CN105916431A - 光扫描型观察装置 - Google Patents
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Abstract
提供能够提高图像质量的光扫描型观察装置。本发明的光扫描型观察装置(10)具有:发光时刻控制部(32);光纤(11);驱动部(21);光检测部(35);偏移处理部(70),其根据在发光时刻控制部停止了光源的发光时从光检测部输出的电信号,校正偏移值;以及信号处理部(37),其根据通过偏移处理部进行偏移值的校正后的电信号,生成图像信号。
Description
技术领域
本申请主张基于2014年1月24日在日本申请的日本特愿2014-11413的优先权,在此为了参考并入该在先申请的全部公开内容。
本发明涉及通过光纤的振动而对对象物进行光扫描的光扫描型观察装置。
背景技术
以往,公知有如下的医疗用探针,其用于利用从光源照射的多种波长的脉冲光来观察对象物,该医疗用探针具有:导光单元,其对从光源入射的脉冲光进行引导而使该脉冲光向对象物射出;以及光延迟单元,其对由所射出的脉冲光照明的对象物的反射脉冲光赋予按照每个波长而不同的规定的延迟时间,将赋予了延迟时间的脉冲光输出到规定的光检测单元(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-42128号公报
发明内容
发明所要解决的课题
一般而言,从光检测单元输出的电信号的、由于暗电流而引起的偏移值(黑电平)有时根据温度等使用环境而变动(通常为漂移),如果偏移值变动,则图像质量可能会恶化。但是,在专利文献1所记载的技术中,没有采取对策来抑制由于这样的偏移值的变动而引起的图像质量的恶化。
因此,着眼于这点而完成的本发明的目的在于,提供一种能够提高图像质量的光扫描型观察装置。
用于解决课题的手段
达到上述目的的光扫描型观察装置的发明是将来自光源的光扫描到对象物上来取得该对象物的图像的光扫描型观察装置,其具有:
发光时刻控制部,其控制所述光源的发光时刻;
光纤,其引导来自所述光源的光,将该光从以能够摆动的方式被支承的前端部朝向对象物射出;
驱动部,其对所述光纤的所述前端部进行振动驱动;
光检测部,其检测从所述对象物得到的光,并转换为电信号;
偏移处理部,其根据在所述发光时刻控制部停止了所述光源的发光时从所述光检测部输出的所述电信号,校正偏移值;以及
信号处理部,其根据通过所述偏移处理部进行所述偏移值的校正后的所述电信号,生成图像信号。
所述驱动部可以使所述光纤的所述前端部呈螺旋状地摆动。
所述驱动部可以使所述光纤的所述前端部呈利萨如状地摆动。
优选为,在通过所述图像信号而生成的图像的外周侧区域内或显示期间外,所述发光时刻控制部停止所述光源的发光,然后,所述偏移处理部校正所述偏移值。
优选为,还具有偏移处理判断部,所述偏移处理判断部根据在所述发光时刻控制部停止了所述光源的发光时从所述光检测部输出的所述电信号,判断能否校正偏移值,
在所述偏移处理判断部判断为能够实施所述偏移值的校正的情况下,所述偏移处理判断部校正所述偏移值。
发明的效果
根据本发明,可提供一种能够提高图像质量的光扫描型观察装置。
附图说明
图1是示出作为第1实施方式的光扫描型观察装置的一例的光扫描型内窥镜装置的概略结构的框图。
图2是概略地示出图1的镜体的概观图。
图3是图2的镜体的前端部的剖视图。
图4是示出图3的驱动部和照明用光纤的摆动部的图,图4的(a)是侧视图,图4的(b)是图4的(a)的A-A线剖视图。
图5是用于说明发光时刻与偏移值的校正时刻之间的关系的一例的图。
图6是用于说明扫描轨迹与偏移值的校正时刻之间的关系的第1例的图。
图7是用于说明扫描轨迹与偏移值的校正时刻之间的关系的第2例的图。
图8是用于说明扫描轨迹与偏移值的校正时刻之间的关系的第3例的图。
图9是用于说明扫描轨迹与偏移值的校正时刻之间的关系的第4例的图。
图10是示出作为第2实施方式的光扫描型观察装置的一例的光扫描型内窥镜装置的概略结构的框图。
图11是示出图10的偏移处理判断部的处理的流程图。
图12是用于说明图4的驱动部的变形例的图,图12的(a)是镜体的前端部的剖视图,图12的(b)是放大示出图12的(a)的驱动部的立体图,图12的(c)是包含图12的(b)的偏转磁场产生用线圈和永久磁铁的部分的基于与光纤的轴垂直的面的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
