本發(fā)明涉及具有框體和光纖的光纖掃描裝置、以及在插入部的前端部具有上述光纖掃描裝置的光掃描型內(nèi)窺鏡,其中,在框體中配設有磁場發(fā)生單元,光纖從前端部射出光且配設有永久磁鐵。
背景技術(shù):
使用CCD或CMOS圖像傳感器等攝像元件的攝像裝置通過呈矩陣狀配置的多個受光元件同時接受來自被檢體的反射光,從而取得被攝體圖像。在拍攝較暗的體內(nèi)的內(nèi)窺鏡的情況下,取得被來自光源的光照明的范圍的圖像。
與此相對地,在光掃描型攝像裝置中,一邊通過光點對被攝體進行掃描照射,一邊依次接受被攝體的反射光,并根據(jù)該受光數(shù)據(jù)來制成被攝體圖像。
例如,在光掃描型攝像裝置中,光纖掃描裝置通過使光纖的前端部進行二維掃描而進行光點的掃描照射,其中,該光纖對來自光源的光進行導光。
光纖掃描裝置的光纖掃描例如是通過控制來自磁場發(fā)生單元對配設有磁鐵的光纖的磁力施加而進行的。但是,如果光纖沒有正確地配置于磁場發(fā)生單元,則掃描軌跡扭曲或掃描振幅降低,無法進行高精度的掃描照射,從而無法取得良好的圖像。
而且,在內(nèi)窺鏡中,為了低侵害化而強烈需求前端部的細徑化。為了在前端部配設有光纖掃描裝置的光掃描型內(nèi)窺鏡的細徑化,光纖掃描型攝像裝置的細徑化是重要課題。
在日本特開2008-116922號公報中公開了使用磁力的光纖掃描裝置。在該現(xiàn)有的光纖掃描裝置中,在圓筒內(nèi)在磁場發(fā)生單元的中心配置有配設了永久磁鐵的光纖,該磁場發(fā)生單元由垂直配置/對置配置的四個電磁鐵(磁場發(fā)生部)構(gòu)成。
在該光纖掃描裝置中,電磁鐵的線圈是在由軟磁體構(gòu)成的磁芯的外周以橢圓狀卷繞銅線而成的繞組線圈。
但是,不容易高精度地制作所謂的塊材(bulk)繞組型電磁鐵,不容易高精度地配置四個電磁鐵,并且不容易將光纖高精度地配置于四個電磁鐵的中心(磁場發(fā)生單元的中心)。并且,不容易縮小具有將銅線以橢圓狀卷繞而成的繞組線圈的電磁鐵,尤其不容易使厚度較薄,并且不容易進行光纖掃描裝置的細徑化。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
本發(fā)明的實施方式的目的在于,提供進行高精度的掃描照射的細徑的光纖掃描裝置和具有上述光纖掃描裝置的光掃描型內(nèi)窺鏡。
用于解決課題的手段
實施方式的光纖掃描裝置在框體的配設有磁場發(fā)生單元的中空部配置有光纖,該光纖從前端部射出照明光并且配設有永久磁鐵,所述中空部的截面為正方形的所述框體具有:第一框體,其在垂直的第一面和第二面上分別配置有平面線圈;以及第二框體,其在垂直的第三面和第四面上分別配置有平面線圈,并且與所述第一框體接合,所述第一面至所述第四面構(gòu)成所述中空部的內(nèi)表面。
并且,另一實施方式的光掃描型內(nèi)窺鏡在插入部的前端部具有光纖掃描裝置,該光纖掃描裝置在框體的配設有磁場發(fā)生單元的中空部配置有光纖,該光纖從前端部射出照明光且配設有永久磁鐵,所述中空部的截面為正方形的所述框體具有:第一框體,其在垂直的第一面和第二面上分別配設有平面線圈;以及第二框體,其在垂直的第三面和第四面上分別配設有平面線圈,并且與所述第一框體接合,所述第一面至所述第四面構(gòu)成所述中空部的內(nèi)表面。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的實施方式,能夠提供進行高精度的掃描照射的細徑的光纖掃描裝置和具有上述光纖掃描裝置的光掃描型內(nèi)窺鏡。
附圖說明
圖1是第一實施方式的光纖掃描裝置的沿著中心線的剖視圖。
