DE102010004507A1

DE102010004507A1 - Abtastendoskop

Info

Publication number: DE102010004507A1
Application number: DE102010004507A
Authority: DE
Inventors: Shotaro Kobayashi
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2030-01-14
Also published as: CN101776796A; US20100177368A1; JP5210894B2; CN101776796B; JP2010162089A; US8258457B2; DE102010004507B4

Abstract

Es ist ein Abtastendoskop mit einem Lichtübertrager und einem Antrieb sowie einem Kraftübertrager vorgesehen. Der Lichtübertrager gibt einen Lichtstrahl an einem ersten Austrittsende ab. Der Lichtübertrager ist flexibel. Die Längsrichtung des Lichtübertragers ist eine erste Richtung. Der Antrieb ist nahe dem ersten Austrittsende befestigt. Der Antrieb biegt den Lichtübertrager in einer zweiten Richtung durch Druckeinwirkung auf eine Seite des Lichtübertragers in der zweiten Richtung. Die zweite Richtung ist rechtwinklig zu der ersten Richtung. Ein Kraftübertrager ist in der ersten Richtung ausgerichtet. Der Kraftübertrager ist elastisch. Der Kraftübertrager ist zwischen dem Lichtübertrager und dem Antrieb angeordnet. Der Kraftübertrager übt eine Druckkraft des Antriebs auf die Seite des Lichtübertragers aus, während der Kraftübertrager in der ersten Richtung elastisch verformt wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Vereinfachen eines Herstellverfahrens und das Verbessern der Genauigkeit der Herstellung eines Antriebs, der den Lichtleiter eines Abtastendoskops bewegt.
2. Beschreibung der relevanten Technik
Die US-Patentschrift 6 294 775 beschreibt ein Abtastendoskop, das ein optisches Bild eines Betrachtungsbereichs fotografiert und/oder filmt, indem der Betrachtungsbereich mit Licht abgetastet wird, das auf einen winzigen Punkt in dem Bereich gerichtet ist, und indem das an dem beleuchteten Punkten reflektierte Licht sukzessiv aufgenommen wird. In einem üblichen Abtastendoskop wird das Beleuchtungslicht über einen Lichtleiter von einem stationären Eintrittsende zu einem beweglichen Austrittsende übertragen, und die Abtastoperation erfolgt durch sukzessives Bewegen des Austrittsendes des Lichtleiters.
Die Struktur des Austrittsendes eines Lichtleiters in einem üblichen Abtastendoskop wird anhand der 26 beschrieben. Wie 26 zeigt, ist der Antrieb 54' nahe dem Austrittsende eines Beleuchtungslichtleiters 53' befestigt. Der Lichtleiterantrieb 54' hat einen Biegeblock 54'b und einen Trägerblock 54's. Der Biegeblock 54'b ist zylinderförmig. Der Beleuchtungslichtleiter 53' ist durch den zylindrischen Biegeblock 54'b hindurchgeführt. Er ist an dem vorderen Ende des Biegeblocks 54'b mit dem Trägerblock 54's gehalten.
Der Trägerblock 54's hat die Form eines rechtwinkligen Kegels, so dass der Winkel zwischen einer Mantellinie und der Grundfläche 45° beträgt. Durch diese Form des Trägerblocks 54's kann der Beleuchtungslichtleiter 53' wiederholt gebogen werden, ohne durch Biegebewegung des Biegeblocks 54'b zu zerbrechen, die auf ihn über den Trägerblock 54's übertragen wird.
Um dem Trägerblock 54's die beschriebene Form zu geben, wird, wenn der Beleuchtungslichtleiter 53' durch den Biegeblock 54'b hindurch eingesetzt wird, ein Klebemittel auf das vordere Ende des Biegeblocks 54'b aufgebracht, und vor der Verfestigung formt der Benutzer das Klebemittel zu einem rechtwinkligen Kegel, indem der Beleuchtungslichtleiter 53' in der axialen Richtung des Biegeblocks 54'b vibriert wird. Der Trägerblock 54's wird gebildet, wenn sich das geformte Klebemittel mit dieser Form verfestigt.
Bei diesem Herstellverfahren ist es schwierig, die Länge des Beleuchtungslichtleiters 53' einzustellen, die aus dem Biegeblock 51'b herausragt. Es ist ferner schwierig, dem Trägerblock 54's genau die Form eines rechtwinkligen Kegels bei diesem Herstellverfahren zu geben. Deshalb ist es schwierig, die Zahl hergestellter Teile innerhalb vorgegebener Toleranzwerte zu erhöhen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellmenge zu verbessern, indem ein Biegeblock zum Halten des Beleuchtungslichtleiters so hergestellt wird, dass der Beleuchtungslichtleiter den während des Abtastens erforderlichen Bewegungen ausreichend widerstehen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Abtastendoskop vorgesehen, das einen Lichtübertrager, einen Antrieb und einen Kraftübertrager enthält. Der Lichtübertrager überträgt Licht, das er an einem ersten Eintrittsende aufnimmt, zu einem ersten Austrittsende. Der Lichtübertrager gibt einen Lichtstrahl des an dem ersten Austrittsende austretenden Lichts ab. Der Lichtübertrager ist flexibel. Die Längsrichtung des Lichtübertragers ist eine erste Richtung. Der Antrieb ist nahe dem ersten Austrittsende befestigt. Der Antrieb biegt den Lichtübertrager in einer zweiten Richtung durch Druck auf eine Seite des Lichtübertragers in der zweiten Richtung. Die zweite Richtung verläuft rechtwinklig zu der ersten Richtung. Ein Kraftübertrager ist mit seiner Länge in der ersten Richtung angeordnet. Der Kraftübertrager ist elastisch. Der Kraftübertrager befindet sich zwischen dem Lichtübertrager und dem Antrieb. Der Kraftübertrager übt eine Druckkraft, die von dem Antrieb geliefert wird, auf die Seite des Lichtübertragers aus, während der Kraftübertrager elastisch in der ersten Richtung deformiert wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine schematische Darstellung eines Abtastendoskopgeräts ist, das ein Abtastendoskop in der ersten bis siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
2 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den inneren Aufbau des Abtastendoskopprozessors zeigt;
3 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den inneren Aufbau des Abtastendoskops in der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ein Querschnitt in Axialrichtung des Hohlrohrs ist, der schematisch den Aufbau des Lichtleiterantriebs bei der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ein Querschnitt in axialer Richtung des Biegeblocks ist, der schematisch den Aufbau des Lichtleiterantriebs der ersten Ausführungsform zeigt;
6 eine Vorderansicht des Lichtleiterantriebs bei der ersten Ausführungsform ist, von dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters her gesehen;
7 eine perspektivische Darstellung des Lichtleiterantriebs der ersten Ausführungsform ist;
