本申請(qǐng)主張2014年5月27日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2014-109221號(hào)的優(yōu)先權(quán)，這里取入該在先申請(qǐng)的公開整體以進(jìn)行參照。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通過照明光掃描被觀察物來進(jìn)行觀察的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置。

背景技術(shù)：

近年來，開發(fā)了如下的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置：使以能夠擺動(dòng)的方式被支承的光纖進(jìn)行振動(dòng)驅(qū)動(dòng)，使從光纖的出射端部射出的照明光在被觀察物上進(jìn)行掃描，檢測(cè)在該被觀察物進(jìn)行反射或散射等的光。

在這種光掃描型內(nèi)窺鏡裝置中，使光纖穿過具有光纖貫穿插入用的內(nèi)孔的保持部件，使該保持部件在與光纖光軸方向垂直的二維方向上進(jìn)行振動(dòng)驅(qū)動(dòng)，由此，在被觀察物上二維地掃描照明光。保持部件例如是設(shè)光纖的光軸方向?yàn)殚L(zhǎng)度方向的長(zhǎng)方體狀的套圈，通過在該套圈的沿著長(zhǎng)度方向的4面配置壓電元件并施加振動(dòng)電壓，能夠使光纖進(jìn)行振動(dòng)?；蛘?，設(shè)保持部件為具有供光纖貫穿插入的內(nèi)孔的圓柱狀的壓電管，在該壓電管的外周上的繞光纖光軸分別偏移90°的位置配置合計(jì)4個(gè)電極，對(duì)這些電極施加振動(dòng)電壓，能夠使光纖進(jìn)行振動(dòng)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2014-36779號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

但是，單模光纖的直徑為100μm左右，支承該單模光纖的保持部件的與光纖光軸垂直的方向的大小也為數(shù)百微米左右。關(guān)于這種大小的保持部件，在制造上很難使外形形狀和內(nèi)孔的位置準(zhǔn)確地與設(shè)計(jì)內(nèi)容一致。并且，在保持部件為套圈時(shí)，在制造上很難對(duì)稱地粘貼壓電元件，并且，在保持部件為壓電管時(shí)，在制造上很難準(zhǔn)確地各偏移90°來配置電極。因此，由隔著光纖對(duì)置的壓電元件實(shí)現(xiàn)的光纖的振動(dòng)不會(huì)成為理想的方向，二維掃描軌跡也成為從理想的掃描軌跡變形的軌跡。

使用圖9～圖11對(duì)該狀況進(jìn)行說明。圖9是示出光掃描型內(nèi)窺鏡裝置的理想的驅(qū)動(dòng)部的截面形狀和一維掃描圖案的圖，圖9(a)是在光軸方向上觀察驅(qū)動(dòng)部的剖視圖，圖9(b)是示出在X方向上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的掃描圖案的圖。貫穿插入有光纖101的光纖保持部件102是具有截面為正方形的在光纖光軸方向上延伸的長(zhǎng)方體的形狀的彈性部件。光纖保持部件102在4個(gè)側(cè)面分別對(duì)稱地配置壓電基板103a～103d。并且，關(guān)于壓電基板103a～103d，如壓電基板103a所示，由電極103a₁和壓電材料103a₂構(gòu)成(在圖9中，僅針對(duì)壓電基板103a示出電極103a₁和壓電材料103a₂，但是，其他壓電基板103b～103d也同樣構(gòu)成)。這樣，在通過理想的形狀和壓電基板的配置構(gòu)成驅(qū)動(dòng)部的情況下，通過對(duì)X方向的壓電基板103b和103d施加相位相差180度的振動(dòng)電壓，如圖9(b)所示，光纖101的前端在X方向上一維地振動(dòng)。在圖9(a)中，利用箭頭示出光纖保持部件102和光纖101被驅(qū)動(dòng)的方向。

與此相對(duì)，如圖10(a)所示，在實(shí)際上制造的驅(qū)動(dòng)部的壓電基板103b的配置產(chǎn)生偏移、驅(qū)動(dòng)部成為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的情況下，當(dāng)對(duì)X方向的壓電基板103b和103d施加振動(dòng)電壓時(shí)，除了X方向的振動(dòng)以外，還在Y方向上產(chǎn)生不期望的振動(dòng)成分，如圖10(b)所示，掃描圖案成為在Y方向上傾斜的形狀。其結(jié)果，對(duì)X方向的壓電基板103b、103d和Y方向的壓電基板103a、103c進(jìn)行振動(dòng)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)要進(jìn)行螺旋掃描或利薩茹(Lissajous)掃描時(shí)，掃描圖案產(chǎn)生變形。

