JP4171597B2

JP4171597B2 - 電動式音叉装置及び音叉を電気で振動させるための方法

Info

Publication number: JP4171597B2
Application number: JP2001501929A
Authority: JP
Inventors: マーティンラッセルハリス、; ギャヴァンエドマンドロスマン、; ジェイムズラッジ、
Original assignee: オプティスキャンピーティーワイリミテッド
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 2000-06-08
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2020-06-08
Also published as: DE60040223D1; JP2003501921A; EP1192497A1; WO2000075712A1; AUPQ081599A0; EP1192497A4; US7010978B1; EP1192497B1; ATE408169T1

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は電動式音叉に関し、唯一の適用では決してないが、特に、例えば内視鏡や顕微鏡などにおける光ファイバ走査のための振動する音叉の適用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発振器及びコンパクトナローバンクオーディオフィルターを形成するための音叉を振動させるのに電磁石が用いられている。より最近では、これらの発振器はレーザービームチョッパーや光ファイバ走査などの光学的適用に用いられている。
【０００３】
しかしながら、既存のシステムにはいくつかの欠点がある。例えばある光学発振器は、簡単で効率の良い一体化した光学スキャナを提供するために音叉に取り付けられた光ファイバを含む。これら既存のシステムには、音叉の枝を振動させるために一対の電磁石が用いられ、光ファイバが一方の枝に取り付けられる。典型的に電磁石は、各枝の間または音叉の反対側に配置される。しかしながら、電磁石の寸法のためスキャナ（即ち音叉と電磁石）の全体寸法に下限を強い、例えば内視鏡などにおいて７ｍｍ以下の外径が要求される場合、取り付けられたファイバのたわみ用のスペースがほとんど残らないことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、音叉を部分的または全体的に電磁石内に取り囲む電動式音叉を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
従って本発明は、一対の枝と基部とからなり、前記一対の枝は、前記基部から離れた先端部を備え、かつ、磁場が誘導され得る材料で形成されるか又は磁場が誘導され得る材料を含んで形成される、音叉と；電気コイルと；音叉が共振を維持できるように前記少なくとも一方の枝の位置を示す信号を供給するためのセンサと；からなる電動式音叉装置であって、前記音叉の一対の枝の少なくとも一部を前記電気コイル内に収め、変化する電流を前記コイルに印加して生成される磁場を、前記一対の枝のそれぞれに誘導して、互いに反発する磁場とすることにより、前記枝の少なくとも一方が前記枝の他方に対して振動することを特徴とする。
【０００６】
前記変化する電流は方形波形状を有することが好ましく、より好ましくは、５０％のデューティーサイクルのものである。前記材料は磁気透過性であることが好ましく、より好ましくは、前記材料は、強磁性である。
【０００７】
従って、一または複数の枝を振動させるこの方法は、（電磁石中に電流により生成される磁場が長手方向である）既存の配置よりも効率が悪いかもしれないが、ここではそれらは本質的に横方向であり、他に磁気的に能動な材料がない場合でさえも枝間に相互の反発作用を生ずる結果となる。枝は音叉の共振振動数で振動するのが好ましい。この形状では、各枝の間に巻線を設ける必要が取り除かれるので、コイルの巻き強度と詰め密度が最大限になる。巻線は音叉の外部にあり、枝が結合される基部領域でさえも誘導された磁気による駆動力に寄与するように音叉のほぼ全長にわたって伸びることが好ましい。従って、既存の設計の局所に制限された巻線と比べ巻き径が大きいため、巻線の強度は下がるものの、この配置は最大限の巻線容量を可能にする。しかしながら、これは巻線に使用可能な大きな断面により埋め合わせされる。音叉の全長に沿ったいかなる点でも音叉の基部を超えた位置でさえ（典型的に共軸の）コイルの巻線は駆動力に寄与する。