8 ein Querschnitt in axialer Richtung des Biegeblocks ist, der die Deformation des Trägerblocks bei Beginn einer Biegung zeigt;
9 ein Querschnitt einer Ebene ist, die eine Mittellinie des Beleuchtungslichtleiters enthält, um die Rückstellkraft zu zeigen, die auf den Beleuchtungslichtleiter über den Trägerblock einwirkt, wenn der Trägerblock elastisch verformt wird;
10 ein Querschnitt einer Ebene ist, die eine Mittellinie des Beleuchtungslichtleiters enthält, um die auf den Beleuchtungslichtleiter durch den Trägerblock einwirkende Kraft zu zeigen, wenn für ihn ein festes Material vorausgesetzt wird;
11 eine graphische Darstellung ist, die die Positionsänderung des Austrittsendes in der zweiten und der dritten Richtung zeigt;
12 eine Spiralbahn zeigt, längs der das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters durch den Lichtleiterantrieb bewegt wird;
13 das aus der Linse austretende Licht zeigt;
14 ein Querschnitt längs der axialen Richtung des Biegeblocks ist, wobei schematisch der Aufbau des Lichtleiterantriebs der zweiten Ausführungsform gezeigt ist;
15 ein Querschnitt längs der axialen Richtung des Biegeblocks ist, der schematisch den Aufbau des Lichtleiterantriebs der dritten Ausführungsform zeigt;
16 ein Querschnitt längs der axialen Richtung des Biegeblocks ist, der schematisch den Aufbau des Lichtleiterantriebs der vierten Ausführungsform zeigt;
17 eine konzeptionelle Darstellung der Intensitäten der verteilten Rückstellkräfte ist, die auf die Seite des Beleuchtungslichtleiters bei der ersten Ausführungsform einwirken;
18 eine konzeptionelle Darstellung der Intensitäten der verteilten Rückstellkräfte ist, die auf die Seite des Beleuchtungslichtleiters bei der vierten Ausführungsform einwirken;
19 ein Querschnitt längs der axialen Richtung des Biegeblocks ist, der schematisch den Aufbau des Lichtleiterantriebs der fünften Ausführungsform zeigt;
20 eine Frontansicht des Lichtleiterantriebs bei der fünften Ausführungsform ist, von dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters her gesehen;
21 ein Querschnitt längs der axialen Richtung des Biegeblocks ist, der schematisch den Aufbau des Lichtleiterantriebs bei der sechsten Ausführungsform zeigt;
22 ein Querschnitt längs der axialen Richtung des Biegeblocks ist, der schematisch den Aufbau des Lichtleiterantriebs bei der siebten Ausführungsform zeigt;
23 ein Querschnitt längs der axialen Richtung des Biegeblocks ist, der schematisch den Aufbau des Lichtleiterantriebs zeigt, wobei der Schwerpunkt in der entgegengesetzten Richtung der zweiten Ausführungsform verschoben ist;
24 ein Querschnitt längs der axialen Richtung des Biegeblocks ist, der schematisch den Aufbau des Lichtleiterantriebs zeigt, wobei der Schwerpunkt in der entgegengesetzten Richtung der dritten Ausführungsform verschoben ist;
26 ein Querschnitt längs der axialen Richtung des Biegeblocks ist, der schematisch den Aufbau des Lichtleiterantriebs zeigt, wobei der Schwerpunkt in der entgegengesetzten Richtung der sechsten Ausführungsform verschoben ist; und
26 ein Querschnitt längs der axialen Richtung des Biegeblocks ist, der schematisch den Aufbau eines Lichtleiterantriebs nach dem Stand der Technik darstellt.
Beschreibung der vorzugsweisen Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform beschrieben.
In 1 enthält das Abtastendoskopgerät 10 einen Abtastendoskopprozessor 20, ein Abtastendoskop 50 und einen Monitor 11. Der Abtastendoskopprozessor 20 ist mit dem Abtastendoskop 50 und dem Monitor 11 verbunden.
Im Folgenden sind ein Austrittsende eines Beleuchtungslichtleiters (in 1 nicht dargestellt) und Eintrittsenden von Bildlichtleitern (in 1 nicht dargestellt) Enden, die in dem distalen Ende des Einführrohrs 51 des Abtastendoskops 50 befestigt sind. Außerdem sind ein Eintrittsende des Beleuchtungslichtleiters (erstes Eintrittsende) und Austrittsenden der Bildlichtleiter Enden, die in einem Verbinder 52 befestigt sind, der eine Verbindung zu dem Abtastendoskopprozessor 20 bildet.
Der Abtastendoskopprozessor 20 liefert Licht, das auf einen Betrachtungsbereich (siehe OA in 1) gerichtet ist. Das von dem Abtastendoskopprozessor 20 abgegebene Licht wird zu dem distalen Ende des Einführrohrs 51 über den Beleuchtungslichtleiter (Lichtübertrager) übertragen und auf einen Punkt in dem Betrachtungsbereich gerichtet. Das an dem beleuchteten Punkt reflektierte Licht wird von dem distalen Ende des Einführrohrs 51 zu dem Abtastendoskopprozessor 20 übertragen.
Die Richtung des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters (erstes Austrittsende) wird durch einen Lichtleiterantrieb (in 1 nicht dargestellt) verändert. Durch Ändern der Richtung wird der Betrachtungsbereich mit dem von dem Beleuchtungslichtleiter abgegebenen Licht abgetastet. Der Lichtleiterantrieb wird durch den Abtastendoskopprozessor 20 gesteuert.
Der Abtastendoskopprozessor 20 empfängt reflektiertes Licht, das an dem beleuchteten Punkt gestreut wird, und erzeugt ein Pixelsignal entsprechend der Menge aufgenommenen Lichtes. Ein Bildfeld aus Bildsignalen wird durch Erzeugen von Pixelsignalen gebildet, die den beleuchteten Punkten entsprechen, welche über den Betrachtungsbereich verteilt sind. Das erzeugte Bildsignal wird zu dem Monitor 11 übertragen, auf dem ein Bild entsprechend dem empfangenen Bildsignal dargestellt wird.
Wie 2 zeigt, enthält der Abtastendoskopprozessor 20 eine Lichtquelleneinheit 30, eine Lichtaufnahmeeinheit 21, einen Abtasttreiber 22, einen Bildprozessor 23, eine Zeitsteuerung 24, eine Systemsteuerung 25 und andere Komponenten.
Die Lichtquelleneinheit 30 enthält einen Rot-, einen Grün- und einen Blau- Laser (nicht dargestellt), die jeweils Rotlicht-, Grünlicht- und Blaulicht-Laserstrahlen abgeben. Die Rotlicht-, Grünlicht- und Blaulicht-Laserstrahlen werden zu weißem Licht gemischt, das von der Lichtquelleneinheit 30 abgegeben wird.
Das von der Lichtquelleneinheit 30 abgegebene Weißlicht wird dem Beleuchtungslichtleiter 53 zugeführt. Der Abtasttreiber 22 steuert den Lichtleiterantrieb 54 so, dass die Bewegungen des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters 53 einer vorbestimmten Bahn folgen.
Das an dem beleuchteten Punkt in dem Betrachtungsbereich reflektierte Licht wird zu dem Abtastendoskopprozessor 20 über die Bildlichtleiter 55 übertragen, die in dem Abtastendoskop 50 befestigt sind. Das übertragene Licht fällt auf die Lichtaufnahmeeinheit 21.