圖11是說明光掃描型內(nèi)窺鏡裝置的實(shí)際的驅(qū)動(dòng)部的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的另一例的圖。該情況下，如圖11(a)中示出在光軸方向上觀察的驅(qū)動(dòng)部的剖視圖那樣，光纖保持部件102的形狀從正方形偏離。因此，壓電基板103b的法線的朝向不與X方向平行，因此，當(dāng)對(duì)壓電基板103b、103d施加振動(dòng)電壓時(shí)，產(chǎn)生Y方向的振動(dòng)成分。因此，如圖11(b)所示，成為與圖10(b)相同的在Y方向上傾斜的掃描圖案。

進(jìn)而，在圖10(b)、圖11(b)中，通過一維振動(dòng)而產(chǎn)生的掃描圖案傾斜，但是，有時(shí)在Y方向的不需要的振動(dòng)中產(chǎn)生相位的偏移而成為橢圓的掃描圖案。該情況下，當(dāng)進(jìn)行二維掃描時(shí)，成為掃描圖案進(jìn)一步變形的形狀。

另一方面，為了應(yīng)對(duì)波形的變形，在專利文獻(xiàn)1中，提出了設(shè)置5個(gè)以上的致動(dòng)器、從5個(gè)以上的方向按壓并驅(qū)動(dòng)光纖的方法。根據(jù)引用文獻(xiàn)1所記載的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置，具有對(duì)光纖的屈曲量和屈曲方向進(jìn)行調(diào)整的調(diào)整單元、檢測(cè)光纖的出射端的旋轉(zhuǎn)軌跡的檢測(cè)單元、判斷致動(dòng)器是否異常的判定單元，在通過判定單元判定為致動(dòng)器中的任意一方異常時(shí)，通過調(diào)整對(duì)與該致動(dòng)器相鄰的致動(dòng)器施加的電壓，進(jìn)行光纖前端部的旋轉(zhuǎn)軌跡的調(diào)整。

但是，如專利文獻(xiàn)1所公開的發(fā)明那樣，在設(shè)置5個(gè)以上的致動(dòng)器的方法中，需要將保持光纖的光纖保持部件的與光纖光軸垂直的截面加工成頂點(diǎn)數(shù)量為5個(gè)以上的多邊形，光纖保持部件的加工難度和制造成本上升。進(jìn)而，針對(duì)二維掃描，振動(dòng)方向?yàn)?個(gè)以上，由此，被施加的力的方向不是垂直的，所以，更難進(jìn)行光纖掃描的控制。

因此，著眼于這些方面而完成的本發(fā)明的目的在于，提供如下的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置：在光掃描型內(nèi)窺鏡裝置中，從相互實(shí)質(zhì)上垂直的方向驅(qū)動(dòng)光纖，并且，能夠抑制光掃描型內(nèi)窺鏡的掃描圖案的變形。

用于解決課題的手段

實(shí)現(xiàn)上述目的的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置的發(fā)明的特征在于，其具有：光纖，其前端部以能夠擺動(dòng)的方式被支承，該前端部對(duì)來自光源的光進(jìn)行引導(dǎo)；第1驅(qū)動(dòng)元件，其被設(shè)計(jì)成使所述光纖的前端部在第1方向上振動(dòng)；第2驅(qū)動(dòng)元件，其被設(shè)計(jì)成使所述光纖的前端部在與所述第1方向?qū)嵸|(zhì)上垂直的第2方向上振動(dòng)；第1振動(dòng)抑制元件，其對(duì)所述光纖的前端部進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以抵消由所述第2驅(qū)動(dòng)元件產(chǎn)生的所述第1方向的振動(dòng)成分的至少一部分；光學(xué)系統(tǒng)，其朝向被觀察物照射從所述光纖射出的光；光檢測(cè)部，其檢測(cè)通過照射所述光而從所述被觀察物得到的光，并將該光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；以及圖像處理部，其根據(jù)由所述光檢測(cè)部輸出的所述電信號(hào)生成圖像

優(yōu)選所述第1振動(dòng)抑制元件隔著所述光纖而與所述第1驅(qū)動(dòng)元件對(duì)置配置。

或者，所述第1振動(dòng)抑制元件也可以沿著所述光纖配置在與所述第1驅(qū)動(dòng)元件相同的一側(cè)或與所述第1驅(qū)動(dòng)元件對(duì)置的一側(cè)。

進(jìn)而，也可以是，所述第1驅(qū)動(dòng)元件和所述第2驅(qū)動(dòng)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以使所述光纖的所述前端部進(jìn)行螺旋掃描，所述第1振動(dòng)抑制元件被與所述第1驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有90°的相位差的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。

或者，也可以是，所述第1驅(qū)動(dòng)元件和所述第2驅(qū)動(dòng)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以使所述光纖的所述前端部進(jìn)行利薩茹掃描，所述第1振動(dòng)抑制元件被與所述第2驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。

