JP2014228627A - Optical scanning device, optical scanning type observation device and optical scanning type image display device - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

【課題】小型で簡単に高速な光路の切り替えを可能とする光走査デバイス、光走査型観察装置および光走査型表示装置を提供する。【解決手段】光操作デバイス１０は、光源部３０からの光を導光する照明用光ファイバ１１と、電気信号を印加することにより電磁力により照明用光ファイバ１１の出射端部を駆動する駆動部２１であって、電気信号の交流成分により前記出射端部を振動駆動し、電気信号の直流成分により前記出射端部の振動中心を変位させる駆動部２１と、光ファイバから出射した光を対象物に向けてそれぞれ照射する複数の光学系２５、２６とを備える。電気信号の直流成分により、出射端部の振動中心を変位させることにより、複数の光学系２５、２６うちの一つを選択する。【選択図】図１Provided are an optical scanning device, an optical scanning observation apparatus, and an optical scanning display apparatus that are small in size and capable of easily switching optical paths at high speed. An optical manipulation device includes an illumination optical fiber that guides light from a light source unit, and a drive that drives an emission end of the illumination optical fiber by electromagnetic force by applying an electrical signal. A drive unit 21 that vibrates and drives the emission end portion with an alternating current component of an electrical signal and displaces the vibration center of the emission end portion with a direct current component of the electrical signal; and a light emitted from an optical fiber And a plurality of optical systems 25 and 26 that respectively irradiate the object. One of the plurality of optical systems 25 and 26 is selected by displacing the vibration center of the emission end by the DC component of the electrical signal. [Selection] Figure 1

Description

Translated fromJapanese

本発明は、光走査デバイス、光走査型観察装置および光走査型画像表示装置に関するものである。  The present invention relates to an optical scanning device, an optical scanning observation apparatus, and an optical scanning image display apparatus.

光ファイバを振動駆動して、試料の画像観察や画像投影を行う光走査デバイスとして、医療用や工業用の内視鏡、レーザ走査顕微鏡、および、小型プロジェクタ等が知られている。これらの装置で、一つの装置で観察方向または投影方向を切り替えることや、観察距離または投影距離を変えることなど、様々な使用環境やニーズに対応することができると便利である。  2. Description of the Related Art Medical and industrial endoscopes, laser scanning microscopes, small projectors, and the like are known as optical scanning devices that drive an optical fiber to perform image observation and image projection of a sample. With these devices, it is convenient to be able to cope with various usage environments and needs such as switching the observation direction or projection direction with one device and changing the observation distance or projection distance.

例えば、医療用の内視鏡では、被験者の体腔内に挿入された際に、直視観察と側視観察等の異なる方向の視野による観察や、画像による観察とレーザ治療との切り替えを、同じ内視鏡を用いて内視鏡を挿入し直すことなくできることが好ましい。特に、心嚢内視鏡などでは、細径内視鏡を心臓の狭い側面に沿って這わせて観察をするため、通常の内視鏡のアングル機構を操作して側方を観察することは難しい。また、内視鏡を用いたレーザ治療を行うには、画像観察をするのみならず、治療用のレーザの照射（レーザアブレーション）ができることが必要となる。  For example, in a medical endoscope, when inserted into a body cavity of a subject, observation with a visual field in different directions such as direct observation and side observation and switching between observation with an image and laser treatment are the same. It is preferable that the endoscope can be used without reinserting the endoscope. In particular, in a pericardial endoscope, etc., it is difficult to observe the side by operating the angle mechanism of a normal endoscope because the small-diameter endoscope is held along the narrow side of the heart. . In addition, in order to perform laser treatment using an endoscope, it is necessary not only to observe an image but also to be able to irradiate treatment laser (laser ablation).

このため、内視鏡先端部に、直視用対物レンズと側視用対物レンズとを別々に配置し、光ファイバからの照明光を、駆動可能なミラーを用いて、直視用対物レンズに向けた光路と側視用対物レンズに向けた光路との間で光路を切り替えることが可能な光走査型内視鏡（例えば、特許文献１参照）が知られている。また、光ファイバの先端に複数の観察用光路を設けるとともに、光ファイバの振動中心を変位させる機械的な機構を設けて、光路の切り替えを行う走査型内視鏡（例えば、特許文献２参照）も知られている。  For this reason, a direct-view objective lens and a side-view objective lens are separately arranged at the distal end portion of the endoscope, and the illumination light from the optical fiber is directed to the direct-view objective lens using a drivable mirror. 2. Description of the Related Art An optical scanning endoscope that can switch an optical path between an optical path and an optical path toward a side-viewing objective lens (see, for example, Patent Document 1) is known. In addition, a scanning endoscope that switches a light path by providing a plurality of optical paths for observation at the tip of the optical fiber and providing a mechanical mechanism that displaces the vibration center of the optical fiber (see, for example, Patent Document 2). Is also known.

特開平１１−１３７５１２号公報JP-A-11-137512特開２０１１−１０４２３９号公報JP 2011-104239 A

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、ミラーの位置の切替機構や固体撮像素子を実装するために、内視鏡の直径が大きくなると共に光路の切替え時間が長くなるという問題点がある。また、上記特許文献２に記載の装置では、内視鏡の先端部に設けられる機械的な機構が大型となるため、内視鏡のスコープレイアウトに制約が生じると共に光路の切替え自体が難しいという問題点がある。  However, the apparatus described inPatent Document 1 has a problem in that since the mirror position switching mechanism and the solid-state imaging device are mounted, the diameter of the endoscope is increased and the optical path switching time is increased. Further, in the apparatus described in Patent Document 2, since the mechanical mechanism provided at the distal end portion of the endoscope is large, the scope layout of the endoscope is restricted and the switching of the optical path itself is difficult. There is a point.

したがって、これらの点に着目してなされた本発明の目的は、小型で簡単に高速な光路の切り替えを可能とする光走査デバイス、光走査型観察装置および光走査型画像表示装置を提供することにある。  Accordingly, an object of the present invention which has been made paying attention to these points is to provide an optical scanning device, an optical scanning observation apparatus, and an optical scanning image display apparatus which are small and can easily switch optical paths at high speed. It is in.

上記目的を達成する光走査デバイスの発明は、
光源からの光を導光する光ファイバと、
電気信号を印加することにより電磁力により前記光ファイバの出射端部を駆動する駆動部であって、前記電気信号の交流成分により前記出射端部を振動駆動し、前記電気信号の直流成分により前記出射端部の振動中心を変位させる駆動部と、
前記光ファイバから出射した光を対象物に向けて照射するための複数の光学系とを備え、
前記駆動部が前記出射端部の前記振動中心を変位させることにより、前記複数の光学系の一つを選択することを特徴とするものである。An invention of an optical scanning device that achieves the above object is as follows:
An optical fiber for guiding the light from the light source;
A drive unit that drives the output end of the optical fiber by electromagnetic force by applying an electric signal, wherein the output end is vibrated by an alternating current component of the electrical signal, and the direct current component of the electrical signal A drive unit for displacing the vibration center of the emission end,
A plurality of optical systems for irradiating light emitted from the optical fiber toward an object;
The drive unit selects one of the plurality of optical systems by displacing the vibration center of the emission end.

好適には、前記光源を複数の異なる光源から選択可能とすることができる。さらに、前記複数の異なる光源は、カラー画像の構成に必要な赤色、緑色、青色の光源と、レーザ治療用の光源とを含んでも良い。  Preferably, the light source can be selected from a plurality of different light sources. Further, the plurality of different light sources may include red, green, and blue light sources necessary for constructing a color image, and a laser treatment light source.

また、前記複数の光学系は、前記対象物に向けて照射する光の照射方向がそれぞれ異なる少なくとも２つの光学系を含むように構成しても良い。  The plurality of optical systems may include at least two optical systems having different irradiation directions of light irradiated toward the object.

前記光ファイバの前記出射端部は、前記電気信号を印加しない場合は、前記複数の光学系の何れか１つの光軸上に配置されるか、あるいは、前記光ファイバの出射端部は、前記電気信号を印加しない場合は、前記複数の光学系の各光軸の重心位置に配置される。  When the electrical signal is not applied, the exit end of the optical fiber is disposed on any one optical axis of the plurality of optical systems, or the exit end of the optical fiber is When no electrical signal is applied, the optical signals are arranged at the center of gravity of each optical axis of the plurality of optical systems.

また、前記複数の光学系の少なくとも２つは、前記光ファイバからの光を、同一の方向であって、異なる位置に集光させるように構成しても良い。  Further, at least two of the plurality of optical systems may be configured to condense light from the optical fiber at different positions in the same direction.

さらに、前記複数の光学系の少なくとも一つは、対象物に対して前記光ファイバから出射した光を照射し、該光の照射により前記対象物から得られる光を検出する検出部をさらに備えても良い。その場合、好適には、前記検出部は、前記対象物から得られた光を受光素子へ導光する検出用光ファイバを含んで構成されるか、または、前記検出部は、前記の光学系の近傍に設けられた、受光素子を含んで構成される。  Further, at least one of the plurality of optical systems further includes a detection unit that irradiates the object with light emitted from the optical fiber and detects light obtained from the object by the irradiation of the light. Also good. In that case, preferably, the detection unit includes a detection optical fiber that guides light obtained from the object to a light receiving element, or the detection unit includes the optical system. It is comprised including the light receiving element provided in the vicinity.