圖2是第一實施方式的光纖掃描裝置的沿著圖1的II-II線的剖視圖。
圖3是第一實施方式的光纖掃描裝置的主要部分的分解圖。
圖4是第一實施方式的光纖掃描裝置的平面線圈的俯視圖。
圖5A是用于對第一實施方式的光纖掃描裝置的驅(qū)動方法進行說明的剖視示意圖。
圖5B是用于對第一實施方式的光纖掃描裝置的驅(qū)動方法進行說明的剖視示意圖。
圖6A是用于對第一實施方式的光纖掃描裝置的掃描方法進行說明的圖。
圖6B是用于對第一實施方式的光纖掃描裝置的掃描方法進行說明的圖。
圖7是變形例1的光纖掃描裝置的主要部分的分解圖。
圖8A是變形例2的光纖掃描裝置的主要部分的剖視圖。
圖8B是變形例2的光纖掃描裝置的沿著圖8A的VIIIB-VIIIB線的剖視圖。
圖8C是變形例2的光纖掃描裝置的主要部分的俯視圖。
圖9是變形例3的光纖掃描裝置的主要部分的分解圖。
圖10是變形例4的光纖掃描裝置的主要部分的分解圖。
圖11是變形例5的光纖掃描裝置的主要部分的分解圖。
圖12A是變形例6的光纖掃描裝置的平面線圈的剖視圖。
圖12B是變形例6的光纖掃描裝置的主要部分的剖視圖。
圖13A是變形例7的光纖掃描裝置的平面線圈的剖視圖。
圖13B是變形例7的光纖掃描裝置的主要部分的剖視圖。
圖14是變形例8的光纖掃描裝置的與長軸垂直方向的剖視圖。
圖15是變形例9的光纖掃描裝置的沿著圖14的XV-XV線的剖視圖。
圖16是包含第二實施方式的內(nèi)窺鏡在內(nèi)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的立體圖。
圖17是包含第二實施方式的內(nèi)窺鏡在內(nèi)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
<第一實施方式>
使用圖1至圖3,對第一實施方式的光纖掃描裝置10進行說明。另外,在以下的說明中,基于各實施方式的附圖是示意性的,需要注意各部分的厚度與寬度的關系、各個部分的厚度的比例等與現(xiàn)實不同,有時在附圖彼此之間也包含彼此的尺寸的關系或比例不同的部分。
光纖掃描裝置10具有:框體11S,其一方開口且具有中空部11H;光纖30,其沿著框體11S的中空部11H的長軸方向(Z方向)的中心線O配置;磁場發(fā)生單元21U,其具有四個線圈芯片21A~21D;以及照明光學系統(tǒng)32。
光纖30對來自光源單元(參照圖17)的光進行導光,使照明光從前端部射出。照明光經(jīng)由照明光學系統(tǒng)32對被攝體進行點照射,其中,照明光學系統(tǒng)32由多個透鏡構(gòu)成。另外,照明光學系統(tǒng)32不是必須的結(jié)構(gòu)要素。
在光纖30的前端部的后部通過粘接劑等而接合有永久磁鐵31。例如,由SmCo合金構(gòu)成的永久磁鐵31為筒型且在長度方向上被磁化。光纖30貫穿插入于保持部件33的貫穿孔33H中,與保持部件33接合。與保持部件33之間的接合部(基端部)被固定的光纖30的前端部能夠以基端部為基點在上下左右在XY平面內(nèi)移動。
在框體11S中具有中空部11H,該中空部11H的與中心線O垂直的截面(XY面)為正方形??蝮w11S具有第一框體11A和第二框體11B,該第二框體11B與第一框體11A接合。接合可以使用粘接劑,也可以使用螺釘進行緊固。
為了正確地進行加工,框體11S即第一框體11A和第二框體11B優(yōu)選由金屬構(gòu)成,尤其優(yōu)選由切削加工性和耐氣候性優(yōu)異的不銹鋼或鋁合金構(gòu)成。并且,從減少漏磁通等觀點出發(fā),框體11S尤其優(yōu)選例如由坡莫合金等磁導率高的軟磁材料構(gòu)成。
