CN106455932A - 光扫描装置和光扫描型观察装置 - Google Patents
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Abstract
光扫描装置具有:光纤(11);驱动部(21),其使光纤(11)的射出端部(11b)进行振动;电流检测部(55),其检测流过驱动部(21)的电流;以及控制部(31、38),其根据电流检测部(55)的输出对驱动部(21)进行控制,使从光纤(11)射出的光进行扫描,驱动部(21)具有多个振动元件部(28a~28d),多个振动元件部(28a~28d)各自的接地端在驱动部(21)中公共连接,电流检测部(55)在多个振动元件部(28a~28d)的馈电端侧检测电流。
Description
关联申请的相互参照
本申请主张2014年6月18日在日本特许申请的日本特愿2014-125470的优先权,这里并入该在先申请的公开整体以用于参照。
技术领域
本发明涉及通过光纤的振动对对象物进行光扫描的光扫描装置和光扫描型观察装置。
背景技术
以往,公知有如下的光扫描型的观察装置:使光纤的射出端部进行振动,朝向对象物扫描来自该光纤的光,检测在对象物进行反射、散射等的光或在对象物中产生的荧光等(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第4672023号说明书
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1所公开的观察装置期望对光纤的射出端部进行驱动的驱动部的结构的简化和小型化。特别是在应用于内窥镜的情况下,期望内窥镜的插入部的细径化。
本发明的目的在于,提供能够实现结构的简化和小型/细径化的光扫描装置和光扫描型观察装置。
用于解决课题的手段
实现上述目的的本发明的光扫描装置具有:光纤;驱动部,其使该光纤的射出端部进行振动;电流检测部,其检测流过该驱动部的电流;以及控制部,其根据该电流检测部的输出对所述驱动部进行控制,使从所述光纤射出的光进行扫描,所述驱动部具有多个振动元件部,所述多个振动元件部各自的接地端在所述驱动部中公共连接,所述电流检测部在所述多个振动元件部的馈电端侧检测所述电流。
其特征在于,所述电流检测部具有电流互感器。
其特征在于,所述振动部具有使所述射出端部在第1方向上进行振动的多个第1振动元件部、以及使所述射出端部在与所述第1方向不同的第2方向上进行振动的多个第2振动元件部,所述多个第1振动元件部的馈电端在所述驱动部中公共连接,所述多个第2振动元件部的馈电端在所述驱动部中公共连接。
其特征在于,所述控制部根据所述电流的振幅最大的时刻的所述电流检测部的输出对所述驱动部进行控制。
其特征在于,所述控制部对所述驱动部进行控制,以使得由所述电流检测部检测到的所述电流的最大值恒定。
进而,实现上述目的的本发明的光扫描型观察装置具有:所述光扫描装置;光检测部,其检测通过所述光扫描装置进行的光的扫描而从对象物得到的光并将其转换为电信号;图像处理部,其根据从该光检测部输出的电信号生成图像。
发明效果
根据本发明,能够提供能够实现结构的简化和小型/细径化的光扫描装置和光扫描型观察装置。
附图说明
图1是示出第1实施方式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的光扫描型内窥镜的镜体的概观图。
图3是图2的镜体的前端部的剖视图。
图4A是示出图1的光扫描型内窥镜装置的驱动部的振动驱动机构和照明用光纤的射出端部的图。
图4B是图4A的A-A线剖视图。
图5是示出图1的驱动控制/谐振频率检测部的概略结构的框图。
图6是说明图1的光扫描型内窥镜装置的动作的流程图。
图7A是示出说明图1的光扫描型内窥镜装置的动作的驱动电压的振幅的图。
图7B是示出说明图1的光扫描型内窥镜装置的动作的驱动电压的频率的图。
图7C是示出说明图1的光扫描型内窥镜装置的动作的激光器输出的图。
图7D是示出说明图1的光扫描型内窥镜装置的动作的输出电压的波形的图。