上記目的を達成する光走査型観察装置の発明は、
光源からの光を対象物上に走査して該対象物の画像を取得する光走査型観察装置において、
前記光源からの光を前記光走査型観察装置の先端部に導光する光ファイバと、
電気信号を印加することにより電磁力により前記光ファイバの出射端部を駆動する駆動部であって、前記電気信号の交流成分により前記出射端部を振動駆動し、前記電気信号の直流成分により前記出射端部の振動中心を変位させる駆動部と、
前記光ファイバから出射した光を前記対象物に向けて照射するための複数の光学系と
前記光の照射により前記対象物から得られる光を、前記先端部で受光して検出する検出部とを備え、
前記駆動部が前記出射端部の前記振動中心を変位させることにより、前記複数の光学系の一つを選択することを特徴とするものである。The invention of an optical scanning observation apparatus that achieves the above object is as follows.
In an optical scanning observation apparatus that scans light from a light source onto an object to acquire an image of the object,
An optical fiber for guiding the light from the light source to the tip of the optical scanning observation device;
A drive unit that drives the output end of the optical fiber by electromagnetic force by applying an electric signal, wherein the output end is vibrated by an alternating current component of the electrical signal, and the direct current component of the electrical signal A drive unit for displacing the vibration center of the emission end,
A plurality of optical systems for irradiating the light emitted from the optical fiber toward the object; and a detection unit that receives and detects light obtained from the object by the light irradiation at the tip. Prepared,
The drive unit selects one of the plurality of optical systems by displacing the vibration center of the emission end.

上記目的を達成する光走査型画像表示装置の発明は、
光源と、
前記光源からの光を導光する光ファイバと、
電気信号を印加することにより電磁力により前記光ファイバの出射端部を駆動する駆動部であって、前記電気信号の交流成分により前記出射端部を振動駆動し、前記電気信号の直流成分により前記出射端部の振動中心を変位させる駆動部と、
前記光ファイバから出射した光を対象物に向けて照射するための複数の光学系と、
前記駆動部が前記出射端部の前記振動中心を変位させることにより、前記複数の光学系の一つを選択するとともに、前記光源は表示すべき画像に基づき前記光ファイバの振動位置に応じた光を出力することにより、前記対象物に画像を表示することを特徴とするものである。The invention of an optical scanning image display device that achieves the above object
A light source;
An optical fiber for guiding the light from the light source;
A drive unit that drives the output end of the optical fiber by electromagnetic force by applying an electric signal, wherein the output end is vibrated by an alternating current component of the electrical signal, and the direct current component of the electrical signal A drive unit for displacing the vibration center of the emission end,
A plurality of optical systems for irradiating the light emitted from the optical fiber toward the object;
The drive unit displaces the vibration center of the emission end to select one of the plurality of optical systems, and the light source responds to the vibration position of the optical fiber based on the image to be displayed. Is output, and an image is displayed on the object.

本発明によれば、電気信号を印加することにより電磁力により光ファイバの出射端部を駆動する駆動部であって、電気信号の交流成分により出射端部を振動駆動し、電気信号の直流成分により出射端部の振動中心を変位させる駆動部を設け、出射端部の振動中心を変位させることにより、複数の光学系の一つを選択するようにしたので、小型で且つ簡単に高速な光路の切り替えを行うことができる。  According to the present invention, a drive unit that drives an emission end portion of an optical fiber by electromagnetic force by applying an electric signal, wherein the emission end portion is driven to vibrate by an AC component of the electric signal, and a DC component of the electric signal is obtained. By providing a drive unit that displaces the vibration center of the emission end, and by displacing the vibration center of the emission end, one of a plurality of optical systems is selected. Can be switched.

第１実施の形態に係る光走査デバイスの一例である光走査型内視鏡装置の概略構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically schematic structure of the optical scanning endoscope apparatus which is an example of the optical scanning device which concerns on 1st Embodiment.図１の光走査型内視鏡本体を概略的に示す概観図である。FIG. 2 is an overview diagram schematically showing the optical scanning endoscope main body of FIG. 1.図２の光走査型内視鏡本体の先端部の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a distal end portion of the optical scanning endoscope main body of FIG. 2.図３の光走査型内視鏡本体の先端部のＡ−Ａ’断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of the distal end portion of the optical scanning endoscope body of FIG. 3.図３の駆動部の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the drive part of FIG.図３の光走査型内視鏡本体の先端部をｚ軸方向からみた図である。FIG. 4 is a view of the distal end portion of the optical scanning endoscope main body of FIG. 3 as viewed from the z-axis direction.図１の光走査型内視鏡装置の光源部の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the light source part of the optical scanning type endoscope apparatus of FIG.図１の光走査型内視鏡装置の検出部の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the detection part of the optical scanning endoscope apparatus of FIG.光ファイバの先端部をｙ軸方向に駆動する駆動信号の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the drive signal which drives the front-end | tip part of an optical fiber to a y-axis direction.第２実施の形態に係る光走査型内視鏡の先端部を示す図である。It is a figure which shows the front-end | tip part of the optical scanning endoscope which concerns on 2nd Embodiment.第３実施の形態に係る光走査型内視鏡の先端部を説明する図である。It is a figure explaining the front-end | tip part of the optical scanning endoscope which concerns on 3rd Embodiment.第３実施の形態に係る光走査型内視鏡の変形例の先端部を説明する図である。It is a figure explaining the front-end | tip part of the modification of the optical scanning endoscope which concerns on 3rd Embodiment.第４実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の先端部のｘｙ平面による断面図である。It is sectional drawing by xy plane of the front-end | tip part of the optical scanning endoscope apparatus which concerns on 4th Embodiment.図１３の光走査型内視鏡装置の先端部のＢ−Ｂ’断面図である。FIG. 14 is a B-B ′ sectional view of a distal end portion of the optical scanning endoscope apparatus of FIG. 13.図１３の光走査型内視鏡装置の先端部の側面図である。It is a side view of the front-end | tip part of the optical scanning type endoscope apparatus of FIG.第５実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の先端部の側面図である。It is a side view of the front-end | tip part of the optical scanning type endoscope apparatus which concerns on 5th Embodiment.第６実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の先端部の断面図である。It is sectional drawing of the front-end | tip part of the optical scanning endoscope apparatus which concerns on 6th Embodiment.第７実施の形態に係る光走査型画像表示装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the optical scanning type image display apparatus concerning 7th Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。  Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る光走査デバイスの一例である光走査型内視鏡装置の概略構成を模式的に示す図である。光走査型内視鏡装置１０は、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とを含んで構成される。光源部３０と光走査型内視鏡本体２０との間はシングルモードファイバである照明用光ファイバ１１により光学的に接続され、検出部４０と光走査型内視鏡本体２０との間はマルチモードファイバにより構成される複数の検出用光ファイバ１２により光学的に接続されている。また、駆動電流制御部５０と光走査型顕微鏡本体２０との間、並びに、制御部６０と光源部３０、検出部４０、駆動電流生成部５０、表示部６１及び入力部のそれぞれとの間は、配線ケーブルにより接続されている。(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of an optical scanning endoscope apparatus which is an example of an optical scanning device according to the first embodiment of the present invention. The opticalscanning endoscope apparatus 10 includes an opticalscanning endoscope body 20, alight source unit 30, adetection unit 40, a drivecurrent generation unit 50, acontrol unit 60, adisplay unit 61, and aninput unit 62. It is comprised including. Thelight source unit 30 and the optical scanning endoscopemain body 20 are optically connected by the illuminationoptical fiber 11 that is a single mode fiber, and thedetection unit 40 and the optical scanning endoscopemain body 20 are multi-connected. They are optically connected by a plurality of optical fibers fordetection 12 constituted by mode fibers. Further, between the drivecurrent control unit 50 and the optical scanning microscopemain body 20, and between thecontrol unit 60 and thelight source unit 30, thedetection unit 40, the drivecurrent generation unit 50, thedisplay unit 61, and the input unit. Are connected by wiring cables.

