光走査型内視鏡システム
【課題】走査位置を自動で補正することが可能な光走査型内視鏡システムを提供すること。
【解決手段】光走査型内視鏡システムが、入射端に入射する光を出射端まで導光し該出射端から出射する光ファイバと、光ファイバの出射端近辺であって光ファイバの入射端寄りの位置に設けられ、光ファイバの側面を光ファイバの長手方向に直交し、かつ、互いに直交する第１及び第２の方向から押圧することにより光ファイバを屈曲させ、光ファイバの出射端を渦巻状に回転走査させる光ファイバ走査手段と、光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御する制御手段と、光ファイバ走査手段よりも光ファイバの出射端側に配置され、光ファイバの出射端の回転軌跡を検出する検出手段とを備え、制御手段は、光ファイバの出射端の回転軌跡が略円形となるように、検出手段によって検出された光ファイバの出射端の回転軌跡に基づいて光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御する。
【解決手段】光走査型内視鏡システムが、入射端に入射する光を出射端まで導光し該出射端から出射する光ファイバと、光ファイバの出射端近辺であって光ファイバの入射端寄りの位置に設けられ、光ファイバの側面を光ファイバの長手方向に直交し、かつ、互いに直交する第１及び第２の方向から押圧することにより光ファイバを屈曲させ、光ファイバの出射端を渦巻状に回転走査させる光ファイバ走査手段と、光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御する制御手段と、光ファイバ走査手段よりも光ファイバの出射端側に配置され、光ファイバの出射端の回転軌跡を検出する検出手段とを備え、制御手段は、光ファイバの出射端の回転軌跡が略円形となるように、検出手段によって検出された光ファイバの出射端の回転軌跡に基づいて光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバによって導光される光を観察部位に対して走査させ、その反射光を受光して画像化する光走査型内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバによって導光される光を観察部位に対して走査させ、その反射光を受光して画像化する光走査型内視鏡システムの１つとして、共焦点内視鏡装置が知られている（例えば、特許文献１）。共焦点内視鏡装置は、レーザ光を体腔内の生体組織に照射して、その照射された生体組織からの反射光のうち、対物光学系の物体側焦点面における反射光のみを抽出することにより、その生体組織を、通常の内視鏡光学系によって得られる観察像より高倍率で観察可能にするものである。共焦点内視鏡装置においては、生体組織に照射されるレーザ光を２次元若しくは３次元に走査させることで、通常の内視鏡光学系によって得られる観察像の倍率では観察できないような微小な対象物を観察したり、生体組織の断層部を観察したりすることができるように構成されている。
【０００３】
また、近年、光ファイバによって導光される光を観察部位に対して渦巻状に走査させ、その反射光を受光して画像化する光走査型内視鏡システムが提案されている（例えば、特許文献２〜４）。このような光走査型内視鏡システムでは、シングルモード型の光ファイバを内視鏡内部に備えており、その基端部は、圧電アクチュエータによって片持ち梁状に保持される。そして、圧電アクチュエータは、振動の振幅を変調および増幅させながら、ファイバ先端部を固有振動数に従って２次元的に振動させて（共振させて）、光ファイバの先端部を渦巻状に駆動させる。その結果、光ファイバによって光源から導光された照明光が観察部位へ向けて渦巻状に照射され、その照射領域（走査領域）の画像が取得される。
【０００４】
そして、近年、特許文献２〜４に記載されているような、光を渦巻状に走査させる構成の光走査型内視鏡システムを、特許文献１に記載されているような共焦点内視鏡装置に適用することも提案されている（例えば、特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２１９６１号公報
【特許文献２】米国特許第６，８５６，７１２号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９５９，１３０号明細書
【特許文献４】米国特許第６，９７５，８９８号明細書
【特許文献５】特開２０１０−１６２０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２〜５に記載の光走査型内視鏡システムは、光ファイバを２次元的に走査させるために光ファイバの基端部に複数の圧電アクチュエータを備えており、各圧電アクチュエータに所定の周期及び振幅の電圧を印加することによって光ファイバを所定の方向に屈曲させることで光ファイバの先端を渦巻状に走査させている。しかし、通常、各圧電アクチュエータの特性が異なる（すなわち、バラツキがある）ため、各圧電アクチュエータに所定の周期及び振幅の電圧を印加したとしても正確な円形状の走査とはならず、歪んだ円形状（例えば、楕円状）の走査となる。そのため、従来は、渦巻状に照射される光をモニタしながら圧電アクチュエータに印加する電圧の調整を行う等、何らかの校正を行う必要があった。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ファイバの走査位置を検出し、正確な渦巻状走査となるように走査位置を自動で補正することが可能な光走査型内視鏡システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の光走査型内視鏡システムは、入射端に入射する光を出射端まで導光し該出射端から出射する光ファイバと、光ファイバの出射端近辺であって光ファイバの入射端寄りの位置に設けられ、光ファイバの側面を光ファイバの長手方向に直交し、かつ、互いに直交する第１及び第２の方向から押圧することにより光ファイバを屈曲させ、光ファイバの出射端を渦巻状に回転走査させる光ファイバ走査手段と、光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御する制御手段と、光ファイバ走査手段よりも光ファイバの出射端側に配置され光ファイバの出射端の回転軌跡を検出する検出手段とを備え、制御手段は、光ファイバの出射端の回転軌跡が略円形となるように、検出手段によって検出された光ファイバの出射端の回転軌跡に基づいて光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御することを特徴とする。
【０００９】
このような構成により、光ファイバの出射端の回転軌跡が略円形となるように、走査位置が自動で補正されるため、ユーザは、従来のような煩わしい校正を行うことなく光走査型内視鏡システムを使用することが可能となる。
【００１０】
また、検出手段は、光ファイバの出射端近辺に設けられ、光ファイバが貫通する環状のマグネットと、光ファイバの回転中心軸から一定距離だけ離れた円周上に等間隔に配置される少なくとも３つ以上の磁気センサとを備えた構成とすることができる。この場合、磁気センサは、４つであり、第１及び第２の方向に沿って２つずつ配置されるのが好ましい。このような構成によれば、光ファイバの出射端の回転軌跡を正確に検出することが可能となる。
【００１１】
また、第１の方向に沿って配置される磁気センサが検出する磁束の向きと、第２の方向に沿って配置される磁気センサが検出する磁束の向きが１８０°異なる構成としてもよい。このような構成によれば、光ファイバの出射端の回転軌跡を容易かつ正確に検出することが可能となる。
【００１２】
また、光ファイバ走査手段は、第１及び第２の方向に沿って２つずつ配置された圧電アクチュエータを備え、制御手段は、各圧電アクチュエータに印加する電圧の振幅及び位相を制御することにより光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御する構成とすることができる。このような構成によれば、各圧電アクチュエータに印加する電圧の振幅及び位相を制御することで、光ファイバの出射端の回転軌跡が略円形となるように容易に補正することができる。
【００１３】
また、光ファイバの出射端を光ファイバの長手方向に移動させる光ファイバ移動手段を備え、検出手段は、光ファイバの長手方向の移動量を検出し、制御手段は、検出手段によって検出される移動量をモニタしながら光ファイバ移動手段を制御して光ファイバの出射端を光ファイバの長手方向に移動させるように構成してもよい。このような構成によれば、光ファイバの長手方向の移動量を検出するために別途センサ等を設ける必要がなくなるため装置全体をコンパクトに構成することが可能となる。
【００１４】
また、光ファイバの出射端から出射される光を集光する光学系と、光学系によって集光される光の集光点と共役の位置に配置された共焦点ピンホールと、光ファイバの出射端から出射された光の反射光を、共焦点ピンホールを介して受光して画像信号を検出する画像信号検出手段と、検出された画像信号を用いて共焦点画像を生成する画像生成手段とを備える構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ファイバの走査位置を検出し、正確な渦巻状走査となるように走査位置を自動で補正することが可能な光走査型内視鏡システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の光走査型内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の光走査型内視鏡システムが有する共焦点光学ユニットの構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態の光走査型内視鏡システムが有する２軸アクチュエータの構成を概略的に示す図である。
【図４】ＸＹ近似面上における光ファイバの先端の回転軌跡を示す図である。
【図５】ＸＹ近似面上における光ファイバの先端のＸ（又はＹ）方向の変位量と、サンプリング期間及び制動期間との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の光走査型内視鏡システムが有するファイバ位置検出センサの構成を概略的に示す図である。
【図７】磁気センサとマグネットとの関係を模式的に示す図である。
【図８】光ファイバの先端が渦巻状のパターンを描くように回転するときの磁気センサの出力電圧を示す図である。
【図９】光ファイバの先端がＺ方向に進退したときのマグネットとファイバ位置検出センサとの位置関係を示す図である。
【図１０】光ファイバの先端が渦巻状のパターンを描くように回転しながらＺ方向に移動するときの磁気センサの出力電圧を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態の光走査型内視鏡システムにおいて実行される軌道補正処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の光走査型内視鏡システムについて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態の光走査型内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。本実施形態の光走査型内視鏡システム１は、共焦点顕微鏡の原理を応用して設計されたシステムであり、高倍率かつ高解像度の被写体を観察するのに好適に構成されている。図１に示されるように、光走査型内視鏡システム１は、システム本体１００、共焦点プローブ２００、モニタ３００を有している。光走査型内視鏡システム１を用いた共焦点観察は、可撓性を有する管状の共焦点プローブ２００の先端面を被写体に当て付けた状態で行う。
【００１９】
システム本体１００は、光源１０２、光分波合波器（フォトカプラ）１０４、ダンパ１０６、ＣＰＵ１０８、ＣＰＵメモリ１１０、光ファイバ１１２、受光器１１４、映像信号処理回路１１６、画像メモリ１１８、映像信号出力回路１２０を有している。共焦点プローブ２００は、光ファイバ２０２、共焦点光学ユニット２２０、サブＣＰＵ２０６、サブメモリ２０８、走査ドライバ２１０を有している。
【００２０】
光源１０２は、ＣＰＵ１０８の駆動制御に従い、患者の体腔内に投与された薬剤を励起する励起光を出射する。励起光は、光分波合波器１０４に入射する。光分波合波器１０４のポートの１つには、光コネクタ１５２が結合している。光分波合波器１０４の不要ポートには、光源１０２から出射された励起光を無反射終端するダンパ１０６が結合している。前者のポートに入射した励起光は、光コネクタ１５２を通過して共焦点プローブ２００内に配置された光学系に入射する。
【００２１】