殼體11S是用于正確地配設磁場發(fā)生單元21U的定位部件。因此,只要具有一定程度的強度,殼體11S的壁的厚度薄也沒有問題。在圖2等中以殼體11S的壁的厚度較厚的方式進行了圖示,但厚度例如在10μm以上100μm以下。如果在上述范圍以下,則容易實現(xiàn)小型化(細徑化)。并且,殼體11S也可以是外表面的角部進行了曲面加工或倒角加工的大致長方體。
在第一框體11A的內(nèi)側(cè)具有第一面11SA和第二面11SB,該第二面11SB與第一面11SA垂直。在第二框體11B的內(nèi)側(cè)具有第三面11SC和第四面11SD,該第四面11SD與第三面11SC垂直。而且,當?shù)谝豢蝮w11A與第二框體11B接合時,第一面11SA~第四面11SD構(gòu)成框體11S的中空部11H的內(nèi)表面。
通過以第二面11SB與第三面11SC垂直并且第一面11SA與第四面11SD垂直的方式進行接合而形成的中空部11H的截面的角部都是90度。并且,第一框體11的形狀和第二框體11B的形狀被設定為在接合時所形成的中空部11H的截面的四條邊的長度相等。
在框體11S的中空部11H內(nèi)配設有磁場發(fā)生單元21U。即,在第一框體11A的第一面11SA上配設有線圈芯片21A,在第二面11SB上配設有線圈芯片21B。在第二框體11B的第三面11SC上配設有線圈芯片21C,在第四面11SD上配設有線圈芯片21D。另外,以下,將線圈芯片21A~21D每個稱為線圈芯片21。
線圈芯片21例如通過螺釘?shù)木o固或粘接劑等而與框體11S接合。為了接合時的對位,例如,可以在第一面11SA上設置供線圈芯片21A嵌合的凹部,或設置供線圈芯片21A的側(cè)面抵接的L字型的凸部,或者使用在接合時與線圈芯片21A的側(cè)面抵接的位置的定位用的治具。
如圖3和圖4等所示,線圈芯片21在由硅構(gòu)成的基體22上隔著氧化硅等絕緣層(未圖示)配設有平面線圈21S,該平面線圈21S是螺旋(漩渦)形狀的驅(qū)動線圈。平面線圈21S除了兩端的接合焊盤21P的上部的接觸孔部之外其余部分被絕緣層23覆蓋,該絕緣層23由聚酰亞胺或環(huán)氧樹脂等樹脂構(gòu)成。例示的平面線圈21S具有導體層(平面線圈)和絕緣層,該導體層由圖案化后的銅或金等低電阻金屬構(gòu)成,該絕緣層覆蓋導體層。另外,在線圈芯片21上在線圈中央處也配置有接合焊盤,但也可以為了將接合焊盤設置于線圈周邊而再具有一層絕緣層/引出配線,還可以是多個線圈隔著絕緣層層疊而成的多層線圈。
通過利用MEMS半導體工藝,將多個平面線圈配設于硅晶片,然后進行單片化,而能夠制作線圈芯片21。例如,使用精度高的抗蝕掩模,通過加成法或減成法等進行圖案化,由此能夠容易地大量制作具有精度高的平面線圈21S的線圈芯片21,其中,抗蝕掩模是通過使用光致抗蝕劑和光掩模的光刻法而制作的。
另外,在光纖掃描裝置10中,第一框體11A與第二框體11B為大致相同的形狀。并且,線圈芯片21A~21D為相同的結(jié)構(gòu)。因此,在光纖掃描裝置10中,能夠以相同的工序制造第一框體11A和第二框體11B,并且能夠以相同的工序制造線圈芯片21A~21D,還能夠以相同的工序制造配設有線圈芯片21A、21B的第一框體11A和配設有線圈芯片21C、21D的第一框體11A。因此,容易進行光纖掃描裝置10的制造。