参照图1~图9,说明本发明的第1实施方式。图1是示出作为第1实施方式的光扫描型观察装置的一例的光扫描型内窥镜装置的概略结构的框图。在图1中,光扫描型内窥镜装置10具有镜体20、控制装置主体30和显示器40。
首先,对控制装置主体30的结构进行说明。控制装置主体30具有对光扫描型内窥镜装置10的整体进行控制的控制部31、时钟发生部71、发光时刻控制部32、激光器33R、33G、33B、耦合器34、驱动控制部38、光检测器35(光检测部)、偏移处理部70、ADC(模拟-数字转换器)36和信号处理部37。
在可由控制部31读写的存储器(未图示)中,预先设定了进行从光检测器35输出的电信号的、由于暗电流而造成的偏移值(黑电平)的校正(之后也称作“偏移校正”。)的时刻。如之后详细叙述那样,偏移校正时刻可以设置在扫描期间内(即图像的显示期间内),也可以设置在扫描期间外(即图像的显示期间外)。
发光时刻控制部32根据来自控制部31的控制信号,对分别射出红(R)、绿(G)和蓝(B)的激光的激光器33R、33G、33B的发光时刻进行控制。发光时刻被设定为,在除偏移校正时刻以外的扫描期间内,各个颜色的光依次按照恒定的时间间隔(发光周期TE)进行发光,并且在偏移校正时刻,在规定时间TC的范围内停止所有颜色的发光。另外,在扫描期间外,基本上停止所有颜色的发光。
激光器33R、33G、33B构成选择性地射出多个不同颜色(在本实施方式中为R、G和B这3个颜色)的光的光源。这里,“选择性地射出多个不同颜色的光”是指,在由发光时刻控制部32选择的时刻射出由发光时刻控制部32选择的任意一个颜色的光。作为激光器33R、33G、33B,例如可以使用DPSS激光器(半导体激励固体激光器)或激光二极管。
另外,在本说明中,“发光周期TE”不是指构成光源的激光器33R、33G、33B各自的发光周期,而是指从光源依次射出的光的发光周期。
从激光器33R、33G、33B射出的激光经过由耦合器34同轴地合成的光路,作为照明光入射到作为单模光纤的照明用光纤11(光纤)。耦合器34例如使用分色棱镜等构成。
激光器33R、33G、33B和耦合器34也可以收纳在利用信号线而与控制装置主体30连接的、独立于控制装置主体30的壳体中。
从耦合器34入射到照明用光纤11的光被引导至镜体20的前端部,并朝向对象物100进行照射。此时,控制装置主体30的驱动控制部38通过对镜体20的驱动部21进行振动驱动,对照明用光纤11的前端部进行振动驱动。由此,从照明用光纤11射出的照明光在对象物100的观察表面上例如呈螺旋状进行二维扫描。通过照明光的照射而从对象物100得到的反射光或散射光等光在由多模光纤构成的检测用光纤束12的前端被接收,穿过镜体20内并被引导至控制装置主体30。
另外,在本说明中,“扫描期间”是指从照明用光纤11射出的照明光在对象物100的观察表面上进行二维扫描的期间。
光检测器35按照光源的每个发光周期TE检测通过R、G或B中的任意一个颜色的光的照射而从对象物100经由检测用光纤束12得到的光,输出波段限制为该颜色的模拟信号(电信号)。
偏移处理部70根据在发光时刻控制部32停止了光源的发光时由于暗电流而从光检测器35输出的电信号,校正偏移值(黑电平)。更具体而言,偏移处理部70在被发光时刻控制部32通知成为了偏移校正时刻的消息时,进行偏移值的校正。由于是偏移校正时刻而停止发光的期间(之后也称作“偏移校正时刻的期间”。)TC被预先设定为大于等于偏移值的校正所需的时间。此外,偏移处理部70通过对例如来自光检测器35的电信号进行钳位,将该电信号的黑电平设定为规定的电压,进行偏移值的校正。在偏移校正时刻后从光检测器35输出电信号时,偏移处理部70将已进行偏移值的校正的电信号输出到ADC 36。
ADC 36将从光检测器35经由偏移处理部70而输入的、已进行偏移值的校正的模拟信号转换为数字信号(电信号),并将其输出到信号处理部37。
