CN107072464B - 光扫描型内窥镜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的光扫描型内窥镜装置具有：致动器(21)，其使来自光源(33)的光以规定的扫描周期在对象物(100)上进行扫描；光量检测部(15)，其检测来自光源(33)的光的光量；以及控制部(31)，其根据所述光量检测部(15)所检测的所述光量来控制光源(33)的输出，控制部(31)以如下方式控制光源(33)，在致动器(21)的各扫描周期TS中按照规定的输出变化模式而输出光，并且控制部(31)逐次计算光量检测部(15)所检测的光量在规定期间TA内的累积值，并控制基于输出变化模式的光源(33)的输出变化中的最大值PMAX，使得该累积值不超过规定的基准值(容许极限值IL)。由此，能够将在规定期间内照射的光源的累积光量限制为小于基准值并且有效地利用光源的光量进行观察。

Description

光扫描型内窥镜装置
技术领域
本发明涉及对对象物进行光扫描的光扫描型内窥镜装置。
背景技术
作为以往的光扫描型内窥镜装置，公知有如下装置：根据照射到对象物的光的来自对象物的反射光来检测亮度等级，并在观察图像中，以越是具有明亮的亮度等级的扫描位置越减少光量，越是具有暗的亮度等级的扫描位置越增加光量的方式设定照明光量，从而根据扫描位置来控制照明光量(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2010-115391号公报
发明内容
发明要解决的课题
一般来说，考虑到激光对人的眼睛和皮肤的影响，因而在JIS标准等中，对照射激光的设备要求在一定期间(例如0.25秒)内照射的激光的光量不超过基准值。
然而，在专利文献1的技术中，由于未对在一定期间内照射的激光光量进行监视，因此有可能在一定期间内的光量超过基准值。
并且，在专利文献1的结构中，要想照射到对象物的光量不超过基准值，考虑了预先设定光源的最大输出以使得即使在以一定的光量连续地照射的情况下也不超过基准值的情况。然而，那样的话，即使在优选依照扫描周期而使来自光源的光的输出随时间变动的情况下，将变动的输出的峰值作为要设定的最大输出。因此，累积了一定期间的光源的光量远低于基准值，从而存在无法有效地利用基准所要求的光量的范围的问题点。
因此，着眼于这些点而完成的本发明的目的在于，提供一种光扫描型内窥镜装置，该光扫描型内窥镜装置能够将在规定期间内照射的来自光源的光的累积光量限制为小于基准值并且有效地利用在基准值内所容许的光源的光量进行观察。
用于解决课题的手段
达成上述目的的光扫描型内窥镜装置的发明的特征在于，该光扫描型内窥镜装置具有：
扫描构件，其使来自光源的光以规定的扫描周期在对象物上进行扫描；
光量检测部，其检测来自所述光源的光的光量；以及
控制部，其根据所述光量检测部所检测的所述光量来控制所述光源的输出，
所述控制部以如下方式控制所述光源，在所述扫描构件的各所述扫描周期中按照规定的输出变化模式而输出光，并且，所述控制部逐次计算所述光量检测部所检测的所述光量在规定期间内的累积值，并控制基于所述输出变化模式的所述光源的输出变化中的最大值，使得该累积值不超过规定的基准值。
优选在所述累积值超过第一控制阈值的情况下，所述控制部以降低基于所述输出变化模式的所述光源的输出变化中的最大值的方式控制所述光源，其中所述第一控制阈值被设定为比所述基准值低的值。
并且，所述控制部能够按照如下的所述输出变化模式来控制所述光源：在对所述对象物上的规定区域上进行扫描时，与对所述规定区域以外的区域进行扫描时相比，提高所述光源的输出。在这种情况下，更优选光扫描型内窥镜装置具有输入构件，该输入构件接受设定所述对象物上的所述规定区域的输入。
并且，所述扫描构件使来自所述光源的光在管状的所述对象物的内侧朝向长度方向以螺旋状的扫描路径进行扫描，所述控制部能够按照如下的所述输出变化模式来控制所述光源：在对所述螺旋状的扫描路径的中央部进行扫描时，与对周边部进行扫描时相比，提高所述光源的输出。
或者，所述扫描构件使来自所述光源的光朝向所述对象物以螺旋状的扫描路径进行扫描，所述控制部能够按照如下的所述输出变化模式来控制所述光源：在对所述螺旋状的扫描路径的周边部进行扫描时，与对中央部进行扫描时相比，提高所述光源的输出。
并且，所述光源能够射出多个波长的光，所述控制部可以按照如下的所述输出变化模式来控制所述光源：对于所述多个波长的光中的特定波长的光，与其他波长的光相比，提高所述光源的输出。
并且，所述光扫描型内窥镜装置具有检测部，该检测部对通过来自所述光源的光的扫描而从所述对象物获得的光进行检测，所述控制部也能够按照取决于所述检测部的检测信号而确定的所述输出变化模式来控制所述光源。