兩個接合焊盤21P通過未圖示的配線與供給驅(qū)動電流的電源單元(參照圖17等)連接。平面線圈21S在接合焊盤21P被施加了驅(qū)動電流時,產(chǎn)生與線圈芯片21的主面垂直的方向的磁場。磁場的強度由驅(qū)動電流的電流值和螺旋線圈的圈數(shù)(匝數(shù))等設定。當在線圈內(nèi)流動的驅(qū)動電流的方向反轉(zhuǎn)時,產(chǎn)生的磁場的方向反轉(zhuǎn)。
在光纖掃描裝置10中,在第一框體11A的垂直的第一面11SA和第二面11SB上分別配設有平面線圈21S1、21S2,在第二框體11B的垂直的第三面11SC和第四面11SD上分別配設有平面線圈21S3、21S4。即,平面線圈21S1與平面線圈21S3配置于對置的位置,平面線圈21S2與平面線圈21S4配置于對置的位置。
因此,平面線圈21S1、21S3產(chǎn)生Y軸方向的磁場,平面線圈21S2、21S4產(chǎn)生X軸方向的磁場。光纖50(永久磁鐵51)與四個平面線圈21S1至21S4等距離即配置于框體11S的中空部11H的中心。
接下來,簡單地對光纖掃描裝置10的驅(qū)動方法進行說明。
如圖5A所示,當向平面線圈21S1供給驅(qū)動電流時,例如,內(nèi)表面?zhèn)犬a(chǎn)生N極的磁場。同時,當向平面線圈21S3供給驅(qū)動電流時,例如,內(nèi)表面?zhèn)犬a(chǎn)生S極的磁場。即,對置配置的平面線圈21S1和平面線圈21S3在內(nèi)表面?zhèn)犬a(chǎn)生不同磁極的磁場。
因此,配置于磁場內(nèi)的永久磁鐵31的后端側(cè)(N極)被向Y軸上方向拉起。因此,光纖30的前端也向Y軸上方向移動。
另一方面,如圖5B所示,當向平面線圈21S1供給與圖5A的情況相反方向的驅(qū)動電流時,內(nèi)表面?zhèn)犬a(chǎn)生S極的磁場。同樣地,當向平面線圈21S3供給與圖5A的情況相反方向的驅(qū)動電流時,內(nèi)表面?zhèn)犬a(chǎn)生N極的磁場。這樣,配置于磁場內(nèi)的永久磁鐵31的后端側(cè)(N極)被向Y軸下方向下拉。因此,光纖30的前端部也向Y軸下方向移動
通過對向平面線圈21S1、21S3供給的驅(qū)動電流的方向進行控制,使光纖30的前端部在Y軸方向上進行掃描。同樣地,通過對向平面線圈21S2、21S4供給的驅(qū)動電流的方向進行控制,使光纖30的前端部在X軸方向上進行掃描。
另外,也可以以向永久磁鐵31的前端側(cè)施加磁場的方式配置永久磁鐵31、光纖或者磁場發(fā)生單元21U。并且,例如,通過僅驅(qū)動平面線圈21S1和平面線圈21S2,也能夠進行掃描。
通過對向四個平面線圈21S1~21S4供給的驅(qū)動電流的方向進行控制,使光纖30的前端部在XY平面內(nèi)進行二維掃描。掃描寬度由驅(qū)動電流值控制。其結(jié)果為,使從光纖30的前端部射出的光點進行二維掃描。
作為二維掃描方式,圖6A所示的螺旋掃描方式或圖6B所示的光柵掃描方式容易進行圖像處理,因而是優(yōu)選的,光柵掃描方式能夠均勻地照明,因而尤其優(yōu)選。
而且,在光纖掃描裝置10中,由于磁場發(fā)生單元21U具有平面線圈21S,因此厚度例如由在10μm以上200μm以下的非常薄的線圈芯片21A~21D構(gòu)成,因此光纖掃描裝置10是細徑的。而且,由于線圈芯片21A~21D分別配設于框體11S的截面為正方形的中空部11H的內(nèi)表面上,因此線圈芯片21A~21D被正確地配置。
因此,光纖掃描裝置10為細徑且能夠進行高精度的掃描照射。
<變形例>
接下來,對第一實施方式的變形例的光纖掃描裝置10A~10H進行說明。由于光纖掃描裝置10A~10H與光纖掃描裝置10類似,因此對相同功能的結(jié)構(gòu)要素標注相同標號,省略說明。另外,在以下的圖中,有時不對光纖和磁場發(fā)生單元等進行圖示。