照明用光ファイバ１１、検出用光ファイバ１２および駆動電流生成部５０と光走査型内視鏡本体２０とを接続する配線ケーブル１３は、光走査型内視鏡本体２０内を先端部２４まで導かれる。照明用光ファイバ１１は、光走査型内視鏡本体２０の先端部２４内に照明光の出射端部（照明用光ファイバ１１の光源からの光を出射させる先端部）が揺動可能に保持される。また、配線ケーブル１３は、先端部２４内の駆動部２１に接続され、照明用光ファイバ１１の先端を振動駆動させることができる。さらに、先端部２４内には照明用光ファイバ１１から射出された光を外部に向けて照射するための2つの光学系、すなわち、直視光学系２５および側視光学系２６を備える。照明用光ファイバ１１は、直視光学系２５または側視光学系２６を介して、観察対象物１００に照明用のレーザ光を照射することができる。直視光学系２５および側視光学系２６から使用する光学系を選択する方法については後述する。検出用光ファイバ１２は、入射端部を先端部２４の表面上に観察対象物１００からの光を入射させるように配列される。  Thewiring cable 13 that connects the illuminationoptical fiber 11, the detectionoptical fiber 12, the drivecurrent generation unit 50, and the opticalscanning endoscope body 20 is guided through the opticalscanning endoscope body 20 to thedistal end portion 24. It is burned. The illuminationoptical fiber 11 is held in thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscopemain body 20 so that the illumination light emission end portion (the distal end portion that emits light from the light source of the illumination optical fiber 11) can swing. Is done. In addition, thewiring cable 13 is connected to thedrive unit 21 in thedistal end portion 24, and can vibrate the distal end of the illuminationoptical fiber 11. Further, thedistal end portion 24 includes two optical systems for irradiating the light emitted from the illuminationoptical fiber 11 to the outside, that is, the direct-viewoptical system 25 and the side-viewoptical system 26. The illuminationoptical fiber 11 can irradiate theobservation object 100 with illumination laser light via the direct-viewoptical system 25 or the side-viewoptical system 26. A method for selecting an optical system to be used from the direct-viewoptical system 25 and the side-viewoptical system 26 will be described later. The detectionoptical fiber 12 is arranged so that light from theobservation object 100 is incident on the surface of thedistal end portion 24 at the incident end.

図２は、光走査型内視鏡本体２０を概略的に示す概観図である。光走査型内視鏡本体２０は、操作部２２および操作部２２の一端から延びる挿入部２３を備える。操作部２２には、光源部３０からの照明用光ファイバ１１、検出部４０からの検出用光ファイバ１２、および、駆動電流生成部５０からの配線ケーブル１３が、それぞれ接続されている。これら照明用光ファイバ１１、検出用光ファイバ１２および配線ケーブル１３は、操作部２２を通り、挿入部２３内部を通じて挿入部２３の先端の先端部２４（図２における破線部内の部分）まで導かれている。  FIG. 2 is a schematic view schematically showing the opticalscanning endoscope body 20. The opticalscanning endoscope body 20 includes anoperation unit 22 and aninsertion unit 23 extending from one end of theoperation unit 22. Theoperation unit 22 is connected to the illuminationoptical fiber 11 from thelight source unit 30, the detectionoptical fiber 12 from thedetection unit 40, and thewiring cable 13 from the drivecurrent generation unit 50. The illuminationoptical fiber 11, the detectionoptical fiber 12, and thedistribution cable 13 are guided to the distal end portion 24 (the portion in the broken line portion in FIG. 2) through theoperation portion 22 and through theinsertion portion 23. ing.

図３は、図２の光走査型内視鏡本体２０の先端部２４の断面図である。挿入部２３を通ってきた照明用光ファイバ１１は、照明用光ファイバ支持部２７により支持され、先端部２４の空洞内で揺動可能に保持される。照明用光ファイバ１１の揺動部可能な先端部分の一部には、照明用光ファイバ１１の長手方向に着磁された永久磁石７１が取り付けられている。永久磁石７１は、円柱状の磁石の軸に沿って照明用光ファイバ１１を貫通させるための貫通孔を設けたものである。また、永久磁石７１の一方の極と対向する先端部２４の内側面には、偏向磁場発生用の４つのシート状の電磁コイル７２が配置されている。  3 is a cross-sectional view of thedistal end portion 24 of the opticalscanning endoscope body 20 of FIG. The illuminationoptical fiber 11 that has passed through theinsertion portion 23 is supported by the illumination opticalfiber support portion 27, and is held swingably in the cavity of thedistal end portion 24. Apermanent magnet 71 magnetized in the longitudinal direction of the illuminationoptical fiber 11 is attached to a part of the tip of the illuminationoptical fiber 11 that can swing. Thepermanent magnet 71 is provided with a through hole for allowing the illuminationoptical fiber 11 to pass through along the axis of the cylindrical magnet. In addition, four sheet-likeelectromagnetic coils 72 for generating a deflection magnetic field are arranged on the inner side surface of thetip portion 24 facing one pole of thepermanent magnet 71.

図４は、図３の光走査型内視鏡本体２０の先端部２４のＡ−Ａ’断面図である。シート状の電磁コイル７２ａおよび７２ｃは、光走査型内視鏡本体２０を通る照明用光ファイバ１１の光軸方向をｚ軸方向としたとき、ｚ軸方向に直交するｙ軸方向にそれぞれ対向して配置される。また、電磁コイル７２ｂおよび７２ｄは、ｙ軸およびｚ軸方向に直交するｘ軸方向にそれぞれ対向して配置される。なお、電磁コイル７２ａ〜７２ｄは、配線ケーブル１３（図３，４において図示せず）に接続されている。また、図１の駆動部２１は、永久磁石７１と電磁コイル７２ａ〜７２ｄとを含んで構成される。  FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscopemain body 20 of FIG. 3. The sheet-likeelectromagnetic coils 72a and 72c oppose each other in the y-axis direction orthogonal to the z-axis direction when the optical axis direction of the illuminationoptical fiber 11 passing through the opticalscanning endoscope body 20 is the z-axis direction. Arranged. Further, theelectromagnetic coils 72b and 72d are arranged to face each other in the x-axis direction orthogonal to the y-axis and z-axis directions. Theelectromagnetic coils 72a to 72d are connected to the wiring cable 13 (not shown in FIGS. 3 and 4). Moreover, thedrive part 21 of FIG. 1 is comprised including thepermanent magnet 71 and theelectromagnetic coils 72a-72d.

なお、永久磁石７１と電磁コイル７２ａ〜７２ｄは、図５に示すように角型チューブ７３のような部材を用いて配置しても良い。図５は、駆動部２１の変形例を示す斜視図である。ここで、照明用光ファイバ支持部２７には、角型チューブ７３の一端部が取り付けられる。角型チューブ７３の内側には、永久磁石７１が取り付けられた照明用光ファイバ１１が揺動部可能に配置される。また、永久磁石７１の一方の極と対向する部分の角型チューブ７３の各側面には、電磁コイル７２ａ〜７２ｄが設けられている。  In addition, you may arrange | position thepermanent magnet 71 and theelectromagnetic coils 72a-72d using members, such as thesquare tube 73, as shown in FIG. FIG. 5 is a perspective view showing a modification of thedrive unit 21. Here, one end of thesquare tube 73 is attached to the illuminationoptical fiber support 27. Inside therectangular tube 73, the illuminationoptical fiber 11 to which thepermanent magnet 71 is attached is disposed so as to be swingable. In addition,electromagnetic coils 72 a to 72 d are provided on each side surface of therectangular tube 73 at a portion facing one pole of thepermanent magnet 71.

また、図３に示すように、照明用光ファイバ１１の出射端部の前方（すなわち、光走査型内視鏡本体２０の先端部２４のさらに先端部分）には、直視光学系２５と側視光学系２６とが、内壁部２８に隔てられてｙ軸方向に並んで設けられている。直視光学系２５は、直列した複数のレンズにより構成されており、照明用光ファイバ１１から射出されこの直視光学系２５に入射する照明光を対物レンズ７５からｚ軸方向に射出する。一方、側視光学系２６は、複数のレンズとｚ軸方向の光をｙ軸方向に反射させるミラー２９とを含んで構成され、照明用光ファイバ１１から射出されこの側視光学系２６に入射する照明光を対物レンズ７６からｙ軸方向に射出する。  Further, as shown in FIG. 3, the direct-viewoptical system 25 and the side view are disposed in front of the emission end portion of the illumination optical fiber 11 (that is, the distal end portion of thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscope body 20). Anoptical system 26 is provided side by side in the y-axis direction, separated from theinner wall portion 28. The direct-viewoptical system 25 is composed of a plurality of lenses in series, and emits illumination light emitted from the illuminationoptical fiber 11 and incident on the direct-viewoptical system 25 from theobjective lens 75 in the z-axis direction. On the other hand, the side-viewingoptical system 26 includes a plurality of lenses and amirror 29 that reflects light in the z-axis direction in the y-axis direction. The side-viewingoptical system 26 is emitted from the illuminationoptical fiber 11 and enters the side-viewingoptical system 26. The illumination light to be emitted is emitted from theobjective lens 76 in the y-axis direction.

図６は、先端部２４をｚ軸方向から見た図を示す。直視光学系２５の対物レンズ７５および側視光学系２６の対物レンズ７６の外周に沿って、複数の検出用光ファイバ１２の入射端部が配置される。複数の検出用光ファイバ１２は、図３，図４に示すように、光走査型内視鏡２０の先端部２４の外周部を通り、光走査型内視鏡本体２０内で束ねられて検出部４０へ接続される。  FIG. 6 shows thetip 24 viewed from the z-axis direction. The incident end portions of the plurality of optical fibers fordetection 12 are arranged along the outer periphery of theobjective lens 75 of the direct-viewoptical system 25 and theobjective lens 76 of the side-viewoptical system 26. As shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of detectionoptical fibers 12 pass through the outer periphery of thedistal end portion 24 of theoptical scanning endoscope 20 and are bundled and detected in the opticalscanning endoscope body 20. Connected to theunit 40.