并且，所述基准值是根据激光制品的安全基准来确定的。
并且，也可以是，所述光扫描型内窥镜装置具有所述光源，所述光量检测部与所述光源一体构成。
并且，优选在所述光量的所述累积值低于比所述第一控制阈值低的第二控制阈值的情况下，所述控制部以提高基于所述输出变化模式的所述光源的输出变化中的最大值的方式控制所述光源。
发明效果
根据本发明，能够提供一种光扫描型内窥镜装置，该光扫描型内窥镜装置由于控制部逐次计算光量检测部所检测的光量在规定期间内的累积值，并控制基于所述输出变化模式的所述光源的输出变化中的最大值，使得该累积值不超过规定的基准值，因此能够将在规定期间内照射的光源的光量限制为小于基准值并且有效地利用在基准值内所容许的光源的光量进行观察。
附图说明
图1是示出第一实施方式的光扫描型内窥镜装置的概略结构的框图。
图2是概略性地示出图1的内窥镜的概观图。
图3是图2的内窥镜的前端部的剖视图。
图4是示出图3的致动器的振动驱动机构和送光光纤的摆动部的图，图4(a)是侧视图，图4(b)是图4(a)的A-A线剖视图。
图5是示出送光光纤的X方向的振动波形的图。
图6是对螺旋状的扫描路径进行说明的图。
图7是示出图1的光量检测部的概略结构的框图。
图8是用于说明图1的光量检测部和控制部的动作的图。
图9是用于说明第一实施方式的光扫描型内窥镜装置的动作的一例的图，图9(a)示出送光光纤的扫描振幅的时间变化，图9(b)示出来自光源的光的输出变化，图9(c)示出光量检测部所检测的光量在规定期间内的累积值的变化。
图10是对图9所示的图表的一部分期间TX内的光量检测部和控制部的动作的一例进行说明的图。
图11是示出光源的输出变化模式的变形例的图，图11(a)是在螺旋状的扫描路径的中心部提高输出的输出变化模式，图11(b)是提高在特定的区域的输出的输出变化模式，图11(c)是仅提高特定的波长的光的输出的输出变化模式。
图12是用于说明图4的驱动部的变形例的图，图12(a)是内窥镜的前端部的剖视图，图12(b)是将图12(a)的驱动部放大示出的立体图，图12(c)是包含图12(b)的偏转磁场产生用线圈和永久磁铁在内的局部的与光纤的轴垂直的面的剖视图。
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。
(第一实施方式)
参照图1～图11对本发明的第一实施方式进行说明。图1是示出第一实施方式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：内窥镜20、控制装置主体30、显示器40、以及输入部50。
首先，对控制装置主体30的结构进行说明。控制装置主体30具有控制整个光扫描型内窥镜装置10的控制部31、发光控制部32、激光器33R、33G、33B(下面，将激光器33R、33G、33B概括地称作“光源33”)、耦合器34、致动器驱动器38、受光用光检测器35(检测部)、ADC(模拟-数字转换器)36、信号处理部37、监视器光纤14、以及光量检测部15。控制部31能够经由输入部50(键盘、鼠标、触摸面板等)而从外部进行各种信息的设定。
由激光器33R、33G、33B构成的光源33根据发光控制部32的控制而选择性地射出多个不同波长(在本实施方式中，是“红”、“绿”以及“蓝”这三个颜色的波长)的光。这里，所谓“选择性地射出多个不同波长的光”，即是指按发光控制部32所选择的定时射出发光控制部32所选择的任意一个波长的光。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。
发光控制部32根据来自控制部31的控制信号来控制光源33的发光定时。在本实施方式中，发光控制部32在一次扫描中按一定的时间间隔(发光周期TE)将来自光源33的R、G、B的光的波长按规定的发光顺序(在本例中按R、G、B的顺序)进行切换。
这里，所谓“一次扫描”，是指为了摄影一个图像而例如从螺旋状的规定的扫描路径的起点到终点扫描一次。并且，将反复扫描的扫描周期例如从对扫描路径的起点进行扫描到对在下一个扫描中的扫描路径的起点进行扫描的周期称作“扫描周期TS”。并且，所谓“发光周期TE”，不是指构成光源33的激光器33R、33G、33B各自的发光周期，而是指从光源33依次射出的光的发光周期。
从激光器33R、33G、33B射出的激光经由被耦合器34合成为同轴的光路，而作为照明光入射到送光光纤11，该送光光纤11是单模光纤。并且，耦合器34将向送光光纤11输出的一定比例的光分配到光量检测部15。另外，由于该比例几乎不受经时变化的影响，因此抑制了光量检测部15的光量的测定精度的降低。
耦合器34例如使用光纤合波器或分色棱镜等构成。