光纖掃描裝置10A~10H具有光纖掃描裝置10的效果,還具有特征效果。
<變形例1>
如圖7所示,變形例1的光纖掃描裝置10A與光纖掃描裝置1同樣地具有第一框體11A1和第二框體11B1接合而成的框體11S1,該框體11S1具有截面為正方形的中空部??蝮w11S的外表面為長方體,但框體11S1的外表面為圓柱狀。因此,光纖掃描裝置10A比光纖掃描裝置10細徑。
另外,框體的外表面形狀也可以為大致長方體、在外表面具有槽部等的大致圓柱狀、多棱柱狀或者圓錐臺形狀等。
而且,在光纖掃描裝置10A中,在第一框體11A1與第二框體11B1的接合部具有兩組嵌合部11XY。即,通過使第一框體11A1的凸部11X1與第二框體11B1的凹部11Y1、以及第一框體11A1的凹部11X2與第二框體11B1的凸部11Y2嵌合,第一框體11A1與第二框體11B1的位置關系被唯一地限定。另外,具有兩個面以上的抵接面的嵌合部11XY只要有至少一組即可。而且,只要能夠與凹部嵌合,凸部的形狀也可以是圓柱形或多棱柱等。
因此,光纖掃描裝置10A能夠比光纖掃描裝置10容易地使第一框體11A1與第二框體11B1正確地接合。
另外,勿需贅言,框體11S1的外表面為圓柱狀但沒有嵌合部的光纖掃描裝置和框體11S1的外表面不是圓柱狀但具有嵌合部的光纖掃描裝置具有各自的效果。
<變形例2>
如圖8A~圖8C所示,變形例2的光纖掃描裝置10B的框體11S2具有調(diào)節(jié)部13X、13Y,該調(diào)節(jié)部13X、13Y對第一框體11A2與第二框體11B2的位置關系進行微調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)部13X是用于進行Y軸方向的微調(diào)節(jié)和X軸的固定的調(diào)節(jié)部,調(diào)節(jié)部13Y是用于進行X軸方向的微調(diào)節(jié)和Y軸的固定的調(diào)節(jié)部。
另外,圖8B是沿著圖8A的VIIIB-VIIIB線的剖視圖,圖8C是從Y軸方向觀察圖8B時的俯視圖。
如圖8B和圖8C所示,在調(diào)節(jié)部13X處在第一框體11A2上具有與調(diào)節(jié)螺釘14嚙合的螺紋孔。另一方面,固定螺釘15貫穿插入于在X軸方向上具有調(diào)節(jié)量的長孔15H中。在第二框體11B2上具有與固定螺釘15嚙合的螺紋孔和調(diào)節(jié)螺釘14的前端所抵接的抵接面。
固定于第二框體11B2的固定螺釘15在X軸方向為長軸方向的長孔15H的內(nèi)部在X軸方向上處于可動狀態(tài)。即,由于第一框體11A2和第二框體11B2具有調(diào)節(jié)部13X,因此X軸方向的相對位置處于可變狀態(tài)。通過調(diào)節(jié)螺釘14的擰入狀態(tài)來調(diào)節(jié)第一框體11A2與第二框體11B2的Y軸方向的位置關系,再通過緊固固定螺釘15進行固定。
同樣地,能夠通過調(diào)節(jié)部13Y對第一框體11A2與第二框體11B2在X軸方向上的相對位置進行微調(diào)節(jié)。
在光纖掃描裝置10B中,一邊通過磁場發(fā)生單元21U產(chǎn)生磁場一邊例如通過高斯計對磁場進行實測,或一邊確認照明光點的掃描狀況一邊對第一框體11A2與第二框體11B2的X軸方向和Y軸方向的位置進行微調(diào)節(jié),由此能夠?qū)⒌谝豢蝮w11A2和第二框體11B2固定在最適合的位置關系。