光ファイバ２０２の基端は、光コネクタ１５２を通じて光分波合波器１０４と光学的に結合している。光ファイバ２０２の先端は、共焦点プローブ２００の先端部に組み込まれた共焦点光学ユニット２２０内に収められている。光分波合波器１０４から出射された励起光は、光コネクタ１５２を通過して光ファイバ２０２の基端に入射後、光ファイバ２０２を伝送して光ファイバ２０２の先端から出射される。
【００２２】
図２は、共焦点光学ユニット２２０の構成を概略的に示す図である。以下、共焦点光学ユニット２２０を説明する便宜上、共焦点光学ユニット２２０の長手方向をＺ方向と定義し、Ｚ方向に直交しかつ互いに直交する２方向をＸ方向、Ｙ方向と定義する。図２に示されるように、共焦点光学ユニット２２０は、各種構成部品を収容する金属製の外筒２２１を有している。外筒２２１は、外筒２２１の内壁面形状に対応する外壁面形状を持つ円筒状のマウント２２２を同軸（Ｚ方向）にスライド自在に保持している。光ファイバ２０２の先端（以下、符号「２０２ａ」を付す。）は、外筒２２１及びマウント２２２の各基端面に形成された開口に挿通され、マウント２２２に固定、支持される。光ファイバ２０２の先端２０２ａは、光走査型内視鏡システム１の二次的な点光源として機能し、点光源である先端２０２ａの位置は、ＣＰＵ１０８による制御に基づいて周期的に変化する。
【００２３】
サブメモリ２０８（図１）は、共焦点プローブ２００の識別情報や各種プロパティ等のプローブ情報を格納している。サブＣＰＵ２０６は、システム起動時にサブメモリ２０８からプローブ情報を読み出して、システム本体１００と共焦点プローブ２００とを電気的に接続する電気コネクタ１５４を介してＣＰＵ１０８に送信する。ＣＰＵ１０８は、送信されたプローブ情報をＣＰＵメモリ１１０に格納する。ＣＰＵ１０８は、格納したプローブ情報を必要時に読み出して共焦点プローブ２００の制御に必要な信号を生成して、サブＣＰＵ２０６に送信する。サブＣＰＵ２０６は、ＣＰＵ１０８から送信された制御信号に従って走査ドライバ２１０に必要な設定値を指定する。
【００２４】
走査ドライバ２１０は、指定された設定値に応じたドライブ信号を生成して、先端２０２ａ付近の光ファイバ２０２の外周面に接着固定された筒状の２軸アクチュエータ２２３を駆動制御する。図３は、２軸アクチュエータ２２３の構成を概略的に示す図である。図３に示されるように、２軸アクチュエータ２２３は、走査ドライバ２１０と接続された一対のＸ軸用電極（図中「２２３Ｘ」、「２２３Ｘ´」）及びＹ軸用電極（図中「２２３Ｙ」、「２２３Ｙ´」）を圧電体上に形成した圧電アクチュエータであり、各電極がそれぞれ独立した４つのアクチュエータを構成している。
【００２５】
走査ドライバ２１０は、交流電圧Ｘを２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘに印加し、交流電圧Ｘと同一周波数で且つ略同一の振幅であって、位相が１８０°異なる交流電圧Ｘ´をＸ軸用電極２２３Ｘ´に印加して圧電体をＸ方向に共振させる。また、走査ドライバ２１０は、交流電圧Ｘと同一周波数で且つ略同一の振幅であって、位相が９０°異なる交流電圧ＹをＹ軸用電極２２３Ｙに印加し、交流電圧Ｙと同一周波数で且つ略同一の振幅であって、位相が１８０°異なる交流電圧Ｙ´をＹ軸用電極２２３Ｙ´に印加して圧電体をＹ方向に共振させる。交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´はそれぞれ、振幅が時間に比例して線形に増加して、時間（Ｘ）、（Ｘ´）、（Ｙ）、（Ｙ´）かけて実効値（Ｘ）、（Ｘ´）、（Ｙ）、（Ｙ´）に達する電圧として定義される。このように、圧電体がＸ方向に及びＹ方向に共振する結果、光ファイバ２０２の先端２０２ａは、２軸アクチュエータ２２３によるＸ方向、Ｙ方向への運動エネルギーが合成されて、Ｘ−Ｙ平面に近似する面（以下、「ＸＹ近似面」と記す。）上において中心軸ＡＸを中心に渦巻状のパターンを描くように回転する。先端２０２ａの回転軌跡は、印加電圧に比例して大きくなり、実効値（Ｘ）、（Ｘ´）、（Ｙ）、（Ｙ´）の交流電圧が印加された時点で最も大きい径を有する円の軌跡を描く。図４に、ＸＹ近似面上の先端２０２ａの回転軌跡を示す。
【００２６】
励起光は連続光であり、２軸アクチュエータ２２３への交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´の印加開始直後から印加停止までの期間中、光ファイバ２０２の先端２０２ａから出射される。以下、説明の便宜上、この期間を「サンプリング期間」と記す。サンプリング期間が経過して２軸アクチュエータ２２３への交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´の印加が停止すると、光ファイバ２０２の振動が減衰する。ＸＹ近似面上における先端２０２ａの円運動は、光ファイバ２０２の振動の減衰に伴って収束し、所定時間後に中心軸ＡＸ上で停止する。以下、説明の便宜上、サンプリング期間が終了してから先端２０２ａが中心軸ＡＸ上に停止するまでの期間（より正確には、中心軸ＡＸ上での停止を保証するため、停止までに要する計算上の時間より僅かに長い期間）を「制動期間」と記す。１フレームに対応する期間は、１つのサンプリング期間と１つの制動期間で構成される。制動期間を短縮するため、制動期間の初期段階に２軸アクチュエータ２２３に逆相電圧を印加して制動トルクを積極的に加えてもよい。図５に、ＸＹ近似面上における先端２０２ａのＸ（又はＹ）方向の変位量（振幅）と、サンプリング期間及び制動期間との関係を示す。
【００２７】
光ファイバ２０２の先端２０２ａの前方には、対物光学系２２４（図２）が設置されている。対物光学系２２４は、複数枚の光学レンズで構成されており、図示省略されたレンズ枠を介して外筒２２１に保持されている。レンズ枠は、外筒２２１の内部において、マウント２２２と相対的に固定され支持されている。そのため、レンズ枠に保持された光学レンズ群は、外筒２２１の内部をマウント２２２と一体となってＺ方向にスライドする。
【００２８】
外筒２２１の基端面には、Ｚ方向に延びる回転軸２２６ａを備えたモータ２２６が取り付けられている。回転軸２２６ａの表面にはネジが切られており、回転軸の先端は、マウント２２２に設けられたネジ穴に挿通されている。また、マウント２２２の基端面と外筒２２１の内壁面との間には、圧縮コイルばね２２５が取り付けられている。圧縮コイルばね２２５は、自然長からＺ方向に初期的に圧縮狭持されており、モータ２２６に対してプリロードを与えている。走査ドライバ２１０は、サブＣＰＵ２０６が指定した設定値に応じたドライブ信号を生成して、モータ２６６を制御する。モータ２２６は、入力されるドライブ信号に応じてマウント２２２を光ファイバ２０２ごとＺ方向に進退させる。
【００２９】
光ファイバ２０２の先端２０２ａから出射した励起光は、対物光学系２２４を透過して被写体の表面又は表層でスポットを形成する。スポット形成位置は、点光源である先端２０２ａの進退に応じてＺ軸方向に変位する。すなわち、共焦点光学ユニット２２０は、２軸アクチュエータ２２３による先端２０２ａのＸＹ近似面上の周期的な円運動とＺ方向の進退を併せることで、被写体を三次元走査する。
【００３０】
光ファイバ２０２の先端２０２ａは、対物光学系２２４の前側焦点位置に配置されているため、共焦点ピンホールとして機能する。従って、先端２０２ａには、励起光により励起された被写体の散乱成分（蛍光）のうち先端２０２ａと光学的に共役な集光点からの蛍光のみが入射する。蛍光は、光ファイバ２０２によって伝搬され、光コネクタ１５２を通過して光分波合波器１０４に入射する。光分波合波器１０４は、入射した蛍光を光源１０２から出射される励起光と分離して光ファイバ１１２に導く。蛍光は、光ファイバ１１２を伝搬して受光器１１４で検出される。受光器１１４には、微弱な光を低ノイズで検出するため、例えば光電子増倍管等の高感度光検出器が用いられる。
【００３１】
受光器１１４によって検出された検出信号は、映像信号処理回路１１６に入力する。映像信号処理回路１１６は、ＣＰＵ１０８の制御下で動作して、検出信号を一定のレートでサンプルホールド及びＡＤ変換してデジタル検出信号を得る。ここで、サンプリング期間中の光ファイバ２０２の先端２０２ａの位置（軌跡）が決まると、当該位置に対応する観察領域（走査領域）中のスポット形成位置、当該スポット形成位置からの戻り光を検出してデジタル検出信号を得る信号取得タイミングがほぼ一義的に決まる。後述するように、本実施形態においては、予め、光ファイバ２０２の先端２０２ａの回転軌跡を検出し、回転軌跡に歪がある場合には自動で補正を行っている。従って、サンプリング期間中の光ファイバ２０２の先端２０２ａの位置（軌跡）が安定的に求まるため、光ファイバ２０２の先端２０２ａの位置から求まる所定のタイミングでデジタル検出信号を取得している。ＣＰＵメモリ１１０には、決定されたデジタル検出信号の信号取得タイミングと画素位置（画素アドレス）とを関連付けたリマップテーブルが格納されている。
【００３２】
映像信号処理回路１１６は、リマップテーブルを参照して、各デジタル検出信号により表現される点像の画素アドレスへの割り当てを信号取得タイミングに応じて行う。以下、説明の便宜上、上記の割り当て作業をリマッピングと記す。映像信号処理回路１１６は、リマッピング結果に従って、各点像の空間的配列によって構成される画像の信号を画像メモリ１１８にフレーム単位でバッファリングする。バッファリングされた信号は、映像信号処理回路１１６によって所定のタイミングで画像メモリ１１８から読み出され、映像信号出力回路１２０に掃き出される。そして、映像信号出力回路１２０によって、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）やＰＡＬ（Phase Alternating Line）等の所定の規格に準拠した映像信号に変換されてモニタ３００に出力される。モニタ３００の表示画面には、高倍率かつ高解像度の被写体の三次元共焦点画像が表示される。
【００３３】
上述したように、本実施形態においては、２軸アクチュエータ２２３を構成するＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´をそれぞれ印加し、２軸アクチュエータ２２３をＸ方向及びＹ方向に共振（すなわち、屈曲）させることで、光ファイバ２０２の先端２０２ａを渦巻状のパターンを描くように回転させている。ここで、２軸アクチュエータ２２３のＸ方向及びＹ方向における変位量（振幅）は、基本的に各電極に印加する電圧に依存するところ、各アクチュエータを構成するセラミックの結晶構造のバラツキ、分極時の温度設定のバラツキ、分極時の印加電圧のバラツキ等に因り、各アクチュエータの特性にバラツキが生じる。このため、各電極に同一の電圧を印加しても必ずしも同じ量だけ変位するとは限らず、各アクチュエータの特性が異なる場合、光ファイバ２０２の先端２０２ａは理想的な円形の渦巻状のパターンとはならない。そこで、本実施形態においては、後述するように、予め、光ファイバ２０２の先端２０２ａの回転軌跡を検出し、回転軌跡に歪がある場合には自動で補正を行うように構成されている。
【００３４】
図６は、ファイバ位置検出センサ２２７の構成を概略的に示す図であり、図２における外筒２２１の先端側から外筒２２１の基端側（すなわち、図２の左側から右側）を見たときの正面図である。但し、説明の便宜のため、図６においては、対物光学系２２４を省略して示している。
【００３５】
図２及び図６に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａ近傍であって、２軸アクチュエータ２２３よりも光ファイバ２０２の先端２０２ａ側に、環状のマグネット２２８が取り付けられている。また、マグネット２２８を取り囲むように、環状のファイバ位置検出センサ２２７が外筒２２１の内壁面に沿って取り付けられている。ファイバ位置検出センサ２２７は、マグネット２２８と対向する面（内面）に４つの磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄを備えている。磁気センサ２２７ａはＸ軸用電極２２３Ｘに対向し、磁気センサ２２７ｂはＸ軸用電極２２３Ｘ´に対向し、磁気センサ２２７ｃはＹ軸用電極２２３Ｙに対向し、磁気センサ２２７ｄはＹ軸用電極２２３Ｙ´に対向するように、光ファイバ２０２の中心軸ＡＸを中心とする円周上に一定の間隔をおいて配置されている。磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄは、例えば、ホール素子で構成され、Ｘ方向に沿って配置される磁気センサ２２７ａ及び２２７ｃで検出される磁界の向きと、Ｙ方向に沿って配置される磁気センサ２２７ｂ及び２２７ｄで検出される磁界の向きとが逆向きになるように（すなわち、磁気センサの向きを１８０°反転して）配置されている。各磁気センサで検出された磁界は電圧に変換されて走査ドライバ２１０、サブＣＰＵ２０６及び電気コネクタ１５４を経由してＣＰＵ１０８に送られる。
【００３６】