【０００８】
前記コイルで収容可能な振幅よりも大きい振幅で前記先端部の少なくとも一方が振動できるように、枝の前記先端部がコイルから突出していることが好ましい。
【０００９】
枝がコイル内にある割合が大きくなればなるほど装置の効率が上がることは明らかであるが、コイルの内径よりも大きい振幅でそれらが振動できるように、（それに隣接する枝の一部も含む）枝の先端部がコイルから突出可能にすることにより、若干の効率を犠牲にすることが望ましいかもしれない。
【００１０】
コイルは前記音叉と同軸であってもよいが、厳密にそうである必要はない。実際、コイルは円筒状である必要はない。装置の全寸法の縮小を達成するために、例えば、長軸が楕円の枝の振動面に向きを合わせられた楕円形であってもよい。
【００１１】
前記コイルにより生成された磁場の戻り経路を提供し、前記枝の反発作用を増大させるべく、前記電動式音叉装置は、前記枝の先端部を超えた位置に、前記枝を引きつけるための、高透磁率材料を備えると好ましい。
【００１２】
前記一対の枝の一方を実質的にたわまない大きくて重い枝とし、前記一対の枝の他方をたわみを生じる小さくて軽い枝とすると好ましい。
【００１３】
前記小さくて軽い枝のたわみをより大きくできるように、前記大きくて重い枝をその先端部に向かって先細に形成すると好ましい。
【００１４】
前記音叉の基部に取り付けられるか、又は、前記音叉を囲い込むように配置される、永久磁石を備えると好ましい。
【００１５】
前記装置は、前記枝の少なくとも一方に位置する光ファイバを含むことが好ましい。
【００１６】
前記コイルはフォーマーレスコイルであることが好ましい。
【００１８】
前記センサは圧電センサ、ファイバセンサシステム、ホール効果センサまたはシリーズ容量センサであることが好ましい。
【００１９】
本発明はまた、上述した装置を含む内視鏡、顕微鏡、または内視顕微鏡も含む。
【００２０】
本発明はまた、上述した装置を含む内視鏡、顕微鏡または内視顕微鏡のための走査ヘッドをも含む。
【００２１】
本発明はさらに、一対の枝と基部とからなる音叉であって、前記一対の枝は、前記基部から離れた先端部を備え、かつ、磁場が誘導され得る材料で形成されるか又は磁場が誘導され得る材料を含んで形成される、前記音叉を電気で振動させる方法において、前記枝の少なくとも一部を電気コイル内に収めるステップと；変化する電流を前記コイルに印加して、前記一対の枝の一方と他方のそれぞれが互いに反発する磁場を誘導することにより前記枝の少なくとも一方を前記枝の他方に対して振動させるステップと；前記一対の枝の少なくとも一方の枝の位置を検出した信号をフィードバックし、かつ、該信号を増幅して、前記コイルに駆動電流として供給して前記音叉の共振状態を維持するステップと；からなることを特徴とする。
【００２２】
前記変化する電流は方形波形状を有することが好ましく、より好ましくは、５０％のデューティーサイクルのものである。前記材料は磁気透過性であることが好ましく、より好ましくは、前記材料は強磁性である。
【００２３】
前記方法は、前記先端部の少なくとも一方が前記コイルにより収容可能な振幅よりも大きい振幅で振動できるよう、前記先端部を前記コイルから突出するように配置することを含む。
【００２４】
前記コイルが楕円であって、長軸が前記少なくとも一方の枝の振動面に向きを合わせられることが好ましい。
【００２５】
前記コイルにより生成された磁場の戻り経路を提供し、前記枝の反発作用を増大させるべく、前記音叉を電気で振動させる方法は、前記枝の先端部を超えた位置に、前記枝を引きつけるための、高透磁率材料を備えると好ましい。
【００２６】
前記一対の枝の一方を実質的にたわまない大きくて重い枝とし、前記一対の枝の他方をたわみを生じる小さくて軽い枝とすると好ましい。
【００２７】
前記小さくて軽い枝のたわみをより大きくできるように、前記大きくて重い枝をその先端部に向かって先細に形成すると好ましい。
【００２８】
前記方法は、前記音叉の共振振動数で前記音叉を振動させるために、前記電流を変動させることを含むことが好ましい。
【００２９】
前記音叉の基部に取り付けられるか、又は、前記音叉を囲い込むように配置される、永久磁石を置くことによって、前記音叉を磁気的にバイアスがけすると好ましい。