激光器33R、33G、33B和耦合器34可以收纳在通过信号线与控制装置主体30连结的与控制装置主体30分开的框体内。
从耦合器34入射到送光光纤11的光被导光到内窥镜20的前端部并向对象物100照射。此时，控制装置主体30的致动器驱动器38通过振动驱动内窥镜20的致动器21来振动驱动送光光纤11的前端部。由此，从送光光纤11射出的照明光在对象物100的观察表面上沿规定扫描路径进行二维扫描。通过照明光的照射而从对象物100获得的反射光和散射光等光被由多模光纤构成的受光光纤12的前端接受，并穿过内窥镜20内而导光到控制装置主体30。
另外，在本例中，送光光纤11和致动器21构成了使来自光源33的光在对象物100上进行扫描的扫描构件。
受光用光检测器35经由受光光纤12对在光源33的每个发光周期TE通过R、G或B中的任意波长(下面也称作“颜色”)的光的照射而从对象物100获得的光进行检测，并输出模拟信号(电信号)。
ADC 36将来自受光用光检测器35的模拟信号转换为数字信号(电信号)并输出给信号处理部37。
信号处理部37将在每个发光周期TE从ADC 36输入的与各波长对应的数字信号分别与发光定时和扫描位置对应而依次存储到存储器(未图示)中。该发光定时和扫描位置的信息从控制部31获得。在控制部31中，根据致动器驱动器38所施加的振动电压的振幅和相位等信息来计算扫描路径上的扫描位置的信息。而且，信号处理部37在扫描结束后或扫描过程中基于从ADC 36输入的各数字信号根据需要进行强调处理、γ处理、插值处理等图像处理而生成图像信号，并将对象物100的图像显示于显示器40。
监视器光纤14是将耦合器34和光量检测部15连结起来的光纤，将从耦合器34向送光光纤11输出的一定比例的光引导到光量检测部15。
光量检测部15检测来自光源33的光的光量，并将检测出的光量通知给控制部31。像后述的那样，控制部31逐次计算出在规定累积期间TA内的光量检测部15所检测的光量的累积值I，并根据该计算出的光量的累积值I来控制光源33的输出。
对光量检测部15在后面更详细地说明。
接下来，对内窥镜20的结构进行说明。图2是概略性地示出内窥镜20的概观图。内窥镜20具有操作部22和插入部23。来自控制装置主体30的送光光纤11、受光光纤12、以及布线线缆13分别与操作部22连接。这些送光光纤11、受光光纤12以及布线线缆13穿过插入部23的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是将图2的内窥镜20的插入部23的前端部24放大示出的剖视图。内窥镜20的插入部23的前端部24构成为包含致动器21、投影用透镜25a、25b(光学系统)、穿过中心部的送光光纤11以及穿过外周部的由光纤束状构成的受光光纤12。
致动器21振动驱动送光光纤11的前端部11c。致动器21构成为包含被安装环26固定在内窥镜20的插入部23的内部的光纤保持部件29和压电元件28a～28d(参照图4(a)和(b))。送光光纤11被光纤保持部件29支承，并且从被光纤保持部件29支承的固定端11a到前端部11c成为被支承为能够摆动的摆动部11b。另一方面，受光光纤12配置成穿过插入部23的外周部，而延伸到前端部24的前端。并且，有时也在受光光纤12的各光纤的前端部具有未图示的检测用透镜。
并且，投影用透镜25a、25b以及检测用透镜配置于内窥镜20的插入部23的前端部24的最前端。投影用透镜25a、25b构成为使从送光光纤11的前端部11c射出的激光照射到对象物100上而大致会聚。并且，检测用透镜配置成：获取会聚到对象物100上的激光被对象物100进行了反射、散射等后的光或通过会聚到对象物100上的激光的照射而产生的荧光(从对象物100获得的光)等，并使其会聚、耦合到配置于检测用透镜的后面的受光光纤12上。另外，投影用透镜25不限于两枚构成，也可以由一枚或其他多枚透镜构成。
图4(a)是示出光扫描型内窥镜装置10的致动器21的振动驱动机构和送光光纤11的摆动部11b的图，图4(b)是图4(a)的A-A线剖视图。振动驱动机构包含压电元件28a～28d和光纤保持部件29。送光光纤11贯穿具有四棱柱状的形状的光纤保持部件29的中央并固定保持于光纤保持部件29。光纤保持部件29的四个侧面分别朝向±Y方向和±X方向。而且，Y方向驱动用的一对压电元件28a、28c固定于光纤保持部件29的±Y方向的两个侧面上，X方向驱动用的一对压电元件28b、28d固定于±X方向的两个侧面上。
各压电元件28a～28d连接有来自控制装置主体30的致动器驱动器38的布线线缆13，通过致动器驱动器38来施加电压从而驱动各压电元件28a～28d。