图7E是示出说明图1的光扫描型内窥镜装置的动作的照明光的扫描轨迹的图。
图8A是示出典型的阻抗的频率特性的图。
图8B是示出典型的相位偏移的频率特性的图。
图9A是示出第2实施方式的光扫描型内窥镜装置的前端部的放大剖视图。
图9B是放大示出图9A的驱动部的立体图。
图9C是包含图9B的偏转磁场产生用线圈和永久磁铁的部分的与照明用光纤11的轴垂直的剖视图。
图10是说明图9的光扫描型内窥镜装置的动作的流程图。
图11是示出第3实施方式的光扫描型内窥镜装置的主要部分的概略结构的框图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
图1是示出第1实施方式的光扫描型观察装置的概略结构的框图。图1所示的光扫描型观察装置具有光扫描型内窥镜装置10。光扫描型内窥镜装置10具有镜体(内窥镜)20、控制装置主体30、显示器40。
控制装置主体30构成为包括对光扫描型内窥镜装置10整体进行控制的控制部31、发光时刻控制部32、激光器33R、33G、33B和耦合器34。激光器33R射出红色的激光,激光器33G射出绿色的激光,激光器33B射出蓝色的激光。发光时刻控制部32在控制部31的控制下对3个激光器33R、33G、33B的发光时刻进行控制。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。从激光器33R、33G、33B射出的激光通过耦合器34进行合波,作为白色的照明光入射到由单模光纤构成的照明用光纤11。耦合器34构成为例如具有分光棱镜等。光扫描型内窥镜装置10的光源的结构不限于此,可以使用一个激光光源,也可以使用其他的多个光源。并且,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。
照明用光纤11延伸到镜体20的前端部。经由耦合器34入射到照明用光纤11的照明光被引导至镜体20的前端部,朝向对象物100进行照射。此时,照明用光纤11的射出端部被驱动部21进行振动驱动。由此,对象物100通过从照明用光纤11射出的照明光在观察表面上进行二维扫描。驱动部21由后述控制装置主体30的驱动控制/谐振频率检测部38来控制。通过照明光的照射而从对象物100得到的反射光、散射光、荧光等信号光入射到在镜体20内延伸的由多模光纤构成的检测用光纤束12的前端面,并被引导至控制装置主体30。
控制装置主体30还具有用于对信号光进行处理的光检测器35、ADC(模拟-数字转换器)36、图像处理部37和驱动控制/谐振频率检测部38。光检测器35将由检测用光纤束12引导的信号光分解成光谱成分,通过光电二极管等将各个光谱成分转换为电信号。ADC36将从光检测器35输出的模拟电信号转换为数字信号并将其输出到图像处理部37。控制部31根据由驱动控制/谐振频率检测部38施加的振动电压的振幅和相位等信息,计算激光照明光的扫描路径上的扫描位置的信息,将其供给到图像处理部37。图像处理部37根据从ADC36输出的数字信号和来自控制部31的扫描位置信息,将对象物100的像素数据(像素值)依次存储在未图示的存储器中,在扫描结束后或扫描中进行插值处理等必要处理,生成对象物100的图像并将其显示在显示器40中。
在上述各处理中,控制部31对发光时刻控制部32、光检测器35、驱动控制/谐振频率检测部38和图像处理部37进行同步控制。
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的内部并延伸到插入部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。前端部24构成为包括驱动部21、投影用透镜25a、25b、穿过镜体20的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4A和图4B)。照明用光纤11支承在光纤保持部件29上,从固定在光纤保持部件29上的固定端11a到射出端面11c的射出端部11b能够摆动。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前端部24的最前端。投影用透镜25a、25b构成为使从照明用光纤11的射出端面11c射出的激光大致会聚在对象物100上。并且,检测用透镜配置成,取入会聚在对象物100上的激光通过对象物100进行反射、散射、折射等后的光(与对象物100进行相互作用的光)或荧光等作为信号光,使其会聚在配置在检测用透镜之后的检测用光纤12束并进行耦合。另外,投影用透镜不限于两枚结构,也可以由一枚或其他多枚透镜构成。