上述したように、光ファイバ２０２の先端２０２ａが渦巻状のパターンを描くように回転すると、光ファイバ２０２の先端２０２ａ近傍に配置されたマグネット２２８と、磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄとの相対的な位置関係が変化する。図７は、磁気センサ２２７ａ（２２７ｂ、２２７ｃ又は２２７ｄ）とマグネット２２８との関係を模式的に示す図である。図７（ａ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが中心軸ＡＸ上で停止しているときのマグネット２２８と磁気センサ２２７ａとの関係を示す図である。図７（ｂ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが渦巻状に回転しているときのマグネット２２８と磁気センサ２２７ａとの関係を示す図である。図７（ａ）に示すように、本実施形態においては、光ファイバ２０２の先端２０２ａが中心軸ＡＸ上で停止している場合、マグネット２２８と磁気センサ２２７ａとの間の距離が十分に大きく、マグネット２２８の磁束（磁界）が磁気センサ２２７ａによって検出されないように構成されている。一方、図７（ｂ）に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａが回転するときには、マグネット２２８が磁気センサ２２７ａに接近するため、マグネット２２８と磁気センサ２２７ａとの間の距離に応じた磁束が磁気センサ２２７ａによって検出されるように構成されている。
【００３７】
図８は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが渦巻状のパターンを描くように回転するときの磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力電圧を説明する図である。図８（ａ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが正常な円軌道で渦巻状に回転するときの磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力電圧を示す図である。図８（ｂ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＸ方向に延びた楕円軌道で渦巻状に回転するときの磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力電圧を示す図である。図８（ｃ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＸ方向及びＹ方向に対して斜め方向に延びた楕円軌道で渦巻状に回転するときの磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力電圧を示す図である。なお、図８（ａ）〜（ｃ）においては、説明の便宜のため、光ファイバ２０２の先端２０２ａが１回転するときの様子のみ示している。
【００３８】
図８（ａ）に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａが中心軸ＡＸを中心として正常な円軌道で１回転すると、マグネット２２８は、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄに囲まれた空間を１回転する。このとき、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄが配置される円周と、光ファイバ２０２の先端２０２ａが回転する円軌道とは中心軸ＡＸを中心とする同心円となり、マグネット２２８は、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄの順に一定の速度で接近し、離間する。従って、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄからの出力電圧は、横軸を時間としたときに４つの山形の波形を組み合わせた波形となり、各山形の波形の振幅（すなわち、各磁気センサの出力電圧の振幅）及び周期（各磁気センサの出力電圧のピークからピークまでの時間）は、略一定となる。ＣＰＵ１０８がこのような電圧を受信すると、ＣＰＵ１０８は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが正常な円軌道で回転していると判断する。
【００３９】
図８（ｂ）に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＸ方向に延びた楕円軌道で１回転すると、マグネット２２８は、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄに囲まれた空間を１回転する。しかし、Ｙ方向の振幅がＸ方向の振幅に比較して小さいため、マグネット２２８が磁気センサ２２７ａ及び２２７ｂに最接近した時のマグネット２２８と磁気センサ２２７ａ及び２２７ｂとの間の距離と、マグネット２２８が磁気センサ２２７ｃ及び２２７ｄに最接近した時のマグネット２２８と磁気センサ２２７ｃ及び２２７ｄとの間の距離とは異なる。従って、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄからの出力電圧は、図８（ａ）と同様、横軸を時間としたときに一定の周期の４つの山形の波形を組み合わせたものとなるものの、磁気センサ２２７ｃ及び２２７ｄの出力電圧の振幅は、磁気センサ２２７ａ及び２２７ｂの出力電圧の振幅に比較して小さくなる。ＣＰＵ１０８がこのような電圧を受信すると、ＣＰＵ１０８は、後述する軌道補正処理の中で光ファイバ２０２の先端２０２ａが正常な円軌道で回転していないと判断し、Ｘ方向に延びた楕円軌道を正常な円軌道に補正する。
【００４０】
図８（ｃ）に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＸ方向及びＹ方向に対して斜め方向に延びた楕円軌道で１回転すると、マグネット２２８は、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄに囲まれた空間を１回転する。しかし、楕円軌道の長軸及び短軸がＸ軸及びＹ軸に対して傾いているため、マグネット２２８が各磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄに最接近したときのマグネット２２８と各磁気センサ間の距離は、図８（ａ）の場合（正常な円軌道で回転する場合）のそれと比較して長くなる。また、マグネット２２８が各磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄに最接近するまでの時間がそれぞれ異なることとなる。従って、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄからの出力電圧は、図８（ａ）及び（ｂ）と同様、横軸を時間としたときに４つの山形の波形を組み合わせたものとなるものの、磁気センサ２２７ｃ及び２２７ｄの波形の振幅は、図８（ａ）及び（ｂ）の場合と比較して小さくなり、また山形の波形の周期も一定とはならない。ＣＰＵ１０８がこのような電圧を受信すると、ＣＰＵ１０８は、後述する軌道補正処理の中で光ファイバ２０２の先端２０２ａが正常な円軌道で回転していないと判断し、Ｘ方向及びＹ方向に対して斜め方向に延びた楕円軌道を正常な円軌道に補正する。
【００４１】
このように、本実施形態の光走査型内視鏡システム１においては、光ファイバ２０２の先端２０２ａの回転軌道が検出され、正常な円軌道でないと判断された場合には、後述する軌道補正処理によって正常な円軌道となるように補正される。そして、光ファイバ２０２の先端２０２ａが正常な円軌道となるように調整された上で、さらにＺ方向に微小距離（例えば、０．５ｍｍ）進退駆動され、被写体が三次元走査される。
【００４２】
図９は、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＺ方向に進退したときのマグネット２２８とファイバ位置検出センサ２２７との位置関係を説明する模式図である。図９（ａ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが最もＺ方向に退避した（Ｚ方向マイナス側に移動した）ときのマグネット２２８とファイバ位置検出センサ２２７との位置関係を示した図である。図９（ｃ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが最もＺ方向に突出した（Ｚ方向プラス側に移動した）ときのマグネット２２８とファイバ位置検出センサ２２７との位置関係を示した図である。図９（ｂ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが、図９（ａ）の位置と図９（ｃ）の位置の中間に位置したときのマグネット２２８とファイバ位置検出センサ２２７との位置関係を示した図である。本実施形態の共焦点光学ユニット２２０においては、光ファイバ２０２の先端２０２ａは渦巻状のパターンを描くように回転しながら１サンプリング期間内で１フレームの画像を取得している。そして、光ファイバ２０２の先端２０２ａが、制動期間を迎える毎に図９（ａ）に示す位置から図９（ｃ）に示す位置まで所定のピッチで移動することにより、Ｚ方向に複数の画像を得ている。図１０は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが渦巻状のパターンを描くように回転しながらＺ方向に移動するときの磁気センサ２２７ａ（２２７ｂ、２２７ｃ又は２２７ｄ）の出力電圧を示す図である。図１０中、のこぎり波状の細い実線は各時間における（Ｚ方向の各位置における）磁気センサ２２７ａの出力電圧を示しており、太い実線は、のこぎり波状に変化する磁気センサ２２７ａの出力電圧のピークを結んだ曲線である。また、図１０の「ａ」は、図９（ａ）の位置（以下、「退避位置」という。）に光ファイバ２０２が位置したときに対応し、「ｂ」は、図９（ｂ）の位置（以下、「中間位置」という。）に光ファイバ２０２が位置したときに対応し、「ｃ」は、図９（ｃ）の位置（以下、「突出位置」という。）に光ファイバ２０２が位置したときに対応している。
【００４３】
図９（ａ）及び図１０に示すように、光ファイバ２０２が退避位置にある状態では、マグネット２２８は、磁気センサ２２７ａよりもＺ方向マイナス側にオフセットして配置される。そして、この状態で光ファイバ２０２の先端２０２ａが渦巻状のパターンを描くように回転するとき、磁気センサ２２７ａ（２２７ｂ、２２７ｃ又は２２７ｄ）はマグネット２２８から所定の磁束（出力電圧がＶｔｈとなる磁束）を受ける。この状態から光ファイバ２０２の先端２０２ａがＺ方向プラス側に移動すると、マグネット２２８が磁気センサ２２７ａに接近し、磁気センサ２２７ａが検出する磁束が増えるため、磁気センサ２２７ａの出力電圧は徐々に大きくなる。そして、マグネット２２８が磁気センサ２２７ａと対向する位置（すなわち、中間位置）まで移動すると、磁気センサ２２７ａの出力電圧のピークは略一定となる（図９（ｂ）、図１０中「ｂ」）。次いで、この状態からさらに光ファイバ２０２の先端２０２ａがＺ方向プラス側に移動すると、マグネット２２８は磁気センサ２２７ａから離間し、磁気センサ２２７ａが検出する磁束が減るため、磁気センサ２２７ａの出力電圧は徐々に小さくなる。そして、光ファイバ２０２の先端２０２ａが突出位置まで移動すると、マグネット２２８は、磁気センサ２２７ａよりもＺ方向プラス側にオフセットして配置される。そして、この状態で光ファイバ２０２の先端２０２ａが渦巻状のパターンを描くように回転するとき、磁気センサ２２７ａはマグネット２２８から所定の磁束（出力電圧がＶｔｈとなる磁束）を受ける（図９（ｃ）、図１０中「ｃ」）。
【００４４】
このように、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＺ方向に移動するとき、磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力が変化する。本実施形態においては、このような磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力の変化を利用し、光ファイバ２０２の先端２０２ａのＺ方向への移動量をモニタしている。従って、マウント２２２とモータ２２６の回転軸２２６ａとの間でバックラッシュがあるような場合であっても、光ファイバ２０２の先端２０２ａの位置がＺ方向において正確に制御される。
【００４５】
次に、本実施形態のＣＰＵ１０８において実行される軌道補正処理について説明する。図１１は、本実施形態のＣＰＵ１０８において実行される軌道補正処理のフローチャートである。本実施形態の軌道補正処理は、光走査型内視鏡システム１の画像取得・表示動作に先立って行われる一種の校正サブルーチンであり、光走査型内視鏡システム１のシステム起動時に、ＣＰＵ１０８が不図示のメモリに記憶されているプログラムをＣＰＵメモリ１１０に読み出して実行することにより行われる。図１１に示すように、軌道補正処理が開始されると、ＣＰＵ１０８はステップＳ１を実行する。