信号处理部37按照每个发光周期TE,将从ADC 36输入的、已进行偏移值的校正的数字信号分别与发光时刻和扫描位置对应起来依次存储到存储器(未图示)中。从控制部31得到该发光时刻和扫描位置的信息。在控制部31中,根据由驱动控制部38施加的振动电压的振幅和相位等信息,计算扫描路径上的扫描位置的信息。并且,信号处理部37在扫描结束后或扫描期间中,根据从ADC 36输入的各数字信号进行强调处理、γ处理、插值处理等必要的图像处理,生成图像信号,从而在显示器40中显示对象物100的图像。
时钟发生部71与控制部31和发光时刻控制部32连接,向控制部31和发光时刻控制部32输出基准的时钟信号。控制部31对来自时钟发生部71的时钟信号进行分频,生成驱动控制部38对驱动部21的控制时刻以及ADC 36的采样时刻。另一方面,发光时刻控制部32对来自时钟发生部71的时钟信号进行分频,生成激光器33R、33G、33B的发光时刻以及偏移处理部70的偏移值校正时刻。这样,根据来自同一时钟发生部71的时钟信号,分别使发光时刻控制部32、驱动控制部38以及ADC 36进行动作,由此使它们的动作可靠地同步,能够进行没有时刻偏差的、可靠的偏移值的校正。
接着,对镜体20的结构进行说明。图2是概略地示出镜体20的概观图。镜体20具有操作部22和插入部23。在操作部22上分别连接有来自控制装置主体30的照明用光纤11、检测用光纤束12和布线缆线13。这些照明用光纤11、检测用光纤束12和布线缆线13穿过插入部23内部而延伸到插入部23的前端部24(图2中的虚线部内的部分)。
图3是放大示出图2的镜体20的插入部23的前端部24的剖视图。镜体20的插入部23的前端部24构成为包括驱动部21、投影用透镜25a、25b(光学系统)、穿过中心部的照明用光纤11和穿过外周部的检测用光纤束12。
驱动部21对照明用光纤11的前端部11c进行振动驱动。驱动部21构成为包括通过安装环26固定在镜体20的插入部23的内部的致动器管27、以及配置在致动器管27内的光纤保持部件29和压电元件28a~28d(参照图4的(a)和(b))。照明用光纤11由光纤保持部件29支承,并且,由光纤保持部件29支承的固定端11a~前端部11c成为以能够摆动的方式被支承的摆动部11b。另一方面,检测用光纤束12配置成穿过插入部23的外周部,延伸到前端部24的前端。进而,在检测用光纤束12的各光纤的前端部具有未图示的检测用透镜。
进而,投影用透镜25a、25b和检测用透镜配置在镜体20的插入部23的前端部24的最前端。投影用透镜25a、25b构成为,从照明用光纤11的前端部11c射出的激光照射到对象物100上且大致会聚在对象物100上。并且,检测用透镜配置成,取入会聚在对象物100上的激光由对象物100进行了反射、散射、折射等后的光(与对象物100进行相互作用后的光)等,使其在配置于检测用透镜之后的检测用光纤束12会聚并耦合。另外,投影用透镜不限于两片的结构,也可以由一片或其他多片透镜构成。
图4的(a)是示出光扫描型内窥镜装置10的驱动部21的振动驱动机构和照明用光纤11的摆动部11b的图,图4的(b)是图4的(a)的A-A线剖视图。照明用光纤11贯通具有棱柱状形状的光纤保持部件29的中央,固定保持在光纤保持部件29上。光纤保持部件29的4个侧面分别朝向±Y方向和±X方向。而且,在光纤保持部件29的±Y方向的两侧面固定有Y方向驱动用的一对压电元件28a、28c,在±X方向的两侧面固定有X方向驱动用的一对压电元件28b、28d。
各压电元件28a~28d连接有来自控制装置主体30的驱动控制部38的布线缆线13,通过由驱动控制部38施加电压而被驱动。
在X方向的压电元件28b与28d之间始终施加正负相反且大小相等的电压,同样,在Y方向的压电元件28a与28c之间始终施加相反方向且大小相等的电压。隔着光纤保持部件29对置配置的压电元件28b、28d相互在一方伸展时、另一方收缩,由此使光纤保持部件29产生翘曲,通过反复进行该动作,产生X方向的振动。Y方向的振动也同样如此。
驱动控制部38对X方向驱动用的压电元件28b、28d和Y方向驱动用的压电元件28a、28c施加相同频率的振动电压,或者施加不同频率的振动电压,能够使其进行振动驱动。当分别使Y方向驱动用的压电元件28a、28c和X方向驱动用的压电元件28b、28d进行振动驱动时,图3、图4所示的照明用光纤11的摆动部11b振动,前端部11c偏转,所以,从前端部11c射出的激光依次(例如呈螺旋状地)扫描对象物100的表面。