图4A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的射出端部11b的图,图4B是图4A的A-A线剖视图。照明用光纤11贯通具有棱柱状的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。当设光纤保持部件29中的照明用光纤11的光轴为Z方向、在与光轴正交的平面内穿过光轴且相互正交的方向为Y方向(第1方向)和X方向(第2方向)时,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、28c。
压电元件28a~28d分别构成振动元件部,各自的接地端(一个表面极)在驱动部21中公共连接。例如,压电元件28a~28d通过装配在形成于光纤保持部件29的公共的连接布线图案29a上,各自的接地端在光纤保持部件29上公共连接。在压电元件28a~28d的馈电端(另一个表面电极)连接有来自控制装置主体30的驱动控制/谐振频率检测部38的对应的布线缆线13。同样,在光纤保持部件29的连接布线图案29a上连接有来自驱动控制/谐振频率检测部38的对应的布线缆线13。
这样,当使压电元件28a~28d各自的接地端在驱动部21中公共连接时,使压电元件28a~28d和驱动控制/谐振频率检测部38电连接的布线缆线13合计为5根即可。与此相对,在压电元件28a~28d各自的接地端未公共化的情况下,针对各个压电元件28a~28d,需要2根布线缆线,所以,需要使合计8根布线缆线在镜体20的插入部23内延伸。因此,根据本实施方式,能够减少布线缆线13的根数,所以,相应地实现插入部23的小型/细径化。并且,压电元件28a~28d例如通过装配在形成于光纤保持部件29的公共的连接布线图案29a上,能够使各自的接地端在光纤保持部件29上公共连接,所以,还能够简化驱动部21的结构。
图5是示出驱动控制/谐振频率检测部38的概略结构的框图。驱动控制/谐振频率检测部38具有与压电元件28a对应的DDS(数字直接合成发射器)51ya、DAC(数字-模拟转换器)52ya、放大器53ya;与压电元件28b对应的DDS51xb、DAC52xb、放大器53xb;与压电元件28c对应的DDS51yc、DAC52yc、放大器53yc;与压电元件28d对应的DDS51xd、DAC52xd、放大器53xd。下面,只要没有特别限定,则总括地简记为DDS51、DAC52、放大器53。DDS51输入来自控制部31的对应的控制信号,生成数字驱动信号。这些数字驱动信号在对应的DAC52中被转换为模拟信号后,在对应的放大器53中进行放大。放大器53的输出经由对应的布线缆线13施加给位于镜体20的前端部24的对应的压电元件28a~28d。由此,压电元件28a~28d被进行振动驱动。
另外,在X方向的压电元件28b、28d之间施加正负相反且大小相等的电压。由此,压电元件28b、28d在一方伸展时,另一方收缩,使光纤保持部件29产生翘曲,通过反复进行该动作,使光纤保持部件29在X方向上进行振动。同样,在Y方向的压电元件28a、28c之间施加正负相反且大小相等的电压,使光纤保持部件29在Y方向上进行振动。
驱动控制/谐振频率检测部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不同频率的振动电压。当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分别被进行振动驱动时,图3和图4A、图4B所示的照明用光纤11的射出端部11b振动。由此,射出端面11c偏转,从射出端面11c射出的激光依次对对象物100的表面进行扫描。