【００３０】
本発明はまた、上述した方法によって内視鏡、顕微鏡または内視顕微鏡内の光ファイバを振動させる方法も含む。
【００３１】
本発明がより明確に確認できるよう、次に好適な具体例を例として添付の図面を参照して記述する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な具体例による電動式音叉が図式的に図１の１０にて示される。電動式音叉１０は、枝１４及び１６を有する音叉１２と、音叉１２の周りに同軸状に配置された電気コイル１８を含む。枝１４及び１６はその長さのほぼ１５％だけコイル１８から突出する。従って、電流がコイル１８に印加されると電流によりコイル内に生成される磁場は長手方向であり、他の磁気的に能動な材料がなくても、枝１４及び１６内およびその周りに互いに反発する磁場を誘導する。枝１４及び１６のほぼ全長に沿ったコイル１８の巻きは、電動式音叉１０が、低機能ではあるがそれでも光ファイバ共焦点顕微鏡などの光ファイバスキャナに使用するのに必要なたわみを供給するのに十分大きな磁場を生成するのに用いられ得ることを意味する。
【００３３】
本発明の更に好適な具体例による電動式音叉が図２に一般に２０として示される。この電動式音叉２０は図１のものと概して類似しており、枝２４及び２６を有する音叉２２と（断面図で示される）コイル２８とを含む。しかしながら、この具体例は、コイル２８で生成された磁気の戻り経路を与えるために付加的に鉄または他の強磁性材料のハウジング３０を含む。ハウジング３０は、本質的に外側のハウジング３０の磁性材料と連続する各枝２４及び２６の全長と、枝２４及び２６の先端部周囲のエアギャップを含む２つの完全な磁気回路が形成されるのを可能にする。コイル２８を通る電流は、エアギャップを横切ってそれぞれ枝２４及び２６とハウジング３０との間に引力を起こすと同時に枝２４及び２６間に上述した相互の斥力を起こす。
【００３４】
本発明のまた更なる好適な具体例の音叉は、図３の一般に３２にて示される。この具体例の音叉３２は、枝のたわみに対応する音叉３２のほとんど全ての振動エネルギーを単一の枝、即ち小さくて軽い枝３４により取り上げることができる非対称の枝３４及び３６を有する。音叉３２の基部３８に適当な据え付け部を与えることにより、枝３４及び３６それぞれの個々の固有振動数を調和させる必要が避けられる。しかしながら、大きくて重い枝３６の硬さがその大きさに比例して増大した場合でもバランスを達成することはできる。さらにバランスをとる工程を自動化するために、基部３８からの圧電フィードバック及びレーザーパルスアブレーションを用いることができる。
【００３５】
非対称形状のさらなる利点は、比較的小さい張り出し程度で、枝のたわみを著しく増大でき、小さくて軽い枝３４に搭載されたファイバ（図示せず）の先端部がコイル（図示せず）の可能な内径いっぱいにわたって走査され得ることである。
【００３６】
本発明による電動式音叉のまた更なる具体例４０においては、枝４４及び４６の先端部を超えた位置に高透磁率材料４２を含むことにより、付加的な駆動力が得られる。高透磁率材料４２は、コイル４８のフリンジ場と枝４４及び４６の磁気作用によるストリップ４２ａ及び４２ｂの磁気誘導により、コイル４８が作動したとき枝４４及び４６の先端部がそこに引き付けられる、２つのストリップ４２ａ及び４２ｂからなる。この形状は、コイル４８の外径上の制限のために図２の具体例にて提供されたような戻り磁気回路のための十分なスペースがない場合に有益である。外側ポール片を用いた試験では、コイル外側の磁性材料が振動する枝の近くに持ってこられた際にたわみが増大することを示している。しかしながら、たわみの増大は枝のみからなる設計に比べ約２０〜３０％のみであり、戻り磁気経路は貴重なスペースを占める。
【００３７】
上記具体例のいずれを用いる際にも、効率的な作動を達成するために適当なドラフト電流を供給することに注意を払わなければならない。残留または定常磁場がないときには、枝上の力は、方向にかかわらずコイル上の力が各枝の互いの斥力（または完全な磁気回路の場合は、エアギャップを横切って外部の磁気材料への牽引力に係わる付加的な力）を生成するので、ただ一つの拒絶だけである。状況としては、特に磁気飽和が近づいている場合に、単一周波電流は好ましくない。単一周波電流では、駆動力が電気的周期毎に２回ピークに達し、周期時間中ほんの非常に短い部分の間しか零に戻らず、非常に効率の悪い結果となる。代わりに、５０％デューティサイクルの方形波パルスが、磁気飽和の状況下でも最適の駆動力を生成するために用いられる。これは電気振動数が機械的振動の振動数に等しくなるという付加的な利点をもつ。たいていの適用に対する音叉の振動の好ましい振動数はその共振音叉であろう。