Die Lichtaufnahmeeinheit 21 erzeugt ein Pixelsignal entsprechend der Menge des übertragenen Lichtes. Das Pixelsignal wird dem Bildprozessor 23 zugeführt, der das empfangene Pixelsignal in dem Bildspeicher 26 speichert. Sind die Pixelsignale entsprechend den beleuchteten Punkten des Betrachtungsbereichs gespeichert, so führt der Bildprozessor 23 eine vorbestimmte Bildverarbeitung mit den Pixelsignalen durch, und dann wird ein Bildfeld des Bildsignals über den Codierer 27 zu dem Monitor 11 übertragen.
Durch Verbinden des Abtastendoskops 50 mit dem Abtastendoskopprozessor 20 werden optische Verbindungen zwischen der Lichtquelleneinheit 30 und dem Beleuchtungslichtleiter 53, der in dem Abtastendoskop 50 befestigt ist, sowie zwischen der Lichtaufnahmeeinheit 21 und den Bildlichtleitern 55 hergestellt. Außerdem wird durch Verbinden des Abtastendoskops 50 mit dem Abtastendoskopprozessor 20 der in dem Abtastendoskop 50 befestigte Licht leiterantrieb 54 elektrisch mit dem Abtasttreiber 22 verbunden.
Die zeitliche Steuerung für den Betrieb der Lichtquelleneinheit 30, der Lichtaufnahmeeinheit 21, des Abtasttreibers 22, des Bildprozessors 23 und des Codierers 27 erfolgt durch die Zeitsteuerung 24. Ferner werden die Zeitsteuerung 24 und andere Komponenten des Endoskopgeräts 10 durch die Systemsteuerung 25 gesteuert. Ein Benutzer kann einige Befehle an einem Eingabeblock 28 eingeben, der ein Bedienungsfeld (nicht dargestellt) und andere Mechanismen enthält.
Es wird nun der Aufbau des Abtastendoskops erläutert. Wie 3 zeigt, enthält das Abtastendoskop 50 den Beleuchtungslichtleiter 53, den Lichtleiterantrieb 54, die Bildlichtleiter 55, eine Linse 56 und andere Komponenten.
Der Beleuchtungslichtleiter 53 und die Bildlichtleiter 55 sind in dem Abtastendoskop 50 zwischen dem Verbinder 52 und dem distalen Ende des Einführrohrs 51 angeordnet. Wie oben beschrieben, fällt ein Laserstrahl aus weißem Licht aus der Lichtquelleneinheit 30 auf das Eintrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53. Das einfallende weiße Licht wird zu dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiter 53 übertragen.
Ein stabiles Hohlrohr 57 ist an dem distalen Ende des Einführrohrs 51 befestigt (siehe 4). Das Hohlrohr 57 ist so positioniert, dass die axiale Richtung des distalen Endes des Einführrohrs 51 parallel zu einer ersten Richtung liegt, die in axialer Richtung des Hohlrohrs 57 verläuft.
Der Beleuchtungslichtleiter 53 ist in dem Hohlrohr 57 durch den Lichtleiterantrieb 54 gehalten. Der Beleuchtungslichtleiter 53 ist in dem Hohlrohr 57 so angeordnet, dass die axiale Richtung des Hohlrohrs 57 parallel zur Längsrich tung des Einführrohrs 51 verläuft, das durch den Lichtleiterantrieb 54 nicht bewegt wird.
Der Lichtleiterantrieb 54 hat einen Trägerblock 54s (Kraftübertrager) und einen Biegeblock 54b (Antrieb). Wie 5 zeigt, hat der Biegeblock 54b Zylinderform. Der Trägerblock 54s ist eine metallene Schraubenfeder mit solchen Abmessungen, dass der Außen- und der Innendurchmesser der Schraubenfeder weitgehend gleich dem Innendurchmesser des zylindrischen Biegeblocks 54b und dem Außendurchmesser des Beleuchtungslichtleiters 53 sind.
Der Beleuchtungslichtleiter 53 ist durch den hohlen Innenraum des schraubenfederförmigen Trägerblocks 54s geführt. Der Beleuchtungslichtleiter 53 wird durch den Trägerblock 54s gehalten, während das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 aus dem Trägerblock 54s hervorsteht.
Der Trägerblock 54s ist in den zylindrischen Biegeblock 54b eingesetzt. Die Position des Trägerblocks 54s ist in dem Biegeblock 54b fixiert, so dass das Ende des Trägerblocks 54s nächst dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 von dem Biegeblock 54b absteht. Der Trägerblock 54s ist also radial zwischen dem Biegeblock 54b und dem Beleuchtungslichtleiter 53 angeordnet.
Wie 6 zeigt, sind ein erstes und ein zweites Biegeelement 54b1 und 54b2 an dem Biegeblock 54b befestigt. Das erste und das zweite Biegeelement 54b1 und 54b2 sind Paare zweier piezoelektrischer Elemente. Zusätzlich erfahren das erste und das zweite Biegeelement 54b1 und 54b2 in Achsrichtung des zylindrischen Biegeblocks 54b (d. h. in der ersten Richtung) eine Dehnung und eine Schrumpfung abhängig von einem Lichtleitertreibersignal, das von dem Abtasttreiber 22 übertragen wird.
Zwei piezoelektrische Elemente, die das erste Biegeelement 54b1 bilden, sind an der Außenseite des zylindrischen Biegeblocks 54b so befestigt, dass die Achse des zylindrischen Biegeblocks 54b zwischen den piezoelektrischen Elementen liegt und diese in einer zweiten Richtung rechtwinklig zur ersten Richtung linear angeordnet sind. Außerdem sind zwei piezoelektrische Elemente, die das zweite Biegeelement 54b2 bilden, an der Außenseite des zylindrischen Biegeblocks 54b an einer Stelle befestigt, die in Umfangsrichtung um 90° gegenüber dem ersten Biegeelement 54b1 um die Achse des zylindrischen Biegeblocks 54b versetzt sind.
Wie 7 zeigt, biegt sich der Biegeblock 54b in der zweiten Richtung durch Dehnen eines der piezoelektrischen Elemente, die das erste Biegeelement 54b1 bilden und durch gleichzeitiges Schrumpfen des anderen.
Zusätzlich verbiegt sich der Biegeblock 54b in einer dritten Richtung durch Dehnen eines der piezoelektrischen Elemente, die das zweite Biegeelement 54b2 bilden, und gleichzeitiges Schrumpfen des anderen. Die piezoelektrischen Elemente des zweiten Biegeelements 54b2 sind linear in der dritten Richtung angeordnet.
Der Beleuchtungslichtleiter 53 ist flexibel. Die Seite des Beleuchtungslichtleiters 53 erfährt einen Druck in der zweiten und/oder dritten Richtung durch den Biegeblock 54b über den Trägerblock 54s (Kraftübertrager), und der Beleuchtungslichtleiter 53 biegt sich in der zweiten und/oder dritten Richtung, die rechtwinklig zur Längsrichtung des Beleuchtungslichtleiters 53 liegt. Das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 wird durch Biegen des Beleuchtungslichtleiters 53 bewegt.