照明用光纤11的射出端部11b在X方向和Y方向的双方或任意一个方向上以谐振频率被进行振动驱动。但是,射出端部11b的谐振频率由于环境条件或经时变化而变化。因此,在本实施方式中,在驱动控制/谐振频率检测部38中检测照明用光纤11的射出端部11b的谐振频率。
在图5中,驱动控制/谐振频率检测部38检测射出端部11b的谐振频率,所以,在压电元件28a~28d的馈电端侧,具有检测流过对应的压电元件28a~28d的电流的电流检测部55ya、55xb、55yc、55xd以及检测施加电压的电压检测部56ya、56xb、56yc、56xd。下面,只要没有特别限定,则总括地简记为电流检测部55、电压检测部56。电流检测部55使用电流互感器(Current Transformer)CT构成。电流检测部55不限于电流互感器CT,也可以使用公知的集成电路等构成。特别地,如果使用电流互感器CT,则在针对对应的压电元件的施加电压比较高的情况下,也能够利用低电压系统实现电路结构,所以,实现了电流检测部55的小型化/低成本化。并且,通过使用电流互感器CT,能够将检测系统配置在二次电路侧,所以,具有能够简化与患者电路之间的绝缘的优点。
驱动控制/谐振频率检测部38还具有将由与各个压电元件28a~28对应的电流检测部55和电压检测部56分别检测到的电流和电压转换为数字信号的ADC(模拟-数字转换器)、以及根据转换为数字信号后的电流和电压的相位差来检测对应的振动方向的谐振频率的谐振频率检测部59。在图5中,为了使附图清楚,示出与电流检测部55xb对应的ADC57xb和与电压检测部56xb对应的ADC58xb,省略其他的ADC的图示。下面,只要没有特别限定,则总括地简记为ADC57和ADC58。另外,ADC57和ADC58的输出还被供给到控制部31。
ADC57根据控制部31的控制,在由电流检测部55检测到的电流的振幅最大的时刻,将电流检测部55的输出转换为数字信号。同样,ADC58也根据控制部31的控制,在电压的振幅最大的时刻,将电压检测部56的输出转换为数字信号。由此,能够以较高的S/N来检测电流和电压,所以,能够进行高精度的驱动控制。
接着,使用图6和图7A~图7E对光扫描型内窥镜装置10的动作进行说明。图6是说明动作的流程图。图7A~图7E是说明各部的动作时刻和动作内容以及照明光的扫描轨迹的图,图7A示出驱动电压的振幅A,图7B示出驱动电压的频率f,图7C示出激光器33R、33G、33B的激光器输出P,图7D示出输出电压Vf的波形,图7E示出从照明用光纤11射出的照明光的扫描轨迹。在图7A~图7D中,横轴t示出时间。
首先,在初始状态下,设为使照明用光纤11的射出端部11b的振动停止的状态(步骤S01)。在图7A中将该状态表示为期间I。
接着,控制部31开始进行检测谐振频率的谐振频率检测步骤(步骤S02)。谐振频率检测步骤对应于图7A的期间II。在该期间II中,对X方向的压电元件28b、28d和Y方向的压电元件28a、28c施加振幅A与规定振幅Vsweep相等、相位在X方向和Y方向上偏移90°、频率f随着时间而增大的振动电压(参照图7A、图7B、图7D)。由此,使照明用光纤11的射出端部11b的振动频率在规定频率范围内进行扫描。预先预测谐振频率在设计时的谐振频率的前后可能变动的范围来决定规定频率范围。此时,激光器33R、33G、33B还未点亮(图7C)。由此,照明用光纤11的射出端面11c以描绘圆的方式进行振动(图7(e))。
在驱动电压的频率增加的期间内,通过谐振频率检测部59监视由对应的电流检测部55和电压检测部56检测到的电流信号和电压信号。谐振频率检测部59通过检测电流信号和电压信号的相位的偏移(各自的最大值的时间偏移),检测谐振频率。一般情况下,公知振动电路的阻抗以及电流和电压的相位偏移的频率特性分别如图8A和图8B那样,当以谐振频率进行振动时,阻抗最小,相位偏移为0。谐振频率检测部59识别来自对应的电流检测部55的电流信号和来自电压检测部56的电压信号的相位偏移为0时的频率fr作为谐振频率,将其输出到控制部31。