【００３８】
残余束を相殺するためにオフの期間中に少量の逆電流を印加すれば少しの改善が予期されるが、力はＢ^２に比例するので、特にコイルの加熱が実験室での原型において問題とならないことが判ったため、その利益は複雑さを増す価値のないものかもしれない。
【００３９】
さらに、上記具体例のいずれにおいても、所定の枝長に対して作動の最大の振動数が必要なときには、枝の幅をその先端部に向かってテーパにすることが有利である。中間地点で幅が急激に減少する枝の最大作動振動数においては４の増加因子が可能であるが、均一なまたは直線のテーパがより実用的であり、基部あるいは作りつけ枝端部からの位置の相関的要素としてのより有益なたわみ湾曲部を持つ。この手順で振動数の増加はほぼ倍増できる。これは図式的に図５に示され、枝５０（側面から示されている）は先端部５４に向けて着実に先細になっている幅広の静止した作りつけ端部５２を含む。
【００４０】
最大の駆動力を得るため、そして非対称の枝を持つ具体例における固定枝の大きさを増大させるために、振動する小さくて軽い枝の最大たわみにおけるたわみに一致するように固定枝の厚さを形成することができる。このような形状は図６に示され、音叉５６は、基部６２で結合される大きくて重い枝５８と小さくて軽い枝６０とを含む。この図では、小さくて軽い枝６０はその下方最大たわみ位置にて示され、その最大上方たわみは点線にて示されている。使用時には、枝６０は矢印６６で示されたこれらの両極端の間を振動する。大きくて重い枝５８は、小さくて軽い枝６０の下方たわみを収容するようにその先端部６８に向かって先細にされ、これにより音叉の全体的な直径を増大させることなく小さくて軽い枝６０がより大きい振幅にまで振動することを可能にする。大きくて重い枝５８の最大厚みが作りつけ端部７０位置であることはまた、振動する小さくて軽い枝６０の安定した取り付けを与えるのに都合が良い。
【００４１】
主なたわみに単一の枝を使用することは、光ファイバの取り付けに十分に適合される全体的に直線状の幾何学をもたらす結果となる。図７は、電動式音叉７２がコイル８０で包囲された大きくて重い枝７６と小さくて軽い枝７８を備えた音叉７４を含むように配置された端面図である。光ファイバ８２（端部が示される）は小さくて軽い枝７８の外側に取り付けられている。図示された搭載位置において、ファイバ８２は本質的にまっすぐであり、音叉７４の据え付け端部（図示せず）で容易にアクセスできると共に、見通し線はコイル８０の内側を貫いている。さらに、ファイバの高湾曲（これはファイバが枝の内側表面上に周って入ったとき通常の音叉の基部で起こり得る）による追加のファイバ曲げ損失に伴う問題は低減されまたは避けられる。
【００４２】
たいていの場合において適当な駆動力を供給するのに数層のコイル巻線で十分であるが、音叉の据え付け端部あるいは基部での枝のたわみが小さいのを利用してその領域において巻線層をより多く設けることが可能である。これは図８において描写され、音叉の枝の最大たわみが実線８２ａ及び点線８２ｂで示され、コイルの巻線は断面で８４として示されている。従って、巻線８４は音叉の振動湾曲に一致する。枝の幅や必要とされる最大たわみ量次第で、層数は枝の先端部に向かって漸進的に減らされる。同様に、枝のたわみを収容するように非円形の巻線を用いることができる。その具体例において、コイルは一本の枝又は両枝の振動面内に長軸を有するが、いかなる振動を収容する必要もないのでより短い短軸を持つ。従って、装置全体の縮小が達成され、これは音叉によって供給される走査と直交する方向の走査が音叉装置をより大きいハウジング内で移動させることにより成し遂げられる走査内視鏡に用いる際に有利である。
【００４３】