接着,以发光时刻控制部32、偏移处理部70和信号处理部37的处理为中心,参照图5对光扫描型内窥镜装置10的动作进行说明。图5是用于说明发光时刻与偏移值的校正时刻之间的关系的一例的图,时间随着从附图的左侧朝向右侧而推移。在图5的例子中,偏移校正时刻被设置在扫描期间内,更具体而言,设置在将R、G、B的发光设为1个像素的规定的像素间。图5的(a)~(c)示出激光器33R、33G、33B的发光时刻,图5的(d)示出耦合器34的输出,图5的(e)示出光检测器35的输出,图5的(f)示出被信号处理部37处理的像素,图5的(g)示出偏移处理部70校正偏移值的时刻。
在除偏移校正时刻以外的扫描期间内,发光时刻控制部32根据来自控制部31的控制信号,按照每个发光周期TE,以R、G、B的顺序来控制激光器33R、33G、33B的发光时刻。在此期间,从光检测器35输出的与各个颜色对应的电信号经由偏移处理部70和ADC 36被输出到信号处理部37。
另一方面,在成为偏移校正时刻后,发光时刻控制部32在规定期间TC的范围内停止激光器33R、33G、33B的发光。在此期间,从光检测器35仅输出基于暗电流的电信号(偏移值)。偏移处理部70根据从光检测器35输出的电信号,校正偏移值。
在该期间TC的范围内的偏移校正时刻结束后,发光时刻控制部32再次按照每个发光周期TE,以R、G、B的顺序来控制激光器33R、33G、33B的发光时刻。在此期间,从光检测器35输出的与各个颜色对应的电信号在通过偏移处理部70校正了偏移值的状态下,被输出到ADC 36,然后被输出到信号处理部37。
如图5的(f)所示,信号处理部37根据从光检测器35经由偏移处理部70和ADC 36而依次输入的R、G、B的电信号,生成图像信号,并输出到显示器40。此时,对于在偏移校正时刻的期间TC中未能取得的像素,优选基于周边像素,用公知的方法进行插值处理,由此能够防止与该期间TC对应的部分在图像内表现为黑点状,因此能够使得图像的清晰度良好。另外,此处所说的“周边像素”是指符合照明用光纤11的前端部11c的扫描轨迹的周边像素、或在生成输出到显示器40的图像信号时存在的周边像素。
这里,参照图6~图9,说明照明用光纤11的前端部11c的扫描轨迹与偏移校正时刻之间的关系例。在图中,实线t表示前端部11c的扫描轨迹,点c表示偏移校正时刻的前端部11c在扫描轨迹t上的位置。
图6所示的第1例示出了以下情况:照明用光纤11的前端部11c在扫描期间中,通过驱动部21,而例如从内周侧朝向外周侧呈螺旋状地摆动。在该例中,在扫描期间中,每当前端部11c被扫描1周时,设置偏移校正时刻。因此,在图例中,各偏移校正时刻的前端部11c的位置c沿上下方向排成一列。因此,在对已进行偏移值的校正的各点c的部分进行插值时,例如,能够根据在扫描轨迹中位于隔着点c这列的两侧(图例中为左右两侧)的周边像素进行插值。通过在扫描期间中设置偏移校正时刻,在扫描期间中恒定维持图像的黑电平,从而能够提高图像质量。
在图7所示的第2例中,以下方面与第1例不同:在扫描期间中,每当前端部11c被扫描3/4周时,设置偏移校正时刻。因此,各偏移校正时刻的前端部11c在扫描轨迹t上的位置c与第1例相比,进一步相互隔开。因此,在对已进行偏移值的校正的各点c的像素进行插值时,例如能够根据在扫描轨迹中与各点c的上下左右相邻的周边像素进行插值。这样,根据第2例,与第1例相比,能够根据更多的周边像素对各点c的部分进行插值,因此除了第1例的效果以外,还能够提高插值处理的精度,因此能够提高图像的清晰度。
在图8所示的第3例中,在不使光源发光的扫描期间外(图像的显示期间外),在使照明用光纤11的前端部11c从扫描结束后,例如到从外周侧朝向内周侧呈螺旋状地返回到初始位置为止的期间(之后称作“返回期间”。)内,设置偏移校正时刻。通过在该返回期间内设置偏移校正时刻,能够提高通过下次扫描而显示的图像的图像质量。并且,在图像内不存在停止光源的发光的部分,因此不需要在扫描期间中设置了偏移校正时刻的情况下所需要的、针对在偏移校正时刻无法取得的像素的插值处理。
另外,除了第1例和第2例以外,还可以将偏移校正时刻设置为扫描期间内的任意时刻。此外,例如也可以将第1例或第2例和第3例组合等,在扫描期间内和扫描期间外的两方设置偏移校正时刻。