控制部31将以后的驱动频率决定为检测到的谐振频率fr附近的频率(步骤S03)。以谐振频率fr附近的频率进行驱动,但是,驱动频率不需要与fr完全一致,也可以是稍微偏移的值。在期间II的期间内进行决定该驱动频率的驱动频率决定步骤。
另外,在谐振频率检测步骤(步骤S02)中未检测到谐振频率的情况下,不进行从谐振频率检测部59向控制部31的输出,或者发送检测异常的信号。该情况下,控制部31判断为异常而停止装置,在显示器40中显示告知异常的警告。作为未检测到谐振频率的情况,考虑照明用光纤11的弯折、压电元件28a~28d的异常等。
控制部31在期间II的结束之前,使激光器33R、33G、33B点亮。接着,作为扫描步骤,进行对象物的光扫描(步骤S04)。即,控制部31在期间III内将施加给X方向的压电元件28b、28d和Y方向的压电元件28a、28c的电压的驱动频率f固定在谐振频率fr(图7B),使驱动电压的振幅A随着时间从0增大到最大值Vmax(图7A)。由此,从照明用光纤11射出的光描绘半径随着时间经过而扩大的螺旋状的轨迹(图7E)。此时,控制部31根据ADC57的输出进行反馈控制,以使得由电流检测部55检测到的电流的最大值恒定。并且,控制部31监视ADC58的输出。
接着,控制部31根据ADC58的输出而检测到驱动电压的振幅A成为最大值Vmax时,停止激光器33R、33G、33B的振荡,照明用光纤11的振动也逐渐停止(步骤S05)。通过使驱动电压的振幅A在比期间III短的期间IV内急速减小来实现振动的停止。通过以上的螺旋状的扫描,对对象物100的圆形区域进行二维扫描,取得1帧的图像。控制部31在进行下一帧的取得的情况下,再次返回步骤S02,反复进行步骤S02~步骤S05。因此,在本实施方式中,控制部31和驱动控制/谐振频率检测部38构成对驱动部21进行控制的控制部。
根据本实施方式的光扫描型内窥镜装置10,如上所述,能够实现镜体20的插入部23的小型/细径化、驱动部21的结构的简化、电流检测部55的小型化/低成本化和电流检测的精度提高、与患者电路之间的绝缘的简化等。并且,光扫描型内窥镜装置10在对对象物100进行扫描之前检测谐振频率fr,以该谐振频率fr进行被检测物的光扫描并取得图像,所以,能够防止装置的个体差异或经时变化而引起的光纤的谐振频率的偏移所导致的性能劣化,能够适当调整驱动频率。并且,通过始终对照明用光纤11的射出端部11b以接近谐振频率的频率进行振动驱动,能够进行能效优良的扫描。
进而,在各图像帧的取得前进行谐振频率的检测,所以,在光扫描型内窥镜装置10的工作中,在由于温度上升等要因而使谐振频率变化的情况下,也能够即时将驱动频率调整为适当值。其结果,能够使照明用光纤11的射出端面11c以稳定的轨迹进行振动,所以,能够期待能够取得、显示更加稳定的图像。
进而,在谐振频率检测步骤(步骤S02)中无法检测到谐振频率的情况下,停止装置并发出警告,所以,能够早期检测装置的异常并防止故障或破损的扩大。
另外,关于第2次以后的谐振频率检测和驱动频率的决定,也可以不是在期间IV的扫描停止后进行,而是在期间IV(步骤S05)内使振动减少的期间内,在谐振频率的前后扫描振动频率f,通过检测谐振频率来执行。该情况下,能够在振动停止后立即开始进行光扫描(步骤S03),所以,能够提高帧率,能够得到更加良好的图像。
(第2实施方式)
图9A、图9B和图9C是示出第2实施方式的光扫描型内窥镜装置的镜体的前端部的放大图。关于本实施方式,在第1实施方式的光扫描型内窥镜装置10中,代替压电元件而使用固定在照明用光纤11上的永久磁铁63和对其进行驱动的偏转磁场产生用线圈(电磁线圈)62a~62d构成驱动部21。下面,对与第1实施方式中说明的结构相同的部分标注相同参照标号并省略说明,对与第1实施方式不同的部分进行说明。另外,图9A是镜体20的前端部24的剖视图,图9B是放大示出图9A的驱动部21的立体图,图9C是包含图9B的偏转磁场产生用线圈62a~62d和永久磁铁63的部分的与照明用光纤11的轴垂直的剖视图。