X方向的压电元件28b和28d例如采用伸缩方向与电压的施加方向相同的压电元件，从而能够始终施加正负相反大小相等的电压。夹着光纤保持部件29而对置配置的压电元件28b、28d通过彼此一方伸长时另一方收缩而使光纤保持部件29产生挠曲，通过反复进行该动作而产生X方向的振动。对于Y方向的振动也是相同的。
致动器驱动器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从而能够使它们进行振动驱动。由于当分别使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所示的送光光纤11的摆动部11b振动，前端部11c偏转，因此从前端部11c射出的激光沿规定扫描路径依次扫描对象物100的表面。
在本实施方式中，通过上述振动驱动机构而在对象物100上按照螺旋状的扫描路径进行扫描。在各扫描中，对X方向驱动用的压电元件28b、28d一边将振幅从0扩大到规定的最大值一边施加以规定的周期进行振动的振动电压。由此，送光光纤11的前端部在X方向上以图5中实线所示那样的振动波形振动。另外，将图5中光纤的振动波形的振幅(与图5中虚线所示的包络线图表的+侧的值相等)称作扫描振幅A。并且，在向X方向驱动用的压电元件28b、28d施加振动电压的同时，对Y方向驱动用的压电元件28a、28c施加周期和振幅与驱动压电元件28b、28d的振动电压相同，相位错开90°的电压。而且，当振幅为最大值时停止向压电元件28a～28d施加电压，或者施加被控制成使振幅减小的电压，从而送光光纤11的前端部11c的振幅急剧地衰减。这样，送光光纤11反复扫描螺旋状的扫描路径。将该扫描的周期设为扫描周期TS。
并且，与致动器驱动器38对送光光纤11的前端部11c的驱动同步，控制部31经由发光控制部32对激光器33R、33G、33B的发光进行控制。激光器33R、33G、33B被控制成在振幅扩大过程中发光，在振幅为最大值之后，在衰减过程中熄灭。这样，通过驱动送光光纤11的前端部11c，从而从前端部11c射出的照明光像图6中实线所示那样在对象物100上以螺旋状的扫描路径进行扫描。另外，在图5中，波形线表示衰减过程中的扫描路径。并且，图6是示出扫描的图像的图，实际上对象物上的扫描路径配置得更密。
接下来，参照图7和图8更详细地对光量检测部15进行说明。图7示出光量检测部15的概略结构。图8是用于说明光量检测部15和控制部31的动作的图。光量检测部15具有：光学滤镜70R、70G、70B、监视器用光检测器71R、71G、71B、电流/电压转换器72R、72G、72B、校正部73R、73G、73B、合计器74、积分器75、以及A/D(模拟/数字)转换器76。
光学滤镜70R、70G、70B将图8(a)所示那样的在光源33的每个发光周期TE从监视器光纤14依次输入的R、G、B的光按颜色分光，并将分光后的R、G、B的光分别输出给按R、G、B的颜色设置的监视器用光检测器71R、71G、71B。另外，在本实施方式中，由于来自光源33的光的输出在扫描周期TS内随时间变化，因此输入给光量检测部15的输入光也随时间变化，在图8(a)中，为了说明，将输入光作为光量一定的脉冲列而图示。
监视器用光检测器71R、71G、71B分别检测来自光学滤镜70R、70G、70B的光，并将检测结果(电流信号)输出给按R、G、B的颜色设置的电流/电压转换器72R、72G、72B。
电流/电压转换器72R、72G、72B分别将来自监视器用光检测器71R、71G、71B的检测结果(电流信号)转换为电压信号，并输出给按R、G、B的颜色设置的校正部73R、73G、73B。
校正部73R、73G、73B根据各自的光的波长(颜色)分别对从监视器用光检测器71R、71G、71B经由电流/电压转换器72R、72G、72B而获得的R、G、B的光的检测信号(电压信号)进行校正，并输出给合计器74。
一般来说，监视器用光检测器71R、71G、71B等光检测器在它们的受光灵敏度上存在波长依存性。考虑到这一点，在校正部73R、73G、73B中，对从监视器用光检测器71R、71G、71B经由电流/电压转换器72R、72G、72B而获得的R、G、B的光的检测信号(电压信号)按颜色进行校正，使得针对对监视器用光检测器71R、71G、71B的相同光量的输入而可以获得相同的电压信号。
例如，在分别与R、B对应的监视器用光检测器71R、71B分别根据光量1mW的R、B的输入光而输出200μA的电流信号，与G对应的监视器用光检测器71G根据光量1mW的G的输入光而输出100μA的电流信号的情况下，可以说分别与R、G、B对应的监视器用光检测器71R、71G、71B的受光灵敏度具有2：1：2的比例关系。在该情况下，分别与R、G、B对应的校正部73R、73G、73B将分别从监视器用光检测器71R、71G、71B经由电流/电压转换器72R、72G、72B输入的电压信号分别设为1倍、2倍、1倍(即，仅与G对应的校正部73G将所输入的电压信号设为2倍)，从而对于R、G、B各颜色针对相同光量的输入而获得相同的电压信号。