Die Wirkung des Drucks des Biegeblocks 54b auf die Seite des Beleuchtungslichtleiters 53 wird nun beschrieben. Wie 8 zeigt, wird beim Biegen des Biegeblocks 54b in der zweiten Richtung ein eingesetzter Abschnitt 54s1 des Trägerblocks 54s, der sich innerhalb des Biegeblocks 54b befindet (und nicht aus ihm hervorsteht) in die zweite Richtung gedrückt.
Der vorstehende Abschnitt 54s2 des Trägerblocks 54s verbiegt sich nicht in der zweiten Richtung, da die von dem Biegeblock 54b ausgeübte Kraft nicht direkt auf den vorstehenden Abschnitt 54s2 des Trägerblocks 54s einwirkt. Entsprechend verformt sich der vorstehende Abschnitt 54s2 elastisch und biegt sich entgegengesetzt zu der zweiten Richtung. Danach wirkt eine Rückstellkraft, die den vorstehenden Abschnitt 54s2 in der zweiten Richtung bewegt.
Die Außenseite des Beleuchtungslichtleiters 53 wird durch die auf den vorstehenden Abschnitt 54s2 einwirkende Rückstellkraft beaufschlagt, wodurch der Beleuchtungslichtleiter 53 sich in der zweiten Richtung biegt. Die Rückstellkraft (siehe e in 9) verteilt sich über den gesamten vorstehenden Abschnitt 54s2 und wirkt auf den Beleuchtungslichtleiter 53 ein.
Wenn der Trägerblock 54's aus einem stabilen Material besteht, so wird gemäß 10 eine starke Kraft (siehe E in 10) auf das Ende des Trägerblocks 54's ausgeübt, wo der Trägerblock 54's mit dem Beleuchtungslichtleiter 53 in Kontakt steht. Die starke, auf einen schmalen Abschnitt des Beleuchtungslichtleiters 53 einwirkende Kraft kann den Beleuchtungslichtleiter 53 beschädigen. Andererseits kann bei dieser Ausführungsform ein Schaden an dem Beleuchtungslichtleiter 53 verringert werden, indem die Rückstellkraft verteilt über den gesamten Abschnitt 54s2 einwirkt.
Wie 11 zeigt, wird das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 so bewegt, dass das Austrittsende in der zweiten und der dritten Richtung mit Amplituden schwingt, die wiederholt zunehmen und abnehmen. Die Frequenzen der Schwingung in der zweiten und der dritten Richtung werden so eingestellt, dass sie übereinstimmen. Ferner sind die Perioden der Zunahme und der Abnahme der Amplituden der Schwingung in der zweiten und der dritten Richtung synchronisiert. Außerdem sind die Phasen der Schwingung in der zweiten und der dritten Richtung um 90° gegeneinander verschoben.
Durch Schwingbewegung des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters 53 in der zweiten und der dritten Richtung in vorstehend beschriebener Weise durchläuft das Austrittsende die in 12 dargestellte Spiralbahn, und der Betrachtungsbereich wird mit dem Weißlicht-Laserstrahl abgetastet.
Die Position des Austrittsendes des Beleuchtungslichtleiters 53 im ungebogenen Zustand ist als ein Standardpunkt definiert. Während das Austrittsende mit zunehmender Amplitude ausgehend von dem Standardpunkt schwingt (siehe Abtastperiode in 11), wird der Betrachtungsbereich mit dem Weißlicht-Laserstrahl beleuchtet, und es werden Pixelsignale erzeugt.
Erreicht die Amplitude in dem vorbestimmten Bereich ein Maximum, so endet eine Abtastoperation zum Erzeugen eines Bildes. Nach Ende einer Abtastoperation wird das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 zu dem Standardpunkt zurückgeführt, indem das Austrittsende mit progressiv abnehmender Amplitude (siehe Bremsperiode in 11) schwingt. Wenn das Austrittsende zu dem Standardpunkt zurückgeführt ist, ist dies der Anfang einer Abtastoperation zum Erzeugen eines weiteren Bildes.
Die Linse 56 ist in der Austrittsrichtung befestigt, in der Licht aus dem Aus trittsende austritt, das sich an dem Standardpunkt befindet (siehe 4). Die Linse 56 ist in dem Abtastendoskop 50 so fixiert, dass die optische Achse der Linse 56 parallel zu der Austrittsrichtung liegt, in der Licht aus dem Austrittsende austritt, wenn sich dieses an dem Standardpunkt befindet.
Der Weißlicht-Laserstrahl aus dem Beleuchtungslichtleiter 53 durchläuft die Linse 56, bevor er einen individuellen Punkt in dem Betrachtungsbereich erreicht (siehe 13). Das reflektierte Licht wird an diesem Punkt gestreut. Das gestreute und reflektierte Licht fällt auf die Eintrittsenden der Bildlichtleiter 55.
Mehrere Bildlichtleiter 55 sind in dem Abtastendoskop 50 befestigt. Die Eintrittsenden der Bildlichtleiter 55 sind um die Linse 56 herum angeordnet (siehe 13). Das an dem Punkt in dem Betrachtungsbereich gestreute und reflektierte Licht fällt alle Bildlichtleiter 55.
Das auf die Eintrittsenden der Bildlichtleiter 55 fallende Licht wird zu den Austrittsenden der Bildlichtleiter 55 übertragen. Wie vorstehend beschrieben, sind die Austrittsenden der Bildlichtleiter 55 optisch mit der Lichtaufnahmeeinheit 21 verbunden. Das zu den Austrittsenden übertragene reflektierte Licht fallt auf die Lichtaufnahmeeinheit 21.
Die Lichtaufnahmeeinheit 21 erfasst die Mengen des roten, des grünen und des blauen Lichtanteils in dem reflektierten Licht und erzeugt Pixelsignale entsprechend diesen Mengen der Lichtanteile. Die Pixelsignale werden zu dem Bildprozessor 23 übertragen.
Der Bildprozessor 23 schätzt die Punkte, an denen der Laserstrahl auftrifft, auf der Basis von Signalen zur Steuerung des Abtasttreibers 22. Außerdem spei chert der Bildprozessor 23 die empfangenen Pixelsignale unter den Adressen in dem Bildspeicher 26, die den geschätzten Punkten entsprechen.
Wie vorstehend beschrieben, wird der Betrachtungsbereich mit dem Weißlicht-Laserstrahl abgetastet, werden Pixelsignale auf der Basis des an den jeweiligen mit dem Weißlicht-Laserstrahl beleuchteten Punkten reflektierten Lichtes erzeugt und werden die erzeugten Pixelsignale unter den diesen Punkten entsprechenden Adressen gespeichert. Das dem Betrachtungsbereich entsprechende Bildsignal enthält die Pixelsignale entsprechend den Punkten von dem Abtaststartpunkt bis zu dem Abtastendpunkt. Wie oben beschrieben, führt der Bildprozessor 23 vorbestimmte Bildverarbeitungsschritte mit dem Bildsignal durch. Nach dieser vorbestimmten Bildverarbeitung wird das Bildsignal dem Monitor 11 zugeführt.
Bei der vorstehenden ersten Ausführungsform ist es leicht, ein Abtastendoskop mit Beleuchtungslichtleiter 53 herzustellen, der einer durch den Biegeblock 54b ausgeübten Druckkraft ausreichend widerstehen kann.