【００４６】
ステップＳ１では、ＣＰＵ１０８は、補正回数パラメータｉを「０」にリセットする。ここで、補正回数パラメータｉは、後述する補正処理（ステップＳ９）の実行回数をカウントする変数である。次いで、処理は、ステップＳ２に進む。
【００４７】
ステップＳ２では、ＣＰＵ１０８は、サブＣＰＵ２０６、走査ドライバ２１０を介してモータ２２６を駆動し、光ファイバ２０２の先端２０２ａを中間位置（図９（ｂ）に示す位置）まで移動させる。次いで、処理は、ステップＳ３に進む。
【００４８】
ステップＳ３では、ＣＰＵ１０８は、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道検出を行う。具体的には、ＣＰＵ１０８は、サブＣＰＵ２０６を介して走査ドライバ２１０に基準の設定値を送信して、２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´をそれぞれ印加する。ここで、基準の設定値とは、光ファイバ２０２の先端２０２ａを基準の渦巻状のパターンを描くように回転させるための走査ドライバ２１０のパラメータであり、これによってＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´には基準の交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´が印加される。そして、ＣＰＵ１０８は、磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄからの出力電圧を受信して光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道検出を行う。次いで、処理は、ステップＳ４に進む。
【００４９】
ステップＳ４では、ＣＰＵ１０８は、磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄからの出力電圧をモニタし、正常な円軌道で回転しているか否かを判断する。図８（ａ）に示す波形を検出し、正常な円軌道で回転していると判断された場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ５に進み、光ファイバ２０２を退避位置（すなわち、Ｚ方向における初期位置）に移動して、軌道補正処理を終了する。一方、ステップＳ４において、図８（ｂ）又は（ｃ）に示すような波形を検出し、正常な円軌道で回転していないと判断された場合（ステップＳ４：ＮＯ）、処理は、ステップＳ６に進む。
【００５０】
ステップＳ６では、ＣＰＵ１０８は、補正回数パラメータｉをインクリメントし、処理は、ステップＳ７に進む。
【００５１】
ステップＳ７では、ＣＰＵ１０８は、補正回数パラメータｉが所定の上限値に達したか否かを判断する。後述する補正処理（ステップＳ９）において、２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に印加される交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´の振幅及び位相が調整され、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が円軌道となるように補正されるが、２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に印加できる電圧には所定の許容範囲があるため、補正回数パラメータｉが所定の上限値に達したか否かを判断することにより、２軸アクチュエータ２２３の不具合（故障）を判断している。ステップＳ７において、補正回数パラメータｉが所定の上限値に達していると判断された場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０８は、２軸アクチュエータ２２３に不具合があると判断し、モニタ３００にエラー表示を行って（ステップＳ８）、軌道補正処理を終了する。一方、ステップＳ７において、補正回数パラメータｉが所定の上限値に達していないと判断された場合（ステップＳ７：ＮＯ）、処理は、ステップＳ９に進む。
【００５２】
ステップＳ９では、ＣＰＵ１０８は、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が円軌道となるように補正処理を実行する。具体的には、磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄからの出力電圧をモニタし、基準の渦巻状のパターンとなるように、２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に印加される交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´の振幅及び位相をそれぞれ所定量調節する。例えば、図８（ｂ）に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＸ方向に延びた楕円軌道で回転している場合には、ＣＰＵ１０８は、Ｙ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に印加する交流電圧Ｙ、Ｙ´の振幅が所定量増加するように、走査ドライバ２１０の設定値を変更する。また、例えば、図８（ｃ）に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＸ方向及びＹ方向に対して斜め方向に延びた楕円軌道で回転している場合には、ＣＰＵ１０８は、Ｘ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に印加する交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´の振幅及び位相がそれぞれ所定量増加又は減少するように、走査ドライバ２１０の設定値を変更する。このように、交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´の振幅及び位相が所定量調節される結果、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が円軌道となる方向に補正される。そして、処理は、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３からＳ９までの処理が繰り返されることにより、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が基準の渦巻状のパターンとなるまで補正される。
【００５３】
このように、軌道補正処理のサブルーチンが実行されることにより、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が基準の渦巻状のパターンとなるように自動的に校正される。そして、本実施形態の光走査型内視鏡システム１においては、この状態で、光ファイバ２０２の先端２０２ａを渦巻状のパターンで回転させながらＺ方向に移動させ、被写体を三次元走査することにより、三次元画像を取得している。
【００５４】
以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。例えば、本実施形態においては、Ｘ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´を備えた２軸アクチュエータ２２３を用いる構成として説明したが、３軸、４軸等の多軸アクチュエータを用いる構成としてもよい。この場合、軸数に応じて電極が増えるため、電極数に応じて磁気センサを増やすことが望ましい。
【００５５】
また、本実施形態においては、Ｘ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に対向するように４つの磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄを、中心軸ＡＸを中心とした円周上に配置する構成として説明したが、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が円軌道であるか否かを判別できればよいため、少なくとも３つ以上の磁気センサを、中心軸ＡＸを中心とした円周上に配置すればよい。
【００５６】
また、本実施形態の軌道補正処理のステップＳ３においては、走査ドライバ２１０に基準の設定値を送信して、２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に基準の交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´を印加する構成としたが、軌道補正処理によって調整された設定値をメモリに記憶する構成とし、ステップＳ３において、前回の軌道補正処理によって調整された設定値をメモリから読み出す構成としてもよい。このような構成とすれば、軌道補正処理にかかる時間が短縮される。
【００５７】
また、本実施形態の軌道補正処理は、光走査型内視鏡システム１の画像取得・表示動作に先立って行われる一種の校正サブルーチンであるとして説明したが、通常の画像取得・表示動作中も磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力電圧をモニタし、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が基準の渦巻状のパターンとなるように常に交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´にフィードバックする構成としてもよい。
【００５８】
また、本実施形態においては、光走査型内視鏡システム１は、励起光を出射する共焦点プローブ２２０を備える構成として説明したが、この構成に限定されるものではなく、特許文献２〜４に記載されているような白色光を出射する通常の光走査型内視鏡システムに適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 光走査型内視鏡システム
１００ システム本体
１０２ 光源
１０４ 光分波合波器
１０６ ダンパ
１０８ ＣＰＵ
１１０ ＣＰＵメモリ
１１２ 光ファイバ
１１４ 受光器
１１６ 映像信号処理回路
１１８ 画像メモリ
１２０ 映像信号出力回路
２００ 共焦点プローブ
２０２ 光ファイバ
２０６ サブＣＰＵ
２０８ サブメモリ
２１０ 走査ドライバ
２２０ 共焦点光学ユニット
２２１ 外筒
２２２ マウント
２２３ ２軸アクチュエータ
２２３Ｘ、２２３Ｘ´ Ｘ軸用電極
２２３Ｙ、２２３Ｙ´ Ｙ軸用電極
２２４ 対物光学系
２２５ 圧縮コイルばね
２２６ モータ
２２７ ファイバ位置検出センサ
２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄ 磁気センサ
２２８ マグネット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバによって導光される光を観察部位に対して走査させ、その反射光を受光して画像化する光走査型内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバによって導光される光を観察部位に対して走査させ、その反射光を受光して画像化する光走査型内視鏡システムの１つとして、共焦点内視鏡装置が知られている（例えば、特許文献１）。共焦点内視鏡装置は、レーザ光を体腔内の生体組織に照射して、その照射された生体組織からの反射光のうち、対物光学系の物体側焦点面における反射光のみを抽出することにより、その生体組織を、通常の内視鏡光学系によって得られる観察像より高倍率で観察可能にするものである。共焦点内視鏡装置においては、生体組織に照射されるレーザ光を２次元若しくは３次元に走査させることで、通常の内視鏡光学系によって得られる観察像の倍率では観察できないような微小な対象物を観察したり、生体組織の断層部を観察したりすることができるように構成されている。
【０００３】
また、近年、光ファイバによって導光される光を観察部位に対して渦巻状に走査させ、その反射光を受光して画像化する光走査型内視鏡システムが提案されている（例えば、特許文献２〜４）。このような光走査型内視鏡システムでは、シングルモード型の光ファイバを内視鏡内部に備えており、その基端部は、圧電アクチュエータによって片持ち梁状に保持される。そして、圧電アクチュエータは、振動の振幅を変調および増幅させながら、ファイバ先端部を固有振動数に従って２次元的に振動させて（共振させて）、光ファイバの先端部を渦巻状に駆動させる。その結果、光ファイバによって光源から導光された照明光が観察部位へ向けて渦巻状に照射され、その照射領域（走査領域）の画像が取得される。
【０００４】