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的射出端部11b的一部分耦合。并且,以包围射出端部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的对儿以及X方向的偏转磁场产生用线圈62b和62d的对儿配置在方形管61的分别对置的面上,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。
偏转磁场产生用线圈62a~62d分别构成振动元件部,各自的接地端(一端部)在驱动部21中公共连接。例如,偏转磁场产生用线圈62a~62d通过在形成于方形管61的公共的连接布线图案61a上粘接接地端,各自的接地端在方形管61上公共连接。在偏转磁场产生用线圈62a~62d的馈电端(另一端部)上连接有来自控制装置主体30的驱动控制/谐振频率检测部38的对应的布线缆线13。同样,在方形管61的连接布线图案61a上连接有来自驱动控制/谐振频率检测部38的对应的布线缆线13。由此,对偏转磁场产生用线圈62a~62d馈送来自驱动控制/谐振频率检测部38的驱动电流,通过与永久磁铁63之间的电磁作用,照明用光纤11的射出端部11b振动。
图10是说明本实施方式的光扫描型内窥镜装置10的动作的流程图。图10中的各步骤的内容与第1实施方式中的各步骤大致相同,所以,在图6的各对应的步骤的标号中加上10来表示。但是,在本实施方式中,在开始进行装置的操作后,仅进行一次谐振频率的检测(步骤S12),决定驱动频率(步骤S13)。然后,反复进行基于对象物的光扫描(步骤S14)的图像数据的取得,直到控制部31使下一帧的取得停止为止(步骤S16),。其他结构和作用与第1实施方式相同,所以,对相同或对应的结构要素标注相同参照标号并省略说明。
根据本实施方式,能够削减使偏转磁场产生用线圈62a~62d和驱动控制/谐振频率检测部38电连接的布线缆线13的根数,所以,得到镜体20的插入部23的小型/细径化、驱动部21的结构的简化等与第1实施方式的情况相同的效果。并且,一但检测到谐振频率,以后反复进行光扫描并取得图像帧,所以,与第1实施方式相比,能够以较高帧率进行内窥镜图像的取得。另外,在本实施方式中,振动元件部由线圈构成,所以,电流检测部55不限于电流互感器,能够使用公知的各种电流传感器。
(第3实施方式)
图11是示出第3实施方式的光扫描型内窥镜装置的主要部分的概略结构的框图。关于本实施方式,在第1实施方式的光扫描型内窥镜装置10中,在驱动部21侧分别并联连接使照明用光纤11的射出端部11b在Y方向上进行振动的压电元件(第1振动元件部)28a、28c的馈电端和使其在X方向上进行振动的压电元件(第2振动元件部)28b、28d的馈电端。下面,对与第1实施方式中说明的结构相同的部分标注相同参照标号并省略说明,对与第1实施方式不同的部分进行说明。
经由对应的DDS51y、DAC52y、放大器53y和布线缆线13对压电元件28a、28c施加相同的驱动信号。同样,经由对应的DDS51x、DAC52x、放大器53x和布线缆线13对压电元件28b、28d施加相同的驱动信号。另外,成对儿的压电元件28a、28c构成为,当被施加的驱动信号处于一个极性时,一个压电元件28a或28c伸展,另一个压电元件28c或28a收缩,在处于另一个极性时,另一个压电元件28c或28a伸展,一个压电元件28a或28c收缩。同样,成对儿的压电元件28b、28d构成为,当被施加的驱动信号处于一个极性时,一个压电元件28b或28d伸展,另一个压电元件28d或28b收缩,在处于另一个极性时,另一个压电元件28d或28b伸展,一个压电元件28b或28d收缩。由此,压电元件28a~28d被进行振动驱动。