Außerdem kann der Lichtleiterantrieb 54 bei der ersten Ausführungsform eine stabile Abtastoperation ausführen, auch wenn der Lichtleiterantrieb 54 einer hohen Umgebungstemperatur ausgesetzt ist. Dies wird im Folgenden beschrieben.
Obwohl das meiste aus dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 austretende Licht die Linse 56 durchläuft, wird ein Teil dieses Lichts an der Linse 56 auf den Trägerblock 54s reflektiert. Der Trägerblock 54s wird durch das auftreffende reflektierte Licht Wärme erzeugen. Entsprechend kann der Trägerblock 54s, wenn er seine Form ohne Verformung durch hohe Umgebungstemperatur nicht beibehalten kann, verformt werden, und eine stabile Abtast- Operation wird nicht möglich sein. Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform besteht der Trägerblock 54s jedoch aus Metall, welches einen ausreichenden Schutz gegen Verformung infolge hoher Umgebungstemperaturen bietet. Auch wenn der Lichtleiterantrieb 54 hohen Umgebungstemperaturen ausgesetzt ist, kann er also das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 stabil bewegen, und es ist eine stabile Abtastoperation möglich.
Es wird nun ein Abtastendoskop der zweiten Ausführungsform beschrieben. Der hauptsächliche Unterschied zwischen der zweiten und der ersten Ausführungsform besteht in der Form des Trägerblocks. Die zweite Ausführungsform wird hauptsächlich unter Bezugnahme auf die Strukturen beschrieben, die sich von denjenigen der ersten Ausführungsform unterscheiden. Übereinstimmende Bezugszahlen werden für die Strukturen verwendet, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen.
Wie 14 zeigt, ist der Trägerblock 540s eine metallene Schraubenfeder, die so ausgebildet ist, dass der Außen- und der Innendurchmesser der Schraubenfeder weitgehend mit dem Innendurchmesser des zylindrischen Biegeblocks 54b und dem Außendurchmesser des Beleuchtungslichtleiters 53 wie bei der ersten Ausführungsform übereinstimmen. Die Schraubensteigung des vorstehenden Abschnitts 540s2 ist jedoch im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform nicht konstant und relativ länger an dem dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 zugewandten Ende, verglichen mit dem anderen Ende.
Durch diese Form des Trägerblocks 540s ist die Masse pro vorbestimmter Länge in axialer Richtung der Schraubenfeder kleiner an dem Abschnitt mit der größeren Schraubensteigung (siehe L1 in 14) als die Masse des Abschnitts mit der kleineren Schraubensteigung (siehe L2 in 14). Entspre chend liegt der Schwerpunkt der Kombination des Beleuchtungslichtleiters 53 und des vorstehenden Abschnitts 540s2 relativ näher zu dem Biegeblock 54b. Durch die Verschiebung des Schwerpunktes wird die Resonanzfrequenz des Abschnitts des Beleuchtungslichtleiters 53, der mit dem vorstehenden Abschnitt 540s2 schwingt, mit der Einstellung erhöht.
Bei der vorstehenden zweiten Ausführungsform kann derselbe Effekt wie bei der ersten Ausführungsform erreicht werden.
Außerdem kann die Resonanzfrequenz des Abschnitts des Beleuchtungslichtleiters 53, der mit dem vorstehenden Abschnitt 540s2 schwingt, so eingestellt werden, dass sie die Resonanzfrequenz des vorstehenden Abschnitts mit konstanter Schraubensteigung im Unterschied zu der ersten Ausführungsform übersteigt. Allgemein wird der Beleuchtungslichtleiter 53 mit einer Frequenz nahe der Resonanzfrequenz bewegt, um eine stabile Schwingung zu erreichen. Entsprechend kann der Beleuchtungslichtleiter 53 mit höherer Geschwindigkeit als bei der ersten Ausführungsform bewegt werden, wenn der Trägerblock im Sinne zunehmender Resonanzfrequenz eingestellt wird.
Bei dem Stand der Technik wurde die Resonanzfrequenz durch Auswahl eines anderen Materials für den Beleuchtungslichtleiter 53 und/oder durch Ändern der Länge des aus dem Lichtleiterantrieb 54 vorstehenden Abschnitts des Beleuchtungslichtleiters 53 eingestellt. Bei der vorstehenden zweiten Ausführungsform kann die Resonanzfrequenz jedoch durch Ändern der Schraubensteigung der Schraubenfeder und/oder der Position eingestellt werden, an der die Schraubensteigung der Schraubenfeder sich ändert, zusätzlich zu dem vorstehend genannten vorbekannten Einstellverfahren.
Es wird nun ein Abtastendoskop der dritten Ausführungsform beschrieben.
Der hauptsächliche Unterschied zwischen der dritten und der ersten Ausführungsform besteht in der Form des Trägerblocks. Die dritte Ausführungsform wird hauptsächlich für die Strukturen beschrieben, die gegenüber der ersten Ausführungsform unterschiedlich sind. Hier werden übereinstimmende Bezugszahlen für solche Strukturen verwendet, die denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen.
Wie 15 zeigt, ist der Trägerblock 541s eine metallene Schraubenfeder, die so ausgebildet ist, dass der Außen- und der Innendurchmesser des Abschnitts der Schraubenfeder weitgehend gleich den Innendurchmesser des zylindrischen Biegeblocks 54b und dem Außendurchmesser des Beleuchtungslichtleiters 53 sind, was der ersten Ausführungsform entspricht. Der Trägerblock 541s ist so ausgebildet, dass der Durchmesser im Verlauf der Schraubenfeder nicht konstant ist, wobei der vorstehende Abschnitt 541s2 an dem Ende, das dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 zugewandt ist, anders als bei der ersten Ausführungsform aus einem Material kleineren Durchmessers als das andere Ende besteht..
Durch die vorstehend beschriebene Form des Trägerblocks 541s ist die Masse pro vorbestimmter Länge in axialer Richtung der Schraubenfeder kleiner in dem Abschnitt, wo sie aus dünnerem Material besteht (siehe L3 in 15), verglichen mit dem Abschnitt, wo das Federmaterial dicker ist (siehe L4 in 15). Entsprechend liegt der Schwerpunkt der Kombination aus dem Beleuchtungslichtleiter 53 und dem vorstehenden Abschnitt 541s2 dem Biegeblock 54b relativ näher. Durch die Verschiebung des Schwerpunktes wird die Resonanzfrequenz des Abschnitts des Beleuchtungslichtleiters, der mit dem vorstehenden Abschnitt 541s2 schwingt, mit der Einstellung erhöht.
Bei der vorstehenden dritten Ausführungsform kann derselbe Effekt wie mit der ersten Ausführungsform erzielt werden. Außerdem kann die Resonanzfrequenz des Abschnitts des Beleuchtungslichtleiters 53, der mit dem vorstehenden Abschnitt 541s2 schwingt, größer als diejenige des vorstehenden Abschnitts eingestellt werden, bei dem der Durchmesser des Federmaterials wie bei der zweiten Ausführungsform konstant ist.