図７は、図１の光走査型内視鏡装置１０の光源部３０の概略構成を示す図である。光源部３０は、それぞれ、赤、緑および青の三原色のＣＷ（連続発振）レーザ光を射出する赤色光源３１、緑色光源３２、青色光源３３と、レーザ治療を行うための治療用光源３４と、各光源からの光を合波する合波部３５と、合波部で合波された光を照明用光ファイバ１１に導光するための本体接続部３６とを備える。赤色光源３１、緑色光源３２および青色光源３３としては、例えば、それぞれの波長が６４０ｎｍ、５３２ｎｍおよび４４５ｎｍの半導体レーザを使用することができる。また、治療用光源３４は、上記と異なる波長の光を射出する光源であり、例えば紫外線（〜４０５ｎｍ）レーザである。また、合波部３５は、ダイクロイックミラーやファイバコンバイナ等を含んで構成される。さらに、本体接続部３６は、ファイバコネクタ（ＦＣ）またはファイバカップリングレンズ等を用いて構成される。なお、赤色光源３１、緑色光源３２、青色光源３３および治療用光源３４は、配線ケーブルにより制御部６０と接続されている。  FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of thelight source unit 30 of the opticalscanning endoscope apparatus 10 of FIG. Thelight source unit 30 includes ared light source 31, agreen light source 32, a bluelight source 33 that emits CW (continuous oscillation) laser light of three primary colors of red, green, and blue, and atreatment light source 34 for performing laser treatment, A multiplexingunit 35 that combines the light from each light source, and a mainbody connection unit 36 that guides the light combined by the multiplexing unit to the illuminationoptical fiber 11 are provided. As thered light source 31, thegreen light source 32, and the bluelight source 33, for example, semiconductor lasers having respective wavelengths of 640 nm, 532 nm, and 445 nm can be used. The therapeuticlight source 34 is a light source that emits light having a wavelength different from the above, and is, for example, an ultraviolet (up to 405 nm) laser. The multiplexingunit 35 includes a dichroic mirror, a fiber combiner, and the like. Further, the mainbody connecting portion 36 is configured using a fiber connector (FC), a fiber coupling lens, or the like. In addition, thered light source 31, thegreen light source 32, the bluelight source 33, and thetreatment light source 34 are connected to thecontrol unit 60 by a wiring cable.

図８は、図１の光走査型内視鏡装置１０の検出部４０の概略構成を示す図である。検出部４０は、それぞれ、赤、緑および青の波長の光を検出する赤色受光器４１、緑色受光器４２、青色受光器４３と、被検出光を各色の光に分波するための分波部４５と、検出用光ファイバ１２からの被検出光を検出部４０内に導光する本体接続部４６とを備える。赤色受光器４１、緑色受光器４２及び青色受光器４３としては、例えば、各色の波長に対応したフィルタを備えたフォトダイオードを用いることができる。また、分波部４５は、ダイクロイックミラーや回折格子等を用いて構成することができる。また、本体接続部４６は、ファイバコネクタ（ＦＣコネクタ）やファイバカップリングレンズを用いて構成することができる。なお、赤色受光器４１、緑色受光器４２および青色受光器４３の出力は、制御部６０と配線ケーブルで接続されている。  FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of thedetection unit 40 of the opticalscanning endoscope apparatus 10 of FIG. Thedetection unit 40 includes ared light receiver 41, agreen light receiver 42, and ablue light receiver 43 that detect light of red, green, and blue wavelengths, and demultiplexing for demultiplexing the detected light into light of each color.Unit 45 and a mainbody connection unit 46 that guides light to be detected from the detectionoptical fiber 12 into thedetection unit 40. As thered light receiver 41, thegreen light receiver 42, and theblue light receiver 43, for example, a photodiode provided with a filter corresponding to the wavelength of each color can be used. Thedemultiplexing unit 45 can be configured using a dichroic mirror, a diffraction grating, or the like. The mainbody connecting portion 46 can be configured using a fiber connector (FC connector) or a fiber coupling lens. Note that the outputs of thered light receiver 41, thegreen light receiver 42, and theblue light receiver 43 are connected to thecontrol unit 60 through a wiring cable.

さらに、図１の制御部６０は、光源部３０、検出部４０および駆動電流生成部５０を同期制御するとともに、検出部４０により出力された電気信号を処理して、画像を合成し表示部６１に表示する。また、入力部６２から、光走査型内視鏡装置１０に、走査速度や表示画像の明るさ等、種々の設定を行うことができる。  Further, thecontrol unit 60 in FIG. 1 controls thelight source unit 30, thedetection unit 40, and the drivecurrent generation unit 50 synchronously, processes the electrical signal output by thedetection unit 40, synthesizes an image, and displays thedisplay unit 61. To display. Further, various settings such as the scanning speed and the brightness of the display image can be performed on the opticalscanning endoscope apparatus 10 from theinput unit 62.

以上のような構成により、制御部６０の制御のもとで、光源部３０では赤色光源３１、緑色光源３２、青色光源３３および治療用光源３４の何れか一つ以上を、合波部３５を経由して、照明用光ファイバ１１を介して、光走査型内視鏡本体２０の先端部２４まで導光し、照明用光ファイバ１１の先端から出射させることができる。また、駆動電流生成部５０により配線ケーブル１３を介して駆動部２１を構成する電磁コイル７２ａ〜７２ｄに電流を印加し、これによって生じる磁場により永久磁石７１に磁力が作用する。例えば、永久磁石７１のＮ極がｙ軸方向に対向して配置された電磁コイル７２ａ、７２ｃの間に挟まれ、電磁コイル７２ａおよび７２ｃに直流電流を印加してｙ軸方向の磁界を生じさせた場合、永久磁石７１にはｙ軸方向の力が作用する。これにより、照明用光ファイバ１１の出射端部は、永久磁石７１が受ける磁力と照明用光ファイバ１１の復元力とが均衡する位置まで瞬時に変位する。  With the configuration as described above, under the control of thecontrol unit 60, thelight source unit 30 includes at least one of thered light source 31, thegreen light source 32, the bluelight source 33, and thetreatment light source 34, and the combiningunit 35. Then, the light can be guided to thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscopemain body 20 via the illuminationoptical fiber 11 and emitted from the distal end of the illuminationoptical fiber 11. In addition, a current is applied to theelectromagnetic coils 72 a to 72 d constituting thedrive unit 21 via thewiring cable 13 by the drivecurrent generation unit 50, and a magnetic force acts on thepermanent magnet 71 by the magnetic field generated thereby. For example, the N pole of thepermanent magnet 71 is sandwiched betweenelectromagnetic coils 72a and 72c arranged facing each other in the y-axis direction, and a direct current is applied to theelectromagnetic coils 72a and 72c to generate a magnetic field in the y-axis direction. In this case, a force in the y-axis direction acts on thepermanent magnet 71. Thereby, the exit end of the illuminationoptical fiber 11 is instantaneously displaced to a position where the magnetic force received by thepermanent magnet 71 and the restoring force of the illuminationoptical fiber 11 are balanced.

一方、同様に、制御部６０の制御のもとで駆動電流生成部５０から配線ケーブル１３を介して、ｙ軸方向に対向する電磁コイル７２ａ、７２ｃおよびｘ軸方向に対向する電磁コイル７２ｂ、７２ｄに、それぞれ、振動電流を印加することによって、光ファイバの先端部を２次元的に振動駆動させることができる。振動電流の印加の態様により、照明用光ファイバ１１の出射端部を、螺旋走査、ラスター走査またはリサジュー走査などの種々の走査方法で走査させることができる。とくに、ｘ軸方向およびｙ軸方向の双方または何れか一方を共振周波数の近傍で走査させることにより、効率の良い走査が可能である。  On the other hand, similarly, under the control of thecontrol unit 60, theelectromagnetic coils 72 a and 72 c facing in the y-axis direction and theelectromagnetic coils 72 b and 72 d facing in the x-axis direction from the drivecurrent generation unit 50 through thewiring cable 13. In addition, by applying an oscillating current, the tip of the optical fiber can be driven to vibrate two-dimensionally. Depending on the mode of application of the oscillating current, the exit end of the illuminationoptical fiber 11 can be scanned by various scanning methods such as spiral scanning, raster scanning, or Lissajous scanning. In particular, efficient scanning is possible by scanning both or any one of the x-axis direction and the y-axis direction in the vicinity of the resonance frequency.

