JP6422872B2 - 光走査装置 - Google Patents
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Description
前記走査部は、
前記射出端部を介して第1の方向に対向配置され、前記射出端部を第1の方向に振動させる少なくとも一対の第1方向コイルと、
前記射出端部に該射出端部を貫通させて装着された永久磁石と、を備え、
前記永久磁石は、前記射出端部が貫通する貫通孔の軸方向に着磁されており、
前記走査部は、前記第1方向コイルに給電される電流により、前記永久磁石の内部に振動の節が位置するように前記射出端部を前記第1の方向に2次以上の高次共振モードの周波数近傍で駆動振動させ、
前記第1の方向においては、非振動状態時における前記永久磁石と前記第1方向コイルとの相対距離が、他の方向よりも小さい、
ものである。
このようにすることで、前記永久磁石の内部に振動の節が位置することにより、前記第1の方向においては、振動時における前記永久磁石の変位を小さくすることができる。そして、前記永久磁石と前記第1方向コイルとを、互いに近接した位置に配置することが可能となり、前記永久磁石に対して前記第1方向コイルが発生する磁場を効果的に作用させることができる。
このようにすることで、前記第1の方向においては、前記永久磁石を前記第1方向コイルに対して、より近接した位置に配置することができる。
また、前記第1の方向の共振周波数と、前記第1の方向と直交する方向の共振周波数とが近い場合、前記共振周波数近傍で前記第1の方向にのみ駆動振動させたとしても、前記直交方向にも振動が発生し、意図せず軌跡が楕円となってしまうことがある。しかし、前述のような構成とすることで、楕円軌跡とならずに、直線軌跡などの所望の軌跡を得ることが可能となる。
前記走査部は、前記第2方向コイルに給電される電流により、前記第1の方向における駆動周波数よりも低い駆動周波数で前記射出端部を前記第2の方向に振動させるとよい。
前記射出端部の非振動状態において、前記第2方向コイルが前記第1方向コイルよりも前記永久磁石に近づいて配置されるとよい。
このようにすることで、前記第1の方向においては前記永久磁石を前記第1方向コイルに向けて近付け、更に前記第2の方向においては前記第2方向コイルを前記永久磁石に近付けることで、前記永久磁石は非対称形状のまま、前記第1方向コイル及び前記第2方向コイルの磁場を効果的に前記永久磁石に掛けることができる。
前記走査部は、前記光ファイバから照射される光により前記物体をラスタ走査するとよい。
この場合、前記一対のコイルは、各コイルの巻き中心軸が前記永久磁石の着磁方向に対する端面近傍に位置するように配置されているので、前記コイルが発生する磁場の方向は、前記永久磁石の着磁方向に交差し、該着磁方向に交差する方向の磁場が、前記永久磁石の端面に存在する磁極に作用する。この磁力の方向は、前記光ファイバの振動を励起するために必要な前記永久磁石の振動方向と一致するので、効率的に前記光ファイバを振動させることができる。
このようにすることで、前記永久磁石に対して前記一対のコイルが発生する磁場を更に効果的に作用させることができる。
前記一対のコイルは、前記筒部材の側面に対向して設けられ、
前記筒部材は、前記一対のコイルが設けられている部分が、他の部分よりも開口が小さいと良い。
このようにすることで、前記コイルを簡便な構成で保持できるとともに、前記コイルを前記永久磁石に対して、より近接した位置に配置することができる。
このようにすることで、前記コイルに供給する電流を低減しつつより大きな磁場を発生させることができる。
図1は、第1実施の形態に係る光走査装置の概略構成を示すブロック図である。図1の光走査装置は、光走査型内視鏡装置10を構成するもので、光走査型内視鏡本体20と、光源部30と、検出部40と、駆動電流生成部50と、制御部60と、表示部61と、入力部62とを有している。光源部30と光走査型内視鏡本体20との間は、例えば1本のシングルモードファイバからなる照明用の光ファイバ11により光学的に接続される。検出部40と光走査型内視鏡本体20との間は、例えば複数本のマルチモードファイバからなる検出用の光ファイババンドル12により光学的に接続される。なお、光源部30、検出部40、駆動電流生成部50及び制御部60は、同一の筐体内に収納されていても良く、また、別々の筐体に収納されていても良い。
第2実施の形態に係る光走査装置は、第1実施の形態に係る光走査装置において、走査部70を構成する永久磁石73が、図10に示すようにX方向に傾けて射出端部11bに装着されている。かかる構成によると、永久磁石73の形状のみに非対称性を付ける場合よりも、被振動部のX方向及びY方向における共振周波数に大きな差を付けることができるので、第1実施の形態の効果に加えて、より容易に被振動部を、X方向には3次共振モードで、Y方向には1次共振モードで振動駆動することが可能となる。
第3実施の形態に係る光走査装置は、第1実施の形態又は第2実施の形態に係る光走査装置と走査部70の構成が異なる。すなわち、走査部70は、図11に示すように、永久磁石73の射出端面11c側とは反対側の磁極側で、Y方向に対向配置される電磁コイル72f,72hが、Y方向に対向配置される電磁コイル72e,72gよりも、射出端部11bの非振動状態において、永久磁石73に近づいて配置されて構成される。つまり、角型チューブ71は、電磁コイル72f,72hが配置される部分の開口が、電磁コイル72e,72gが配置される部分の開口よりも小さくなっている。かかる構成によると、第1実施の形態の効果に加えて、電磁コイル72f,72hと永久磁石73との距離を近くした分、両者間の電磁的作用を増強することができる。
