掃描型內(nèi)窺鏡和掃描型內(nèi)窺鏡的制造方法
【專(zhuān)利摘要】掃描型內(nèi)窺鏡（2）具有：光纖（14），其引導(dǎo)對(duì)活體進(jìn)行照明的光；保持部件（41），其具有供光纖（14）貫穿插入的貫穿插入孔（41h），光纖（14）從保持部件（41）的前端延伸設(shè)置規(guī)定的長(zhǎng)度，在保持部件（41）的前端形成有與貫穿插入孔（41h）連通的凹部（41g）；驅(qū)動(dòng)部（15），其設(shè)置在保持部件（41）上，使得掃描從保持部件（41）的前端延伸出的光纖（14）的自由端；以及粘接部（46），其涂布或填充在凹部（41g）中對(duì)光纖（14）和保持部件（41）進(jìn)行固定，粘接部形成有與保持部件（41）的前端一致的平面，由此，消除制造時(shí)的各個(gè)體間的光纖的自由端的長(zhǎng)度的偏差，各個(gè)體間的光纖的掃描特性恒定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】掃描型內(nèi)窺鏡和掃描型內(nèi)窺鏡的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)照射照明光的照明光纖進(jìn)行掃描來(lái)檢測(cè)返回光并形成圖像的掃描型內(nèi)窺鏡和掃描型內(nèi)窺鏡的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，存在如下的電子內(nèi)窺鏡:通過(guò)具有(XD、CM0S等固體攝像元件的攝像裝置對(duì)被檢體像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，在監(jiān)視器中顯示取得圖像。近年來(lái)，作為不使用這種固體攝像元件的技術(shù)而對(duì)被攝體像進(jìn)行圖像顯示的裝置，公知有如下的掃描型內(nèi)窺鏡裝置:對(duì)引導(dǎo)來(lái)自光源的光的照明用光纖的前端進(jìn)行二維掃描，利用受光用光纖束接收來(lái)自被檢體的返回光，使用經(jīng)時(shí)檢測(cè)到的光強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行二維圖像化。
[0003]這種對(duì)光纖進(jìn)行掃描來(lái)取得圖像的技術(shù)例如被公開(kāi)在JP特表2010-513949號(hào)公報(bào)所記載的包含內(nèi)窺鏡的光掃描型光纖裝置中。該現(xiàn)有的光掃描型光纖裝置以使光纖的一端成為自由端的方式，如懸臂梁那樣將光纖粘接在致動(dòng)器管體上進(jìn)行安裝。此時(shí)，在JP特表2010-513949號(hào)公報(bào)的光掃描型光纖裝置中，優(yōu)選以使光纖的粘接部的形狀為正圓錐狀的方式進(jìn)行粘接。
[0004]但是，現(xiàn)有的光掃描型光纖裝置為了掃描光纖，在諧振頻率附近驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器。此時(shí)的諧振頻率在很大程度上受與光纖直徑對(duì)應(yīng)的自由端的長(zhǎng)度影響，所以，為了提高致動(dòng)器的諧振頻率的再現(xiàn)性，需要使光纖的自由端的長(zhǎng)度保持恒定，對(duì)在制造時(shí)將光纖固定在設(shè)有致動(dòng)器的光纖保持部件上的精度有所要求。
[0005]但是，在必須進(jìn)行毫無(wú)損傷地將容易由于外力而折斷的光纖粘接在光纖保持部件上的粘接作業(yè)的狀況下，如JP特表2010-513949號(hào)公報(bào)的光掃描型光纖裝置那樣，涂布微量的粘接劑而準(zhǔn)確地形成為`正圓錐狀是非常困難的。因此，在現(xiàn)有的光掃描型光纖裝置中，存在光纖的自由端的長(zhǎng)度不固定、產(chǎn)生光掃描單元的制造個(gè)體差、光纖的掃描特性產(chǎn)生偏差這樣的問(wèn)題。
[0006]因此，本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供消除制造時(shí)的各個(gè)體間的光纖的自由端的長(zhǎng)度的偏差、使各個(gè)體間的光纖的掃描特性恒定的掃描型內(nèi)窺鏡和掃描型內(nèi)窺鏡的制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]用于解決課題的手段
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種掃描型內(nèi)窺鏡，該掃描型內(nèi)窺鏡具有:光纖，其引導(dǎo)對(duì)活體進(jìn)行照明的光；保持部件，其具有供所述光纖貫穿插入的貫穿插入孔，所述光纖從所述保持部件的前端延伸設(shè)置規(guī)定的長(zhǎng)度，在所述保持部件的所述前端形成有與所述貫穿插入孔連通的凹部；驅(qū)動(dòng)部，其設(shè)置在所述保持部件上，使得掃描從所述保持部件的所述前端延伸出的所述光纖的自由端；以及粘接部，其涂布或填充在所述凹部中對(duì)所述光纖和所述保持部件進(jìn)行固定，所述粘接部形成有與所述保持部件的前端一致的平面。
