[發明專利]彎折變形光纖及其在內窺鏡管線中的應用

無效

• 申請號: 201310199417.0
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN103293593A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 陳娜;王廷云;陳振宜;商亞娜;劉書朋;龐拂飛;郭強
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;A61B1/012;A61B1/005
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種光纖，特別是涉以一種變形光纖，應用于通信和醫療衛生行業，特別是應用于內窺鏡的光纖信號線領域。

背景技術

內窺鏡廣泛用于人體疾病的診斷和治療中，具有直觀，創傷小的優點。但是如果內窺鏡的管子猶如光纖粗細，這樣對人體的損傷會更小，可以減輕病人的痛苦。如果內窺鏡的管子猶如細線，如光纖粗細，這樣一來，甚至可以通過血管達到人體的各部，但目前還沒有有關這方面技術產品的報道。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種彎折變形光纖，在光纖的表面包覆多條薄膜，該薄膜可以通過細的導線電控伸縮，借以改變內窺鏡光纖探頭的方向和形狀，可用于空間成像。本發明彎折變形光纖應用于內窺鏡管線中，將會降低內窺鏡的管徑，降低病人的痛苦。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種彎折變形光纖，在光纖的表面包覆薄膜，形成薄膜包覆光纖內芯的復合結構，薄膜的材料為電致伸縮材料或壓電材料，外部電源通過具有絕緣層包覆的細導線向薄膜施加電場作用，使薄膜沿著光纖長度的延伸方向發生伸縮變形，使光纖發生彎曲變形。

作為本發明優選的技術方案，薄膜為條塊狀薄膜組合而成，對不同條塊的薄膜分別獨立施加電場作用。

作為本發明上述技術方案的改進，在光纖的變形區段，沿著光纖的周向對稱包覆兩塊的薄膜，使兩塊薄膜隔著光纖相對位置設置，分別對兩塊薄膜施加電壓相反的電場作用，使一塊薄膜發生伸長變形，且使另一塊薄膜發生收縮變形，從而使光纖在其變形區段發生彎折變形。

作為本發明上述技術方案的改進，通過控制系統控制外部電源，分別向在光纖的變形區段的不同的薄膜施加設定的電場作用，從而控制光纖的變形狀態。

上述薄膜的材料為乙酸乙烯酯、異丁烯、甲基丙烯酸甲酯和苯甲酸乙烯酯中的任意幾種化合物和亞乙烯基二氰的共聚物，或為聚偏氟乙烯類化合物，或為壓電晶體，或為壓電陶瓷。

上述薄膜的材料優選為聚雙氟亞乙烯。

本發明彎折變形光纖能應用與內窺鏡管線中，內窺鏡管線由光纖構成，在光纖的表面包覆薄膜，形成薄膜包覆光纖內芯的復合結構，薄膜的材料為電致伸縮材料或壓電材料，外部電源通過具有絕緣層包覆的細導線向薄膜施加電場作用，使薄膜沿著光纖長度的延伸方向發生伸縮變形，使光纖發生彎曲變形，通過控制系統控制外部電源，從而控制光纖的變形狀態，使光纖能夠根據醫生的控制而自主變換方向，并到達目標醫療檢測部位。

本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點：

1．本發明彎折變形光纖在光纖的表面包覆多條薄膜，該薄膜可以通過細的導線電控伸縮，實現光纖的可控彎折變形；

2.?本發明彎折變形光纖能廣泛用于通信和醫療衛生行業，特別是在醫療衛生內窺鏡的應用上，光纖能夠隨醫生控制而自主變換方向，簡化內窺鏡結構，顯著降低內窺鏡的管徑，降低病人的痛苦。

附圖說明

圖1為本發明實施例一彎折變形光纖的結構示意圖。

圖2為本發明實施例一在外加電場作用下發生一種方向彎曲情況示意圖。

圖3為本發明實施例一在外加電場作用下發生另一種方向的彎曲情況示意圖。

具體實施方式

本發明的優選實施例詳述如下：

實施例一：

在本實施例中，參見圖1～圖3，一種彎折變形光纖，其特征在于：在光纖1的表面包覆薄膜2，形成薄膜包覆光纖內芯的復合結構，薄膜2的材料壓電材料聚偏氟乙烯，外部電源通過具有絕緣層包覆的細導線3向薄膜2施加電場作用，使薄膜2沿著光纖1長度的延伸方向發生伸縮變形，使光纖1發生彎曲變形。在本實施例中，薄膜2為條塊狀薄膜組合而成，每一小塊薄膜2連接一根絕緣層包覆的銅絲，銅絲后連接電源，對不同條塊的薄膜2分別獨立施加電場作用。

在本實施例中，在光纖1的一個變形區段，沿著光纖1的周向對稱包覆兩塊的薄膜2，使兩塊薄膜2隔著光纖1相對位置設置，分別對兩塊薄膜2施加電壓相反的電場作用，使一塊薄膜2發生伸長變形，且使另一塊薄膜2發生收縮變形，從而使光纖1在其變形區段發生彎折變形。

在本實施例中，制備好的光纖，通過控制系統控制外部電源，分別向在光纖1的變形區段的不同的薄膜2施加設定的電場作用，從而控制光纖1的變形狀態，使光纖的頭部的擺動方向發生變化。