也可以代替調(diào)節(jié)部13X、13Y的調(diào)節(jié)螺釘、固定螺釘而使用板簧或墊片等。并且,也可以具有對Z軸方向進行微調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)部。
另外,在光纖掃描裝置10B中,第一框體11A2與第二框體11B2不是相同的形狀。并且,框體11S2的外部形狀是具有槽的大致圓柱狀。大致圓柱狀的框體11S2與圓柱狀的框體11S具有相同的效果。
<變形例3>
如圖9所示,在變形例3的光纖掃描裝置10C中,光纖保持部件33C嵌合于框體11S3的中空部11H的后方端部,其中,框體11S3由第一框體11A3和第二框體11B3構(gòu)成。光纖30貫穿插入于光纖保持部件33C中并被固定。
光纖保持部件33C的貫穿孔33H的位置處于在第一框體11A3與第二框體11B3接合時所形成的截面為正方形的中空部的中心。
光纖掃描裝置10C能夠容易地沿著框體11S3的中空部的中心線正確地配置光纖30。
<變形例4>
如圖10所示,變形例4的光纖掃描裝置10D具有第一框體11A4與第二框體11B4接合而成的框體11S4。具有貫穿孔33H的光纖保持部件33D與框體11S4一體地延伸設置于框體11S4的后端側(cè),其中,光纖貫穿插入于貫穿孔33H中并被固定。
而且,線圈芯片21A、21B、21C、21D的一部分與框體11S4的前端側(cè)的截面為正方形的芯片固定部的四個壁面11SA4、11SB4、11SC4、11SD4分別接合。
另外,雖然未圖示,但光纖掃描裝置10D的外周部也可以通過樹脂進行模制而成。
<變形例5>
如圖11所示,變形例5的光纖掃描裝置10E與光纖掃描裝置10A同樣地框體11S5的外表面為圓柱狀。因此,光纖掃描裝置10E比光纖掃描裝置10細徑。
另外,第一框體11A5的形狀與第二框體11B5的形狀不同。
并且,第一框體11A5與第二框體11B5以通過作為定位部的多個抵接面相抵接的狀態(tài)而接合。因此,第一框體11A5與第二框體11B5的位置關系被唯一地限定。光纖掃描裝置10E能夠比光纖掃描裝置10容易地使第一框體11A5與第二框體11B5正確地接合。另外,為了限定第一框體11A5與第二框體11B5的位置關系,兩者只要以至少兩個的抵接面進行抵接即可。
而且,在光纖掃描裝置10E中,在第一框體11A5的后端部延伸設置有與第一框體11A5一體的保持部33D。貫穿孔33H的位置處于在第一框體11A5與第二框體11B5接合時形成的中空部11H的中心。
光纖掃描裝置10E容易地將光纖30沿著框體11S5的中空部的中心線正確地配置。
<變形例6>
如圖12A所示,在變形例6的光纖掃描裝置10F中,配設于第一框體11A的兩個線圈芯片21A、21B通過覆蓋兩個平面線圈21S1、21S2的絕緣層23F而連結(jié),該絕緣層23F由撓性樹脂例如聚酰亞胺構(gòu)成。并且,雖然未圖示,但配設于第二框體11B的兩個線圈芯片也通過覆蓋兩個平面線圈的絕緣層而連結(jié)。
在光纖掃描裝置10F中,兩個線圈芯片21的位置關系在配設于第一框體11A等之前被限定。因此,如圖12B所示,更容易將兩個平面線圈21S(線圈芯片21)高精度地配置于框體11S。
<變形例7>
如圖13A所示,在變形例7的光纖掃描裝置10G中,配設于第一框體11A的兩個平面線圈21S1G、21S2G被配設于一個基體22G上,該基體22G由撓性樹脂構(gòu)成。并且,雖然未圖示,但配設于第二框體11B的兩個平面線圈也被配設于一個由撓性樹脂構(gòu)成的基體上?;w22G和覆蓋平面線圈21S的絕緣層23都由聚酰亞胺構(gòu)成,從而制造工序的簡單化,因此優(yōu)選。