[0009]并且,在本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種掃描型內(nèi)窺鏡的制造方法，該掃描型內(nèi)窺鏡具有:光纖，其引導(dǎo)對(duì)活體進(jìn)行照明的光；保持部件，其具有供所述光纖貫穿插入的貫穿插入孔，所述光纖從所述保持部件的前端延伸設(shè)置規(guī)定的長(zhǎng)度，在所述保持部件的所述前端形成有與所述貫穿插入孔連通的凹部；驅(qū)動(dòng)部，其設(shè)置在所述保持部件上，使得掃描從所述保持部件的所述前端延伸出的光纖的自由端；以及粘接部，其涂布或填充在所述凹部中對(duì)所述光纖和所述保持部件進(jìn)行固定，所述粘接部形成有與所述保持部件的前端一致的平面，其中，將所述光纖導(dǎo)入所述保持部件的所述貫穿插入孔中，使所述光纖從所述保持部件的所述前端延伸出規(guī)定的長(zhǎng)度，在所述凹部中涂布或填充粘接劑，按照所述保持部件的前端面削掉多余的所述粘接劑而形成平面，使所述粘接劑固化而形成所述粘接部。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是示出第I實(shí)施方式的具有掃描型內(nèi)窺鏡的掃描型內(nèi)窺鏡裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0011]圖2是示出第I實(shí)施方式的光掃描單元的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0012]圖3是第I實(shí)施方式的圖2的II1-1II線剖視圖。
[0013]圖4是第I實(shí)施方式的變形例的致動(dòng)器的剖視圖、是掃描型內(nèi)窺鏡的致動(dòng)器的剖視圖。
[0014]圖5是用于說(shuō)明第I實(shí)施方式的供給到致動(dòng)器的信號(hào)波形的例子的圖。
[0015]圖6是用于說(shuō)明第I實(shí)施方式的照明光纖的掃描軌跡的例子的圖。
[0016]圖7是示出第I實(shí)施方式的光纖直徑125 μ m的照明光纖自由端的長(zhǎng)度與I次諧振頻率的關(guān)系的曲線圖。
`[0017]圖8是示出第I實(shí)施方式的表示驅(qū)動(dòng)頻率與振幅的關(guān)系的照明光纖的振動(dòng)特性的曲線圖。
[0018]圖9是示出第I實(shí)施方式的光掃描單元的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0019]圖10是示出第I實(shí)施方式的套圈中形成的凹部的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0020]圖11是示出第I實(shí)施方式的套圈中形成的凹部的結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0021]圖12是示出第I實(shí)施方式的套圈中形成的凹部的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0022]圖13是示出第I實(shí)施方式的變形例的套圈中形成的凹部的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0023]圖14是示出第I實(shí)施方式的變形例的套圈中形成的凹部的結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0024]圖15是示出第I實(shí)施方式的將照明光纖貫穿插入套圈中的制造過(guò)程的剖視圖。
[0025]圖16是示出第I實(shí)施方式的在套圈的凹部中涂布或填充粘接劑的制造過(guò)程的剖視圖。
[0026]圖17是示出第I實(shí)施方式的按照套圈的前端削掉多余的粘接劑的制造過(guò)程的剖視圖。
[0027]圖18是示出第I實(shí)施方式的由于固化而使粘接劑凹陷的狀態(tài)的制造過(guò)程的剖視圖。
[0028]圖19是示出第I實(shí)施方式的在凹陷部分中再次涂布或填充粘接劑的制造過(guò)程的首1J視圖。
[0029]圖20是示出第I實(shí)施方式的按照套圈的前端削掉多余的粘接劑的制造過(guò)程的剖視圖。
[0030]圖21是示出第2實(shí)施方式的光掃描單元的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
[0031]圖22是示出第2實(shí)施方式的光掃描單元的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0032]圖23是示出第2實(shí)施方式的變形例的光掃描單元的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
[0033]圖24是示出第2實(shí)施方式的變形例的光掃描單元的結(jié)構(gòu)的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡進(jìn)行說(shuō)明。另外，在以下的說(shuō)明中，基于各實(shí)施方式的附圖是示意性的，應(yīng)該留意到各部分的厚度與寬度的關(guān)系、各個(gè)部分的厚度的比率等與現(xiàn)實(shí)不同，在附圖相互之間，有時(shí)也包含彼此的尺寸關(guān)系和比率不同的部分。
[0035](第I實(shí)施方式)
