)使光纖在鍍膜的過程中不停地繞光纖中心軸勻速旋轉(zhuǎn),以使傳像束光纖100的外表面(包括傳像束光纖100的圖像采集端端面101)生長(zhǎng)出均勻的透光封裝保護(hù)膜層270。傳像束光纖100的圖像采集端端面101處的截面圖如圖所示,傳像束光纖100的圖像采集端端面101上同樣會(huì)生長(zhǎng)有透光封裝保護(hù)膜層270,透光封裝保護(hù)膜層270完全覆蓋傳像束光纖100的圖像采集端端面101處的纖芯110、包層120和涂覆層130以及第一電極層210、發(fā)光層220和第二電極層230;覆蓋傳像束光纖100的圖像采集端端面101的透光封裝保護(hù)膜層270與傳像束光纖100表面的透光封裝保護(hù)膜層270是一體形成的,共同保護(hù)傳像束光纖100的外表面。
此外,在本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法中,在所述傳像束的圖像采集端制作形成發(fā)光光源200,還包括:在每一根所述傳像束光纖100的圖像采集端制作發(fā)光光源200之后,將多根所述傳像束光纖100集成為所述傳像束。
具體地,將多根所述傳像束光纖100集成為所述傳像束,具體包括:將多根所述傳像束光纖100通過外部透明的外部保護(hù)層300進(jìn)行保護(hù)與固定。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和替換,這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。