在光纖掃描裝置10G中,兩個線圈芯片21的位置關系在配設于第一框體11A等之前被限定。因此,如圖13B所示,更容易將兩個平面線圈21S高精度地配置于框體11S。而且,關于平面線圈21S,能夠在撓性配線板的配線形成工序中同時制作多個部件,因此,容易進行光纖掃描裝置10G的制造。
<變形例8>
如圖14和圖15所示,變形例8的光纖掃描裝置10H與已經(jīng)進行了說明的光纖掃描裝置10E(參照圖11)類似,但檢測單元76(參照圖17)的兩個入射部16配置于框體11S8,其中,檢測單元76對從光纖30向被攝體照射的光的反射光進行檢測。
另外,圖14是光纖掃描裝置10H的與長軸垂直方向的剖視圖,圖15是沿著圖14的XV-XV線的剖視圖。
如圖15所示,入射部16是對反射光進行導光的光纖(以下,也稱為“檢測光纖”)40的前端部。從光纖40的前端部經(jīng)由檢測光學系統(tǒng)46入射的反射光被導光至主體裝置3(參照圖16、圖17),其中,檢測光學系統(tǒng)46由多個透鏡構(gòu)成。另外,光纖40優(yōu)選為由多根光纖構(gòu)成的光纖束。并且,入射部16也可以是一個,還可以是三個以上。
這里,光纖40被看作檢測單元76的一部分。并且,也可以將檢測反射光的光電二極管(PD)元件等作為入射部16直接配置于框體11S8。
在光纖掃描裝置10H中,由于檢測單元76的入射部16配置于框體11S8,因此,作為整體,光纖掃描裝置10H的結(jié)構(gòu)比入射部16作為另外部件而配設的光纖掃描裝置簡單且細徑。
另外,在光纖掃描裝置10、10A~10C、10E、10F、10G中,通過也將檢測單元76的入射部16配置于框體而與光纖掃描裝置10H具有相同的效果。
<第二實施方式>
圖16所示的第二實施方式的光掃描型內(nèi)窺鏡(以下稱為“內(nèi)窺鏡”)2在插入部91的前端部94具有已經(jīng)進行了說明的光纖掃描裝置10、10A~10H中的任意一種光纖掃描裝置。以下,以具有光纖掃描裝置10的內(nèi)窺鏡2為例進行說明。
包含內(nèi)窺鏡2在內(nèi)的光掃描型內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(以下稱為“內(nèi)窺鏡系統(tǒng)”)1具有內(nèi)窺鏡2、主體裝置3以及監(jiān)視器4,該主體裝置3具有光源裝置和視頻處理器的功能。內(nèi)窺鏡2通過光纖掃描裝置10一邊使照明光進行二維掃描一邊對被檢體進行照射,檢測來自被檢體的反射光(返回光),通過主體裝置3進行數(shù)據(jù)處理,并在監(jiān)視器上對生成的被檢體像4進行顯示。
內(nèi)窺鏡2具有細長的插入部91、操作部92以及通用線纜93,該插入部91被貫穿插入于活體內(nèi),該通用線纜93供電氣線纜等貫穿插入。內(nèi)窺鏡2的插入部91包含前端部94、彎曲部95以及撓性管部96。另外,實施方式的內(nèi)窺鏡2是所謂的柔性內(nèi)窺鏡,但即使插入部91是硬質(zhì)的所謂的硬性內(nèi)窺鏡,也具有后述的效果。
在操作部92上轉(zhuǎn)動自如地配設有彎曲操作旋鈕97,該彎曲操作旋鈕97用于對彎曲部95進行彎曲操作。插入部91與操作部92的連結(jié)部為用戶所把持的把持部98。
從操作部92延伸設置的通用線纜93經(jīng)由連接器59與主體裝置3連接。主體裝置3與對內(nèi)窺鏡圖像進行顯示的監(jiān)視器4連接。
接下來,在圖17中示出內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)。