并且，光掃描型內(nèi)窺鏡裝置也可以還具有第2振動(dòng)抑制元件，該第2振動(dòng)抑制元件對(duì)所述光纖的前端部進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以抵消由所述第1驅(qū)動(dòng)元件產(chǎn)生的所述第2方向的振動(dòng)成分的至少一部分。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，具有進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以抵消由所述第2驅(qū)動(dòng)元件產(chǎn)生的所述第1方向的振動(dòng)成分的至少一部分的第1振動(dòng)抑制元件，所以，在光掃描型內(nèi)窺鏡裝置中，從相互實(shí)質(zhì)上垂直的方向驅(qū)動(dòng)光纖，并且，能夠抑制光掃描型內(nèi)窺鏡的掃描圖案的變形。

附圖說明

圖1是示出第1實(shí)施方式的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是概略地示出圖1的光掃描型內(nèi)窺鏡的鏡體的概觀圖。

圖3是圖2的鏡體的前端部的剖視圖。

圖4是說明光掃描型內(nèi)窺鏡裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的圖，圖4(a)是與驅(qū)動(dòng)控制部的框圖一起示出的驅(qū)動(dòng)部的側(cè)視圖，圖4(b)是圖4(a)的A-A剖視圖。

圖5是示出對(duì)壓電基板施加的電壓的波形的圖，圖5(a)是針對(duì)壓電基板28a的施加電壓的波形，圖5(b)是針對(duì)壓電基板28c的施加電壓的波形。

圖6是說明第2實(shí)施方式的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的圖。

圖7是示出對(duì)圖6的壓電基板施加的電壓的波形的圖，圖7(a)是針對(duì)壓電基板28b的施加電壓的波形，圖7(b)是針對(duì)壓電基板28c的施加電壓的波形。

圖8是說明第3實(shí)施方式的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置的驅(qū)動(dòng)部的圖。

圖9是示出光掃描型內(nèi)窺鏡裝置的理想的驅(qū)動(dòng)部的形狀和掃描圖案的圖，圖9(a)是在光軸方向上觀察驅(qū)動(dòng)部的剖視圖，圖9(b)是示出在X方向上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的掃描圖案的圖。

圖10是說明光掃描型內(nèi)窺鏡裝置的實(shí)際的驅(qū)動(dòng)部的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的一例的圖，圖10(a)是在光軸方向上觀察驅(qū)動(dòng)部的剖視圖，圖10(b)是示出在X方向上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的掃描圖案的圖。

圖11是說明光掃描型內(nèi)窺鏡裝置的實(shí)際的驅(qū)動(dòng)部的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的另一例的圖，圖11(a)是在光軸方向上觀察驅(qū)動(dòng)部的剖視圖，圖11(b)是示出在X方向上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的掃描圖案的圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

(第1實(shí)施方式)

圖1是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10具有鏡體20、控制裝置主體30和顯示器40。

控制裝置主體30構(gòu)成為包括對(duì)光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10整體進(jìn)行控制的控制部31、發(fā)光定時(shí)控制部32、激光器33R、33G、33B和耦合器34。發(fā)光定時(shí)控制部32在控制部31的控制下，對(duì)射出紅色、綠色和藍(lán)色的三原色的激光的3個(gè)激光器33R、33G、33B的發(fā)光定時(shí)進(jìn)行控制。作為激光器33R、33G、33B，例如可以使用DPSS激光器(半導(dǎo)體激勵(lì)固體激光器)和激光器二極管。從激光器33R、33G、33B射出的激光通過耦合器34進(jìn)行合波，入射到單模光纖即照明用光纖11。當(dāng)然，光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10的光源的結(jié)構(gòu)不限于此，可以使用一個(gè)激光光源，也可以使用其他的多個(gè)光源。并且，激光器33R、33G、33B和耦合器34可以收納在利用信號(hào)線與控制裝置主體30連接的、與控制裝置主體30不同的殼體中。

照明用光纖11連接到鏡體20的前端部，從耦合器34入射到照明用光纖11的光被引導(dǎo)至鏡體20的前端部，朝向被觀察物50進(jìn)行照射。此時(shí)，通過對(duì)驅(qū)動(dòng)部21進(jìn)行振動(dòng)驅(qū)動(dòng)，從照明用光纖11射出的照明光能夠在被觀察物50的觀察表面上進(jìn)行二維掃描。通過后述控制裝置主體30的驅(qū)動(dòng)控制部38對(duì)該驅(qū)動(dòng)部21進(jìn)行控制。通過照射照明光而從被觀察物50得到的反射光、散射光、熒光等信號(hào)光在由多個(gè)多模光纖構(gòu)成的檢測(cè)用光纖12的前端進(jìn)行受光，穿過鏡體20內(nèi)并被引導(dǎo)至控制裝置主體30。