通过设置校正部73R、73G、73B而能够更准确地检测来自光源33的光的光量。
合计器74对分别与R、G、B对应的校正部73R、73G、73B所校正的各颜色的光的检测信号(电压信号)彼此进行合计，并将该合计结果输出给积分器75。
从控制部31按规定的复位间隔TR(例如0.001秒)将复位定时通知给积分器75。如图8(b)所示，积分器75当到了复位定时时开始从校正部73R、73B、73G经由合计器74输入的光的检测信号的积分，当到了下次复位定时时，将在紧前的复位间隔TR内的积分的结果输出给A/D转换器76作为来自光源33的光的光量。
A/D转换器76通过A/D转换将来自积分器75的积分结果转换为数字数据，并将该数字数据通知给控制部31作为来自光源33的光的光量。
控制部31按复位间隔TR求出在紧前的规定累积期间TA内(例如0.25秒)的光量检测部15所检测的来自光源33的光的光量的累积值I(下面简称为“光量的累积值I”)。即像图8(c)所示那样，累积开始的基点按复位间隔TR移位了复位间隔TR(移动累积)。另外，设定为规定累积期间TA比扫描周期TS长，复位间隔TR比扫描周期TS短(TA＞TS＞TR)。图8(d)示出通过控制部31而求出的光量的累积值I。
接下来，图9是用于说明本实施方式的光扫描型内窥镜装置的动作的一例的图，图9(a)示出送光光纤的扫描振幅A的时间变化，图9(b)示出来自光源33的光的输出变化，图9(c)示出光量检测部15所检测的光量在规定期间内的累积值I的变化。图10是对图9所示的图表的一部分期间TX内的控制部31的动作的一例进行说明的图。
如图9(a)所示，送光光纤11的扫描振幅A在扫描周期TS的期间中从0逐渐扩大而成为最大值。在该期间内，对象物100被执行了从螺旋状的扫描的中央部到最外周的一帧扫描。然后，扫描振幅A急速衰减到0。图9(b)示出按基于螺旋状的扫描的扫描周期TS(例如0.033秒)反复的来自光源33的光的输出P的时间变化。在图9(b)中，对应于扫描周期TS，在图表的波形的下面标注用于说明的编号(1～n+3)。这里，来自光源33的光的输出P的时间变化为，在一帧扫描的期间中随着扫描振幅A的扩大而从0逐渐增大到最大值PMAX，在随后的休止期间中按扫描周期TS反复将输出P设为0的模式。将这样的按扫描周期TS反复的光源33的输出的时间变化的模式称作输出变化模式。这里，“输出变化模式”仅规定了输出变化的波形的形状(输出的增加、减小的形态)，而不包含到输出变化中的振幅的大小。另一方面，在本申请中“输出变化”是指输出的大小的时间变化。光源33的输出变化中的振幅或输出的最小值为0时的输出的最大值PMAX由控制部31进行控制。即，作为来自光源33的光的输出，控制部31采取相同的输出变化模式来控制作为该波形的振幅的最大值PMAX。
图9(b)的输出变化模式是随着从螺旋状的扫描路径的中心部扫描到周边而增加光源33的输出的模式。在通过螺旋状的扫描路径进行扫描的情况下，与扫描的中心部相比较，在周边部中由于照明光倾斜照射，因此有从对象物100获得的反射光和散射光的强度变小的倾向。因此，为了在对象物100上的整个扫描范围内检测出均等的光量的光，期望提高周边部的来自光源33的光量的图9(b)的输出变化模式。
另一方面，在进行反复扫描时，光源33的输出变化中的上限值PMAX在光量的累积值I不超过容许极限值IL的范围内设定为尽可能高的值。但是，像图9(c)所示的一例那样，存在来自光源33的光的光量在规定期间内的累积值I因室温的变化等原因而随时间变动的情况。
这里，控制部31具有在规定累积期间TA内的光量检测部15所检测的光量的累积值I的第一控制阈值It1。该第一控制阈值It1设定为比光量的累积值I不超过的规定的容许极限值IL(基准值)低的值。容许极限值IL是JIS标准等基准所容许的单位规定期间内的光量的累积值I的上限值。在本实施方式中，控制部31按复位间隔TR对光量的累积值I和第一控制阈值It1进行比较，并根据该比较结果来控制各扫描周期TS的光源33的输出。