[0036]首先，下面使用圖1~圖20對(duì)本發(fā)明的第I實(shí)施方式的具有掃描型內(nèi)窺鏡的掃描型內(nèi)窺鏡裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是示出具有掃描型內(nèi)窺鏡的掃描型內(nèi)窺鏡裝置的結(jié)構(gòu)的圖，圖2是示出光掃描單元的結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖3是圖2的II1-1II線剖視圖，圖4是變形例的致動(dòng)器的剖視圖、是掃描型內(nèi)窺鏡的致動(dòng)器的剖視圖，圖5是用于說(shuō)明供給到致動(dòng)器的信號(hào)波形的例子的圖，圖6是用于說(shuō)明照明光纖的掃描軌跡的例子的圖，圖7是示出光纖直徑125 μ m的照明光纖自由端的長(zhǎng)度與I次諧振頻率的關(guān)系的曲線圖，圖8是示出表示驅(qū)動(dòng)頻率與振幅的關(guān)系的照明光纖的振動(dòng)特性的曲線圖，圖9是示出光掃描單元的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖10是示出套圈中形成的凹部的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖11是示出套圈中形成的凹部的結(jié)構(gòu)的主視圖，圖12是示出套圈中形成的凹部的結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖13是示出變形例的套圈中形成的凹部的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖14是示出變形例的套圈中形成的凹部的結(jié)構(gòu)的主視圖，圖15是示出將照明光纖貫穿插入套圈中的制造過(guò)程的剖視圖，圖16是示出在套圈的凹部中涂布或填充粘接劑的制造過(guò)程的剖視圖，圖17是示出按照套圈的前端削掉多余的粘接劑的制造過(guò)程的剖視圖，圖18是示出由于固化而使粘接劑凹陷的狀態(tài)的制造過(guò)程的剖視圖，圖19是示出在凹陷部分中再次涂布或填充粘接劑的制造過(guò)程的剖視圖，圖20是示出按照套圈的前端削掉多余的粘接劑的制造過(guò)程的剖視圖。
[0037]如圖1所示，掃描型內(nèi)窺鏡裝置(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為內(nèi)窺鏡裝置)1構(gòu)成為具有:掃描型內(nèi)窺鏡(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為內(nèi)窺鏡)2,其一邊掃描一邊對(duì)被檢體照射照明光,并得到來(lái)自被檢體的返回光；主體裝置3，其與該內(nèi)窺鏡2連接；以及監(jiān)視器4，其顯示由主體裝置3得到的被檢體像。
[0038]內(nèi)窺鏡2的主體由具有規(guī)定的撓性的管體構(gòu)成，具有被貫穿插入到活體內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)的插入部U。在插入部11的前端側(cè)設(shè)有前端部12。并且，插入部11的基端側(cè)設(shè)有未圖示的連接器等，內(nèi)窺鏡2構(gòu)成為經(jīng)由該連接器等相對(duì)于主體裝置3拆裝自如。
[0039]在前端部12的前端面12a設(shè)有由照明透鏡13a、13b構(gòu)成的照明光學(xué)系統(tǒng)13和檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)16a。并且,在插入部11的內(nèi)部搭載有光掃描單兀40,該光掃描單兀40設(shè)有:照明光學(xué)系統(tǒng)13 ;作為光學(xué)元件的光纖即照明光纖14，其從基端側(cè)貫穿插入到前端側(cè)，弓丨導(dǎo)來(lái)自后述光源單元2 4的光，并對(duì)活體照射照明光；以及致動(dòng)器15，其設(shè)置在照明光纖14的前端側(cè)，根據(jù)來(lái)自后述驅(qū)動(dòng)器單元25的驅(qū)動(dòng)信號(hào)使得在期望方向上掃描照明光纖14的前端。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由光掃描單元40的照明光纖14引導(dǎo)的來(lái)自光源單元24的照明光被照射到被攝體。
[0040]并且，在插入部11的內(nèi)部設(shè)有作為受光部的檢測(cè)光纖16，該檢測(cè)光纖16沿著插入部11的內(nèi)周從基端側(cè)貫穿插入到前端側(cè)，接收來(lái)自被檢體的返回光。在該檢測(cè)光纖16的前端配設(shè)有上述檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)16a。
[0041]另外，檢測(cè)光纖16也可以是至少2條以上的光纖束。在內(nèi)窺鏡2與主體裝置3連接時(shí)，檢測(cè)光纖16與后述分波器36連接。
[0042]并且，在插入部11的內(nèi)部設(shè)有存儲(chǔ)了與內(nèi)窺鏡2有關(guān)的各種信息的存儲(chǔ)器17。在內(nèi)窺鏡2與主體裝置3連接時(shí)，存儲(chǔ)器17經(jīng)由未圖示的信號(hào)線與后述控制器23連接，通過(guò)控制器23讀出與內(nèi)窺鏡2有關(guān)的各種信息。
[0043]主體裝置3構(gòu)成為具有電源21、存儲(chǔ)器22、控制器23、光源單元24、驅(qū)動(dòng)器單元25、檢測(cè)單元26。光源單元24構(gòu)成為具有3個(gè)光源31a、31b、31c以及合波器32。
[0044]驅(qū)動(dòng)器單元25構(gòu)成為具有信號(hào)產(chǎn)生器33、數(shù)字模擬(以下稱(chēng)為D/A)轉(zhuǎn)換器34a和34b、放大器35。
[0045]檢測(cè)單元26構(gòu)成為具有分波器36、檢測(cè)器37a~37c、模擬數(shù)字(以下稱(chēng)為A/D)轉(zhuǎn)換器38a~38c。電源21根據(jù)未圖示的電源開(kāi)關(guān)等的操作，控制向控制器23的電源供給。在存儲(chǔ)器22中存儲(chǔ)有用于進(jìn)行主體裝置3整體控制的控制程序等。