控制裝置主體30還具有用于對(duì)信號(hào)光進(jìn)行處理的光檢測(cè)器35、ADC(模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器)36和圖像處理部37。光檢測(cè)器35將穿過檢測(cè)用光纖12而來的信號(hào)光分解為光譜成分，通過光電二極管等將各個(gè)光譜成分轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。ADC36將轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將其輸出到圖像處理部37?？刂撇?1根據(jù)由驅(qū)動(dòng)控制部38施加的振動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)開始的定時(shí)、振幅和相位等信息計(jì)算掃描路徑上的掃描位置的信息，或者從預(yù)先準(zhǔn)備的一覽表取得掃描位置的信息，將其交給圖像處理部37。圖像處理部37根據(jù)從ADC36輸出的數(shù)字信號(hào)，得到該掃描位置處的被觀察物50的像素?cái)?shù)據(jù)。圖像處理部37將掃描位置和像素?cái)?shù)據(jù)的信息依次存儲(chǔ)在未圖示的存儲(chǔ)器中，在掃描結(jié)束后或掃描中進(jìn)行插值處理等必要處理，生成被觀察物50的圖像，將其顯示在顯示器40中。

在上述各處理中，控制部31對(duì)發(fā)光定時(shí)控制部32、光檢測(cè)器35、驅(qū)動(dòng)控制部38和圖像處理部37進(jìn)行同步控制。另外，關(guān)于圖像處理部37的圖像生成，當(dāng)照明用光纖的實(shí)際的掃描軌跡從理想的掃描軌跡偏離時(shí)，所生成的圖像也成為具有變形的圖像。在本發(fā)明中，如以下說明的那樣，具有抑制掃描軌跡的變形的單元。

圖2是概略地示出鏡體20的概觀圖。鏡體20具有操作部22和插入部23。在操作部22上分別連接有來自控制裝置主體30的照明用光纖11、檢測(cè)用光纖12和布線纜線13。這些照明用光纖11、檢測(cè)用光纖12和布線纜線13穿過插入部23內(nèi)部并被引導(dǎo)至插入部23的前端部24(圖2中的虛線部?jī)?nèi)的部分)。

圖3是放大示出圖2的鏡體20的插入部23的前端部24的剖視圖。前端部24構(gòu)成為包括驅(qū)動(dòng)部21、照明用透鏡25a、25b、穿過中心部的照明用光纖11和穿過外周部的檢測(cè)用光纖12。

驅(qū)動(dòng)部21構(gòu)成為包括通過安裝環(huán)26固定在鏡體20的插入部23的內(nèi)部的致動(dòng)器管27、以及配置在致動(dòng)器管27內(nèi)的撓性的光纖保持部件29和壓電基板28a～28d(參照?qǐng)D4(a)和(b))。這里，壓電基板28a是第1驅(qū)動(dòng)元件，壓電基板28b、28d是第2驅(qū)動(dòng)元件，壓電基板28c是第1振動(dòng)抑制元件。照明用光纖11由光纖保持部件29支承，并且，從由光纖保持部件29支承的固定端11a到出射端11c成為以能夠擺動(dòng)的方式被支承的擺動(dòng)部11b(照明用光纖11的前端部)。另一方面，檢測(cè)用光纖12配置成穿過插入部23的外周部，延伸到前端部24的前端。進(jìn)而，在檢測(cè)用光纖12的各光纖的前端部12a具有未圖示的檢測(cè)用透鏡。

進(jìn)而，照明用透鏡25a、25b和檢測(cè)用透鏡配置在前端部24的最前端。照明用透鏡25a、25b構(gòu)成為，從照明用光纖11的出射端11c射出的激光大致會(huì)聚在被觀察物50上。并且，檢測(cè)用透鏡配置成，取入會(huì)聚在被觀察物50上的激光通過被觀察物50進(jìn)行反射、散射、折射等后的光(與被觀察物50進(jìn)行相互作用的光)或熒光等作為信號(hào)光，使其會(huì)聚在配置在檢測(cè)用透鏡之后的檢測(cè)用光纖12并進(jìn)行耦合。另外，照明用透鏡不限于兩枚結(jié)構(gòu)，也可以由一枚或其他的多枚透鏡構(gòu)成。

圖4是說明光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的圖，圖4(a)是與驅(qū)動(dòng)控制部38的框圖一起示出的驅(qū)動(dòng)部21的側(cè)視圖，圖4(b)是圖4(a)的A-A剖視圖。照明用光纖11貫通具有棱柱狀形狀的光纖保持部件29的中央，由此，被光纖保持部件29固定并保持。光纖保持部件29的4個(gè)側(cè)面分別朝向+Y方向和+X方向以及它們的相反方向。而且，在光纖保持部件29的+Y方向和-Y方向上固定有Y方向驅(qū)動(dòng)用的一對(duì)壓電基板28a、28c，在+X方向和-X方向上固定有X方向驅(qū)動(dòng)用的一對(duì)壓電基板28b、28d。在各壓電基板28a～28d上連接有來自控制裝置主體30的驅(qū)動(dòng)控制部38的布線纜線13。