第4実施の形態に係る光走査装置は、第3実施の形態の場合と同様に、第1実施の形態又は第2実施の形態に係る光走査装置と走査部70の構成が異なる。すなわち、走査部70は、図12に示すように、永久磁石73の射出端面11c側とは反対側の磁極側で、Y方向に対向配置される電磁コイル72f,72hに代えて、角型チューブ71にソレノイド電磁コイル74f,74hが配置されて構成される。ソレノイド電磁コイル74f,74hは、それぞれ芯棒75f、75hの外周にコイルが巻回されて構成される。芯棒75f、75hは、ステンレス等の常磁性体や、鉄、パーマロイ等の強磁性体で構成され、X方向に対向配置される電磁コイル72b,72dよりも、射出端部11bの非振動状態において、永久磁石73に近づいて配置されている。
上述した各実施の形態では、図7、図9、図10に示したように、永久磁石73を貫通孔73aの軸方向からみて非対称な形状とすることで、永久磁石73と第1方向コイルとの相対距離を、永久磁石73と第2方向コイルとの相対距離よりも小さくしている。本実施の形態では、第1実施の形態において、永久磁石73を、例えば図13(a)又は(b)に示すように、貫通孔73aの軸方向から見たときに、X方向及びY方向の長さが等しい対称な円柱状又は四角柱状とする。なお、永久磁石73は、図13(a)、(b)に示す構成に限らず、貫通孔73aの軸方向から見たときに、X方向及びY方向の長さが等しければ任意の形状とすることができる。
11 光ファイバ
11a 固定部
11b 射出端部
11c 射出端面
12 光ファイババンドル
20 光走査型内視鏡本体
30 光源部
40 検出部
50 駆動電流生成部
60 制御部
70 走査部
71 角型チューブ
72a〜72h 電磁コイル
73 永久磁石
73a 貫通孔
74a〜74d、74f,74h ソレノイド電磁コイル
75a〜75d、75f,75h 芯棒
100 被観察物
Claims (12)
- 光ファイバの射出端部を走査部により振動させながら、前記光ファイバの射出端面から射出される光を物体に照射して該物体を走査する光走査装置であって、
前記走査部は、
前記射出端部を介して第1の方向に対向配置され、前記射出端部を第1の方向に振動させる少なくとも一対の第1方向コイルと、
前記射出端部に該射出端部を貫通させて装着された永久磁石と、を備え、
前記永久磁石は、前記射出端部が貫通する貫通孔の軸方向に着磁されており、
前記走査部は、前記第1方向コイルに給電される電流により、前記永久磁石の内部に振動の節が位置するように前記射出端部を前記第1の方向に2次以上の高次共振モードの周波数近傍で駆動振動させ、
前記第1の方向においては、非振動状態時における前記永久磁石と前記第1方向コイルとの相対距離が、他の方向よりも小さい、
光走査装置。 - 前記永久磁石は、前記貫通孔の軸方向からみて非対称に構成されている、
請求項1に記載の光走査装置。 - 前記永久磁石は、前記貫通孔の軸方向と直交する断面において、前記貫通孔を通る前記第1の方向の長さが、前記貫通孔を通る前記第1の方向と直交する方向の長さよりも長い、
請求項2に記載の光走査装置。 - 前記永久磁石は、前記貫通孔の軸方向に対して傾いて装着されている、
請求項2又は3に記載の光走査装置。 - 前記射出端部を介して前記第1の方向と交差する方向に対向配置され、前記射出端部を前記第1の方向と交差する第2の方向に振動させる少なくとも一対の第2方向コイルを更に備え、
前記走査部は、前記第2方向コイルに給電される電流により、前記第1の方向における周波数よりも低い周波数で前記射出端部を前記第2の方向に駆動振動させる、
請求項1乃至4のいずれかに記載の光走査装置。 - 前記第1方向コイル及び第2方向コイルは、少なくとも前記永久磁石の前記射出端面側とは反対側の磁極側においてそれぞれ対向配置されており、
前記射出端部の非振動状態において、前記第2方向コイルが前記第1方向コイルよりも前記永久磁石に近づいて配置されている、
請求項5に記載の光走査装置。 - 前記第2の方向は、前記第1の方向と直交し、
前記走査部は、前記光ファイバから照射される光により前記物体をラスタ走査する、
請求項5又は6に記載の光走査装置。 - 前記一対のコイルは、各コイルの巻き中心軸が前記永久磁石の着磁方向の少なくとも一方の端面近傍において、前記永久磁石の着磁方向と交差するように設けられている、
請求項1乃至7のいずれかに記載の光走査装置。 - 前記一対のコイルは、各コイルの巻き中心軸が前記永久磁石の着磁方向に略直交するように設けられている、
請求項8に記載の光走査装置。 - 前記射出端部を収容する筒部材を備え、
前記一対のコイルは、前記筒部材の側面に対向して設けられ、
前記筒部材は、前記一対のコイルが設けられている部分が、他の部分よりも開口が小さい、
請求項8又は9に記載の光走査装置。 - 各前記コイルは、当該コイルの巻き中心軸に沿って挿入された強磁性体からなる芯棒を備える、
請求項1乃至10のいずれかに記載の光走査装置。 - 前記走査部は、内視鏡の挿入先端部に装着されている、
請求項1乃至11のいずれかに記載の光走査装置。
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