图9所示的第4例示出了以下情况:照明用光纤11的前端部11c在扫描期间中,通过驱动部21而呈利萨如(Lissajous)状地摆动。该利萨如状的扫描轨迹在每1周,在图像的外周侧区域内通过1次以上。这里,“图像的外周侧区域内”是指图像中的、除中央区域以外的外周侧的区域。在该例中,在照明用光纤11的前端部11c通过图像的外周侧区域内(更具体而言,是图像的上缘部)的期间,设置偏移校正时刻。根据该例,与第1例和第2例同样,通过在扫描期间中设置偏移校正时刻,在扫描期间中恒定维持图像的黑电平,从而能够提高图像质量。并且,在图像的中央区域内,不存在停止光源的发光的部分,因此即使不进行针对无法在偏移校正时刻取得的像素的插值处理,也能够得到足够良好的图像质量。此外,通过使用利萨如状的扫描轨迹,不需要在使用螺旋状的扫描轨迹的情况下所需要的返回期间,因此能够连续地继续扫描,故而能够用心地进行偏移值的校正,所以在偏移值的变动剧烈的情况下是特别有利的。
另外,在本发明中,除了在第1例~第4例中说明的螺旋状和利萨如状的轨迹以外,还能够使用其他任意的轨迹。
根据第1实施方式,即使从光检测器35输出的电信号的偏移值由于温度等使用环境而变动,也能够通过校正偏移值,恒定维持图像的黑电平,从而提高图像质量。
(第2实施方式)
参照图10~图11,说明本发明的第2实施方式。图10是示出作为第2实施方式的光扫描型观察装置的一例的光扫描型内窥镜装置的概略结构的框图。本实施方式在控制装置主体30还具有偏移处理判断部72的方面,与第1实施方式不同,因此省略对其他结构的详细叙述。
在第1实施方式中,在停止光源的发光时进行偏移值的校正,但即使停止了光源的发光,在镜体20的插入部23的前端部24处于患者的体外等暗视野外的情况下,除了基于暗电流的偏移值以外,还从光检测器35输出外部光的检测值,因此无法准确地进行偏移值的校正。鉴于该点,在本实施方式中,在镜体20的插入部23的前端部24处于暗视野外的情况下,不进行偏移值的校正,因此能够避免不准确的偏移值的校正。
如图10所示,偏移处理判断部72与光检测器35、偏移处理部70和发光时刻控制部32连接。偏移处理判断部72根据在发光时刻控制部32停止了光源的发光时从光检测器35输出的电信号,判断可否校正偏移值,并将其判断结果通知给偏移处理部70。偏移处理部70在判断为偏移处理判断部72能够实施偏移值的校正的情况下,进行在第1实施方式中说明的偏移值的校正。
接着,以偏移处理判断部72的处理为中心,参照图11对光扫描型内窥镜装置10的动作进行说明。图11是示出偏移处理判断部72的处理的流程图。首先,偏移处理判断部72根据来自发光时刻控制部32的通知,判断发光时刻控制部32是否已停止光源的发光(步骤S1)。这里,停止了光源的发光的期间是指扫描期间中的偏移校正时刻的期间TC、或扫描期间外的期间。
在判断为发光时刻控制部32已停止光源的发光时(步骤S1:是),偏移处理判断部72判断从光检测器35输出的电信号的值是否小于规定的阈值(步骤S2)。这里,该阈值优选被设定为,假设在镜体20的插入部23的前端部24处于暗视野外(患者的体外等)时从光检测器35输出的最小的输出值。其中,可以根据使用该光扫描型内窥镜装置10的环境来变更该阈值。
在从光检测器35输出的电信号的值小于阈值的情况下(步骤S2:是),偏移处理判断部72判断为镜体20的插入部23的前端部24处于暗视野内(步骤S3),而判断为能够实施偏移值的校正(步骤S4),并将判断结果通知给偏移处理部70。偏移处理部70在接收到该通知后,在偏移校正时刻,如在第1实施方式中说明那样实施偏移值的校正。
另一方面,在步骤S2中,在从光检测器35输出的电信号的值大于等于阈值的情况下(步骤S2:否),偏移处理判断部72判断为镜体20的插入部23的前端部24处于暗视野外(步骤S5),而判断为不能实施偏移值的校正(步骤S6),并将判断结果通知给偏移处理部70。偏移处理部70在接收到该通知后,即使变为偏移校正时刻,也不实施偏移值的校正。该情况下,从光检测器35输出的电信号在不进行偏移值的校正的状态下被输出到ADC 36。
根据第2实施方式,除了第1实施方式的效果以外,在镜体20的插入部23的前端部24处于暗视野外的情况下,不进行偏移值的校正,因此能够避免不准确的偏移值的校正。