在具有电流互感器CT的电流检测部55y中检测流过压电元件28a、28c的合成电流,在ADC57y中将其转换为数字信号,输入到谐振频率检测部59。同样,在具有电流互感器CT的电流检测部55x中检测流过压电元件28b、28d的合成电流,在ADC57x中将其转换为数字信号,输入到谐振频率检测部59。并且,在电压检测部56y中检测施加给压电元件28a、28c的振动电压,在ADC58y中将其转换为数字信号,输入到谐振频率检测部59。同样,在电压检测部56x中检测施加给压电元件28b、28d的振动电压,在ADC58x中将其转换为数字信号,输入到谐振频率检测部59。ADC57x、57y和ADC58x、58y的输出还被供给到控制部31。在图11中,为了使附图清楚,示出与电流检测部55x对应的ADC57x和与电压检测部56x对应的ADC58x,省略其他的ADC的图示。其他结构和动作与第1实施方式相同。
根据本实施方式,在驱动部21中,公共连接压电元件28a~28d各自的接地端,并且,分别并联连接在X方向上成对儿的压电元件28b、28d的馈电端和在Y方向上成对儿的压电元件28a、28c的馈电端。因此,使压电元件28a~28d和驱动控制/谐振频率检测部38电连接的布线缆线13合计3根即可,所以,与第1实施方式相比,能够削减布线缆线13的根数,具有能够使镜体20的插入部23更加小型/细径化的优点。
另外,本发明不限于上述实施方式,能够进行若干的变形或变更。例如,光扫描不限于螺旋扫描,也可以采用光栅扫描。该情况下,使照明用光纤仅在XY方向的扫描中的一个方向上以谐振频率进行振动。并且,振动驱动单元不限于使用线圈和磁铁的方法或使用压电元件的方法,也可以使用其他的振动驱动单元。并且,在使用线圈的情况下,也可以利用2个串联线圈构成一个振动元件部。进而,不限于在每一次扫描或装置的驱动开始时检测谐振频率的情况,也可以在各种时刻进行检测。例如,也可以进行每当多次扫描时检测一次或每日检测一次的设定、根据使用者的指示进行检测的设定。并且,本发明不限于内窥镜装置,还能够应用于显微镜、投影仪等其他装置。
标号说明
10:光扫描型内窥镜装置;11:照明用光纤;11b:射出端部;21:驱动部;28a~28d:压电元件;29a:连接布线图案;31:控制部;33R、33G、33B:激光器;35:光检测器;37:图像处理部;38:驱动控制/谐振频率检测部;55:电流检测电路;61a:连接布线图案;62a~62d:偏转磁场产生用线圈;63:永久磁铁;100:对象物。
Claims (6)
1.一种光扫描装置,其具有:
光纤;
驱动部,其使该光纤的射出端部进行振动;
电流检测部,其检测流过该驱动部的电流;以及
控制部,其根据该电流检测部的输出对所述驱动部进行控制,使从所述光纤射出的光进行扫描,
所述驱动部具有多个振动元件部,
所述多个振动元件部各自的接地端在所述驱动部中公共连接,
所述电流检测部在所述多个振动元件部的馈电端侧检测所述电流。
2.根据权利要求1所述的光扫描装置,其特征在于,
所述电流检测部具有电流互感器。
3.根据权利要求1或2所述的光扫描装置,其特征在于,
所述振动部具有使所述射出端部在第1方向上进行振动的多个第1振动元件部、以及使所述射出端部在与所述第1方向不同的第2方向上进行振动的多个第2振动元件部,
所述多个第1振动元件部的馈电端在所述驱动部中公共连接,
所述多个第2振动元件部的馈电端在所述驱动部中公共连接。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的光扫描装置,其特征在于,
所述控制部根据所述电流的振幅最大的时刻的所述电流检测部的输出对所述驱动部进行控制。
5.根据权利要求1~4中的任意一项所述的光扫描装置,其特征在于,
所述控制部对所述驱动部进行控制,以使得由所述电流检测部检测到的所述电流的最大值恒定。
6.一种光扫描型观察装置,其具有:
权利要求1~5中的任意一项所述的光扫描装置;
光检测部,其检测通过所述光扫描装置进行的光的扫描而从对象物得到的光并将其转换为电信号;
图像处理部,其根据从该光检测部输出的电信号生成图像。
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