ある具体例においては、特に最大限の小型化が要求されない場合、効率を改善するために様々な仕方で永久磁石を組み込んでもよい。図９を参照すると、これは軸方向に磁化された磁石８６を基部８８に取り付け、戻り磁気経路をコイル（図示せず）の外側に来るようにして永久磁石８６と音叉９０の基部８８を配置する。図１０を参照すると、円筒形の永久磁石９４内に音叉９０を囲い込み、電流損失を防ぐために必要であれば長手方向に切り、軸方向に分極化させる。枝９６、９８あるいは音叉９２はその後、静止あるいは平衡位置にわずかに引き離され、この力はコイル（図示せず）内の電流により調整される。この場合、いかなる周波数倍増効果もなく単一周波電流を用いることができる。
【００４４】
上述したタイプの電動式音叉の実験において、制限要因は、枝の基部におけるはんだ継ぎ目及び枝のバランスであることが判った。その結果として、二つの非常に小さい音叉が、一つはコイルを含めて３ｍｍの全体寸法制限で、二つめはやや大きく４ｍｍの全体寸法制限でワイヤカットされた。これらの音叉１００及び１０２はそれぞれ図１１Ａ及び１１Ｂに示される。
【００４５】
音叉１００は、切断時に枝上へのワイヤからの力がそれをたわませるため、変圧器ラミネーションからいくらかの困難を伴って作成された。この解決策は、二つの音叉を一緒に重ねて切断することであった。より大きい音叉１０２は１ｍｍ厚みの軟鋼から切り取られ、類似の問題は起こらなかった。
【００４６】
音叉１００及び１０２の性能がテストされ、両方とも約６８０Ｈｚで共振した。３ｍｍの音叉１００はきわめて小さく、枝の寸法が０．３ｍｍ×０．５ｍｍの枝寸法のため損傷しないことを確実にするため細心の注意を払わねばならなかった。枝のたわみは約２５０μｍと推定された。
【００４７】
４ｍｍの音叉１０２はより大きい径のためにより扱いやすいものであり、枝の寸法は１ｍｍ×０．５ｍｍであった。これはずっと大きなたわみ（０．５ｍｍと推定される）をし、より肯定的な感があった。
【００４８】
フォーマーレス小型コイルが、コイルに取られるスペースの量を最小化するために構成された。以下に記載する方法が多くの原型にまさって開発され、この方法が最も矛盾せず再現可能な結果を生じさせることが判った。
【００４９】
最初に１ｍｍ×０．５ｍｍ×３５ｍｍ長さの２本のスチールまたは真ちゅうストリップがヒートシュリンク（最後に除去するのが容易になるので、予め収縮させる必要のないよう好ましくは正しいサイズのもの）内へ挿入された。ヒートシュリンクが少しゆるい場合には、ヒートシュリンクが硬くなるまで徐々に加熱しなければならない。
【００５０】
約７ｍｍ幅×１００ｍｍ長さのポリ塩化ビニル絶縁テープの２本のストリップが切られた。第１のテープ片は、コイルが巻かれたとき四角い端部を有するように、ヒートシュリンクの一端部に巻かれてストップを形成する。第２のテープ片は他端部に巻かれ、２つのテープ片間の距離がコイルの長さを定義する。テープが四角であることを確保するために注意を払わなければならない。
【００５１】
コイルを巻くのに用いられるワイヤは０．１５ｍｍのエナメル被覆銅線であった。コイルの巻きは一方の端部を接着テープの小片で固定することで開始された。
【００５２】
ワイヤが非常に堅く互いに詰められるのを確実にするため、やや長い時間かかるが、コイルの中で最良なのは手動で巻かれたものであった。手動巻きはフォーマーを親指と人差し指で回転させることにより行なわれた。コイルを巻く際にはコイルが完成するまでワイヤに張力が保たれた。
【００５３】
コイルは３層のワイヤで巻かれ、これは音叉を過熱せずに共振にて音叉を駆動するのに十分な巻き数なようであった。
【００５４】
いったん３層の巻線が完成すると、ワイヤの解放端はフォーマーの他端にテープ付けされるべきである。少量の５分エポキシがコイル領域を接着するために用いられ、全部分が被覆されることを確実にした。いったんエポキシがべとつく段階に達したら、銅線の端部を保持するテープは除去され、エポキシが硬化された。
【００５５】
次に、コイル中央の２本の金属ストリップが２対のペンチを用いて移動され、徐々にストリップの一側面にわたって曲げられた。一対のペンチは上部のストリップに置かれ、一対は曲げられるストリップの上に置かれ、２本のストリップは互いに対して滑動した。
【００５６】
ヒートガンがヒートシュリンクに当てられ、これはその後冷却するようにされ、それからヒートシュリンクが取り除かれた。
【００５７】
本発明による電動式音叉が内視顕微鏡に組み込まれる際、システムは音叉を共振に維持する必要があるかもしれず、また、光ファイバを備えた振動する枝の位置を知ることも、これを他の平面（即ち枝の振動と直交する）での遅い走査と調整するために有利であるかもしれない。
【００５８】