另外,可以替代图11的步骤S1,而由偏移处理判断部72在根据来自发光时刻控制部32的通知判断为处于偏移校正时刻的期间TC内的情况下,转移到步骤S2。
还可以替代图11的步骤S2,或除了步骤S2以外,由偏移处理判断部72在判断为在即将停止光源的发光之前的光源的发光期间中从光检测器35输出的电信号的波形呈脉冲形状的情况下,即判断处于对象物的扫描中的情况下,转移到步骤S3。这里,“波形呈脉冲形状”是指来自光检测器35的输出波形不呈大致平坦状,而如图5的(e)所示那样,每当检测到R、G、B的各个颜色时出现峰值。该情况下,另外需要每隔规定的时间间隔,对紧前的规定期间内的来自光检测器35的输出信号进行采样的单元,偏移处理判断部72根据通过该单元采样的输出信号的数据,判断光检测器35的输出波形是否呈脉冲形状。
在第1和第2实施方式中,偏移处理部70的结构不限于在模拟信号的状态下校正偏移值,也可以在转换为数字信号的状态下进行校正。例如,偏移处理部70也可以对通过ADC 36进行了模拟-数字转换后的偏移值进行模拟转换,以使得转换后的偏移值为恒定值的方式进行反馈控制,来校正偏移值。或者,可以将偏移处理部70连接到ADC 36的输出侧,并将通过ADC 36进行模拟-数字转换后的偏移值校正为与图像的黑电平一致。
在第1和第2实施方式中,驱动控制部38可以构成为,在内部具有与控制部31使用的时钟发生部71不同的时钟发生部,并根据来自该内部的时钟发生部的时钟信号进行动作。该情况下,与控制部31和驱动控制部38使用公共的时钟发生部71的情况相比,能够降低向驱动控制部38分配时钟信号所需的消耗电力。
此外,在第1和第2实施方式中,光扫描型内窥镜装置10的光源的结构不限于具有激光器33R、33G、33B,例如也可以具有进行脉冲发光的白色光源。
并且,在第1和第2实施方式中,照明用光纤11的驱动部21不限于使用压电元件,例如,也可以使用固定在照明用光纤11上的永久磁铁和对其进行驱动的偏转磁场产生用线圈(电磁线圈)。下面,参照图12对该驱动部21的变形例进行说明。图12的(a)是镜体20的前端部24的剖视图,图12的(b)是放大示出图12的(a)的驱动部21的立体图,图12的(c)是包含图12的(b)的偏转磁场产生用线圈62a~62d和永久磁铁63的部分的基于与照明用光纤11的轴垂直的面的剖视图。
在照明用光纤11的轴向上被磁化且具有贯通孔的永久磁铁63在照明用光纤11穿过贯通孔的状态下与照明用光纤11的摆动部11b的一部分耦合。并且,以包围摆动部11b的方式设置有将一端部固定在安装环26上的方形管61,在与永久磁铁63的一个极对置的部分的方形管61的各侧面设置有平型的偏转磁场产生用线圈62a~62d。
Y方向的偏转磁场产生用线圈62a和62c的对(pair)以及X方向的偏转磁场产生用线圈62b和62d的对配置在方形管61的分别相对的面上,连接偏转磁场产生用线圈62a的中心和偏转磁场产生用线圈62c的中心的线以及连接偏转磁场产生用线圈62b的中心和偏转磁场产生用线圈62d的中心的线在静止时的配置有照明用光纤11的方形管61的中心轴线附近正交。这些线圈经由布线缆线13与控制装置主体30的驱动部38连接,通过来自驱动控制部38的驱动电流而被驱动。
本发明的光扫描型观察装置不仅能够应用于光扫描型内窥镜装置,还能够应用于光扫描型显微镜等其他光扫描型观察装置。
标号说明
10:光扫描型内窥镜装置;11:照明用光纤;11a:固定端;11b:摆动部;11c:前端部;12:检测用光纤束;13:布线缆线;20:镜体;21:驱动部;22:操作部;23:插入部;24:前端部;25a、25b:投影用透镜;26:安装环;27:致动器管;28a~28d:压电元件;29:光纤保持部件;30:控制装置主体;31:控制部;32:发光时刻控制部;33R、33G、33B:激光器;34:耦合器;35:光检测器;36:ADC;37:信号处理部;38:驱动控制部;40:显示器;61:方形管;62a~62d:偏转磁场产生用线圈;63:永久磁铁;70:偏移处理部;71:时钟发生部;72:偏移处理判断部;100:对象物。
Claims (5)
1.一种光扫描型观察装置,其将来自光源的光扫描到对象物上来取得该对象物的图像,其中,所述光扫描型观察装置具有:
