[发明专利]基于静电力驱动的光纤扫描内窥镜

权利要求书

1.基于静电力驱动的光纤扫描内窥镜，其特征在于，它包括：壳体(2)、导电介质层(3)、镜头(4)、扫描光纤(5)、光纤支架(6)、n个电极片(7)、n个电压源(8)、电压检测装置(9)和控制器(10)；其中，n为整数，且n≥2；

壳体(2)为两端开口的筒形结构，所述筒形结构的一端嵌固有镜头(4)，另一端设置有光纤支架(6)，所述光纤支架(6)为中心开孔的圆形结构，扫描光纤(5)的前端穿过圆形结构的中心孔至壳体(2)内部，且扫描光纤(5)的前端临近镜头(4)；所述扫描光纤(5)的表面涂有导电介质层(3)；

n个电极片(7)均为矩形，且均贴设在所述壳体(2)的内壁上，所述n个电极片(7)的长边均与壳体(2)的轴线平行；

n个电极片(7)分别通过导线(1)与n个电压源(8)的正极一一对应连接，导电介质层(3)同时连接n个电压源(8)的负极；所有电压源(8)的控制信号输入端连接控制器(10)的电压控制信号输出端；

电压检测装置(9)用于采集n个电极片(7)与导电介质层(3)之间的电压；

控制器(10)用于根据n个电极片中的电流、n个电极片(7)与导电介质层(3)之间的电压和频率计算扫描光纤(5)的偏移量。

2.根据权利要求1所述的基于静电力驱动的光纤扫描内窥镜，其特征在于，控制器(10)还用于根据扫描光纤(5)的偏移量和目标位置，控制电压源(8)的输出电压，直至扫描光纤(5)达到目标位置。

3.根据权利要求1或2所述的基于静电力驱动的光纤扫描内窥镜，其特征在于，控制器(10)根据n个电极片中的电流、n个电极片(7)与导电介质层(3)之间的电压和频率计算扫描光纤(5)的偏移量的方法为：

将n个电极片(7)与导电介质层(3)之间等效为n个电容，利用公式：

i＝-2πfC×U(t)sin(2πf×t)

计算获得每个等效电容的电容值，其中，i为电极片(7)中的电流，f为电压源(8)的频率；C为电极片(7)和导电介质层(3)间的等效电容值，U(t)为电极片(7)与导电介质层(3)之间的电压；

再利用：

计算获得每个电极片(7)与导电介质层(3)间的距离，其中，ε为电极片(7)和导电介质层(3)间的介电常数，S为电极片(7)和导电介质层(3)间的正对面积，d为电极片(7)与导电介质层(3)间的距离；

最后，利用n个电极片(7)与导电介质层(3)间的距离，获得扫描光纤的偏移量。

4.根据权利要求1所述的基于静电力驱动的光纤扫描内窥镜，其特征在于，壳体(2)为绝缘材料。

5.根据权利要求1或2所述的基于静电力驱动的光纤扫描内窥镜，其特征在于，扫描光纤(5)位于壳体(2)内的部分均涂有导电介质层(3)。

6.根据权利要求1所述的基于静电力驱动的光纤扫描内窥镜，其特征在于，电压源电压范围30V～100V。

7.根据权利要求1所述的基于静电力驱动的光纤扫描内窥镜，其特征在于，扫描光纤(5)在壳体(2)内的初始位置与壳体(2)的中轴线重合。