Es wird nun ein Abtastendoskop der vierten Ausführungsform beschrieben. Der hauptsächliche Unterschied zwischen der vierten und der ersten Ausführungsform ist die Form des Trägerblocks. Die vierte Ausführungsform wird hauptsächlich für die Strukturen beschrieben, die gegenüber denjenigen der ersten Ausführungsform unterschiedlich sind. Hier werden dieselben Bezugszahlen für die Strukturen verwendet, die denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen.
Wie 16 zeigt, ist der Trägerblock 542s eine metallene Schraubenfeder, die einen eingesetzten Abschnitt 542s1 und einen vorstehenden Abschnitt 542s2 hat.
Der vorstehende Abschnitt 542s2 ist so ausgebildet, dass der Außen- und der Innendurchmesser der Schraubenfeder zunimmt, wenn sich die Position in axialer Richtung dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 annähert. Außerdem ist der vorstehende Abschnitt 542s2 so ausgebildet, dass der Abstand zwischen der Mittellinie des Federmaterials und der axialen Linie des Trägerblocks mit positiver Konvexität allmählich zunimmt.
Außerdem ist der eingesetzte Abschnitt 542s1 so ausgebildet, dass der Außen- und der Innendurchmesser der Schraubenfeder weitgehend gleich dem Innendurchmesser des zylindrischen Biegeblocks 54b und dem Außendurchmesser des Beleuchtungslichtleiters 53 sind.
Durch die vorstehend beschriebene Form des Trägerblocks 542s kann die Lebensdauer des Beleuchtungslichtleiters 53 gegenüber der ersten Ausführungsform verlängert werden. Wie oben beschrieben, wird durch die Konfiguration des Trägerblocks 54s als Schraubenfeder eine Rückstellkraft über die gesamte Seite des vorstehenden Abschnitts 54s2 verteilt.
Auch wenn die Rückstellkraft breit verteilt wird, sind die verteilten Rückstellkräfte aber nicht für jeden Punkt des Kontaktes zwischen dem Beleuchtungslichtleiter 53 und dem Trägerblock 54s konstant, und sie nehmen zu, je näher sie dem Ende des Trägerblocks 54s liegen, das dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 zugewandt ist (siehe e in 17). Entsprechend wird die größte Kraft der verteilten Rückstellkräfte auf den Beleuchtungslichtleiter 53 am Ende des Trägerblocks 54s ausgeübt. Andererseits wird bei der vierten Ausführungsform der Beleuchtungslichtleiter 53 längs der Innenfläche des vorstehenden Abschnitts 542s2 gebogen, wo der Innendurchmesser von dem eingesetzten Abschnitt 542s1 zu dem Ende hin allmählich zunimmt, und die Rückstellkraft auf den Beleuchtungslichtleiter 53 wird gleichmäßiger als bei der ersten Ausführungsform verteilt (siehe 18).
Bei der vorstehenden vierten Ausführungsform kann derselbe Effekt wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden. Außerdem kann die Lebensdauer des Beleuchtungslichtleiters 53 gegenüber derjenigen der ersten Ausführungsform verlängert werden.
Es wird nun ein Abtastendoskop der fünften Ausführungsform beschrieben. Der hauptsächliche Unterschied zwischen der fünften und der ersten Ausführungsform besteht in der Form des Trägerblocks. Die fünfte Ausführungsform wird hauptsächlich für die Strukturen beschrieben, die gegenüber denjenigen der ersten Ausführungsform unterschiedlich sind. Hier werden dieselben Bezugszahlen wie bei den entsprechenden Strukturelementen der ersten Ausführungsform verwendet.
Wie in 19 und 20 gezeigt, besteht der Trägerblock 543s aus mehreren Metallstäben, die als Bündel gemeinsam einen Zylinder um den Beleuchtungslichtleiter 53 herum bilden. Die Metallstäbe haben eine geeignete Elastizität. Entsprechend können sie dieselbe Wirkung haben wie die Schraubenfeder in der ersten Ausführungsform, wenn der Biegeblock 54b den Beleuchtungslichtleiter 53 biegt. Der Beleuchtungslichtleiter 53 ist in dem zylindrischen Trägerblock 543s angeordnet. Der Beleuchtungslichtleiter 53 wird wie bei der ersten Ausführungsform von dem Trägerblock 543s gehalten, während das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 aus dem Trägerblock 543s heraussteht.
Zusätzlich ist ein Teil des Trägerblocks 543s in dem zylindrischen Biegeblock 54b wie bei der ersten Ausführungsform fixiert. Entsprechend ist der Trägerblock 543s wie bei der ersten Ausführungsform zwischen dem Biegeblock 54b und dem Beleuchtungslichtleiter 53 angeordnet.
Bei der vorstehenden fünften Ausführungsform kann dieselbe Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden.
Es wird nun ein Abtastendoskop der sechsten Ausführungsform beschrieben. Der Hauptunterschied zwischen der sechsten Ausführungsform und der fünften Ausführungsform ist die Ausbildung des Trägerblocks. Die sechste Ausführungsform wird hauptsächlich für die Strukturen beschrieben, die unterschiedlich zu denjenigen der fünften Ausführungsform sind. Hier werden dieselben Bezugszahlen für Strukturen verwendet die denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen.
Wie 21 zeigt, besteht der Trägerblock 544s aus mehreren Metallstäben, die wie bei der fünften Ausführungsform als Bündel gemeinsam einen Zylinder um den Beleuchtungslichtleiter 53 herum bilden. Die den Trägerblock 544s bildenden Stäbe sind so ausgebildet, dass anders als bei der fünften Ausführungsform ihre Dicke in dem vorstehenden Abschnitt 544s2 abgeschrägt abnimmt und ihr Durchmesser zu dem Ende abnimmt, das nahe dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 liegt. Entsprechend ändert sich der Querschnittsbereich des vorstehenden Abschnitts 544s2 rechtwinklig zu der Längsrichtung des vorstehenden Abschnitts 544s2 mit der Position des vorstehenden Abschnitts 544s2 längs der ersten Richtung.
Durch diese Formgebung des Trägerblocks 544s ist die Masse pro vorbestimmter Länge in Längsrichtung des abgeschrägten Abschnitts des Trägerblocks 544s (siehe L5 in 21) geringer als diejenige des nicht abgeschrägten Abschnitts konstanter Dicke (siehe L6 in 21). Entsprechend liegt der Schwerpunkt der Kombination aus dem Beleuchtungslichtleiter 53 und dem vorstehenden Abschnitt 544s2 dem Biegeblock 54b relativ näher. Durch die Verschiebung des Schwerpunktes wird die Resonanzfrequenz des Abschnitts des Beleuchtungslichtleiters 53, der mit dem vorstehenden Abschnitt 544s2 schwingt, mit der Einstellung erhöht.
Bei der vorstehenden sechsten Ausführungsform kann derselbe Effekt wie bei der fünften Ausführungsform erzielt werden. Außerdem kann bei der sechsten Ausführungsform die Resonanzfrequenz des Abschnitts des Beleuchtungslichtleiters 53, der mit dem vorstehenden Abschnitt 544s2 schwingt, wie bei der zweiten und der dritten Ausführungsform größer eingestellt werden, als diejenige der den Trägerblock bildenden nicht abgeschrägten Stäbe konstanter Dicke.