发光时刻控制部,其控制所述光源的发光时刻;
光纤,其引导来自所述光源的光,将该光从以能够摆动的方式被支承的前端部朝向对象物射出;
驱动部,其对所述光纤的所述前端部进行振动驱动;
光检测部,其检测从所述对象物得到的光,并转换为电信号;
偏移处理部,其根据在所述发光时刻控制部停止了所述光源的发光时从所述光检测部输出的所述电信号,校正偏移值;以及
信号处理部,其根据通过所述偏移处理部进行所述偏移值的校正后的所述电信号,生成图像信号。
2.根据权利要求1所述的光扫描型观察装置,其特征在于,
所述驱动部使所述光纤的所述前端部呈螺旋状地摆动。
3.根据权利要求1所述的光扫描型观察装置,其特征在于,
所述驱动部使所述光纤的所述前端部呈利萨如状地摆动。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的光扫描型观察装置,其特征在于,
在通过所述图像信号而生成的图像的外周侧区域内或显示期间外,所述发光时刻控制部停止所述光源的发光,进而,所述偏移处理部校正所述偏移值。
5.根据权利要求1~3中的任意一项所述的光扫描型观察装置,其特征在于,
所述光扫描型观察装置还具有偏移处理判断部,根据所述偏移处理判断部在所述发光时刻控制部停止了所述光源的发光时从所述光检测部输出的所述电信号,判断能否校正偏移值,
在所述偏移处理判断部判断为能够实施所述偏移值的校正的情况下,所述偏移处理判断部校正所述偏移值。
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---|---|---|---|---|
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WO2016207970A1 (ja) * | 2015-06-23 | 2016-12-29 | オリンパス株式会社 | 光走査装置の駆動条件設定装置及び駆動条件設定方法 |
WO2017149586A1 (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-08 | オリンパス株式会社 | 光走査型撮影投影装置および内視鏡システム |
WO2017203585A1 (ja) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | オリンパス株式会社 | 補正値取得装置、画像処理装置、光走査型観察システム、補正値取得方法および画像処理方法 |
CN115412689B (zh) * | 2022-07-26 | 2023-04-25 | 瀚湄信息科技(上海)有限公司 | 一种基于动态标定的暗场噪音处理方法、装置和电子设备 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020188176A1 (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-12 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Endoscope apparatus and method of controlling same |
CN1917805A (zh) * | 2004-02-04 | 2007-02-21 | 奥林巴斯株式会社 | 内窥镜用信号处理装置 |
CN101449958A (zh) * | 2007-12-05 | 2009-06-10 | Hoya株式会社 | 噪声降低系统,内窥镜处理器和内窥镜系统 |
US20110019888A1 (en) * | 2006-08-07 | 2011-01-27 | MELA SCIENCES, Inc., a Delaware corporation | Reducing noise in digital images |
WO2013128937A1 (en) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | Hoya Corporation | Calibration apparatus |
CN103327877A (zh) * | 2011-03-31 | 2013-09-25 | 奥林巴斯医疗株式会社 | 扫描型内窥镜装置 |