[0046]控制器23進(jìn)行如下控制:當(dāng)從電源21供給電源時(shí)，從存儲(chǔ)器22中讀出控制程序，進(jìn)行光源單元24、驅(qū)動(dòng)器單元25的控制，并且，進(jìn)行由檢測(cè)單元26檢測(cè)到的來(lái)自被攝體的返回光的光強(qiáng)度的解析， 對(duì)所得到的被攝體像的周?chē)M(jìn)行遮蔽處理，作為規(guī)定的縱橫比的圖像顯示在監(jiān)視器4中。
[0047]光源單元24的光源31a、31b、31c根據(jù)控制器23的控制，分別將不同波段的光、例如R (紅)、G (綠)、B (藍(lán))波段的光射出到合波器32。合波器32對(duì)從光源31a、31b、31c射出的R、G、B波段的光進(jìn)行合波，將其射出到照明光纖14。
[0048]驅(qū)動(dòng)器單元25的信號(hào)產(chǎn)生器33根據(jù)控制器23的控制，輸出用于在期望方向上例如以橢圓螺旋狀對(duì)照明光纖14的前端進(jìn)行掃描的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。具體而言，信號(hào)產(chǎn)生器33將相對(duì)于插入部11的插入軸在左右方向(X軸方向)上驅(qū)動(dòng)照明光纖14的前端的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到D/A轉(zhuǎn)換器34a，將相對(duì)于插入部11的插入軸在上下方向(Y軸方向)上驅(qū)動(dòng)照明光纖14的前端的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到D/A轉(zhuǎn)換器34b。
[0049]D/A轉(zhuǎn)換器34a和34b分別將所輸入的驅(qū)動(dòng)信號(hào)從數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并將其輸出到放大器35。放大器35對(duì)所輸入的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大,并將其輸出到致動(dòng)器15。作為振動(dòng)部的致動(dòng)器15根據(jù)來(lái)自放大器35的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使照明光纖14的前端(自由端)擺動(dòng)，以橢圓螺旋狀進(jìn)行掃描。由此，從光源單元24射出到照明光纖14的光以橢圓螺旋狀依次照射被檢體。
[0050]檢測(cè)光纖16接收在被檢體的表面區(qū)域反射的返回光，將接收到的返回光引導(dǎo)至分波器36。分波器36例如是分光鏡等，以規(guī)定的波段對(duì)返回光進(jìn)行分波。具體而言，分波器36將由檢測(cè)光纖16引導(dǎo)的返回光分波為R、G、B波段的返回光，分別將其輸出到檢測(cè)器37a、37b、37c。
[0051]檢測(cè)器37a、37b和37c分別檢測(cè)R、G、B的波段的返回光的光強(qiáng)度。檢測(cè)器37a、37b和37c檢測(cè)到的光強(qiáng)度的信號(hào)分別被輸出到A/D轉(zhuǎn)換器38a、38b、38c。A/D轉(zhuǎn)換器38a~38c分別將從檢測(cè)器37a~37c輸出的光強(qiáng)度的信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將其輸出到控制器23。
[0052]控制器23對(duì)來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器38a~38c的數(shù)字信號(hào)實(shí)施規(guī)定的圖像處理，生成被攝體像，并顯示在監(jiān)視器4中。
[0053]這里，使用圖2對(duì)設(shè)于插入部11的前端部12的內(nèi)部的光掃描單元40的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0054]如圖2所示，光掃描單元40構(gòu)成為具有由照明透鏡13a、13b構(gòu)成的照明光學(xué)系統(tǒng)13、保持該照明光學(xué)系統(tǒng)13的框體43、貫穿插入配置有照明光纖14并設(shè)有致動(dòng)器15的作為保持部件的套圈41、將套圈41與致動(dòng)器15 —起保持在框體43上的保持體44。另外，從致動(dòng)器15連接有從驅(qū)動(dòng)器單元25 (參照?qǐng)D1)延伸設(shè)置的引線45。另外，保持體44嵌合著套圈41的基端部分，使得保持作為前端光學(xué)系統(tǒng)的照明光學(xué)系統(tǒng)13的框體43和套圈41成為一體。而且，在保持體44上形成有供照明光纖14和多個(gè)引線45貫穿插入的孔部。
[0055]進(jìn)而，詳細(xì)敘述時(shí)，如圖3所示，在照明光纖14與致動(dòng)器15之間配置有作為接合部件的套圈41。套圈41是光通信的領(lǐng)域中使用的部件，材質(zhì)使用氧化鋯(陶瓷)、鎳等，相對(duì)于照明光纖14的外徑(例如125 μ m),能夠容易地實(shí)現(xiàn)高精度(例如±1 μ m)的中心孔加工。