そして、近年、特許文献２〜４に記載されているような、光を渦巻状に走査させる構成の光走査型内視鏡システムを、特許文献１に記載されているような共焦点内視鏡装置に適用することも提案されている（例えば、特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２１９６１号公報
【特許文献２】米国特許第６，８５６，７１２号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９５９，１３０号明細書
【特許文献４】米国特許第６，９７５，８９８号明細書
【特許文献５】特開２０１０−１６２０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２〜５に記載の光走査型内視鏡システムは、光ファイバを２次元的に走査させるために光ファイバの基端部に複数の圧電アクチュエータを備えており、各圧電アクチュエータに所定の周期及び振幅の電圧を印加することによって光ファイバを所定の方向に屈曲させることで光ファイバの先端を渦巻状に走査させている。しかし、通常、各圧電アクチュエータの特性が異なる（すなわち、バラツキがある）ため、各圧電アクチュエータに所定の周期及び振幅の電圧を印加したとしても正確な円形状の走査とはならず、歪んだ円形状（例えば、楕円状）の走査となる。そのため、従来は、渦巻状に照射される光をモニタしながら圧電アクチュエータに印加する電圧の調整を行う等、何らかの校正を行う必要があった。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ファイバの走査位置を検出し、正確な渦巻状走査となるように走査位置を自動で補正することが可能な光走査型内視鏡システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の光走査型内視鏡システムは、入射端に入射する光を出射端まで導光し該出射端から出射する光ファイバと、光ファイバの出射端近辺であって光ファイバの入射端寄りの位置に設けられ、光ファイバの側面を光ファイバの長手方向に直交し、かつ、互いに直交する第１及び第２の方向から押圧することにより光ファイバを屈曲させ、光ファイバの出射端を渦巻状に回転走査させる光ファイバ走査手段と、光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御する制御手段と、光ファイバ走査手段よりも光ファイバの出射端側に配置され光ファイバの出射端の回転軌跡を検出する検出手段とを備え、制御手段は、光ファイバの出射端の回転軌跡が略円形となるように、検出手段によって検出された光ファイバの出射端の回転軌跡に基づいて光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御することを特徴とする。
【０００９】
このような構成により、光ファイバの出射端の回転軌跡が略円形となるように、走査位置が自動で補正されるため、ユーザは、従来のような煩わしい校正を行うことなく光走査型内視鏡システムを使用することが可能となる。
【００１０】
また、検出手段は、光ファイバの出射端近辺に設けられ、光ファイバが貫通する環状のマグネットと、光ファイバの回転中心軸から一定距離だけ離れた円周上に等間隔に配置される少なくとも３つ以上の磁気センサとを備えた構成とすることができる。この場合、磁気センサは、４つであり、第１及び第２の方向に沿って２つずつ配置されるのが好ましい。このような構成によれば、光ファイバの出射端の回転軌跡を正確に検出することが可能となる。
【００１１】
また、第１の方向に沿って配置される磁気センサが検出する磁束の向きと、第２の方向に沿って配置される磁気センサが検出する磁束の向きが１８０°異なる構成としてもよい。このような構成によれば、光ファイバの出射端の回転軌跡を容易かつ正確に検出することが可能となる。
【００１２】
また、光ファイバ走査手段は、第１及び第２の方向に沿って２つずつ配置された圧電アクチュエータを備え、制御手段は、各圧電アクチュエータに印加する電圧の振幅及び位相を制御することにより光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御する構成とすることができる。このような構成によれば、各圧電アクチュエータに印加する電圧の振幅及び位相を制御することで、光ファイバの出射端の回転軌跡が略円形となるように容易に補正することができる。
【００１３】
また、光ファイバの出射端を光ファイバの長手方向に移動させる光ファイバ移動手段を備え、検出手段は、光ファイバの長手方向の移動量を検出し、制御手段は、検出手段によって検出される移動量をモニタしながら光ファイバ移動手段を制御して光ファイバの出射端を光ファイバの長手方向に移動させるように構成してもよい。このような構成によれば、光ファイバの長手方向の移動量を検出するために別途センサ等を設ける必要がなくなるため装置全体をコンパクトに構成することが可能となる。
【００１４】
また、光ファイバの出射端から出射される光を集光する光学系と、光学系によって集光される光の集光点と共役の位置に配置された共焦点ピンホールと、光ファイバの出射端から出射された光の反射光を、共焦点ピンホールを介して受光して画像信号を検出する画像信号検出手段と、検出された画像信号を用いて共焦点画像を生成する画像生成手段とを備える構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ファイバの走査位置を検出し、正確な渦巻状走査となるように走査位置を自動で補正することが可能な光走査型内視鏡システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の光走査型内視鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の光走査型内視鏡システムが有する共焦点光学ユニットの構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態の光走査型内視鏡システムが有する２軸アクチュエータの構成を概略的に示す図である。
【図４】ＸＹ近似面上における光ファイバの先端の回転軌跡を示す図である。
【図５】ＸＹ近似面上における光ファイバの先端のＸ（又はＹ）方向の変位量と、サンプリング期間及び制動期間との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の光走査型内視鏡システムが有するファイバ位置検出センサの構成を概略的に示す図である。
【図７】磁気センサとマグネットとの関係を模式的に示す図である。
【図８】光ファイバの先端が渦巻状のパターンを描くように回転するときの磁気センサの出力電圧を示す図である。
【図９】光ファイバの先端がＺ方向に進退したときのマグネットとファイバ位置検出センサとの位置関係を示す図である。
【図１０】光ファイバの先端が渦巻状のパターンを描くように回転しながらＺ方向に移動するときの磁気センサの出力電圧を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態の光走査型内視鏡システムにおいて実行される軌道補正処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の光走査型内視鏡システムについて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態の光走査型内視鏡システム１の構成を示すブロック図である。本実施形態の光走査型内視鏡システム１は、共焦点顕微鏡の原理を応用して設計されたシステムであり、高倍率かつ高解像度の被写体を観察するのに好適に構成されている。図１に示されるように、光走査型内視鏡システム１は、システム本体１００、共焦点プローブ２００、モニタ３００を有している。光走査型内視鏡システム１を用いた共焦点観察は、可撓性を有する管状の共焦点プローブ２００の先端面を被写体に当て付けた状態で行う。
【００１９】
システム本体１００は、光源１０２、光分波合波器（フォトカプラ）１０４、ダンパ１０６、ＣＰＵ１０８、ＣＰＵメモリ１１０、光ファイバ１１２、受光器１１４、映像信号処理回路１１６、画像メモリ１１８、映像信号出力回路１２０を有している。共焦点プローブ２００は、光ファイバ２０２、共焦点光学ユニット２２０、サブＣＰＵ２０６、サブメモリ２０８、走査ドライバ２１０を有している。
【００２０】
光源１０２は、ＣＰＵ１０８の駆動制御に従い、患者の体腔内に投与された薬剤を励起する励起光を出射する。励起光は、光分波合波器１０４に入射する。光分波合波器１０４のポートの１つには、光コネクタ１５２が結合している。光分波合波器１０４の不要ポートには、光源１０２から出射された励起光を無反射終端するダンパ１０６が結合している。前者のポートに入射した励起光は、光コネクタ１５２を通過して共焦点プローブ２００内に配置された光学系に入射する。
【００２１】
光ファイバ２０２の基端は、光コネクタ１５２を通じて光分波合波器１０４と光学的に結合している。光ファイバ２０２の先端は、共焦点プローブ２００の先端部に組み込まれた共焦点光学ユニット２２０内に収められている。光分波合波器１０４から出射された励起光は、光コネクタ１５２を通過して光ファイバ２０２の基端に入射後、光ファイバ２０２を伝送して光ファイバ２０２の先端から出射される。
【００２２】
図２は、共焦点光学ユニット２２０の構成を概略的に示す図である。以下、共焦点光学ユニット２２０を説明する便宜上、共焦点光学ユニット２２０の長手方向をＺ方向と定義し、Ｚ方向に直交しかつ互いに直交する２方向をＸ方向、Ｙ方向と定義する。図２に示されるように、共焦点光学ユニット２２０は、各種構成部品を収容する金属製の外筒２２１を有している。外筒２２１は、外筒２２１の内壁面形状に対応する外壁面形状を持つ円筒状のマウント２２２を同軸（Ｚ方向）にスライド自在に保持している。光ファイバ２０２の先端（以下、符号「２０２ａ」を付す。）は、外筒２２１及びマウント２２２の各基端面に形成された開口に挿通され、マウント２２２に固定、支持される。光ファイバ２０２の先端２０２ａは、光走査型内視鏡システム１の二次的な点光源として機能し、点光源である先端２０２ａの位置は、ＣＰＵ１０８による制御に基づいて周期的に変化する。
【００２３】
サブメモリ２０８（図１）は、共焦点プローブ２００の識別情報や各種プロパティ等のプローブ情報を格納している。サブＣＰＵ２０６は、システム起動時にサブメモリ２０８からプローブ情報を読み出して、システム本体１００と共焦点プローブ２００とを電気的に接続する電気コネクタ１５４を介してＣＰＵ１０８に送信する。ＣＰＵ１０８は、送信されたプローブ情報をＣＰＵメモリ１１０に格納する。ＣＰＵ１０８は、格納したプローブ情報を必要時に読み出して共焦点プローブ２００の制御に必要な信号を生成して、サブＣＰＵ２０６に送信する。サブＣＰＵ２０６は、ＣＰＵ１０８から送信された制御信号に従って走査ドライバ２１０に必要な設定値を指定する。
【００２４】
走査ドライバ２１０は、指定された設定値に応じたドライブ信号を生成して、先端２０２ａ付近の光ファイバ２０２の外周面に接着固定された筒状の２軸アクチュエータ２２３を駆動制御する。図３は、２軸アクチュエータ２２３の構成を概略的に示す図である。図３に示されるように、２軸アクチュエータ２２３は、走査ドライバ２１０と接続された一対のＸ軸用電極（図中「２２３Ｘ」、「２２３Ｘ´」）及びＹ軸用電極（図中「２２３Ｙ」、「２２３Ｙ´」）を圧電体上に形成した圧電アクチュエータであり、各電極がそれぞれ独立した４つのアクチュエータを構成している。
【００２５】
走査ドライバ２１０は、交流電圧Ｘを２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘに印加し、交流電圧Ｘと同一周波数で且つ略同一の振幅であって、位相が１８０°異なる交流電圧Ｘ´をＸ軸用電極２２３Ｘ´に印加して圧電体をＸ方向に共振させる。また、走査ドライバ２１０は、交流電圧Ｘと同一周波数で且つ略同一の振幅であって、位相が９０°異なる交流電圧ＹをＹ軸用電極２２３Ｙに印加し、交流電圧Ｙと同一周波数で且つ略同一の振幅であって、位相が１８０°異なる交流電圧Ｙ´をＹ軸用電極２２３Ｙ´に印加して圧電体をＹ方向に共振させる。交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´はそれぞれ、振幅が時間に比例して線形に増加して、時間（Ｘ）、（Ｘ´）、（Ｙ）、（Ｙ´）かけて実効値（Ｘ）、（Ｘ´）、（Ｙ）、（Ｙ´）に達する電圧として定義される。このように、圧電体がＸ方向に及びＹ方向に共振する結果、光ファイバ２０２の先端２０２ａは、２軸アクチュエータ２２３によるＸ方向、Ｙ方向への運動エネルギーが合成されて、Ｘ−Ｙ平面に近似する面（以下、「ＸＹ近似面」と記す。）上において中心軸ＡＸを中心に渦巻状のパターンを描くように回転する。先端２０２ａの回転軌跡は、印加電圧に比例して大きくなり、実効値（Ｘ）、（Ｘ´）、（Ｙ）、（Ｙ´）の交流電圧が印加された時点で最も大きい径を有する円の軌跡を描く。図４に、ＸＹ近似面上の先端２０２ａの回転軌跡を示す。