關(guān)于各壓電基板28a～28d，如圖4(a)、(b)中針對(duì)壓電基板28a示出的那樣，由電極28a₁和夾持在電極28a₁與光纖保持部件29之間的壓電材料28a₂構(gòu)成。通過對(duì)電極28a₁與光纖保持部件29之間施加電壓，壓電材料28a₂在照明用光纖11的光軸方向上伸長(zhǎng)/收縮。壓電材料28a₂伸長(zhǎng)，由此，光纖保持部件29在壓電基板28a的相反側(cè)承受彎曲應(yīng)力，壓電材料28a₂收縮，由此，光纖保持部件29在壓電基板28a側(cè)承受彎曲應(yīng)力。由此，照明用光纖11也在相同方向上承受彎曲應(yīng)力。其他壓電基板28b～28d也同樣。為了使照明用光纖11在相同方向上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通常對(duì)壓電基板28b和28d施加電壓，以使得在一方伸長(zhǎng)時(shí)，另一方收縮。例如，如果壓電基板28b和壓電基板28d的極化方向相同，則施加相位相互反轉(zhuǎn)180°的電壓。并且，如果壓電基板28b和壓電基板28d的極化方向?yàn)橄喾捶较颍瑒t施加電壓以使得相位差成為0°。另外，壓電基板28b與壓電基板28d的相位差不需要固定在180°或0°，也可以構(gòu)成為能夠從180°或0°進(jìn)行微調(diào)。并且，優(yōu)選壓電基板28b和壓電基板28d分別關(guān)于XZ平面對(duì)稱、且相互關(guān)于YZ平面對(duì)稱地配置。但是，在圖4(b)中，由于制造時(shí)的誤差等，壓電基板28d在Y方向上偏移配置。因此，當(dāng)對(duì)壓電基板28d進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，相對(duì)于照明用光纖11產(chǎn)生Y軸方向的不需要的振動(dòng)。另外，圖示的壓電基板28d的配置的偏移是作為通過配置在X方向上的壓電基板28b、28d產(chǎn)生Y方向的不需要的振動(dòng)的原因之一而進(jìn)行例示的。除此以外，可能由于光纖保持部件29的形狀的變形、光纖貫通的內(nèi)孔的位置的偏移等各種原因而產(chǎn)生不需要的Y方向的振動(dòng)。

接著，對(duì)本實(shí)施方式的照明用光纖11的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行說明。照明用光纖11被驅(qū)動(dòng)以使前端描繪螺旋狀的軌跡，以使得照明光通過螺旋狀的掃描圖案掃描被觀察物50。

光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10在剛剛制造之后或不進(jìn)行被觀察物50的觀察時(shí)，進(jìn)行照明用光纖11的出射端11c的掃描圖案的計(jì)測(cè)，以調(diào)整掃描軌跡。具體而言，固定鏡體20的前端，在從照明用光纖11射出的照明光通過照明用透鏡25a、25b成像的位置處配置PSD(位置檢測(cè)元件)。PSD是能夠檢測(cè)點(diǎn)狀的光在二維平面上的位置的光傳感器。接著，對(duì)X方向驅(qū)動(dòng)用的壓電基板28b、28d施加正弦波電壓波形，計(jì)測(cè)掃描圖案，取得照明用光纖11的出射端11c的振動(dòng)方向相對(duì)于X方向的傾斜的數(shù)據(jù)。根據(jù)測(cè)定出的傾斜的數(shù)據(jù)，相對(duì)于螺旋掃描的驅(qū)動(dòng)電壓，計(jì)算用于抵消在Y方向上產(chǎn)生的不需要的振動(dòng)的施加電壓的放大/衰減率，將其存儲(chǔ)在控制裝置主體30中。一般而言，由于X方向的振動(dòng)而產(chǎn)生的Y方向的不需要的振動(dòng)的振幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于X方向的振幅，所以，上述放大/衰減率成為衰減率。