光走査型内視鏡本体２０の先端部２４には、直視光学系２５と側視光学系２６が設けられているので、制御部６０は照明用光ファイバ１１を走査させるために、電磁コイル７２ａ〜７２ｄに走査のための交流電流を印加するとともに、電磁コイル７２ａおよび７２ｃについては光学系を選択するために直流成分を与える。すなわち、図９に示すように、振動電流に直流のオフセット成分を与えることにより、直流電流の印加とほぼ同時に照明用光ファイバ１１の出射端部の振動中心が直視光学系２５または側視光学系２６のいずれかの光学系の中心位置に変位する。例えば、図３において照明用光ファイバ１１の出射端部の振動中心を、直視光学系２５側に変位させた場合、照明用光ファイバ１１を出射した照明光は、直視光学系２５をそのまま直進して、光走査型内視鏡本体２０の先端部２４から前方に向けて射出され、前方にある観察対象物１００を走査する。一方、照明用光ファイバ１１の出射端部の振動中心を側視光学系２６側に変位させた場合は、照明用光ファイバ１１を出射した照明光は、側視光学系２６内でミラー２９によって側方に向けて偏向され、側方にある観察対象物１００を走査する。  Since the direct-viewoptical system 25 and the side-viewoptical system 26 are provided at thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscopemain body 20, thecontrol unit 60 causes theelectromagnetic coil 72a to scan the illuminationoptical fiber 11. An alternating current for scanning is applied to .about.72d, and a direct current component is applied to theelectromagnetic coils 72a and 72c in order to select an optical system. That is, as shown in FIG. 9, by giving a direct current offset component to the oscillating current, the vibration center at the exit end of the illuminationoptical fiber 11 is almost directly applied to the direct currentoptical system 25 or the side viewing optical system. 26 is displaced to the center position of any one of the optical systems. For example, in FIG. 3, when the vibration center of the exit end of the illuminationoptical fiber 11 is displaced toward the direct-viewoptical system 25, the illumination light emitted from the illuminationoptical fiber 11 travels straight through the direct-viewoptical system 25 as it is. Thus, it is emitted forward from thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscopemain body 20, and scans theobservation object 100 in front. On the other hand, when the vibration center at the exit end of the illuminationoptical fiber 11 is displaced toward the side viewingoptical system 26, the illumination light emitted from the illuminationoptical fiber 11 is reflected by themirror 29 in the side viewingoptical system 26. Theobservation object 100 that is deflected toward the side and is located on the side is scanned.

観察対象物１００上への照明光の照射により得られる、反射光、散乱光または観察対象物１００から発生する蛍光等の光（検出光）の一部は、検出用光ファイバ１２に入射する。この検出光は、検出用光ファイバ１２により検出部４０に導かれ、検出部４０内で、分波部４５によって分波され波長成分ごとに、赤色受光器４１、緑色受光器４２および青色受光器４３により検出される。  Part of light (detection light) such as reflected light, scattered light, or fluorescence generated from theobservation object 100 obtained by irradiation of the illumination light onto theobservation object 100 is incident on the detectionoptical fiber 12. This detection light is guided to thedetection unit 40 by the detectionoptical fiber 12, and is demultiplexed by thedemultiplexing unit 45 in thedetection unit 40, and for each wavelength component, thered light receiver 41, thegreen light receiver 42, and the blue light receiver. 43.

制御部６０は、駆動電流生成部５０により印加する電流の波形、強度および位相等から走査経路上の走査位置の情報を算出するとともに、検出部４０から出力された電気信号から、当該走査位置における観察対象物１００の画素データを得る。制御部６０は、走査位置と画素データの情報を順次記憶部（図示せず）に記憶し、走査終了後または走査中に補間処理等の必要な処理を行って観察対象物１００の画像を生成し、表示部６１に表示し、または、記憶部に記憶する。  Thecontrol unit 60 calculates information on the scanning position on the scanning path from the waveform, intensity, phase, and the like of the current applied by the drivecurrent generation unit 50, and from the electrical signal output from thedetection unit 40, Pixel data of theobservation object 100 is obtained. Thecontrol unit 60 sequentially stores information on the scanning position and pixel data in a storage unit (not shown), and generates an image of theobservation object 100 by performing necessary processing such as interpolation processing after the scanning is completed or during the scanning. And displayed on thedisplay unit 61 or stored in the storage unit.

なお、上記の観察対象物１００の観察において、光源部３０では、赤色光源３１、緑色光源３２および青色光源３３を合波部３５で合波して、白色光の照明光を出射させ、この白色光を観察対象物１００に照射して得られた光を、検出部４０で検出すれば、赤、青、緑の３原色による画像観察が可能になる。一方、光源部３０では、他の光源を停止し、治療用光源３４から治療用レーザのみを出射させ、照明用光ファイバ１１を介して、直視光学系２５から観察対象物１００の患部に、治療用のレーザを照射させることもできる。この場合、赤色光源３１、緑色光源３２および青色光源３３を用いた画像観察と、治療用のレーザを適宜切り替え、表示部６１に表示される画像を確認しながら治療を行うことが可能である。あるいは、赤色光源３１、緑色光源３２および青色光源３３を用いた画像観察を行いながら、同時に治療用光源３４を起動して、治療用のレーザを患部に照射することもできる。  In the observation of theobservation object 100 described above, thelight source unit 30 combines thered light source 31, thegreen light source 32, and the bluelight source 33 by the combiningunit 35 to emit white illumination light. If light obtained by irradiating theobservation object 100 with light is detected by thedetection unit 40, image observation with three primary colors of red, blue, and green becomes possible. On the other hand, in thelight source unit 30, the other light sources are stopped, only the treatment laser is emitted from thetreatment light source 34, and treatment is performed from the direct-viewoptical system 25 to the affected part of theobservation object 100 via the illuminationoptical fiber 11. It is also possible to irradiate a special laser. In this case, it is possible to perform treatment while appropriately switching between image observation using thered light source 31, thegreen light source 32, and the bluelight source 33 and a treatment laser and confirming the image displayed on thedisplay unit 61. Alternatively, while observing an image using thered light source 31, thegreen light source 32, and the bluelight source 33, thetreatment light source 34 can be simultaneously activated to irradiate the affected laser with the treatment laser.

以上説明したように、本実施の形態によれば、直視光学系２５と側視光学系２６との２つの観察方向の異なる光学系を設け、電磁コイル７２ａ〜７２ｄに電流を印加しその直流成分により電磁力により照明用光ファイバ１１の振動中心を瞬時に変位させて、上記直視光学系２５と側視光学系２６とのいずれかを選択し、交流成分により光源部３０からの照明光を対象物上で走査させるようにしたので、光走査型内視鏡本体２０の先端部２４が小型、細径でありながら、アングル機構無しで駆動信号の電気制御のみで容易に且つ迅速に観察方向を切り替えることができる。  As described above, according to the present embodiment, the two direct-viewoptical system 25 and the side-viewoptical system 26 are provided with optical systems having different observation directions, and current is applied to theelectromagnetic coils 72a to 72d to generate the direct current component. The vibration center of the illuminationoptical fiber 11 is instantaneously displaced by electromagnetic force to select one of the direct-viewoptical system 25 and the side-viewoptical system 26, and the illumination light from thelight source unit 30 is targeted by the AC component. Since the scanning is performed on the object, thedistal end portion 24 of the opticalscanning endoscope body 20 is small and thin, and the observation direction can be easily and quickly adjusted only by electric control of the drive signal without an angle mechanism. Can be switched.

（第２実施の形態）
図１０は、第２実施の形態に係る光走査型内視鏡の先端部を示す図である。第２実施の形態では、直視光学系２５および側視光学系２６の他に、先端部２４の中心からｘ軸方向の位置に、治療用レーザを直視方向（ｚ軸方向）に照射するレーザ治療用光学系８０を設ける。レーザ治療用光学系８０は、治療用光源３４の射出するレーザ光の波長に対して最適化された光学系である。さらに、直視方向の検出用光ファイバ１２は、対物レンズ７５の周りに配置するのではなく、一ヵ所に束ねて配置する。照明用光ファイバ１１を電磁力により駆動するようにしたので、光学系の配置に余裕が生じるので、ｘ軸方向にもこのように別の光学系や光ファイバを配置することが可能である。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので、同一または対応する構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。(Second Embodiment)
FIG. 10 is a diagram illustrating a distal end portion of the optical scanning endoscope according to the second embodiment. In the second embodiment, in addition to the direct-viewoptical system 25 and the side-viewoptical system 26, laser treatment that irradiates a treatment laser in the direct-view direction (z-axis direction) at a position in the x-axis direction from the center of thedistal end portion 24. Anoptical system 80 is provided. The laser treatmentoptical system 80 is an optical system optimized for the wavelength of the laser light emitted from thetreatment light source 34. Further, the detectionoptical fiber 12 in the direct viewing direction is not arranged around theobjective lens 75 but is arranged in a bundle. Since the illuminationoptical fiber 11 is driven by electromagnetic force, there is a margin in the arrangement of the optical system, and thus it is possible to arrange another optical system and optical fiber in this way in the x-axis direction. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

以上のような構成により、本実施の形態によれば、第１実施の形態と同様にｙ軸方向に対向する電磁コイル７２ａ、７２ｃに印加する電流の直流成分により、直視光学系２５と側視光学系２６との選択が可能であることに加え、ｘ軸方向に対向する電磁コイル７２ｂ、７２ｄに直流成分を有する電流を印加して照明用光ファイバ１１の出射端部の振動中心をｘ軸方向に変位させれば、レーザ治療用光学系８０を選択することが可能になる。これにより、直視観察と側視観察の切り替えが可能であることに加え、レーザ治療を行う場合には、専用のレーザ治療用光学系８０を使用することができる。  With the configuration as described above, according to the present embodiment, the direct-viewoptical system 25 and the side view are seen by the direct current component of the current applied to theelectromagnetic coils 72a and 72c facing in the y-axis direction, as in the first embodiment. In addition to being able to select theoptical system 26, a current having a direct current component is applied to theelectromagnetic coils 72b and 72d facing in the x-axis direction so that the vibration center of the emission end of the illuminationoptical fiber 11 is set to the x-axis. If it is displaced in the direction, the laser treatmentoptical system 80 can be selected. Thereby, in addition to being able to switch between direct view observation and side view observation, when performing laser treatment, a dedicated laser treatmentoptical system 80 can be used.