【００２６】
励起光は連続光であり、２軸アクチュエータ２２３への交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´の印加開始直後から印加停止までの期間中、光ファイバ２０２の先端２０２ａから出射される。以下、説明の便宜上、この期間を「サンプリング期間」と記す。サンプリング期間が経過して２軸アクチュエータ２２３への交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´の印加が停止すると、光ファイバ２０２の振動が減衰する。ＸＹ近似面上における先端２０２ａの円運動は、光ファイバ２０２の振動の減衰に伴って収束し、所定時間後に中心軸ＡＸ上で停止する。以下、説明の便宜上、サンプリング期間が終了してから先端２０２ａが中心軸ＡＸ上に停止するまでの期間（より正確には、中心軸ＡＸ上での停止を保証するため、停止までに要する計算上の時間より僅かに長い期間）を「制動期間」と記す。１フレームに対応する期間は、１つのサンプリング期間と１つの制動期間で構成される。制動期間を短縮するため、制動期間の初期段階に２軸アクチュエータ２２３に逆相電圧を印加して制動トルクを積極的に加えてもよい。図５に、ＸＹ近似面上における先端２０２ａのＸ（又はＹ）方向の変位量（振幅）と、サンプリング期間及び制動期間との関係を示す。
【００２７】
光ファイバ２０２の先端２０２ａの前方には、対物光学系２２４（図２）が設置されている。対物光学系２２４は、複数枚の光学レンズで構成されており、図示省略されたレンズ枠を介して外筒２２１に保持されている。レンズ枠は、外筒２２１の内部において、マウント２２２と相対的に固定され支持されている。そのため、レンズ枠に保持された光学レンズ群は、外筒２２１の内部をマウント２２２と一体となってＺ方向にスライドする。
【００２８】
外筒２２１の基端面には、Ｚ方向に延びる回転軸２２６ａを備えたモータ２２６が取り付けられている。回転軸２２６ａの表面にはネジが切られており、回転軸の先端は、マウント２２２に設けられたネジ穴に挿通されている。また、マウント２２２の基端面と外筒２２１の内壁面との間には、圧縮コイルばね２２５が取り付けられている。圧縮コイルばね２２５は、自然長からＺ方向に初期的に圧縮狭持されており、モータ２２６に対してプリロードを与えている。走査ドライバ２１０は、サブＣＰＵ２０６が指定した設定値に応じたドライブ信号を生成して、モータ２６６を制御する。モータ２２６は、入力されるドライブ信号に応じてマウント２２２を光ファイバ２０２ごとＺ方向に進退させる。
【００２９】
光ファイバ２０２の先端２０２ａから出射した励起光は、対物光学系２２４を透過して被写体の表面又は表層でスポットを形成する。スポット形成位置は、点光源である先端２０２ａの進退に応じてＺ軸方向に変位する。すなわち、共焦点光学ユニット２２０は、２軸アクチュエータ２２３による先端２０２ａのＸＹ近似面上の周期的な円運動とＺ方向の進退を併せることで、被写体を三次元走査する。
【００３０】
光ファイバ２０２の先端２０２ａは、対物光学系２２４の前側焦点位置に配置されているため、共焦点ピンホールとして機能する。従って、先端２０２ａには、励起光により励起された被写体の散乱成分（蛍光）のうち先端２０２ａと光学的に共役な集光点からの蛍光のみが入射する。蛍光は、光ファイバ２０２によって伝搬され、光コネクタ１５２を通過して光分波合波器１０４に入射する。光分波合波器１０４は、入射した蛍光を光源１０２から出射される励起光と分離して光ファイバ１１２に導く。蛍光は、光ファイバ１１２を伝搬して受光器１１４で検出される。受光器１１４には、微弱な光を低ノイズで検出するため、例えば光電子増倍管等の高感度光検出器が用いられる。
【００３１】
受光器１１４によって検出された検出信号は、映像信号処理回路１１６に入力する。映像信号処理回路１１６は、ＣＰＵ１０８の制御下で動作して、検出信号を一定のレートでサンプルホールド及びＡＤ変換してデジタル検出信号を得る。ここで、サンプリング期間中の光ファイバ２０２の先端２０２ａの位置（軌跡）が決まると、当該位置に対応する観察領域（走査領域）中のスポット形成位置、当該スポット形成位置からの戻り光を検出してデジタル検出信号を得る信号取得タイミングがほぼ一義的に決まる。後述するように、本実施形態においては、予め、光ファイバ２０２の先端２０２ａの回転軌跡を検出し、回転軌跡に歪がある場合には自動で補正を行っている。従って、サンプリング期間中の光ファイバ２０２の先端２０２ａの位置（軌跡）が安定的に求まるため、光ファイバ２０２の先端２０２ａの位置から求まる所定のタイミングでデジタル検出信号を取得している。ＣＰＵメモリ１１０には、決定されたデジタル検出信号の信号取得タイミングと画素位置（画素アドレス）とを関連付けたリマップテーブルが格納されている。
【００３２】
映像信号処理回路１１６は、リマップテーブルを参照して、各デジタル検出信号により表現される点像の画素アドレスへの割り当てを信号取得タイミングに応じて行う。以下、説明の便宜上、上記の割り当て作業をリマッピングと記す。映像信号処理回路１１６は、リマッピング結果に従って、各点像の空間的配列によって構成される画像の信号を画像メモリ１１８にフレーム単位でバッファリングする。バッファリングされた信号は、映像信号処理回路１１６によって所定のタイミングで画像メモリ１１８から読み出され、映像信号出力回路１２０に掃き出される。そして、映像信号出力回路１２０によって、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）やＰＡＬ（Phase Alternating Line）等の所定の規格に準拠した映像信号に変換されてモニタ３００に出力される。モニタ３００の表示画面には、高倍率かつ高解像度の被写体の三次元共焦点画像が表示される。
【００３３】
上述したように、本実施形態においては、２軸アクチュエータ２２３を構成するＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´をそれぞれ印加し、２軸アクチュエータ２２３をＸ方向及びＹ方向に共振（すなわち、屈曲）させることで、光ファイバ２０２の先端２０２ａを渦巻状のパターンを描くように回転させている。ここで、２軸アクチュエータ２２３のＸ方向及びＹ方向における変位量（振幅）は、基本的に各電極に印加する電圧に依存するところ、各アクチュエータを構成するセラミックの結晶構造のバラツキ、分極時の温度設定のバラツキ、分極時の印加電圧のバラツキ等に因り、各アクチュエータの特性にバラツキが生じる。このため、各電極に同一の電圧を印加しても必ずしも同じ量だけ変位するとは限らず、各アクチュエータの特性が異なる場合、光ファイバ２０２の先端２０２ａは理想的な円形の渦巻状のパターンとはならない。そこで、本実施形態においては、後述するように、予め、光ファイバ２０２の先端２０２ａの回転軌跡を検出し、回転軌跡に歪がある場合には自動で補正を行うように構成されている。
【００３４】
図６は、ファイバ位置検出センサ２２７の構成を概略的に示す図であり、図２における外筒２２１の先端側から外筒２２１の基端側（すなわち、図２の左側から右側）を見たときの正面図である。但し、説明の便宜のため、図６においては、対物光学系２２４を省略して示している。
【００３５】
図２及び図６に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａ近傍であって、２軸アクチュエータ２２３よりも光ファイバ２０２の先端２０２ａ側に、環状のマグネット２２８が取り付けられている。また、マグネット２２８を取り囲むように、環状のファイバ位置検出センサ２２７が外筒２２１の内壁面に沿って取り付けられている。ファイバ位置検出センサ２２７は、マグネット２２８と対向する面（内面）に４つの磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄを備えている。磁気センサ２２７ａはＸ軸用電極２２３Ｘに対向し、磁気センサ２２７ｂはＸ軸用電極２２３Ｘ´に対向し、磁気センサ２２７ｃはＹ軸用電極２２３Ｙに対向し、磁気センサ２２７ｄはＹ軸用電極２２３Ｙ´に対向するように、光ファイバ２０２の中心軸ＡＸを中心とする円周上に一定の間隔をおいて配置されている。磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄは、例えば、ホール素子で構成され、Ｘ方向に沿って配置される磁気センサ２２７ａ及び２２７ｃで検出される磁界の向きと、Ｙ方向に沿って配置される磁気センサ２２７ｂ及び２２７ｄで検出される磁界の向きとが逆向きになるように（すなわち、磁気センサの向きを１８０°反転して）配置されている。各磁気センサで検出された磁界は電圧に変換されて走査ドライバ２１０、サブＣＰＵ２０６及び電気コネクタ１５４を経由してＣＰＵ１０８に送られる。
【００３６】
上述したように、光ファイバ２０２の先端２０２ａが渦巻状のパターンを描くように回転すると、光ファイバ２０２の先端２０２ａ近傍に配置されたマグネット２２８と、磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄとの相対的な位置関係が変化する。図７は、磁気センサ２２７ａ（２２７ｂ、２２７ｃ又は２２７ｄ）とマグネット２２８との関係を模式的に示す図である。図７（ａ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが中心軸ＡＸ上で停止しているときのマグネット２２８と磁気センサ２２７ａとの関係を示す図である。図７（ｂ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが渦巻状に回転しているときのマグネット２２８と磁気センサ２２７ａとの関係を示す図である。図７（ａ）に示すように、本実施形態においては、光ファイバ２０２の先端２０２ａが中心軸ＡＸ上で停止している場合、マグネット２２８と磁気センサ２２７ａとの間の距離が十分に大きく、マグネット２２８の磁束（磁界）が磁気センサ２２７ａによって検出されないように構成されている。一方、図７（ｂ）に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａが回転するときには、マグネット２２８が磁気センサ２２７ａに接近するため、マグネット２２８と磁気センサ２２７ａとの間の距離に応じた磁束が磁気センサ２２７ａによって検出されるように構成されている。
【００３７】
図８は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが渦巻状のパターンを描くように回転するときの磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力電圧を説明する図である。図８（ａ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが正常な円軌道で渦巻状に回転するときの磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力電圧を示す図である。図８（ｂ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＸ方向に延びた楕円軌道で渦巻状に回転するときの磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力電圧を示す図である。図８（ｃ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＸ方向及びＹ方向に対して斜め方向に延びた楕円軌道で渦巻状に回転するときの磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力電圧を示す図である。なお、図８（ａ）〜（ｃ）においては、説明の便宜のため、光ファイバ２０２の先端２０２ａが１回転するときの様子のみ示している。
【００３８】
図８（ａ）に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａが中心軸ＡＸを中心として正常な円軌道で１回転すると、マグネット２２８は、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄに囲まれた空間を１回転する。このとき、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄが配置される円周と、光ファイバ２０２の先端２０２ａが回転する円軌道とは中心軸ＡＸを中心とする同心円となり、マグネット２２８は、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄの順に一定の速度で接近し、離間する。従って、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄからの出力電圧は、横軸を時間としたときに４つの山形の波形を組み合わせた波形となり、各山形の波形の振幅（すなわち、各磁気センサの出力電圧の振幅）及び周期（各磁気センサの出力電圧のピークからピークまでの時間）は、略一定となる。ＣＰＵ１０８がこのような電圧を受信すると、ＣＰＵ１０８は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが正常な円軌道で回転していると判断する。