并且，為了使照明用光纖呈螺旋狀進(jìn)行掃描，光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10在一覽表中預(yù)先存儲(chǔ)有Y方向驅(qū)動(dòng)用的壓電基板28a和X方向驅(qū)動(dòng)用的壓電基板28b、28d的電壓波形數(shù)據(jù)。在Y方向上利用1個(gè)壓電基板28a進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在X方向上利用2個(gè)壓電基板28b和28d進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所以，壓電基板28a的電壓波形的振幅更大。進(jìn)而，圖1的驅(qū)動(dòng)控制部38具有圖4(a)所示的電壓波形生成部38a、延遲器38b和放大器38c。電壓波形生成部38a分別經(jīng)由不同的布線纜線13而與壓電基板28a、28b、28d連接，構(gòu)成為將根據(jù)一覽表生成的電壓波形施加給各個(gè)壓電基板28a、28b、28d。(在圖4(a)中，省略與壓電基板28b、28d連接的布線纜線。)

另一方面，電壓波形生成部38a經(jīng)由延遲器38b和放大/衰減器38c而與壓電基板28c連接。電壓波形生成部38a輸出與針對(duì)壓電基板28a的驅(qū)動(dòng)電壓相同的電壓波形，以對(duì)壓電基板28c進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。延遲器38b使從電壓波形生成部38a輸出的電壓波形的相位延遲90°，放大/衰減器38c構(gòu)成為使從延遲器38b輸出的電壓波形進(jìn)行放大或衰減。電壓波形的振幅的放大、衰減基于上述光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10計(jì)算出的放大/衰減率。

通過以上這種結(jié)構(gòu)和事前的調(diào)整，在基于光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10的被觀察物50的觀察時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)控制部38的控制，對(duì)壓電基板28a施加圖5(a)所示的波形的電壓。并且，與壓電基板28a同樣，對(duì)壓電基板28b、28d施加振幅隨著時(shí)間而放大、縮小且相位偏移90°的波形(未圖示)的電壓。進(jìn)而，如圖5(b)所示，對(duì)與壓電基板28a對(duì)置的壓電基板28c施加使對(duì)壓電基板28a施加的電壓的相位偏移90°且基于根據(jù)衰減率而減小了振幅的電壓波形的電壓。由此，抵消了由于施加針對(duì)壓電基板28b和28d的振動(dòng)電壓而產(chǎn)生的Y方向的不需要的振動(dòng)成分，所以，得到抑制了變形的螺旋狀的掃描圖案。其結(jié)果，掃描圖案的軌跡成為理想的螺旋狀的圖案，根據(jù)由控制部31計(jì)算出的位置信息或一覽表中預(yù)先存儲(chǔ)的位置信息，能夠通過圖像處理部37生成減少了變形的圖像。

如以上說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，在光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10中，從相互實(shí)質(zhì)上垂直的方向驅(qū)動(dòng)照明用光纖11，并且，能夠抑制光掃描型內(nèi)窺鏡10的掃描圖案的變形。因此，不需要配置5個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)用的壓電基板，光纖保持部件29也成為截面形狀實(shí)質(zhì)上為正方形的棱柱狀，所以，加工容易且能夠廉價(jià)地制造。并且，壓電基板28a～28d的力作用的方向相互實(shí)質(zhì)上垂直，所以，照明用光纖11的出射端11c的振動(dòng)的控制容易。

另外，在X方向的驅(qū)動(dòng)中不使用壓電基板28b、28d雙方，例如，可以將壓電基板28b用作X方向的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)用的驅(qū)動(dòng)元件，將壓電基板28d用作抵消由于壓電基板28a的Y方向的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生的X方向的振動(dòng)成分的至少一部分的第2振動(dòng)抑制元件。該情況下，與上述壓電基板28c的驅(qū)動(dòng)方法同樣，在光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10的剛剛制造之后或未進(jìn)行被觀察物50的觀察時(shí)，使用PSD測(cè)定由于基于壓電基板28a的Y方向的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生的X方向的不需要的振動(dòng)成分。然后，在被觀察物的測(cè)定時(shí)，將使對(duì)壓電基板28b施加的電壓波形的相位偏移90°且根據(jù)測(cè)定結(jié)果使振幅進(jìn)行衰減后的信號(hào)施加給壓電基板28d。由此，能夠抑制X方向的不需要的振動(dòng)成分，所以，能夠得到更加精致的螺旋狀的掃描圖案。

(第2實(shí)施方式)

圖6是說明第2實(shí)施方式的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的圖，與驅(qū)動(dòng)控制部38的框圖一起示出驅(qū)動(dòng)部21的仰視圖。第2實(shí)施方式與第1實(shí)施方式不同，使從照明用光纖11射出的照明光在被觀察物50上進(jìn)行利薩茹掃描。因此，驅(qū)動(dòng)控制部38的框圖與第1實(shí)施方式不同，其他結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置相同。下面，對(duì)第2實(shí)施方式的被觀察物50的掃描方法進(jìn)行說明。