图10是用于说明光源33以图9(b)所示的输出变化模式输出光的情况下的在图9所示的期间TX内的光量检测部15和控制部31的动作的图。为了说明，选择期间TX作为一例。图10(a)示出光量检测部15所检测的输入光，该输入光与图8(a)所示的输入光相同。在这种情况下，输入光的强度随着一帧扫描中的时间的经过而增加。图10(b)与图8(b)相同，是按复位间隔TR输出的来自光源33的光量的积分输出。按复位间隔的光量的积分输出也随着输入光的增大而增大。并且，图10(c)示出与图8(c)相同的规定的累积期间TA。并且，图10(d)与图8(d)相同，示出通过控制部31而求出的光量的累积值I。这里，按复位间隔TR在时间上离散地获得光量的累积值I。光量的累积值I是累积期间TA(例如0.25秒)内的累积值，相对于累积期间TA，扫描周期TS(例如0.033秒)非常短。因此，在每个扫描周期TS光源33为相同的输出变化模式且在直到一定的输出的最大值PMAX的范围内反复发光的情况下，光量的累积值I被平均化而变动幅度不太大。
如此相对，如图9(b)所示，随着时间的经过，输出变化模式的输出的最大值PMAX上升，其结果是，有时光量的累积值I也像图9(c)、图10(d)所示那样超过第一控制阈值It1而上升。另外，由于图9的时间标度比图10的大，因此在图9(c)中以连续的曲线图示在图10(d)中按复位间隔TR间歇性地获得的光量的累积值I。如图9(c)所示，例如在第n扫描周期TS中，控制部31判断为光量的累积值I超过了第一控制阈值It1的情况下，在下一个第n+1及以后的扫描周期TS的基于输出变化模式的扫描中，降低光源33的输出的最大值PMAX，来抑制来自光源33的光的输出。控制部31对光源33的输出变化中的最大值PMAX的抑制以使光量的累积值I不超过容许极限值IL的方式执行。
即，控制部31以如下方式控制光源33，在扫描构件的各扫描周期中，按照规定的输出变化模式输出光，并且逐次计算出光量检测部15所检测的光量在规定期间内的累积值I，并控制基于输出变化模式的光源的输出变化中的最大值PMAX，使得该光量的累积值I不超过规定的容许极限值IL。因此，在光量的累积值I超过设定为比容许极限值IL低的值的第一控制阈值It1的情况下，控制部31以降低输出变化模式的光源33的输出的上限值PMAX的方式控制光源33。
并且，在一旦降低光源33的输出变化中的最大值PMAX之后，使上述光量的累积值I低于第二控制阈值It2的情况下，控制部31提高在以后的扫描周期TS中的基于输出变化模式的光源33的输出变化中的最大值PMAX从而增加光量的累积值I。例如，在图9(c)中，由于光量的累积值I在第n+2扫描周期TS中低于第二控制阈值It2，因此在第n+3扫描周期TS中增加光源33的输出变化中的最大值PMAX。这样，能够使光量的累积值I的变动位于一定的范围内。例如，通过将第一控制阈值It1设为容许极限值IL的95％，将第二控制阈值It2设为容许极限值IL的90％，从而能够始终将容许极限值IL的90％以上的光照射到对象物100并进行观察。第一控制阈值It1和第二控制阈值It2相对于容许极限值IL的比例是考虑到输出变化模式和积分期间TA与扫描周期TS的长度的比例等而确定的。
根据本实施方式，设置有光量检测部15，由于控制部31监视光源33的光量，并逐次计算出光量在规定期间内的累积值I，并控制基于输出变化模式的光源33的输出变化中的最大值PMAX，使得光量的累积值I不超过由用于激光安全的标准等确定的容许极限值IL，因此能够将在规定期间内照射的来自光源33的光量的累积值I限制为小于容许极限值IL。并且，由于根据光量的累积值I来设定光源33的输出变化中的最大值PMAX，因此能够提供能够有效地利用在容许极限值IL内所容许的光源33的光量进行观察的光扫描型内窥镜装置10。并且，设置第一控制阈值It1和第二控制阈值It2，由于通过控制部31的控制而在光量的累积值I超过第一控制阈值It1的情况下降低光源33的输出变化中的最大值，在光量的累积值I低于第二控制阈值It2情况下提高光源33的输出变化中的最大值，因此容易将光量的累积值I收敛在期望的范围内。
另外，在本实施方式中，采用了使螺旋状的扫描路径的周边部的光量增加的输出变化模式，但也可以采用其他的输出变化模式。图11是示出光源的输出变化模式的变形例的图，图11(a)是在对螺旋状的扫描路径的中央部进行扫描时比在对周边部进行扫描时提高光源33的输出的输出变化模式，图11(b)是提高在特定的区域的输出的输出变化模式，图11(c)是使特定的波长的光比其他波长的光增加来自光源的输出的输出变化模式。下面，对各个输出变化模式进行说明。
首先，图11(a)是适用于利用螺旋状的扫描路径在管状的对象物100的内侧朝向长度方向观察对象物100的情况的输出变化模式。在该情况下，越是扫描路径的周边部越接近对象物，因而在扫描路径的中央部对象物100较远或者照明光未到达对象物100。因此，通过从光源33以图11(a)所示那样的输出变化模式输出光，从而能够在整个扫描范围内获得更均等的明亮度的图像。