（第３実施の形態）
図１１は、第３実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の先端部２４を説明する図である。第３実施の形態では、第１実施の形態と同様に直視光学系２５と側視光学系２６とを有する。ただし、直視光学系２５と側視光学系２６とは、ｘ軸方向に並んで配置される。また、本実施の形態では、光走査型内視鏡本体２０の先端部２４の断面形状を円形ではなく矩形に近い形状として、先端部２４内で使用されない空間を極力小さくしている。また、照明用光ファイバ１１の出射端部は、電磁コイル７２ａ〜７２ｄに電流を印加しない状態において、直視光学系２５の光軸上に配置され静止するように構成される。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので、同一または対応する構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。(Third embodiment)
FIG. 11 is a diagram for explaining thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscope apparatus according to the third embodiment. In the third embodiment, the direct-viewoptical system 25 and the side-viewoptical system 26 are provided as in the first embodiment. However, the direct-viewoptical system 25 and the side-viewoptical system 26 are arranged side by side in the x-axis direction. Further, in the present embodiment, the cross-sectional shape of thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscopemain body 20 is not a circle but a shape close to a rectangle, and a space that is not used in thedistal end portion 24 is made as small as possible. Further, the exit end of the illuminationoptical fiber 11 is arranged on the optical axis of the direct-viewoptical system 25 and is stationary when no current is applied to theelectromagnetic coils 72a to 72d. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

以上のような構成により、本実施の形態によれば、直視光学系２５による観察をする際は、電磁コイル７２ａ〜７２ｄに交流成分のみの電流を印加する。一方、側視光学系２６を用いた観察をするときは、照明用光ファイバ１１の出射端部を側視光学系２６の光軸まで高速に変位させるため、ｙ軸方向の電磁コイル７２ａ、７２ｃに印加する電流に直流成分を付加する。電磁力を加えない状態で、照明用光ファイバ１１が直視光学系２５の光軸方向を向いているため、直視光学系２５による観察を行う場合は、走査を行った場合に歪みの少ない画像を取得することが可能である。さらに、電流の直流成分を印加する必要がないため、直視光学系２５を主に使用する場合に適している。また、先端部２４は、直視光学系２５と側視光学系２６の２つの光学系を含み不要な空間を含まない断面形状としているので、より断面形状を小さくでき、軽量化を図ることができる。  With the configuration as described above, according to the present embodiment, when observation is performed with the direct-viewoptical system 25, a current having only an AC component is applied to theelectromagnetic coils 72a to 72d. On the other hand, when observing using the side-viewingoptical system 26, the output end of the illuminationoptical fiber 11 is displaced to the optical axis of the side-viewingoptical system 26 at high speed. A direct current component is added to the current applied to. Since the illuminationoptical fiber 11 faces the optical axis direction of the direct-viewoptical system 25 without applying electromagnetic force, an image with little distortion is obtained when scanning is performed when the direct-viewoptical system 25 performs observation. It is possible to obtain. Furthermore, since it is not necessary to apply a direct current component of the current, it is suitable when the direct-viewoptical system 25 is mainly used. Further, since thedistal end portion 24 has a cross-sectional shape that includes two optical systems of the direct-viewoptical system 25 and the side-viewoptical system 26 and does not include unnecessary space, the cross-sectional shape can be further reduced and the weight can be reduced. .

次に、図１２は、第３実施の形態の変形例として、電磁コイル７２ａ〜７２ｄに電流を印加しない状態で、照明用光ファイバ１１の静止位置を直視光学系２５と側視光学系２６の重心位置になるように構成したものである。この場合は、それぞれの光学系の光軸上に照明用光ファイバ１１の振動中心を変位させる際に、平均して最短の変位量で移動することが可能になるので、各光学系を均等に使用する場合にバランスよく高速化できる点で適している。  Next, FIG. 12 shows, as a modification of the third embodiment, the stationary positions of the illuminationoptical fiber 11 in the direct-viewoptical system 25 and the side-viewoptical system 26 in a state where no current is applied to theelectromagnetic coils 72a to 72d. The center of gravity is configured. In this case, when the vibration center of the illuminationoptical fiber 11 is displaced on the optical axis of each optical system, it is possible to move the average displacement with the shortest displacement amount. It is suitable in that the speed can be increased in a balanced manner when used.

（第４実施の形態）
図１３は、第４実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の先端部２４の断面図である。また、図１４は、図１３の光走査型内視鏡装置の先端部２４のＢ−Ｂ’断面図である。さらに、図１５は、図１３の光走査型内視鏡装置の先端部２４の側面図である。この先端部２４には、図１４に示すように第１側視光学系２６ａ、第２側視光学系２６ｂ、第３側視光学系２６ｃの３つの側視光学系が、約１２０度ずつ異なる方向に配置されている。この光走査型内視鏡装置は、図１３に示すように、照明用光ファイバ１１の出射端部を揺動させるため、第１実施の形態と同様の永久磁石７１および電磁コイル７２から成る駆動部を有する。（図１では、照明用光ファイバ１１は、ｙ軸方向に傾動し第１側視光学系２６ａから照明光を射出する様子を示している。）(Fourth embodiment)
FIG. 13 is a cross-sectional view of thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscope apparatus according to the fourth embodiment. FIG. 14 is a BB ′ cross-sectional view of thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscope apparatus of FIG. FIG. 15 is a side view of thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscope apparatus of FIG. As shown in FIG. 14, thedistal end portion 24 has three side-view optical systems of a first side viewoptical system 26a, a second side viewoptical system 26b, and a third side viewoptical system 26c that differ by about 120 degrees. Arranged in the direction. As shown in FIG. 13, this optical scanning endoscope apparatus is driven by apermanent magnet 71 and anelectromagnetic coil 72 similar to those in the first embodiment in order to swing the emission end portion of the illuminationoptical fiber 11. Part. (In FIG. 1, the illuminationoptical fiber 11 is shown tilted in the y-axis direction and emitting illumination light from the first-side viewingoptical system 26a.)

側視光学系２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、それぞれ複数のレンズとミラー２９ａ、２９ｂ、２９ｃにより構成されている。このため、照明用光ファイバ１１を出射した照明光は、それぞれのミラー２９ａ、２９ｂ、２９ｃでｚ軸方向から側方（ｘｙ面内方向）へ偏向され出射される。また、図１５に示すように、光走査型内視鏡本体２０の先端部２４の側視光学系の手前側（すなわち、操作部に近い側）の外周部には、先端部２４を周回するように複数の検出用光ファイバ１２の入射端部が配置される。各検出用光ファイバ１２は、隣接する何れかの側視光学系２６ａ、２６ｂまたは２６ｃからの照明光の照射により、観察対象物１００から生じた光を入射させる。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので、同一または対応する構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。  The side-viewoptical systems 26a, 26b, and 26c are each composed of a plurality of lenses and mirrors 29a, 29b, and 29c. Therefore, the illumination light emitted from the illuminationoptical fiber 11 is deflected and emitted from the z-axis direction to the side (xy in-plane direction) by therespective mirrors 29a, 29b, and 29c. Further, as shown in FIG. 15, thedistal end portion 24 circulates around the outer peripheral portion of thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscopemain body 20 on the front side of the side-view optical system (that is, the side close to the operation portion). Thus, the incident end portions of the plurality of optical fibers fordetection 12 are arranged. Each detectionoptical fiber 12 makes light generated from theobservation object 100 incident upon irradiation of illumination light from any one of the adjacent side-viewoptical systems 26a, 26b, or 26c. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施の形態によれば、電磁コイル７２に印加する電流の直流成分により、第１側視光学系２６ａ、第２側視光学系２６ｂおよび第３側視光学系２６ｃのいずれかを選択することができ、それぞれ１２０度ずつずれた側方の視野の画像を、電気的な切替えだけで瞬時に視野を切り替えて所望の画像を取得することができる。  According to the present embodiment, one of the first side viewingoptical system 26a, the second side viewingoptical system 26b, and the third side viewingoptical system 26c is selected according to the direct current component of the current applied to theelectromagnetic coil 72. It is possible to obtain a desired image by instantaneously switching the image of the lateral field of view shifted by 120 degrees by electrical switching only.