在本實(shí)施方式的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置中，與第1實(shí)施方式同樣，在剛剛制造之后或未進(jìn)行被觀察物50的觀察時(shí)，使用PSD測(cè)定對(duì)X方向的驅(qū)動(dòng)用壓電基板28b、28d施加振動(dòng)電壓的情況下的、在Y方向上產(chǎn)生的不需要的振動(dòng)，計(jì)算用于抵消在Y方向上產(chǎn)生的不需要的振動(dòng)的施加電壓的放大/衰減率，將其存儲(chǔ)在控制裝置主體30中。并且，在Y方向上產(chǎn)生的不需要的振動(dòng)與對(duì)壓電基板28b、28d施加的驅(qū)動(dòng)用電壓之間存在相位偏移的情況下，該相位偏移也存儲(chǔ)在控制裝置主體30中。

并且，為了使照明用光纖11進(jìn)行利薩茹掃描，光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10在一覽表中預(yù)先存儲(chǔ)有Y方向驅(qū)動(dòng)用的壓電基板28a和X方向驅(qū)動(dòng)用的壓電基板28b、28d的電壓波形數(shù)據(jù)。進(jìn)而，圖1的驅(qū)動(dòng)控制部38具有圖6所示的電壓波形生成部38a、延遲器38b和放大器38c。電壓波形生成部38a構(gòu)成為，分別經(jīng)由不同的布線纜線13而與壓電基板28a、28b、28d連接，將根據(jù)一覽表生成的波形施加給各個(gè)壓電基板28a、28b、28d。在圖6中，省略連接電壓波形生成部38a和壓電基板28a的布線纜線13。另一方面，在本實(shí)施方式中，與第1實(shí)施方式不同，延遲器38b根據(jù)上述測(cè)定出的相位偏移而使從電壓波形生成部38a施加給壓電基板38b的電壓波形的相位延遲，放大/衰減器38c構(gòu)成為，根據(jù)上述計(jì)算出的放大/衰減率使從延遲器38b輸出的電壓波形放大或衰減。

通過以上這種結(jié)構(gòu)和事前的調(diào)整，在基于光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10的被觀察物50的觀察時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)控制部38的控制，對(duì)壓電基板28b施加圖7(a)所示的波形的電壓，對(duì)壓電基板28d施加相位與其相反的波形的電壓。并且，為了進(jìn)行利薩茹掃描，對(duì)壓電基板28a施加頻率與壓電基板28b、28d不同的正弦波電壓。這里，各個(gè)頻率設(shè)定為相互成為整數(shù)比。并且，如圖7(b)所示，對(duì)與壓電基板28a對(duì)置的壓電基板28c施加使對(duì)壓電基板28b施加的電壓偏移基于上述測(cè)定出的相位偏移的相位差且使振幅進(jìn)行衰減后的電壓。由此，抵消了由于施加針對(duì)壓電基板28b和28d的振動(dòng)電壓而產(chǎn)生的Y方向的不需要的振動(dòng)成分，所以，得到抑制了變形的利薩茹掃描圖案，與第1實(shí)施方式同樣，能夠通過圖像處理部37生成減少了變形的圖像。并且，與第1實(shí)施方式同樣，得到光纖保持部件29的加工容易且能夠廉價(jià)地制造、并且照明用光纖11的出射端11c的振動(dòng)的控制容易這樣的效果。

(第3實(shí)施方式)

圖8是說明第3實(shí)施方式的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置的驅(qū)動(dòng)部的圖。在上述第1和第2實(shí)施方式中，在光纖保持部件29的4面分別各配置一個(gè)壓電基板28a～28d，但是，在本實(shí)施方式中，在光纖保持部件29的4個(gè)側(cè)面沿著長(zhǎng)度方向分別配置2個(gè)壓電基板。壓電基板41a和41c是Y方向驅(qū)動(dòng)用的驅(qū)動(dòng)元件(第1驅(qū)動(dòng)元件)，通過驅(qū)動(dòng)控制部38施加相位相反的電壓，以使得在一方伸長(zhǎng)時(shí)，另一方收縮。另一方面，壓電基板41b和41d是X方向驅(qū)動(dòng)用的驅(qū)動(dòng)元件(第2驅(qū)動(dòng)元件)，與壓電基板41a和41c同樣，施加相位相反的電壓，以使得在一方伸長(zhǎng)時(shí)，另一方收縮。

與此相對(duì)，壓電基板42a、42c是為了抵消伴隨基于壓電基板41b、41d的X方向的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)而在Y方向上產(chǎn)生的不需要的振動(dòng)成分的至少一部分而設(shè)置的第1振動(dòng)抑制元件，壓電基板42b、42d是為了抵消伴隨基于壓電基板41a、41c的Y方向的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)而在X方向上產(chǎn)生的不需要的振動(dòng)成分的至少一部分而設(shè)置的第2振動(dòng)抑制元件。對(duì)壓電基板42a和42c施加相位相互相反的信號(hào)，對(duì)壓電基板42b和42d也施加相位相互相反的信號(hào)。