在內(nèi)窺鏡2的插入部91的內(nèi)部設置有沿著插入部91的內(nèi)周從基端側(cè)向前端側(cè)貫穿插入的檢測光纖40,該檢測光纖40對來自被檢體的反射光進行導光。在作為檢測光纖40的前端的入射部16處配設有檢測光學系統(tǒng)46。當內(nèi)窺鏡2的內(nèi)窺鏡連接器59與主體裝置3連接時,檢測光纖40與分波器86連接。
主體裝置3具有電源71、存儲器72、控制器73、光源單元74、驅(qū)動單元75以及檢測單元76。光源單元74具有三個光源81a、81b、81c和合波器82。
在驅(qū)動單元75中設置有驅(qū)動器單元77,通過驅(qū)動器單元77對光纖掃描裝置10進行驅(qū)動。
電源71向控制器73等供給電力。在存儲器72中存儲有用于進行主體裝置3整體的控制的控制程序等。
控制器73從存儲器72讀出控制程序,進行光源單元74、驅(qū)動單元75的控制。并且,控制器73進行如下的控制:對檢測單元76檢測到的來自被攝體的反射光的光強度信號進行數(shù)據(jù)處理,并且使監(jiān)視器4對圖像進行顯示。
光源單元74的光源81a、81b、81c根據(jù)控制器73的控制,而將各自不同的波段的光例如R(紅)、G(綠)、B(藍)的波段的光向合波器82射出。合波器82對R、G、B的波段的光進行合波并向光纖30射出。
驅(qū)動單元75的驅(qū)動器單元77根據(jù)控制器73的控制,而將用于使光纖掃描裝置10的光纖30的前端以期望的掃描方式進行掃描的驅(qū)動信號向磁場發(fā)生單元21U輸出。即,驅(qū)動器單元77向光纖掃描裝置10輸出規(guī)定的驅(qū)動信號以相對于插入部91的插入軸(Z軸)將光纖30的前端在左右方向(X軸方向)和上下方向(Y軸方向)上驅(qū)動。
檢測光纖40接受由被檢體的表面反射后的反射光,并將接受的反射光向分波器86導光。分波器86例如是分色鏡等,按照每個規(guī)定的波段對反射光進行分波。具體而言,分波器86將由檢測光纖40導光來的反射光分波為R、G、B的波段的反射光,并分別向檢測器87a、87b、87c輸出。
檢測器87a、87b以及87c分別是檢測R、G、B的波段的反射光的光強度的PD元件等。由檢測器87a、87b、87c檢測到的光強度的信號被分別輸出給A/D轉(zhuǎn)換器88a、88b、88c。A/D轉(zhuǎn)換器88a~88c分別將從檢測器87a~87c輸出的光強度的信號從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并輸出給控制器73。
控制器73對來自A/D轉(zhuǎn)換器88a~88c的數(shù)字信號實施規(guī)定的圖像處理,生成被攝體像并使監(jiān)視器4進行顯示。
另外,作為照射光,也可以使用單色光,還可以使用激光。
由于光掃描型內(nèi)窺鏡2在插入部91的前端部94具有細徑的光纖掃描裝置10、10A~10H中的任意一種光纖掃描裝置,因此前端部為細徑并且低侵害。并且,由于光纖掃描裝置10、10A~10H進行高精度的掃描照射,因此光掃描型內(nèi)窺鏡2能夠取得良好的圖像。
本發(fā)明不限于上述的各實施例,當然可以在不脫離發(fā)明的內(nèi)容的范圍內(nèi)進行各種變更、組合以及應用。
本申請是以2014年5月2日在日本申請的日本特愿2014-095333號為優(yōu)先權(quán)主張的基礎進行申請的,上述的公開內(nèi)容被引用于本申請說明書、權(quán)利要求書以及附圖。