并且，图11(b)是在对对象物100上的规定的区域进行扫描时比在对规定的区域以外的区域进行扫描时提高光源33的输出的输出变化模式。图11(b)例如是光栅扫描的低速扫描方向的扫描路径，在对该低速扫描方向的规定的区域进行扫描时，将光源33的输出设定得较高。并且，在与高速扫描方向的扫描组合，对对象物100上的规定的区域进行扫描时，能够提高光源33的输出。关于该规定的区域，例如光扫描型内窥镜装置10的使用者能够一边确认显示于显示器40的图像，一边在输入部50(输入构件)上设定位置。这样，使用者能够指定特别关注的区域，从而从观察中的对象物100获取更明亮的图像。另外，作为输入部50而能够使用鼠标、键盘、触摸面板式的显示器等各种形态的装置。并且，在通过螺旋状的扫描路径对对象物100进行扫描的情况下，也可以在对规定的区域进行扫描的定时提高光源33的输出。
并且，图11(c)是提高G和B颜色的光源33的输出，减少R颜色的光的输出变化模式。这样，能够根据对象物100的光学特性，使光源33的特定的颜色的光的输出比其他颜色的光的输出高或低。例如，在观察活体的血管的情况下，优选减少了红色的光量的图11(c)的输出变化模式。并且，由于通过减少R光而能够在光量的累积值的容许极限值IL的范围内增加G和B的光量，因此获得了更明亮的图像。
另外，本发明不限于上述的实施方式，可以有各种变形例。例如，光量检测部15可以作为光电二极管(PD)与光源33一体构成。在这种情况下，光量检测部15配置于比耦合器34靠上游侧的位置。
并且，本发明不限于通过螺旋状的扫描路径进行扫描的情况或通过光栅形状的扫描路径进行扫描的情况，也可以应用于利用所谓的利萨茹(Lissajous)形状的扫描路径进行扫描的光扫描型内窥镜装置。并且，可以进行各种输出变化模式与扫描路径的组合。
并且，在上述实施方式中，控制部31按照预先确定的输出变化模式来控制光源33的输出，但也可以是，控制部31经由ADC 36或信号处理部37而获取受光用光检测器35所检测的信号，并取决于该信号来确定输出变化模式。例如，在对通过受光用光检测器35而获得的光(反射光、散射光等)的检测量少的区域进行扫描时，能够生成更加提高光源33的输出的输出变化模式。那样的话，能够明亮显示对象物100上的原本暗显示的区域。
并且，在图7所示的例子中，光量检测部15因为具有分别分光为R、G、B的光的光学滤镜70R、70G、70B，因此即使在同时输入多个颜色的光的情况或将光源33构成为白色光源的情况下，也能够在校正部73R、73G、73B中按颜色进行考虑了受光灵敏度的校正，因此，能够准确地求出来自光源33的光的光量。
另外，在R、G、B的光依次输入给光量检测部15的情况下，光量检测部15可以在采用不具有光学滤镜和合计器，而具有监视器用光检测器、电流/电压转换器、校正部、积分器、以及A/D转换器各一个的结构的基础上，以依次输入R、G、B的光的定时，根据光的颜色来切换校正部的处理内容。
并且，也可以在校正部73R、73G、73B与合计器74之间设置电平校正部(未图示)，进行与到对象物的照射距离和照射位置等对应的信号的电平校正。或者，也可以是，在图7所示的光量检测部15中，不设置校正部73R、73G、73B以及合计部74，而分别与R、G、B的波长的光对应地设置积分器和A/D转换器，合计三台积分器、三台A/D转换器，将分别来自电流/电压转换器72R，72G，72B的输出经由对应的积分器和A/D转换器而输入给控制部31。在这种情况下，可以代替校正部73R、73G、73B，由控制部31进行与光的波长对应的信号的校正。
送光光纤11的致动器21不限于使用压电元件，例如也可以使用固定于送光光纤11的永久磁铁和驱动该永久磁铁的偏转磁场产生用线圈(电磁线圈)。下面，参照图12对该致动器21的变形例进行说明。图12(a)是内窥镜20的前端部24的剖视图、图12(b)是将图12(a)的致动器21放大示出的立体图，图12(c)是包含图12(b)的偏转磁场产生用线圈62a～62d和永久磁铁63在内的局部的与送光光纤11的轴垂直的面的剖视图。
在送光光纤11的轴向上被磁化且具有贯通孔的永久磁铁63以使送光光纤11穿过贯通孔的状态与送光光纤11的摆动部11b的一部分耦合。并且，以包围摆动部11b的方式设置将一端部固定于安装环26的方型管61，在与永久磁铁63的一方的极对置的部分的方型管61的各侧面上设置有扁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与62c这一对和X方向的偏转磁场产生用线圈62b与62d这一对配置于方型管61的各个对置的面上，连结偏转磁场产生用线圈62a的中心和偏转磁场产生用线圈62c的中心的线与连结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，在配置有静止时的送光光纤11的方型管61的中心轴线附近垂直。这些线圈经由布线线缆13与控制装置主体30的致动器驱动器38连接，通过来自致动器驱动器38的驱动电流而被驱动。