【００３９】
図８（ｂ）に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＸ方向に延びた楕円軌道で１回転すると、マグネット２２８は、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄに囲まれた空間を１回転する。しかし、Ｙ方向の振幅がＸ方向の振幅に比較して小さいため、マグネット２２８が磁気センサ２２７ａ及び２２７ｂに最接近した時のマグネット２２８と磁気センサ２２７ａ及び２２７ｂとの間の距離と、マグネット２２８が磁気センサ２２７ｃ及び２２７ｄに最接近した時のマグネット２２８と磁気センサ２２７ｃ及び２２７ｄとの間の距離とは異なる。従って、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄからの出力電圧は、図８（ａ）と同様、横軸を時間としたときに一定の周期の４つの山形の波形を組み合わせたものとなるものの、磁気センサ２２７ｃ及び２２７ｄの出力電圧の振幅は、磁気センサ２２７ａ及び２２７ｂの出力電圧の振幅に比較して小さくなる。ＣＰＵ１０８がこのような電圧を受信すると、ＣＰＵ１０８は、後述する軌道補正処理の中で光ファイバ２０２の先端２０２ａが正常な円軌道で回転していないと判断し、Ｘ方向に延びた楕円軌道を正常な円軌道に補正する。
【００４０】
図８（ｃ）に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＸ方向及びＹ方向に対して斜め方向に延びた楕円軌道で１回転すると、マグネット２２８は、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄに囲まれた空間を１回転する。しかし、楕円軌道の長軸及び短軸がＸ軸及びＹ軸に対して傾いているため、マグネット２２８が各磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄに最接近したときのマグネット２２８と各磁気センサ間の距離は、図８（ａ）の場合（正常な円軌道で回転する場合）のそれと比較して長くなる。また、マグネット２２８が各磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄに最接近するまでの時間がそれぞれ異なることとなる。従って、磁気センサ２２７ａ、２２７ｃ、２２７ｂ、２２７ｄからの出力電圧は、図８（ａ）及び（ｂ）と同様、横軸を時間としたときに４つの山形の波形を組み合わせたものとなるものの、磁気センサ２２７ｃ及び２２７ｄの波形の振幅は、図８（ａ）及び（ｂ）の場合と比較して小さくなり、また山形の波形の周期も一定とはならない。ＣＰＵ１０８がこのような電圧を受信すると、ＣＰＵ１０８は、後述する軌道補正処理の中で光ファイバ２０２の先端２０２ａが正常な円軌道で回転していないと判断し、Ｘ方向及びＹ方向に対して斜め方向に延びた楕円軌道を正常な円軌道に補正する。
【００４１】
このように、本実施形態の光走査型内視鏡システム１においては、光ファイバ２０２の先端２０２ａの回転軌道が検出され、正常な円軌道でないと判断された場合には、後述する軌道補正処理によって正常な円軌道となるように補正される。そして、光ファイバ２０２の先端２０２ａが正常な円軌道となるように調整された上で、さらにＺ方向に微小距離（例えば、０．５ｍｍ）進退駆動され、被写体が三次元走査される。
【００４２】
図９は、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＺ方向に進退したときのマグネット２２８とファイバ位置検出センサ２２７との位置関係を説明する模式図である。図９（ａ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが最もＺ方向に退避した（Ｚ方向マイナス側に移動した）ときのマグネット２２８とファイバ位置検出センサ２２７との位置関係を示した図である。図９（ｃ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが最もＺ方向に突出した（Ｚ方向プラス側に移動した）ときのマグネット２２８とファイバ位置検出センサ２２７との位置関係を示した図である。図９（ｂ）は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが、図９（ａ）の位置と図９（ｃ）の位置の中間に位置したときのマグネット２２８とファイバ位置検出センサ２２７との位置関係を示した図である。本実施形態の共焦点光学ユニット２２０においては、光ファイバ２０２の先端２０２ａは渦巻状のパターンを描くように回転しながら１サンプリング期間内で１フレームの画像を取得している。そして、光ファイバ２０２の先端２０２ａが、制動期間を迎える毎に図９（ａ）に示す位置から図９（ｃ）に示す位置まで所定のピッチで移動することにより、Ｚ方向に複数の画像を得ている。図１０は、光ファイバ２０２の先端２０２ａが渦巻状のパターンを描くように回転しながらＺ方向に移動するときの磁気センサ２２７ａ（２２７ｂ、２２７ｃ又は２２７ｄ）の出力電圧を示す図である。図１０中、のこぎり波状の細い実線は各時間における（Ｚ方向の各位置における）磁気センサ２２７ａの出力電圧を示しており、太い実線は、のこぎり波状に変化する磁気センサ２２７ａの出力電圧のピークを結んだ曲線である。また、図１０の「ａ」は、図９（ａ）の位置（以下、「退避位置」という。）に光ファイバ２０２が位置したときに対応し、「ｂ」は、図９（ｂ）の位置（以下、「中間位置」という。）に光ファイバ２０２が位置したときに対応し、「ｃ」は、図９（ｃ）の位置（以下、「突出位置」という。）に光ファイバ２０２が位置したときに対応している。
【００４３】
図９（ａ）及び図１０に示すように、光ファイバ２０２が退避位置にある状態では、マグネット２２８は、磁気センサ２２７ａよりもＺ方向マイナス側にオフセットして配置される。そして、この状態で光ファイバ２０２の先端２０２ａが渦巻状のパターンを描くように回転するとき、磁気センサ２２７ａ（２２７ｂ、２２７ｃ又は２２７ｄ）はマグネット２２８から所定の磁束（出力電圧がＶｔｈとなる磁束）を受ける。この状態から光ファイバ２０２の先端２０２ａがＺ方向プラス側に移動すると、マグネット２２８が磁気センサ２２７ａに接近し、磁気センサ２２７ａが検出する磁束が増えるため、磁気センサ２２７ａの出力電圧は徐々に大きくなる。そして、マグネット２２８が磁気センサ２２７ａと対向する位置（すなわち、中間位置）まで移動すると、磁気センサ２２７ａの出力電圧のピークは略一定となる（図９（ｂ）、図１０中「ｂ」）。次いで、この状態からさらに光ファイバ２０２の先端２０２ａがＺ方向プラス側に移動すると、マグネット２２８は磁気センサ２２７ａから離間し、磁気センサ２２７ａが検出する磁束が減るため、磁気センサ２２７ａの出力電圧は徐々に小さくなる。そして、光ファイバ２０２の先端２０２ａが突出位置まで移動すると、マグネット２２８は、磁気センサ２２７ａよりもＺ方向プラス側にオフセットして配置される。そして、この状態で光ファイバ２０２の先端２０２ａが渦巻状のパターンを描くように回転するとき、磁気センサ２２７ａはマグネット２２８から所定の磁束（出力電圧がＶｔｈとなる磁束）を受ける（図９（ｃ）、図１０中「ｃ」）。
【００４４】
このように、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＺ方向に移動するとき、磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力が変化する。本実施形態においては、このような磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力の変化を利用し、光ファイバ２０２の先端２０２ａのＺ方向への移動量をモニタしている。従って、マウント２２２とモータ２２６の回転軸２２６ａとの間でバックラッシュがあるような場合であっても、光ファイバ２０２の先端２０２ａの位置がＺ方向において正確に制御される。
【００４５】
次に、本実施形態のＣＰＵ１０８において実行される軌道補正処理について説明する。図１１は、本実施形態のＣＰＵ１０８において実行される軌道補正処理のフローチャートである。本実施形態の軌道補正処理は、光走査型内視鏡システム１の画像取得・表示動作に先立って行われる一種の校正サブルーチンであり、光走査型内視鏡システム１のシステム起動時に、ＣＰＵ１０８が不図示のメモリに記憶されているプログラムをＣＰＵメモリ１１０に読み出して実行することにより行われる。図１１に示すように、軌道補正処理が開始されると、ＣＰＵ１０８はステップＳ１を実行する。
【００４６】
ステップＳ１では、ＣＰＵ１０８は、補正回数パラメータｉを「０」にリセットする。ここで、補正回数パラメータｉは、後述する補正処理（ステップＳ９）の実行回数をカウントする変数である。次いで、処理は、ステップＳ２に進む。
【００４７】
ステップＳ２では、ＣＰＵ１０８は、サブＣＰＵ２０６、走査ドライバ２１０を介してモータ２２６を駆動し、光ファイバ２０２の先端２０２ａを中間位置（図９（ｂ）に示す位置）まで移動させる。次いで、処理は、ステップＳ３に進む。
【００４８】
ステップＳ３では、ＣＰＵ１０８は、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道検出を行う。具体的には、ＣＰＵ１０８は、サブＣＰＵ２０６を介して走査ドライバ２１０に基準の設定値を送信して、２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´をそれぞれ印加する。ここで、基準の設定値とは、光ファイバ２０２の先端２０２ａを基準の渦巻状のパターンを描くように回転させるための走査ドライバ２１０のパラメータであり、これによってＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´には基準の交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´が印加される。そして、ＣＰＵ１０８は、磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄからの出力電圧を受信して光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道検出を行う。次いで、処理は、ステップＳ４に進む。
【００４９】
ステップＳ４では、ＣＰＵ１０８は、磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄからの出力電圧をモニタし、正常な円軌道で回転しているか否かを判断する。図８（ａ）に示す波形を検出し、正常な円軌道で回転していると判断された場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ５に進み、光ファイバ２０２を退避位置（すなわち、Ｚ方向における初期位置）に移動して、軌道補正処理を終了する。一方、ステップＳ４において、図８（ｂ）又は（ｃ）に示すような波形を検出し、正常な円軌道で回転していないと判断された場合（ステップＳ４：ＮＯ）、処理は、ステップＳ６に進む。
【００５０】
ステップＳ６では、ＣＰＵ１０８は、補正回数パラメータｉをインクリメントし、処理は、ステップＳ７に進む。
【００５１】
ステップＳ７では、ＣＰＵ１０８は、補正回数パラメータｉが所定の上限値に達したか否かを判断する。後述する補正処理（ステップＳ９）において、２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に印加される交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´の振幅及び位相が調整され、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が円軌道となるように補正されるが、２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に印加できる電圧には所定の許容範囲があるため、補正回数パラメータｉが所定の上限値に達したか否かを判断することにより、２軸アクチュエータ２２３の不具合（故障）を判断している。ステップＳ７において、補正回数パラメータｉが所定の上限値に達していると判断された場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０８は、２軸アクチュエータ２２３に不具合があると判断し、モニタ３００にエラー表示を行って（ステップＳ８）、軌道補正処理を終了する。一方、ステップＳ７において、補正回数パラメータｉが所定の上限値に達していないと判断された場合（ステップＳ７：ＮＯ）、処理は、ステップＳ９に進む。