（第５実施の形態）
図１６は、第５実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の先端部２４の側面図である。この光走査型内視鏡装置は、第４実施の形態にかかる光走査型内視鏡装置の各側視光学系２６ａ、２６ｂ、２６ｃの近傍に、それぞれフォトダイオードや光電子増倍管（ＰＭＴ）などの光検出器８１を配置したものである。また、検出用光ファイバ１２および検出部４０は設けずに、各光検出器８１からの出力は、配線ケーブルを介して直接制御部６０に伝達される。光検出器８１は、各側視光学系に２６ａ、２６ｂ、２６ｃに対応して複数配置し、各光検出器８１の前に異なる周波数成分を透過させるフィルタをそれぞれ配置して、カラー画像を取得するようにすることができる。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので、同一または対応する構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。このようにすることによって、多数の検出用光ファイバ１２を光走査型内視鏡本体２０の挿入部２３内を先端部２４まで配置する必要が無くなり、先端部２４をさらに細径化することができる。(Fifth embodiment)
FIG. 16 is a side view of thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscope apparatus according to the fifth embodiment. This optical scanning endoscope apparatus includes a photodiode and a photomultiplier tube (PMT) in the vicinity of each sideoptical system 26a, 26b, 26c of the optical scanning endoscope apparatus according to the fourth embodiment. Aphotodetector 81 such as is arranged. Further, the detectionoptical fiber 12 and thedetection unit 40 are not provided, and the output from eachphotodetector 81 is directly transmitted to thecontrol unit 60 via the wiring cable. A plurality ofphotodetectors 81 are arranged in each side optical system corresponding to 26a, 26b, and 26c, and filters that transmit different frequency components are arranged in front of eachphotodetector 81 to obtain a color image. To be able to. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. By doing so, it is not necessary to arrange a large number of detectionoptical fibers 12 in theinsertion portion 23 of the opticalscanning endoscope body 20 up to thedistal end portion 24, and thedistal end portion 24 can be further reduced in diameter. it can.

（第６実施の形態）
図１７は、第６実施の形態に係る光走査型内視鏡装置の先端部２４の断面図である。第６実施の形態の先端部２４は、ｚ軸方向に照明光を射出する第１直視光学系２５ａおよび第２直視光学系２５ｂの２つの光学系を有する。第１直視光学系２５ａと第２直視光学系２５ｂとでは、第１直視光学系２５ａの方が、照明用光ファイバ１１を出射した照明光を、より遠くに集光させるように光学系を構成する。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので、同一または対応する構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。(Sixth embodiment)
FIG. 17 is a cross-sectional view of thedistal end portion 24 of the optical scanning endoscope apparatus according to the sixth embodiment. Thedistal end portion 24 of the sixth embodiment has two optical systems, a first direct-viewoptical system 25a and a second direct-viewoptical system 25b that emit illumination light in the z-axis direction. In the first direct-viewoptical system 25a and the second direct-viewoptical system 25b, the first direct-viewoptical system 25a configures the optical system such that the illumination light emitted from the illuminationoptical fiber 11 is collected further away. To do. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施の形態によれば、集光位置の距離が異なる複数の光学系である第１直視光学系２５ａと第２直視光学系２５ｂとを電磁的に切り替えることによって、照明光の集光点までの距離を高速に変えることができる。このため、観察しようとする対象物までの距離に応じて、よりピントのあった光学系を使用して様々な焦点位置にある対象物を常に（リアルタイムに）鮮明な観察を行うことができる。したがって、大型のフォーカス機構を用いることなく、被写界深度が深い小型の内視鏡を構成することができる。  According to the present embodiment, the first direct-viewingoptical system 25a and the second direct-viewingoptical system 25b, which are a plurality of optical systems having different distances at the condensing positions, are electromagnetically switched to the condensing point of the illumination light. Can be changed at high speed. For this reason, according to the distance to the target object to be observed, it is possible to always (clearly) observe the target object at various focal positions using a more focused optical system. Therefore, a small endoscope having a large depth of field can be configured without using a large focus mechanism.

（第７実施の形態）
図１８は、第７実施の形態に係る光走査型画像表示装置１１０の概略構成を示す図である。この光走査型画像表示装置１１０は、第１実施の形態で説明した照明用光ファイバ１１による光学系の選択および走査機構を、画像表示装置に適用したものであり、光走査部１２０、光源部１３０、制御部１４０および記憶部１５０を含んで構成される。(Seventh embodiment)
FIG. 18 is a diagram showing a schematic configuration of an optical scanningimage display apparatus 110 according to the seventh embodiment. This optical scanningimage display device 110 is obtained by applying the optical system selection and scanning mechanism by the illuminationoptical fiber 11 described in the first embodiment to an image display device, and includes anoptical scanning unit 120 and a light source unit. 130, thecontrol part 140, and the memory |storage part 150 are comprised.

光源部１３０は、赤、緑、青の３つの光源を有し治療用光源が無いことを除き、図７に示した第１実施の形態の光源部３０と同様に構成される。光源部１３０から出射した光は、投影用光ファイバ１１１により光走査部１２０に案内される。投影用光ファイバ１１１は、光走査部１２０内で、出射端部を揺動可能に保持される。この投影用光ファイバ１１１の出射端部は、第１実施の形態において説明したのと同様に永久磁石と電磁コイルを含む駆動部１２１により電磁力により駆動することができる。さらに、投影用光ファイバ１１１の出射端部の前方には、第１投影光学系１２５と第２投影光学系とが設けられる。第１投影光学系１２５と第２投影光学系１２６としては、第６実施の形態のように集光距離の異なる光学系を設ける。  Thelight source unit 130 is configured in the same manner as thelight source unit 30 of the first embodiment shown in FIG. 7 except that it has three light sources of red, green, and blue and there is no treatment light source. The light emitted from thelight source unit 130 is guided to theoptical scanning unit 120 by the projectionoptical fiber 111. The projectionoptical fiber 111 is held in theoptical scanning unit 120 so that the emission end can be swung. The exit end of the projectionoptical fiber 111 can be driven by an electromagnetic force by adrive unit 121 including a permanent magnet and an electromagnetic coil, as described in the first embodiment. Further, a first projectionoptical system 125 and a second projection optical system are provided in front of the emission end of the projectionoptical fiber 111. As the first projectionoptical system 125 and the second projectionoptical system 126, optical systems having different condensing distances are provided as in the sixth embodiment.

駆動部１２１は、制御部１４０の制御のもとに、投影用光ファイバ１１１の出射端部を、第１投影光学系１２５または第２投影光学系１２６側に変位させ、螺旋走査、ラスター走査またはリサジュー走査などの走査方法で走査させることができる。また、制御部１４０は、投影用光ファイバ１１１の走査位置に応じて、光源部１３０を制御して表示すべき画像に応じた強度および色成分を有する光を合波して出射させる。例えば、螺旋走査で毎秒３０回の繰り返しで画像を表示することにより、動画像を表示することができる。制御部１４０は、記憶部１５０に蓄積された画像データを順次読み出して、これに基づいて光源部１３０を制御して画像を投影する。  Under the control of thecontrol unit 140, thedrive unit 121 displaces the exit end of the projectionoptical fiber 111 toward the first projectionoptical system 125 or the second projectionoptical system 126, and performs spiral scanning, raster scanning, or Scanning can be performed by a scanning method such as Lissajous scanning. Thecontrol unit 140 controls thelight source unit 130 according to the scanning position of the projectionoptical fiber 111 to multiplex and emit light having intensity and color components corresponding to the image to be displayed. For example, a moving image can be displayed by displaying an image at a repetition of 30 times per second by spiral scanning. Thecontrol unit 140 sequentially reads out the image data stored in thestorage unit 150, and controls thelight source unit 130 based on this to project an image.

以上のような構成により、本実施の形態の光走査型画像表示装置によれば、駆動部１２１に印加する電流の直流成分により、表示対象のスクリーン等までの距離に応じて、第１投影光学系１２５と第２投影光学系１２６のいずれかを選択し、当該スクリーン上などで投影光を走査させ画像を表示することができ、よりピントの合う光学系を用いた表示が可能になる。  With the configuration as described above, according to the optical scanning type image display apparatus of the present embodiment, the first projection optical device according to the distance to the screen or the like to be displayed by the direct current component of the current applied to thedrive unit 121. By selecting either thesystem 125 or the second projectionoptical system 126 and scanning the projection light on the screen or the like, it is possible to display an image, and display using a more focused optical system becomes possible.