與第1實(shí)施方式和第2實(shí)施方式同樣，在被觀察物50的圖像觀察之前，使用振動(dòng)驅(qū)動(dòng)用的壓電基板41a～41d計(jì)測(cè)在X方向或Y方向上一維驅(qū)動(dòng)照明用光纖11的出射端11c時(shí)產(chǎn)生的不需要的振動(dòng)成分，根據(jù)計(jì)測(cè)出的數(shù)據(jù)，決定對(duì)振動(dòng)抑制用的壓電基板42a～42d施加的電壓波形。在用于螺旋掃描的情況下，在光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10的圖像觀察時(shí)，對(duì)壓電基板41a、41c的驅(qū)動(dòng)電壓波形賦予90°的相位延遲，使其以通過上述計(jì)測(cè)而預(yù)先計(jì)算出的衰減率進(jìn)行衰減，將其施加給壓電基板42a、42c，由此抑制Y方向的不需要的振動(dòng)成分。也可以同樣進(jìn)行X方向的不需要的振動(dòng)成分的抑制。另外，與第1實(shí)施方式和第2實(shí)施方式同樣，驅(qū)動(dòng)控制部38具有電壓波形生成部38a、延遲器38b和放大/衰減器38c等結(jié)構(gòu)，通過布線纜線13而與各壓電基板41a～41d、42a～42d連接，但是，在圖6中，省略這些結(jié)構(gòu)要素的記載。

根據(jù)本實(shí)施方式，在X方向和Y方向的驅(qū)動(dòng)中使用分別對(duì)置的2個(gè)壓電基板41a～41d，所以，在照明用光纖11中對(duì)稱地作用有力，得到穩(wěn)定的軌道，而且，沿著照明用光纖11配置用于抵消不需要的振動(dòng)的壓電基板42a～42d，所以，能夠抑制掃描圖案的變形。

另外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，能夠進(jìn)行許多變形或變更。例如，在第1和第2實(shí)施方式中，使用放大/衰減器對(duì)振動(dòng)抑制用的壓電基板(振動(dòng)抑制元件)的振幅進(jìn)行調(diào)整，但是，例如，也可以使用具有與驅(qū)動(dòng)用的壓電基板(驅(qū)動(dòng)元件)不同的伸長(zhǎng)/收縮特性的壓電基板對(duì)振幅進(jìn)行調(diào)整。

并且，在本發(fā)明中，在各偏移90°的4個(gè)方向中的至少垂直的2個(gè)方向的一方配置第1驅(qū)動(dòng)元件，在另一方配置第2驅(qū)動(dòng)元件，并且，在與第1驅(qū)動(dòng)元件相同的一側(cè)或與第1驅(qū)動(dòng)元件對(duì)置的一側(cè)配置第1振動(dòng)抑制元件。因此，除了上述實(shí)施方式以外，還能夠進(jìn)行各種驅(qū)動(dòng)元件和振動(dòng)控制元件的配置。例如，在第1實(shí)施方式中，也可以構(gòu)成為僅配置壓電基板28a(第1驅(qū)動(dòng)元件)、壓電基板28b(第2驅(qū)動(dòng)元件)和壓電基板28c(第1振動(dòng)抑制元件)，而不設(shè)置壓電基板28d?；蛘撸诘?實(shí)施方式中，也可以僅利用壓電基板42a(第1振動(dòng)抑制元件)和壓電基板42b(第2振動(dòng)抑制元件)抵消不需要的振動(dòng)成分，而不設(shè)置壓電基板42c、42d。

并且，在本發(fā)明中，使用壓電基板作為驅(qū)動(dòng)元件和振動(dòng)抑制元件，但是，還能夠應(yīng)用于具有使用磁鐵和電磁線圈的電磁式驅(qū)動(dòng)部作為對(duì)照明用光纖進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的單元的光掃描型內(nèi)窺鏡裝置。

標(biāo)號(hào)說明

10：光掃描型內(nèi)窺鏡裝置；11：照明用光纖；11a：固定端；11b：擺動(dòng)部；11c：出射端；12：檢測(cè)用光纖；13：布線纜線；20：鏡體；21：驅(qū)動(dòng)部；22：操作部；23：插入部；24：前端部；25a、25b：照明用透鏡；26：安裝環(huán)；27：致動(dòng)器管；28a～28d：壓電基板；29：光纖保持部件；30：控制裝置主體；31：控制部；32：發(fā)光定時(shí)控制部；33R、33G、33B：激光器；34：耦合器；35：光檢測(cè)器；36：ADC；37：圖像處理部；38：驅(qū)動(dòng)控制部；40：顯示器；50：被觀察物。