Es wird nun ein Abtastendoskop der siebten Ausführungsform beschrieben. Der hauptsächliche Unterschied zwischen der siebten und der fünften Ausführungsform ist die Form des Trägerblocks. Die siebte Ausführungsform wird hauptsächlich für die Strukturen beschrieben, die sich von denen der fünften Ausführungsform unterscheiden. Hier werden dieselben Bezugszahlen für Strukturen verwendet, die denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen.
Wie 22 zeigt, besteht der Trägerblock 545s aus mehreren Metallstäben, die gebündelt einen Zylinder um den Beleuchtungslichtleiter 53 herum bilden. Die Metallstäbe sind so ausgebildet, dass sie als einheitlicher Körper einen eingesetzten Abschnitt 545s1 und einen vorstehenden Abschnitt 545s2 haben. Der eingesetzte Abschnitt 545s1 ist geradlinig ausgebildet. Der vorstehende Abschnitt 545s2 ist trichterförmig mit gekrümmter Oberfläche ausgebildet. Zusätzlich ist das schmalste Ende des vorstehenden Abschnitts 545s2 mit dem eingesetzten Abschnitt 545s1 verbunden, wodurch ein einheitlicher Körper gebildet ist. Ferner ist der vorstehende Abschnitt 545s2 so ausgebildet, dass der Abstand zwischen der Innenfläche und der Achse des Trägerblocks 545s mit positiver Konvexität zunimmt, wenn der Punkt auf der Achse sich von dem eingesetzten Abschnitt 545s1 entfernt. Ein Ende des Trägerblocks 545s ist in dem Biegeblock 54b angeordnet.
Bei der vorstehenden siebten Ausführungsform kann dieselbe Wirkung wie bei der fünften Ausführungsform erzielt werden. Außerdem kann die Lebensdauer des Beleuchtungslichtleiters 53 bei der siebten Ausführungsform wie bei der vierten Ausführungsform gegenüber derjenigen der fünften Ausführungsform verlängert werden.
Die Trägerblocks 54s, 540s, 541s, 542s, 543s, 544s und 545s bei der vorstehenden ersten bis siebten Ausführungsform bestehen entweder aus einer Schraubenfeder oder aus elastischen Metallstäben. Es können jedoch auch andere Federn oder elastische Materialien für den Trägerblock verwendet werden. Es kann dieselbe Wirkung wie bei der ersten bis siebten Ausführungsform erzielt werden, solange der Trägerblock elastisch verformbar ist und die Rückstellkraft auf die Seite des Beleuchtungslichtleiters 53 übertragen wird.
Der Lichtleiterantrieb 54b biegt bei der vorstehenden ersten bis siebten Ausführungsform den Beleuchtungslichtleiter 53 in vier Richtungen, die jeweils die positive und negative Komponente der zweiten und der dritten Richtung sind. Der Lichtleiterantrieb 54b kann aber den Beleuchtungslichtleiter 53 in jeder, jedoch zumindest in einer Richtung biegen.
Die Trägerblocks 54s, 540s, 541s, 542s, 543s, 544s und 545s bestehen bei der vorstehenden ersten bis siebten Ausführungsform aus Metall. Der Trägerblock kann aber auch aus einem anderen Material bestehen, das einen ausreichenden Schutz gegen Deformation infolge hoher Umgebungstemperatur bietet. Der Trägerblock muss auch nicht aus einem solchen Material bestehen. Auch wenn der Trägerblock keinen ausreichenden Schutz gegen Deformation bei hoher Umgebungstemperatur bietet, kann ein Abtastendoskop wie bei der ersten bis siebten Ausführungsform noch genau hergestellt werden mit einem Beleuchtungslichtleiter 53, der der Druckkraft durch den Biegeblock 54b ausreichend widersteht.
Die Trägerblocks 54s, 540s, 541s, 542s, 543s, 544s und 545s stehen bei der ersten bis siebten Ausführungsform aus dem Biegeblock 54b hervor. Der Trägerblock muss jedoch nicht vorstehen. Auch wenn der Trägerblock nicht vorsteht, kann dieselbe Wirkung wie bei der ersten bis siebten Ausführungsform erreicht werden, solange der Trägerblock elastisch verformbar ist und die Rückstellkraft auf die Seite des Beleuchtungslichtleiters 53 überträgt.
Bei der fünften bis siebten Ausführungsform sind die den Trägerblock 543s, 544s und 545s bildenden Metallstäbe gebündelt und erzeugen einen Vollkreis um den Beleuchtungslichtleiter 53 herum. Eine minimale Zahl Metallstäbe kann jedoch in der Biegerichtung des Beleuchtungslichtleiters 53 befestigt sein. Bei der fünften bis siebten Ausführungsform wird der Beleuchtungslichtleiter 53 in jeder Kombination positiver und negativer zweiter und dritter Richtung gebogen. Wenn der Beleuchtungslichtleiter 53 in nur einer bestimmten Richtung gebogen wird, kann dieselbe Wirkung wie bei der fünften bis siebten Ausführungsform erzielt werden, solange der Metallstab ausgehend von dem Beleuchtungslichtleiter 53 in der spezifischen Richtung befestigt ist.
Der Schwerpunkt der Kombination des Beleuchtungslichtleiters 53 und des vorstehenden Abschnitts 540s2, 541s2 und 542s2 wird bei der zweiten, der dritten und der sechsten Ausführungsform zum Biegeblock 54b hin eingestellt. Die Position des Schwerpunkts kann jedoch auch zum Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 hin eingestellt werden.
Wie 23 zeigt, kann der Schwerpunkt zum Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 hin verschoben werden, indem der Trägerblock so ausgebildet wird, dass die Steigung der Schraubenfeder des vorstehenden Abschnitts 546s2 größer in dem Abschnitt nahe dem Biegeblock 54b als in dem Abschnitt entsprechend der Seite ist, die dem Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 am nächsten liegt. Durch Verschieben des Schwerpunktes zum Austrittsende hin kann die Resonanzfrequenz des mit dem vorstehenden Abschnitt schwingenden Abschnitts des Beleuchtungslichtleiters 53 reduziert werden, so dass der Beleuchtungslichtleiter 53 mit geringerer Geschwindigkeit schwingt.
Zusätzlich kann der Schwerpunkt, wie 24 zeigt, zum Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 verschoben werden, indem der Trägerblock so ausgebildet wird, dass der Durchmesser des Federmaterials des vorstehenden Abschnitts 547s2 abnimmt und an dem dem Biegeblock 54b zugewandten Ende am kleinsten ist.
Ferner kann, wie 25 zeigt, der Schwerpunkt zum Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 verschoben werden, indem der Trägerblock so gestaltet wird, dass die Dicke der Stäbe, die den Trägerblock bilden, in dem vorstehenden Abschnitt 548s2 abgeschrägt abnimmt und die Stäbe zum Biegeblock 54b hin dünner werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Schwerpunkt durch Ändern der Masse pro vorbestimmte Länge in Längsrichtung des Trägerblocks eingestellt werden.
Die Trägerblocks 543s, 544s und 545s bestehen bei der fünften bis siebten Ausführungsform aus mehreren Metallstäben. Der Trägerblock kann aber auch aus mehreren flachen Federn bestehen.