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。たとえば、各実施の形態では、２乃至３の光学系を有する光走査型内視鏡装置または光走査型画像表示装置について説明したが、４つ以上の光学系を有する装置を構成することも可能である。また、各光学系や検出用光ファイバの配置や組み合わせは任意であり、実施例に含まれていない光学系の組み合わせも可能である。さらに、本発明は、光走査型顕微鏡などの内視鏡以外の光走査型観察装置や、レーザ加工装置、レーザ治療装置、レーザ計測装置など種々の装置にも適用可能である。  In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, in each of the embodiments, the optical scanning endoscope apparatus or the optical scanning image display apparatus having two to three optical systems has been described. However, an apparatus having four or more optical systems may be configured. It is. Further, the arrangement and combination of the optical systems and the detection optical fibers are arbitrary, and combinations of optical systems not included in the embodiments are also possible. Furthermore, the present invention can also be applied to various apparatuses such as an optical scanning observation apparatus other than an endoscope such as an optical scanning microscope, a laser processing apparatus, a laser treatment apparatus, and a laser measurement apparatus.

１０ 光走査型内視鏡装置
１１ 照明用光ファイバ
１２ 検出用光ファイバ
１３ 配線ケーブル
２０ 光走査型内視鏡本体
２１ 駆動部
２２ 操作部
２３ 挿入部
２４ 先端部
２５ 直視光学系
２６ 側視光学系
２７ 照明用光ファイバ支持部
２９，２９ａ，２９ｂ，２９ｃ ミラー
３０ 光源部
４０ 検出部
５０ 駆動電流生成部
６０ 制御部
６１ 表示部
６２ 入力部
７１ 永久磁石
７２，７２ａ〜７２ｄ 電磁コイル
８０ レーザ治療用光学系
８１ 光検出器
１００ 観察対象物
１１０ 光走査型画像表示装置
１１１ 投影用光ファイバ
１２０ 光走査部
１２１ 駆動部
１２５ 第１投影光学系
１２６ 第２投影光学系
１３０ 光源部
１４０ 制御部
１５０ 記憶部DESCRIPTION OFSYMBOLS 10 Opticalscanning endoscope apparatus 11 Illuminationoptical fiber 12 Detectionoptical fiber 13Wiring cable 20 Optical scanning endoscopemain body 21Drive part 22Operation part 23Insertion part 24Tip part 25 Direct viewoptical system 26 Side viewoptical system 27 Optical fiber support unit forillumination 29, 29a, 29b,29c Mirror 30Light source unit 40Detection unit 50 Drivecurrent generation unit 60Control unit 61Display unit 62Input unit 71Permanent magnet 72, 72a to 72dElectromagnetic coil 80 Lasertreatment optics System 81Photodetector 100Observation object 110 Optical scanningimage display device 111 Optical fiber forprojection 120Optical scanning unit 121Drive unit 125 First projectionoptical system 126 Second projectionoptical system 130Light source unit 140Control unit 150 Storage unit

Claims (12)

Translated fromJapanese

光源からの光を導光する光ファイバと、
電気信号を印加することにより電磁力により前記光ファイバの出射端部を駆動する駆動部であって、前記電気信号の交流成分により前記出射端部を振動駆動し、前記電気信号の直流成分により前記出射端部の振動中心を変位させる駆動部と、
前記光ファイバから出射した光を対象物に向けて照射するための複数の光学系とを備え、
前記駆動部が前記出射端部の前記振動中心を変位させることにより、前記複数の光学系の一つを選択することを特徴とする光走査デバイス。An optical fiber for guiding the light from the light source;
A drive unit that drives the output end of the optical fiber by electromagnetic force by applying an electric signal, wherein the output end is vibrated by an alternating current component of the electrical signal, and the direct current component of the electrical signal A drive unit for displacing the vibration center of the emission end,
A plurality of optical systems for irradiating light emitted from the optical fiber toward an object;
The optical scanning device, wherein the drive unit selects one of the plurality of optical systems by displacing the vibration center of the emission end. 前記光源を複数の異なる光源から選択可能としたことを特徴とする請求項１に記載の光走査デバイス。  The optical scanning device according to claim 1, wherein the light source can be selected from a plurality of different light sources. 前記複数の異なる光源は、カラー画像の構成に必要な赤色、緑色、青色の光源と、レーザ治療用の光源とを含むことを特徴とする請求項２に記載の光走査デバイス。  The optical scanning device according to claim 2, wherein the plurality of different light sources include red, green, and blue light sources necessary for constructing a color image, and a laser treatment light source. 前記複数の光学系は、前記対象物に向けて照射する光の照射方向がそれぞれ異なる少なくとも２つの光学系を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の光走査デバイス。  4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the plurality of optical systems include at least two optical systems having different irradiation directions of light emitted toward the object. 5. . 前記光ファイバの前記出射端部は、前記電気信号を印加しない場合は、前記複数の光学系の何れか１つの光軸上に配置されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の光走査デバイス。  5. The optical fiber according to claim 1, wherein the output end of the optical fiber is arranged on any one optical axis of the plurality of optical systems when the electrical signal is not applied. The optical scanning device according to Item. 前記光ファイバの出射端部は、前記電気信号を印加しない場合は、前記複数の光学系の各光軸の重心位置に配置されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の光走査デバイス。  5. The output end portion of the optical fiber is arranged at the center of gravity of each optical axis of the plurality of optical systems when the electrical signal is not applied. 5. The optical scanning device described. 前記複数の光学系の少なくとも２つは、前記光ファイバからの光を、同一の方向であって、異なる位置に集光させることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の光走査デバイス。  7. The optical system according to claim 1, wherein at least two of the plurality of optical systems collect light from the optical fiber at different positions in the same direction. Optical scanning device. 前記複数の光学系の少なくとも一つは、対象物に対して前記光ファイバから出射した光を照射し、該光の照射により前記対象物から得られる光を検出する検出部をさらに備えることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の光走査デバイス。  At least one of the plurality of optical systems further includes a detection unit that irradiates a target with light emitted from the optical fiber and detects light obtained from the target by irradiation with the light. The optical scanning device according to any one of claims 1 to 7. 前記検出部は、前記対象物から得られた光を受光素子へ導光する検出用光ファイバを含んで構成されることを特徴とする請求項８に記載の光走査デバイス。  The optical scanning device according to claim 8, wherein the detection unit includes a detection optical fiber that guides light obtained from the object to a light receiving element. 前記検出部は、前記の光学系の近傍に設けられた、受光素子を含んで構成されることを特徴とする請求項８に記載の光走査デバイス。  The optical scanning device according to claim 8, wherein the detection unit includes a light receiving element provided in the vicinity of the optical system. 光源からの光を対象物上に走査して該対象物の画像を取得する光走査型観察装置において、
前記光源からの光を前記光走査型観察装置の先端部に導光する光ファイバと、
電気信号を印加することにより電磁力により前記光ファイバの出射端部を駆動する駆動部であって、前記電気信号の交流成分により前記出射端部を振動駆動し、前記電気信号の直流成分により前記出射端部の振動中心を変位させる駆動部と、
前記光ファイバから出射した光を前記対象物に向けて照射するための複数の光学系と
前記光の照射により前記対象物から得られる光を、前記先端部で受光して検出する検出部とを備え、
前記駆動部が前記出射端部の前記振動中心を変位させることにより、前記複数の光学系の一つを選択することを特徴とする光走査型観察装置。In an optical scanning observation apparatus that scans light from a light source onto an object to acquire an image of the object,
An optical fiber for guiding the light from the light source to the tip of the optical scanning observation device;
A drive unit that drives the output end of the optical fiber by electromagnetic force by applying an electric signal, wherein the output end is vibrated by an alternating current component of the electrical signal, and the direct current component of the electrical signal A drive unit for displacing the vibration center of the emission end,
A plurality of optical systems for irradiating the light emitted from the optical fiber toward the object; and a detection unit that receives and detects light obtained from the object by the light irradiation at the tip. Prepared,
An optical scanning observation apparatus, wherein the drive unit selects one of the plurality of optical systems by displacing the vibration center of the emission end. 光源と、
前記光源からの光を導光する光ファイバと、
電気信号を印加することにより電磁力により前記光ファイバの出射端部を駆動する駆動部であって、前記電気信号の交流成分により前記出射端部を振動駆動し、前記電気信号の直流成分により前記出射端部の振動中心を変位させる駆動部と、
前記光ファイバから出射した光を対象物に向けて照射するための複数の光学系と、
前記駆動部が前記出射端部の前記振動中心を変位させることにより、前記複数の光学系の一つを選択するとともに、前記光源は表示すべき画像に基づき前記光ファイバの振動位置に応じた光を出力することにより、前記対象物に画像を表示することを特徴とする光走査型画像表示装置。

A light source;
An optical fiber for guiding the light from the light source;
A drive unit that drives the output end of the optical fiber by electromagnetic force by applying an electric signal, wherein the output end is vibrated by an alternating current component of the electrical signal, and the direct current component of the electrical signal A drive unit for displacing the vibration center of the emission end,
A plurality of optical systems for irradiating the light emitted from the optical fiber toward the object;
The drive unit displaces the vibration center of the emission end to select one of the plurality of optical systems, and the light source responds to the vibration position of the optical fiber based on the image to be displayed. Is output, and an image is displayed on the object.

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