[0056]這里的套圈41為四棱柱，具有與X軸方向垂直的側(cè)面42a、42c和與Y軸方向垂直的側(cè)面42b、42d。另外，套圈41不限于四棱柱，可以是任意形狀的棱柱。在套圈41的大致中心實(shí)施基于照明光纖14的直徑的中心孔加工，通過(guò)粘接劑等固定照明光纖14。中心孔加工使間隙極小，使粘接劑層極薄。并且，粘接劑使用粘性較低的粘接劑。
[0057]這里，致動(dòng)器15由4 個(gè)致動(dòng)器15a~15d構(gòu)成，各致動(dòng)器15a~15d設(shè)置在與四棱柱的套圈41的各側(cè)面42a~42d相鄰的分別90°點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的位置。這些致動(dòng)器15a~15d例如構(gòu)成為在壓電元件的背離的2個(gè)面設(shè)有電極，根據(jù)來(lái)自驅(qū)動(dòng)器單元25的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行伸縮。
[0058]特別地，作為第I驅(qū)動(dòng)部的2個(gè)致動(dòng)器15a、15c根據(jù)來(lái)自D/A轉(zhuǎn)換器34a的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，作為第2驅(qū)動(dòng)部的其他2個(gè)致動(dòng)器15b、15d根據(jù)來(lái)自D/A轉(zhuǎn)換器34b的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由此，各致動(dòng)器15a~15d對(duì)套圈41賦予振動(dòng)，使照明光纖14的前端擺動(dòng)，使得以橢圓螺旋狀掃描照明光纖14的前端。另外，各致動(dòng)器15a~15d不限于由具有一對(duì)電極的壓電元件構(gòu)成的壓電振子，例如，也可以是電磁驅(qū)動(dòng)的線圈型振子。
[0059]關(guān)于各致動(dòng)器15a~15d的GND電極，在套圈41使用鎳等導(dǎo)電素材的情況下，將套圈41本身作為GND電極。并且，關(guān)于各致動(dòng)器15a~15d的GND電極，在套圈41使用氧化鋯等非導(dǎo)電素材的情況下，對(duì)套圈41的表面實(shí)施導(dǎo)電膜加工，作為GND電極。
[0060]這樣，內(nèi)窺鏡2通過(guò)在致動(dòng)器15與照明光纖14之間插入實(shí)施了高精度的中心孔加工的作為接合部件的套圈41，使照明光纖14與套圈41的固定所需要的粘接劑層極薄，極力減少溫度變化的影響，實(shí)現(xiàn)照明光纖14的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)。
[0061]另外，如圖4所示，致動(dòng)器15也可以是圓筒形狀。在這樣設(shè)致動(dòng)器15為圓筒狀的情況下，在其截面中心貫穿插入配置有照明光纖14。而且，在包圍照明光纖14的致動(dòng)器15與照明光纖14之間填充粘接劑47。
[0062]另外，致動(dòng)器15在內(nèi)周面設(shè)有電極48，并且在外周面設(shè)有4個(gè)電極49a~49d。隔開(kāi)規(guī)定的間隔配置這4個(gè)電極49a~49d。[0063]下面，根據(jù)圖5和圖6對(duì)如上所述構(gòu)成的內(nèi)窺鏡裝置I的作用進(jìn)行說(shuō)明。
[0064]另外，圖5 Ca)是從D/A轉(zhuǎn)換器34a經(jīng)由放大器35輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)波形。該信號(hào)波形是用于在X軸方向上驅(qū)動(dòng)照明光纖14的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，被供給到致動(dòng)器15a和15c。
[0065]并且，圖5 (b)是從D/A轉(zhuǎn)換器34b經(jīng)由放大器35輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)波形。該信號(hào)波形是用于在Y軸方向上驅(qū)動(dòng)照明光纖14的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，被供給到致動(dòng)器15b和15d。
[0066]該Y軸方向的信號(hào)波形成為使X軸方向的信號(hào)波形的相位偏移90°而得到的信號(hào)波形。具體而言，關(guān)于X軸方向的信號(hào)波形與Y軸方向的信號(hào)波形的相位差，在振動(dòng)軸數(shù)N為偶數(shù)的情況下通過(guò)下述(式I)計(jì)算，在振動(dòng)軸數(shù)N為奇數(shù)的情況下通過(guò)下述(式2 )計(jì)算。
[0067]相位差=360° /(2X振動(dòng)軸數(shù)N)..?(式I)
[0068]相位差=360° /振動(dòng)軸數(shù)N..?(式2)
[0069]在本實(shí)施方式中，由于振動(dòng)軸數(shù)N為2(偶數(shù):X軸和Y軸)，所以，根據(jù)上述(式1)，相位差為90° ο
[0070]這樣，驅(qū)動(dòng)器單元25構(gòu)成如下的控制部:生成輸出到致動(dòng)器15a、15c的第I驅(qū)動(dòng)信號(hào)和輸出到致動(dòng)器15b、15d的第2驅(qū)動(dòng)信號(hào)，根據(jù)振動(dòng)軸數(shù)N對(duì)第I驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位與第2驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位的相位差進(jìn)行控制。