JP2013244045A (ja) * | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Olympus Corp | 走査型内視鏡装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7448995B2 (en) * | 2003-06-23 | 2008-11-11 | Microvision, Inc. | Scanning endoscope |
JP4667754B2 (ja) * | 2004-02-23 | 2011-04-13 | オリンパス株式会社 | 走査型レーザ顕微鏡の受光装置及びこれを用いた走査型レーザ顕微鏡 |
US7436564B2 (en) * | 2005-08-03 | 2008-10-14 | Seiko Epson Corporation | Light scanning apparatus and method to prevent damage to an oscillation mirror in an abnormal control condition via a detection signal outputted to a controller even though the source still emits light |
JP2010042128A (ja) | 2008-08-12 | 2010-02-25 | Hoya Corp | 医療用プローブ、および医療用観察システム |
JP5388732B2 (ja) * | 2009-07-15 | 2014-01-15 | Hoya株式会社 | 医療用観察システムおよびプロセッサ |
JP2012085715A (ja) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Fujifilm Corp | 内視鏡装置 |
JP6067309B2 (ja) * | 2012-10-02 | 2017-01-25 | Hoya株式会社 | 内視鏡システムおよび内視鏡用プロセッサ |
-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020188176A1 (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-12 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Endoscope apparatus and method of controlling same |
CN1917805A (zh) * | 2004-02-04 | 2007-02-21 | 奥林巴斯株式会社 | 内窥镜用信号处理装置 |
US20110019888A1 (en) * | 2006-08-07 | 2011-01-27 | MELA SCIENCES, Inc., a Delaware corporation | Reducing noise in digital images |
CN101449958A (zh) * | 2007-12-05 | 2009-06-10 | Hoya株式会社 | 噪声降低系统,内窥镜处理器和内窥镜系统 |
CN103327877A (zh) * | 2011-03-31 | 2013-09-25 | 奥林巴斯医疗株式会社 | 扫描型内窥镜装置 |
WO2013128937A1 (en) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | Hoya Corporation | Calibration apparatus |
JP2013244045A (ja) * | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Olympus Corp | 走査型内視鏡装置 |
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