并且，扫描构件不限于使光纤的前端振动的结构。例如也可以在从光源33至对象物的光路上设置MEMS镜等光扫描元件。
标号说明
10：光扫描型内窥镜装置；11：送光光纤(扫描构件)；11a：固定端；11b：摆动部；11c：前端部；12：受光光纤；13：布线线缆；14：监视器光纤；15：光量检测部；20：内窥镜；21：致动器(扫描构件)；22：操作部；23：插入部；24：前端部；25a、25b：投影用透镜；26：安装环；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：发光控制部；33：光源；33R、33G、33B：激光器；34：耦合器；35：受光用光检测器；36：ADC；37：信号处理部；38：致动器驱动器；40：显示器；50：输入部；61：方型管；62a～62d：偏转磁场产生用线圈；63：永久磁铁；70R、70G、70B：光学滤镜；71R、71G、71B：监视器用光检测器；72R、72G、72B：电流/电压转换器；73R、73G、73B：校正部；74：合计器；75：积分器；76：A/D转换器；100：对象物；TS：扫描周期；TE：发光周期；TR：复位间隔；TA：累积期间；IL：容许极限值；It1：第一控制阈值；It2：第二控制阈值；A：扫描振幅；P：光源的输出；I：光量的累积值。

Claims (11)

1.一种光扫描型内窥镜装置，其中，该光扫描型内窥镜装置具有：
扫描构件，其使来自光源的光以规定的扫描周期在对象物上进行扫描；
光量检测部，其检测来自所述光源的光的光量；以及
控制部，其根据所述光量检测部所检测的所述光量来控制所述光源的输出，
所述控制部以如下方式控制所述光源：在所述扫描构件的各所述扫描周期中按照规定的输出变化模式而输出光，并且，所述控制部逐次计算所述光量检测部所检测的所述光量在规定期间内的累积值，并控制基于所述输出变化模式的所述光源的输出变化中的最大值，使得该累积值不超过规定的基准值。
2.根据权利要求1所述的光扫描型内窥镜装置，其中，
在所述累积值超过第一控制阈值的情况下，所述控制部以降低基于所述输出变化模式的所述光源的输出变化中的最大值的方式控制所述光源，其中所述第一控制阈值被设定为比所述基准值低的值。
3.根据权利要求1或2所述的光扫描型内窥镜装置，其中，
所述控制部按照如下的所述输出变化模式来控制所述光源：在对所述对象物上的规定区域上进行扫描时，与对所述规定区域以外的区域进行扫描时相比，提高所述光源的输出。
4.根据所述权利要求3所述的光扫描型内窥镜装置，其中，
该光扫描型内窥镜装置具有输入构件，该输入构件接受设定所述对象物上的所述规定区域的输入。
5.根据权利要求1或2所述的光扫描型内窥镜装置，其中，
所述扫描构件使来自所述光源的光在管状的所述对象物的内侧朝向长度方向以螺旋状的扫描路径进行扫描，
所述控制部按照如下的所述输出变化模式来控制所述光源：在对所述螺旋状的扫描路径的中央部进行扫描时，与对周边部进行扫描时相比，提高所述光源的输出。
6.根据权利要求1或2所述的光扫描型内窥镜装置，其中，
所述扫描构件使来自所述光源的光朝向所述对象物以螺旋状的扫描路径进行扫描，
所述控制部按照如下的所述输出变化模式来控制所述光源：在对所述螺旋状的扫描路径的周边部进行扫描时，与对中央部进行扫描时相比，提高所述光源的输出。
7.根据权利要求1或2所述的光扫描型内窥镜装置，其中，
所述光源能够射出多个波长的光，
所述控制部按照如下的所述输出变化模式来控制所述光源：对于所述多个波长的光中的特定波长的光，与其他波长的光相比，提高所述光源的输出。
8.根据权利要求1或2所述的光扫描型内窥镜装置，其中，
该光扫描型内窥镜装置具有检测部，该检测部对通过来自所述光源的光的扫描而从所述对象物获得的光进行检测，
所述控制部按照取决于来自所述检测部的信号而确定的所述输出变化模式来控制所述光源。
9.根据权利要求1或2所述的光扫描型内窥镜装置，其中，
所述基准值是根据激光制品的安全基准来确定的。
10.根据权利要求1或2所述的光扫描型内窥镜装置，其中，
该光扫描型内窥镜装置具有所述光源，所述光量检测部与所述光源一体构成。
11.根据权利要求2所述的光扫描型内窥镜装置，其中，
在所述光量的所述累积值低于比所述第一控制阈值低的第二控制阈值的情况下，所述控制部以提高基于所述输出变化模式的所述光源的输出变化中的最大值的方式控制所述光源。
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