ほんの約０．２ｍｍの厚みしかなく音叉の底部に組み込むことができるため、圧電フィルムセンサも使用できる。フィルムを加えることによりそのフィルムが取り付けられている枝を離調することができる。代わりに、一方がレーザー光を通し、他方が信号をリターンさせる２本の光ファイバからなるファイバセンサシステムを用いることもできる。レーザーからの光は枝の一方（好ましくは反射光を増大させるために磨かれる）に発せられ、第２のファイバを介してリターンされた光量は枝の角度により変化する。フィードバックファイバは光強度をアナログ信号に変換するフォトダイオードに向けられる。
【００５９】
ホール効果センサが磁束密度の変化を検出し、そのようなセンサが枝の一方の端部に位置しその動きを検出できるようにするが、コイルによる干渉の可能性が信号にかなりのノイズを起こすので、構成要素の寸法が非常に大きくなり得る。このシステムはいくつかの利点がある。それは完全に非接触であり、センサは比較的費用のかからないものである。
【００６０】
枝の位置を検出し、駆動電流のためのフィードバック信号を得ることの両方のために、シリーズ容量センサが最も現実的な方法であるかもしれない。高周波信号が他の全ての部品から絶縁された音叉アセンブリに印加される。枝が動くとピックアップ信号が振幅変調され、検出された信号が増幅されてコイルに駆動電流が供給される。正しい位相シフトと十分な利得で共振振動が得られる。ＬＵＤＴ（線形可変差動変成器）から設計された集積回路をこの適用において用い得る。
【００６１】
この発明の精神と範囲内においてさらなる変更が当業者には容易に成し遂げられる。従って、本発明は上記に例示として記載された特定の具体例に限定されないことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な具体例による電動式音叉の概要図である。
【図２】本発明の第２の好適な具体例による電動式音叉の概要断面図である。
【図３】本発明の第３の好適な具体例による電動式音叉の非対称音叉の図である。
【図４】本発明の第４の好適な具体例による電動式音叉の図である。
【図５】本発明の好適な具体例のいずれにも好適に用いられるテーパ枝の図である。
【図６】図３の具体例と共に用いられる好適な形態の非対称枝の図である。
【図７】光ファイバが取り付けられた図３の電動式音叉の端面図である。
【図８】漸進的にコイルの巻線数が減少する本発明のまた更なる具体例による電動式音叉の概要図である。
【図９】永久磁石を組み入れた本発明のまた更なる好適な具体例による電動式音叉の音叉の概要図である。
【図１０】円筒形永久磁石を組み入れた本発明のまた更なる好適な具体例による電動式音叉の音叉の概要図である。
【図１１】図１１Ａは本発明の好適な具体例による音叉の図である。
図１１Ｂは、図１１Ａのものと類似であるがそれよりも大きい本発明の好適な具体例による音叉の図である。

Claims

一対の枝と基部とからなり、前記一対の枝は、前記基部から離れた先端部を備え、かつ、磁場が誘導され得る材料で形成されるか又は磁場が誘導され得る材料を含んで形成される、音叉と；
電気コイルと；
音叉が共振を維持できるように前記少なくとも一方の枝の位置を示す信号を供給するためのセンサと；
からなる電動式音叉装置であって、
前記音叉の一対の枝の少なくとも一部を前記電気コイル内に収め、
変化する電流を前記コイルに印加して生成される磁場を、前記一対の枝のそれぞれに誘導して、互いに反発する磁場とすることにより、前記枝の少なくとも一方が前記枝の他方に対して振動することを特徴とする電動式音叉装置。
前記変化する電流は実質的に方形波形状を有する請求項１記載の電動式音叉装置。
前記変化する電流は実質的に方形波形状及び実質的に５０％のデューティーサイクルを有する請求項１記載の電動式音叉装置。
前記先端部の少なくとも一方が前記コイルで収容可能な振幅よりも大きい振幅で振動できるよう、枝の前記先端部がコイルから突出している、先行する請求項のいずれか１項に記載の電動式音叉装置。
前記コイルが楕円であって、装置の全寸法の縮小を達成できるように枝の振動面に長軸が向きを合わせられる、先行する請求項のいずれか１項に記載の電動式音叉装置。
前記コイルにより生成された磁場の戻り経路を提供し、前記枝の反発作用を増大させるよう、前記装置は、前記枝の先端部を超えた位置に、前記枝を引きつけるための、高透磁率材料を備える、先行する請求項のいずれか１項に記載の電動式音叉装置。