Bei der ersten bis siebten Ausführungsform bewegt der Lichtleiterantrieb 54 den Beleuchtungslichtleiter 53 derart, dass das Austrittsende des Beleuchtungslichtleiters 53 die vorbestimmte Spiralbahn durchläuft. Die zu durchlaufende Bahn ist jedoch nicht auf eine Spiralbahn beschränkt. Der Beleuchtungslichtleiter 53 kann auch so bewegt werden, dass das Austrittsende andere vorbestimmte Bahnen durchläuft.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurden, können viele Modifikationen und Änderungen durch den Fachmann auf diesem Gebiet ohne Abweichen vom Grundgedanken der Erfindung erstellt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6294775 [0002]

Claims

Abtastendoskop, mit: einem Lichtübertrager, der an einem ersten Eintrittsende aufgenommenes Licht zu einem ersten Austrittsende überträgt, einen an dem ersten Austrittsende austretenden Lichtstrahl abgibt und flexibel ist, wobei die Richtung längs des Lichtübertragers zu dem erste Austrittsende hin eine erste Richtung ist; einem Antrieb, der nahe dem ersten Austrittsende befestigt ist und den Lichtübertrager durch Druckwirkung auf eine Seite des Lichtübertragers in einer zweiten Richtung biegt, wobei die zweite Richtung rechtwinklig zu der ersten Richtung liegt; und einem Kraftübertrager, der in der ersten Richtung ausgerichtet, elastisch ist und zwischen dem Lichtübertrager und dem Antrieb positioniert ist, wobei der Kraftübertrager eine Druckkraft auf die Seite des Lichtübertragers ausübt, während der Kraftübertrager in der ersten Richtung elastisch verformt wird.
Abtastendoskop nach Anspruch 1, bei dem der Antrieb den Lichtübertrager in einer Richtung entgegengesetzt der ersten Richtung biegt, indem er auf die Seite des Lichtübertragers in einer Richtung entgegengesetzt der ersten Richtung einen Druck ausübt, und der Kraftübertrager die Druckkraft des Antriebs auf die Seite des Lichtübertragers ausübt, während der Kraftübertrager elastisch in Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung deformiert wird.
Abtastendoskop nach Anspruch 1, bei dem der Antrieb den Lichtübertrager in einer dritten Richtung durch Druckeinwirkung auf die Seite des Lichtübertragers in der dritten Richtung biegt, wobei die dritte Richtung rechtwinklig zu der ersten Richtung liegt und die zweite Richtung schneidet, und der Kraftübertrager die Druckkraft des Antriebs auf die Seite des Lichtübertragers ausübt, während der Kraftübertrager in der dritten Richtung elastisch verformt wird.
Abtastendoskop nach Anspruch 3, bei dem der Antrieb den Lichtübertrager in einer Richtung entgegengesetzt der dritten Richtung durch Druckeinwirkung auf die Seite des Lichtübertragers in Richtung entgegengesetzt zu der dritten Richtung biegt, und der Kraftübertrager die Druckkraft des Antriebs auf die Seite des Lichtübertragers ausübt, während der Kraftübertrager in Richtung entgegengesetzt zu der dritten Richtung elastisch verformt wird.
Abtastendoskop nach Anspruch 1, bei dem der Kraftübertrager aus Metall besteht.
Abtastendoskop nach Anspruch 1, bei dem der Kraftübertrager aus dem Antrieb in der ersten Richtung vorsteht und das erste Austrittsende aus dem Kraftübertrager in der ersten Richtung vorsteht.
Abtastendoskop nach Anspruch 6, bei dem ein Abschnitt des Kraftübertragers, der aus dem Antrieb vorsteht, ein vorstehender Abschnitt ist und der kürzeste Abstand zwischen zwei Punkten auf dem Lichtübertrager und dem vorstehenden Abschnitt zunimmt, wenn sich ein Punkt auf dem Lichtübertrager in der ersten Richtung bewegt.
Abtastendoskop nach Anspruch 6, bei dem die Masse des vorstehenden Abschnitts pro vorbestimmte Länge in der ersten Richtung an unterschiedlichen Stellen in der ersten Richtung unterschiedlich ist.
Abtastendoskop nach Anspruch 1, bei dem der Kraftübertrager eine Feder ist, die den Lichtübertrager außen umgibt.
Abtastendoskop nach Anspruch 9, bei dem die Feder aus dem Antrieb in der ersten Richtung vorsteht und das erste Austrittsende aus der Feder in der ersten Richtung vorsteht.
Abtastendoskop nach Anspruch 10, bei dem ein Abschnitt der Feder, der aus dem Antrieb vorsteht, ein vorstehender Abschnitt ist, und der kürzeste Abstand zwischen zwei Punkten auf dem Lichtübertrager und dem vorstehenden Abschnitt zunimmt, wenn sich ein Punkt auf dem Lichtübertrager in der ersten Richtung bewegt.
Abtastendoskop nach Anspruch 10, bei dem die Masse des vorstehenden Abschnitts pro vorbestimmte Länge in der ersten Richtung an unterschiedlichen Stellen in der ersten Richtung unterschiedlich ist.
Abtastendoskop nach Anspruch 9, bei dem der Kraftübertrager eine Schraubenfeder ist, durch die der Lichtübertrager hindurchgeführt ist.
Abtastendoskop nach Anspruch 13, bei dem die Schraubenfeder aus dem Antrieb in der ersten Richtung vorsteht, das erste Austrittsende aus der Schraubenfeder in der ersten Richtung vorsteht, und ein Abschnitt der Schraubenfeder, der aus dem Antrieb vorsteht, ein vorstehender Abschnitt ist und die Schraubensteigung des vorstehenden Abschnitts entsprechend einer Position auf dem vorstehenden Abschnitt in der ersten Richtung veränderlich ist.
Abtastendoskop nach Anspruch 13, bei dem die Schraubenfeder aus dem Antrieb in der ersten Richtung vorsteht, das erste Austrittsende aus der Schraubenfeder in der ersten Richtung vorsteht, und ein Abschnitt der Schraubenfeder, der aus dem Antrieb vorsteht, ein vorstehender Abschnitt ist, wobei der Durchmesser des Federmaterials des vorstehenden Abschnitts entsprechend der Position des vorstehenden Abschnitts längs der ersten Richtung veränderlich ist.
Abtastendoskop nach Anspruch 9, bei dem der Kraftübertrager aus mehreren flachen Federn oder elastischen Stäben besteht, die den Lichtübertrager umgeben und so angeordnet sind, dass ihre Längsrichtung parallel zur ersten Richtung verläuft.
Abtastendoskop nach Anspruch 16, bei dem die flachen Federn oder elastischen Stäbe aus dem Antrieb in der ersten Richtung vorstehen, das erste Austrittsende aus den flachen Federn oder elastischen Stäben in der ersten Richtung vorsteht, und Abschnitte der flachen Federn oder elastischen Stäbe, die aus dem Antrieb vorstehen, vorstehende Abschnitte sind, wobei sich ein Querschnitt der vorstehenden Abschnitte rechtwinklig zu der Längsrichtung der vorstehenden Abschnitte mit der Position auf dem vorstehenden Abschnitt in der ersten Richtung ändert.