[0071]如圖5 (a)、(b)所示，從時(shí)間Tl到時(shí)間T2，信號(hào)波形的振幅逐漸增大，在時(shí)間T2成為最大振幅值。而且，從時(shí)間T2到時(shí)間T3，信號(hào)波形的振幅逐漸減小，在時(shí)間T3成為最
小振幅值。
`[0072]此時(shí)的照明光纖14的掃描軌跡成為圖6所示的軌跡。在時(shí)間Tl，照明光纖14的前端成為X軸與Y軸的交點(diǎn)O的位置。而且，從時(shí)間Tl到時(shí)間T2，當(dāng)信號(hào)波形的振幅增大時(shí)，照明光纖14的前端被從交點(diǎn)O向外側(cè)以螺旋狀掃描，在時(shí)間T2，例如成為與Y軸的交點(diǎn)Yl的位置。進(jìn)而，從時(shí)間T2到時(shí)間T3，當(dāng)信號(hào)波形的振幅減小時(shí)，雖然省略圖示，但是，照明光纖14的前端被從交點(diǎn)Yl向內(nèi)側(cè)以螺旋狀掃描，在時(shí)間T3，成為交點(diǎn)O的位置。
[0073]如以上說(shuō)明的那樣，內(nèi)窺鏡2在致動(dòng)器15與照明光纖14之間插入有實(shí)施了高精度的中心孔加工的作為接合部件的套圈41。由此，減薄照明光纖14與套圈41的固定所需要的粘接劑層，極力減少溫度變化的影響。由此，該內(nèi)窺鏡成為減少溫度變化的影響、不進(jìn)行反饋控制就能夠進(jìn)行照明光纖的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
[0074]但是，為了高效地對(duì)照明光纖14進(jìn)行掃描，光掃描單元40設(shè)定致動(dòng)器15的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)數(shù)，使得以規(guī)定的諧振頻率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。照明光纖14大幅振動(dòng)(擺動(dòng))的諧振頻率由光纖直徑和從套圈41突出的突出量(延伸量)即自由端的長(zhǎng)度決定。
[0075]具體而言，光掃描單元40例如針對(duì)光纖直徑(外徑)125 μ m的照明光纖14 (以下有時(shí)省略光纖直徑125 μ m的記載)的自由端的長(zhǎng)度(從套圈41延伸的延伸量)，根據(jù)圖7的曲線圖所示的理論值設(shè)定(假設(shè))用于得到最大振幅的I次諧振頻率(驅(qū)動(dòng)頻率)。例如，光掃描單元40構(gòu)成為，在將照明光纖14的自由端的長(zhǎng)度設(shè)定為3.5mm的情況下，通過(guò)將致動(dòng)器15的驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定為8.0KHz左右，得到圖8的波形所示的最大振幅a3.5max的振動(dòng)特性。
[0076]這里，在光掃描單元40的制造過(guò)程中，在將照明光纖14組裝在套圈41上進(jìn)行固定時(shí)，在套圈41的前端殘存有多余的粘接劑等，在照明光纖14的自由端的長(zhǎng)度比3.5mm短0.1mm而成為3.4mm的情況下，根據(jù)圖7的曲線圖所示的理論值，用于得到最大振幅的I次諧振頻率(驅(qū)動(dòng)頻率)為8.5KHz左右，優(yōu)選進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以成為圖8的波形所示的最大振幅a3.4max的振動(dòng)特性。
[0077]但是，由于光掃描單元40將照明光纖14的自由端的長(zhǎng)度設(shè)定(假設(shè))為3.5mm，將致動(dòng)器15的驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定為8.0KHz，所以，在制造過(guò)程中，當(dāng)照明光纖14的自由端的長(zhǎng)度例如相對(duì)于所設(shè)定的3.5mm產(chǎn)生-0.1mm的誤差而縮短為3.4mm時(shí),用于得到其最大振幅a3.4max的I次諧振頻率(驅(qū)動(dòng)頻率)為8.5KHz左右，所以，照明光纖14不會(huì)大幅振動(dòng)。
[0078]即，在光纖直徑125 μ m的照明光纖14中，當(dāng)自由端的長(zhǎng)度相對(duì)于3.5mm成為
3.4mm而產(chǎn)生0.1mm的制造誤差時(shí)(這里為縮短時(shí))，得到最大振幅的I次諧振頻率(驅(qū)動(dòng)頻率)變化大約1.0KHz，其振動(dòng)特性在產(chǎn)品間產(chǎn)生非常大的偏差。即，在光纖直徑125 μ m的照明光纖14中，振幅根據(jù)圖8所示的半值寬為大約0.1KHz的振動(dòng)特性的波形而變化，所以，當(dāng)自由端的長(zhǎng)度從3.5mm縮短0.1mm成為3.4mm而使最大振幅的振動(dòng)特性偏移大約1.0KHz時(shí)，在所設(shè)定(假設(shè))的8.0KHz的驅(qū)動(dòng)頻率下，幾乎不會(huì)振動(dòng)，無(wú)法驅(qū)動(dòng)以進(jìn)行規(guī)定的螺旋掃描。
[0079]因此，本實(shí)施方式的光掃描單元40構(gòu)成為，在套圈41的前端形成用于填充粘接劑的凹部，固定照明光纖14。