前記一対の枝の一方を実質的にたわまない大きくて重い枝とし、前記一対の枝の他方をたわみを生じる小さくて軽い枝とした、先行する請求項のいずれか１項に記載の電動式音叉装置。
前記小さくて軽い枝のたわみをより大きくできるように、前記大きくて重い枝をその先端部に向かって先細に形成した請求項７記載の電動式音叉装置。
前記音叉の基部に取り付けられるか、又は、前記音叉を囲い込むように配置される、永久磁石を備える、先行する請求項のいずれか１項に記載の電動式音叉装置。
前記枝の少なくとも一方に位置する光ファイバを含む、先行する請求項のいずれか１項に記載の電動式音叉装置。
前記コイルが前記枝のたわみの湾曲部に従って先細になっている、先行する請求項のいずれか１項に記載の電動式音叉装置。
前記コイルはフォーマーレスコイルである、先行する請求項のいずれか１項に記載の電動式音叉装置。
前記センサは圧電センサ、ファイバセンサシステム、ホール効果センサ又はシリーズ容量センサである請求項１記載の電動式音叉装置。
先行する請求項のいずれか１項に記載の電動式音叉装置を含む内視鏡、顕微鏡、又は内視顕微鏡。
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の電動式音叉装置を含む内視鏡、顕微鏡又は内視顕微鏡のための走査ヘッド。
一対の枝と基部とからなる音叉であって、前記一対の枝は、前記基部から離れた先端部を備え、かつ、磁場が誘導され得る材料で形成されるか又は磁場が誘導され得る材料を含んで形成される、前記音叉を電気で振動させる方法において、
前記枝の少なくとも一部を電気コイル内に収めるステップと；
変化する電流を前記コイルに印加して、前記一対の枝の一方と他方のそれぞれが互いに反発する磁場を誘導することにより前記枝の少なくとも一方を前記枝の他方に対して振動させるステップと；
前記一対の枝の少なくとも一方の枝の位置を検出した信号をフィードバックし、かつ、該信号を増幅して、前記コイルに駆動電流として供給して前記音叉の共振状態を維持するステップと；
からなることを特徴とする音叉を電気で振動させる方法。
前記変化する電流は実質的に方形波形状を有する請求項１６記載の音叉を電気で振動させる方法。
前記変化する電流は実質的に方形波形状及び実質的に５０％のデューティーサイクルを有する請求項１６記載の音叉を電気で振動させる方法。
前記先端部の少なくとも一方が前記コイルにより収容可能な振幅よりも大きい振幅で振動できるよう、前記先端部を前記コイルから突出するように配置する請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載の音叉を電気で振動させる方法。
前記コイルが楕円であって、長軸が前記少なくとも一方の枝の振動面に向きを合わせられる請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載の音叉を電気で振動させる方法。
前記コイルにより生成された磁場の戻り経路を提供し、それによって前記枝の反発作用を増大させるよう、前記枝の先端部を超えた位置に、前記枝を引きつけるための、高透磁率材料を置いた請求項１６乃至２０のいずれか１項に記載の音叉を電気で振動させる方法。
前記一対の枝の一方を実質的にたわまない大きくて重い枝とし、前記一対の枝の他方をたわみを生じる小さくて軽い枝とした請求項１６乃至２１のいずれか１項に記載の音叉を電気で振動させる方法。
前記小さくて軽い枝のたわみをより大きくできるように、前記大きくて重い枝をその先端部に向かって先細に形成した請求項２２記載の音叉を電気で振動させる方法。
前記方法は、前記音叉の共振振動数で前記音叉を振動させるために、前記電流を変動させることを含む請求項１６乃至２３のいずれか１項に記載の音叉を電気で振動させる方法。
前記音叉の基部に取り付けられるか、又は、前記音叉を囲い込むように配置される、永久磁石を置くことによって、前記音叉を磁気的にバイアスがけすることを含む請求項１６乃至２４のいずれか１項に記載の音叉を電気で振動させる方法。
前記信号がセンサによって供給され、前記センサは圧電センサ、ファイバセンサシステム、ホール効果センサ又はシリーズ容量センサである請求項１６記載の音叉を電気で振動させる方法。
請求項１６乃至２６のいずれか１項に記載の方法を含む、内視鏡、顕微鏡又は内視顕微鏡の光ファイバを振動させる音叉を電気で振動させる方法。