[0080]具體而言，如圖9所示，光掃描單元40的套圈41通過(guò)作為粘接部的粘接劑46固定照明光纖14，該粘接劑46具有面位置與前端面41f 一致的表面部46a。如圖10~圖12所示，這里的套圈41形成有圓錐狀的凹部41g,該凹部41g從前端面41f朝向作為內(nèi)部方向的基端側(cè)變窄，與進(jìn)行中心孔加工而得到的光纖貫穿插入孔41h連通。即，凹部41g在套圈41的前端面41f開(kāi)口，成為形成為朝向基端側(cè)變窄的圓錐形狀。
[0081]在套圈41中，照明光纖14以具有規(guī)定的延伸量(規(guī)定的長(zhǎng)度的自由端)的方式從前端面41f貫穿插入配置在光纖貫穿插入孔41h中，以覆蓋照明光纖14的中途外周部分的方式在凹部41g中涂布或填充粘接劑4`6，進(jìn)行固化處理。然后，粘接劑46在與套圈41的前端面41f同一面內(nèi)形成表面部46a,固定照明光纖14和套圈41。
[0082]另外，在套圈41的前端面41f形成的凹部41g通過(guò)成為形成為朝向基端側(cè)變窄的圓錐形狀，優(yōu)選為容易以沒(méi)有間隙的方式進(jìn)行粘接劑46的涂布或填充的形狀，但是不限于此，例如，如圖13和圖14所示，也可以是形成為朝向基端側(cè)變窄的棱錐形狀，除此之外，還可以是球截形、矩形狀等任意的凹部形狀。
[0083]這里，下面根據(jù)圖15~圖20對(duì)將照明光纖14組裝在套圈41上的方法(制造方法)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0084]首先，組裝作業(yè)者從套圈41的基端向光纖貫穿插入孔41h導(dǎo)入照明光纖14，如圖15所示，從套圈41的前端導(dǎo)出照明光纖14。此時(shí)，組裝作業(yè)者使用測(cè)微計(jì)等，使照明光纖14從套圈41的前端面41f送出到設(shè)定為規(guī)定的延伸量的規(guī)定的長(zhǎng)度L (參照?qǐng)D16)的位置。
[0085]接著，如圖16所示，組裝作業(yè)者以覆蓋照明光纖14的周?chē)姆绞?，沒(méi)有間隙地在套圈41的凹部41g中涂布或填充粘接劑46。另外，這里，粘接劑46例如使用熱固化型粘接劑。
[0086]然后，如圖17所示，組裝作業(yè)者以形成與套圈41的前端面41f同一面內(nèi)的平面的方式，通過(guò)刮刀等削掉(刮去)粘接劑46的多余部分，形成作為平面的表面部46a，進(jìn)行熱固化處理，形成粘接部(46)。
[0087]另外，如圖18所示，在固化后的粘接劑46b的表面?zhèn)犬a(chǎn)生凹陷的情況下，如圖19所示，組裝作業(yè)者在凹陷的表面部分再次涂布或填充粘接劑46c。然后，如圖20所示，組裝作業(yè)者再次以形成與套圈41的前端面41f同一面內(nèi)的平面的方式，通過(guò)刮刀等削掉粘接劑46c的多余部分，形成表面部46a，進(jìn)行熱固化處理。另外，組裝作業(yè)者反復(fù)進(jìn)行粘接劑46的涂布或填充以及熱固化處理，直到粘接劑46的表面部46a形成與套圈41的前端面41f同一面內(nèi)的平面為止。
[0088]這里，作為粘接部的粘接劑46使用了熱固化型粘接劑，但是，不限于此，也可以使用紫外線固化型粘接劑。通過(guò)這樣使粘接劑46為紫外線固化型粘接劑，與熱固化型粘接劑相比，不容易產(chǎn)生固化后的凹陷，所以，存在不用反復(fù)多次進(jìn)行粘接劑46的涂布或填充以及紫外線固化處理的優(yōu)點(diǎn)。
[0089]如上所述，本實(shí)施方式的光掃描單元40能夠如下制造:在套圈41的前端形成凹部41g，在該凹部41g中涂布或填充用于固定照明光纖14和套圈41的粘接劑46，使粘接劑46的表面部46a固化形成為與套圈41的前端面41f的面位置一致的平面，由此，各個(gè)體間的照明光纖14的自由端的長(zhǎng)度L不會(huì)產(chǎn)生誤差。
[0090]根據(jù)以上的說(shuō)明，本實(shí)施方式的掃描型內(nèi)窺鏡2能夠如下制造:通過(guò)具有消除了制造時(shí)的各個(gè)體間的照明光纖14的自由端的長(zhǎng)度L的偏差的光掃描單元40，各個(gè)體間的照明光纖的掃描特性恒定。
[0091]另外，在以上的說(shuō)明中，舉出套圈41為四棱柱的形式作為一例，但是不限于此，例如，也可以在圖4所示的 圓柱狀的套圈41的前端面形成用于涂布或填充粘接劑46的凹部41g，當(dāng)然是能夠應(yīng)用于套圈41的任意形狀的技術(shù)。
[0092](第2實(shí)施方式)
[0093]接著，下面使用圖21~圖24對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的掃描型內(nèi)窺鏡裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖21是示出光掃描單元的結(jié)構(gòu)的分解立體圖，圖22是示出光掃描單元的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖23是示出變形例的光掃描單元的結(jié)構(gòu)的分解立體圖，圖24是示出變形例的光掃描單元的結(jié)構(gòu)的立體圖。另外，這里的掃描型內(nèi)窺鏡裝置I中的光掃描單元40的結(jié)構(gòu)是第I實(shí)施方式的變形例，對(duì)已經(jīng)敘述的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略說(shuō)明。
[0094]如圖21所示，這里的光掃描單元40構(gòu)成為，通過(guò)與在套圈41的前端面41f上形成的凹部41g的形狀大致相同的形狀的圓錐形狀的作為固定部件的塊體50，將照明光纖14組裝在套圈41上進(jìn)行固定。
[0095]塊體50在中心具有供照明光纖14貫穿插入的孔部，通過(guò)粘接劑嵌入固定在套圈41的凹部41g中，固定照明光纖14和套圈41。并且，如圖22所示，塊體50在固定在套圈41的凹部41g中的狀態(tài)下，表面部50a成為與套圈41的前端面41f同一面內(nèi)的平面。
[0096]這樣，在本實(shí)施方式的光掃描單元40中，也能夠如下制造:在套圈41的前端的凹部41g中嵌合塊體50，以使塊體50的表面部50a成為與套圈41的前端面41f的面位置一致的平面的方式進(jìn)行固定，由此，各個(gè)體間的照明光纖14的自由端的長(zhǎng)度L不會(huì)產(chǎn)生誤差。
[0097]另外，如圖23和圖24所示，光掃描單元40能夠規(guī)定照明光纖14的自由端的長(zhǎng)度L即可，也可以是在嵌合在套圈41的凹部41i中進(jìn)行固定的狀態(tài)下從套圈41的前端面41f突出的這里為具有圓錐狀的前端部分52的形狀的塊體51。[0098]另外，上述實(shí)施方式所記載的發(fā)明不限于該實(shí)施方式和變形例，除此之外，能夠在實(shí)施階段在不脫離其主旨的范圍內(nèi)實(shí)施各種變形。進(jìn)而，在上述實(shí)施方式中包含各種階段的發(fā)明，通過(guò)所公開(kāi)的多個(gè)結(jié)構(gòu)要件的適當(dāng)組合，可以提取出各種發(fā)明。
[0099]例如，在即使從實(shí)施方式所示的全部結(jié)構(gòu)要件中刪除若干個(gè)結(jié)構(gòu)要件、也能夠解決所述課題并得到所述效果的情況下，刪除了該結(jié)構(gòu)要件的結(jié)構(gòu)也可以作為發(fā)明來(lái)提取。
[0100]本申請(qǐng)以2012年6月28日在日本申請(qǐng)的日本特愿2012-145926號(hào)為優(yōu)先權(quán)主張的基礎(chǔ)進(jìn)行申請(qǐng)， 上述內(nèi)容被日本特愿2012-145926號(hào)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)和附圖引用。
【權(quán)利要求】
1.一種掃描型內(nèi)窺鏡，其特征在于，該掃描型內(nèi)窺鏡具有: 光纖，其引導(dǎo)對(duì)活體進(jìn)行照明的光； 保持部件，其具有供所述光纖貫穿插入的貫穿插入孔，所述光纖從所述保持部件的前端延伸設(shè)置規(guī)定的長(zhǎng)度，在所述保持部件的所述前端形成有與所述貫穿插入孔連通的凹部; 驅(qū)動(dòng)部，其設(shè)置在所述保持部件上，使得掃描從所述保持部件的所述前端延伸出的所述光纖的自由端；以及 粘接部，其涂布或填充在所述凹部中以對(duì)所述光纖和所述保持部件進(jìn)行固定，所述粘接部形成有與所述保持部件的前端一致的平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描型內(nèi)窺鏡，其特征在于， 所述凹部是形成為在所述保持部件的所述前端開(kāi)口并且朝向基端側(cè)變窄的圓錐形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描型內(nèi)窺鏡，其特征在于， 所述凹部是形成為在所述保持部件的所述前端開(kāi)口并且朝向基端側(cè)變窄的棱錐形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任意一項(xiàng)所述的掃描型內(nèi)窺鏡，其特征在于， 所述保持部件為棱柱 形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任意一項(xiàng)所述的掃描型內(nèi)窺鏡,其特征在于， 所述保持部件為圓柱形狀。
6.—種掃描型內(nèi)窺鏡的制造方法,該掃描型內(nèi)窺鏡具有: 光纖，其引導(dǎo)對(duì)活體進(jìn)行照明的光； 保持部件，其具有供所述光纖貫穿插入的貫穿插入孔，所述光纖從所述保持部件的前端延伸設(shè)置規(guī)定的長(zhǎng)度，在所述保持部件的所述前端形成有與所述貫穿插入孔連通的凹部; 驅(qū)動(dòng)部，其設(shè)置在所述保持部件上，使得掃描從所述保持部件的所述前端延伸出的光纖的自由端；以及 粘接部，其涂布或填充在所述凹部中以對(duì)所述光纖和所述保持部件進(jìn)行固定，所述粘接部形成有與所述保持部件的前端一致的平面， 所述掃描型內(nèi)窺鏡的制造方法的特征在于， 將所述光纖導(dǎo)入所述保持部件的所述貫穿插入孔中， 使所述光纖從所述保持部件的所述前端延伸出規(guī)定的長(zhǎng)度， 在所述凹部中涂布或填充粘接劑， 按照所述保持部件的前端面削掉多余的所述粘接劑而形成平面， 使所述粘接劑固化而形成所述粘接部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掃描型內(nèi)窺鏡的制造方法，其特征在于， 所述粘接劑是熱固化型粘接劑， 在由于所述粘接劑的熱固化而產(chǎn)生凹陷的情況下，反復(fù)進(jìn)行所述粘接劑的涂布或填充和熱固化處理，直到所述粘接部的表面部成為與所述保持部件的前端面同一面內(nèi)的平面為止。
【文檔編號(hào)】A61B1/00GK103781397SQ201380002827
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】酒井悠次, 舟洼朋樹(shù), 清水盛通 申請(qǐng)人:奧林巴斯醫(yī)療株式會(huì)社, 奧林巴斯株式會(huì)社