【００５２】
ステップＳ９では、ＣＰＵ１０８は、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が円軌道となるように補正処理を実行する。具体的には、磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄからの出力電圧をモニタし、基準の渦巻状のパターンとなるように、２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に印加される交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´の振幅及び位相をそれぞれ所定量調節する。例えば、図８（ｂ）に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＸ方向に延びた楕円軌道で回転している場合には、ＣＰＵ１０８は、Ｙ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に印加する交流電圧Ｙ、Ｙ´の振幅が所定量増加するように、走査ドライバ２１０の設定値を変更する。また、例えば、図８（ｃ）に示すように、光ファイバ２０２の先端２０２ａがＸ方向及びＹ方向に対して斜め方向に延びた楕円軌道で回転している場合には、ＣＰＵ１０８は、Ｘ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に印加する交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´の振幅及び位相がそれぞれ所定量増加又は減少するように、走査ドライバ２１０の設定値を変更する。このように、交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´の振幅及び位相が所定量調節される結果、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が円軌道となる方向に補正される。そして、処理は、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３からＳ９までの処理が繰り返されることにより、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が基準の渦巻状のパターンとなるまで補正される。
【００５３】
このように、軌道補正処理のサブルーチンが実行されることにより、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が基準の渦巻状のパターンとなるように自動的に校正される。そして、本実施形態の光走査型内視鏡システム１においては、この状態で、光ファイバ２０２の先端２０２ａを渦巻状のパターンで回転させながらＺ方向に移動させ、被写体を三次元走査することにより、三次元画像を取得している。
【００５４】
以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。例えば、本実施形態においては、Ｘ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´を備えた２軸アクチュエータ２２３を用いる構成として説明したが、３軸、４軸等の多軸アクチュエータを用いる構成としてもよい。この場合、軸数に応じて電極が増えるため、電極数に応じて磁気センサを増やすことが望ましい。
【００５５】
また、本実施形態においては、Ｘ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に対向するように４つの磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄを、中心軸ＡＸを中心とした円周上に配置する構成として説明したが、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が円軌道であるか否かを判別できればよいため、少なくとも３つ以上の磁気センサを、中心軸ＡＸを中心とした円周上に配置すればよい。
【００５６】
また、本実施形態の軌道補正処理のステップＳ３においては、走査ドライバ２１０に基準の設定値を送信して、２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ´及びＹ軸用電極２２３Ｙ、２２３Ｙ´に基準の交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´を印加する構成としたが、軌道補正処理によって調整された設定値をメモリに記憶する構成とし、ステップＳ３において、前回の軌道補正処理によって調整された設定値をメモリから読み出す構成としてもよい。このような構成とすれば、軌道補正処理にかかる時間が短縮される。
【００５７】
また、本実施形態の軌道補正処理は、光走査型内視鏡システム１の画像取得・表示動作に先立って行われる一種の校正サブルーチンであるとして説明したが、通常の画像取得・表示動作中も磁気センサ２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの出力電圧をモニタし、光ファイバ２０２の先端２０２ａの軌道が基準の渦巻状のパターンとなるように常に交流電圧Ｘ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´にフィードバックする構成としてもよい。
【００５８】
また、本実施形態においては、光走査型内視鏡システム１は、励起光を出射する共焦点プローブ２２０を備える構成として説明したが、この構成に限定されるものではなく、特許文献２〜４に記載されているような白色光を出射する通常の光走査型内視鏡システムに適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 光走査型内視鏡システム
１００ システム本体
１０２ 光源
１０４ 光分波合波器
１０６ ダンパ
１０８ ＣＰＵ
１１０ ＣＰＵメモリ
１１２ 光ファイバ
１１４ 受光器
１１６ 映像信号処理回路
１１８ 画像メモリ
１２０ 映像信号出力回路
２００ 共焦点プローブ
２０２ 光ファイバ
２０６ サブＣＰＵ
２０８ サブメモリ
２１０ 走査ドライバ
２２０ 共焦点光学ユニット
２２１ 外筒
２２２ マウント
２２３ ２軸アクチュエータ
２２３Ｘ、２２３Ｘ´ Ｘ軸用電極
２２３Ｙ、２２３Ｙ´ Ｙ軸用電極
２２４ 対物光学系
２２５ 圧縮コイルばね
２２６ モータ
２２７ ファイバ位置検出センサ
２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄ 磁気センサ
２２８ マグネット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射端に入射する光を出射端まで導光し、該出射端から出射する光ファイバと、
前記光ファイバの出射端近辺であって前記光ファイバの入射端寄りの位置に設けられ、前記光ファイバの側面を前記光ファイバの長手方向に直交し、かつ、互いに直交する第１及び第２の方向から押圧することにより前記光ファイバを屈曲させ、前記光ファイバの出射端を渦巻状に回転走査させる光ファイバ走査手段と、
前記光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御する制御手段と、
前記光ファイバ走査手段よりも前記光ファイバの出射端側に配置され、前記光ファイバの出射端の回転軌跡を検出する検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記光ファイバの出射端の回転軌跡が略円形となるように、前記検出手段によって検出された前記光ファイバの出射端の回転軌跡に基づいて前記光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御することを特徴とする光走査型内視鏡システム。
【請求項２】
前記検出手段は、前記光ファイバの出射端近辺に設けられ、前記光ファイバが貫通する環状のマグネットと、前記光ファイバの回転中心軸から一定距離だけ離れた円周上に等間隔に配置される少なくとも３つ以上の磁気センサと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光走査型内視鏡システム。
【請求項３】
前記磁気センサは、４つであり、前記第１及び第２の方向に沿って２つずつ配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光走査型内視鏡システム。
【請求項４】
前記第１の方向に沿って配置される前記磁気センサが検出する磁束の向きと、前記第２の方向に沿って配置される前記磁気センサが検出する磁束の向きが１８０°異なることを特徴とする請求項３に記載の光走査型内視鏡システム。
【請求項５】
前記光ファイバ走査手段は、前記第１及び第２の方向に沿って２つずつ配置された圧電アクチュエータを備え、
前記制御手段は、前記各圧電アクチュエータに印加する電圧の振幅及び位相を制御することにより前記光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光走査型内視鏡システム。
【請求項６】
前記光ファイバの出射端を前記光ファイバの長手方向に移動させる光ファイバ移動手段を備え、
前記検出手段は、前記光ファイバの長手方向の移動量を検出し、
前記制御手段は、前記検出手段によって検出される前記移動量をモニタしながら前記光ファイバ移動手段を制御して前記光ファイバの出射端を前記光ファイバの長手方向に移動させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光走査型内視鏡システム。
【請求項７】
前記光ファイバの出射端から出射される光を集光する光学系と、
前記光学系によって集光される光の集光点と共役の位置に配置された共焦点ピンホールと、
前記光ファイバの出射端から出射された光の反射光を、前記共焦点ピンホールを介して受光して画像信号を検出する画像信号検出手段と、
前記検出された画像信号を用いて共焦点画像を生成する画像生成手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光走査型内視鏡システム。
【請求項１】
入射端に入射する光を出射端まで導光し、該出射端から出射する光ファイバと、
前記光ファイバの出射端近辺であって前記光ファイバの入射端寄りの位置に設けられ、前記光ファイバの側面を前記光ファイバの長手方向に直交し、かつ、互いに直交する第１及び第２の方向から押圧することにより前記光ファイバを屈曲させ、前記光ファイバの出射端を渦巻状に回転走査させる光ファイバ走査手段と、
前記光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御する制御手段と、
前記光ファイバ走査手段よりも前記光ファイバの出射端側に配置され、前記光ファイバの出射端の回転軌跡を検出する検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記光ファイバの出射端の回転軌跡が略円形となるように、前記検出手段によって検出された前記光ファイバの出射端の回転軌跡に基づいて前記光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御することを特徴とする光走査型内視鏡システム。
【請求項２】
前記検出手段は、前記光ファイバの出射端近辺に設けられ、前記光ファイバが貫通する環状のマグネットと、前記光ファイバの回転中心軸から一定距離だけ離れた円周上に等間隔に配置される少なくとも３つ以上の磁気センサと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光走査型内視鏡システム。
【請求項３】
前記磁気センサは、４つであり、前記第１及び第２の方向に沿って２つずつ配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光走査型内視鏡システム。
【請求項４】
前記第１の方向に沿って配置される前記磁気センサが検出する磁束の向きと、前記第２の方向に沿って配置される前記磁気センサが検出する磁束の向きが１８０°異なることを特徴とする請求項３に記載の光走査型内視鏡システム。
【請求項５】
前記光ファイバ走査手段は、前記第１及び第２の方向に沿って２つずつ配置された圧電アクチュエータを備え、
前記制御手段は、前記各圧電アクチュエータに印加する電圧の振幅及び位相を制御することにより前記光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光走査型内視鏡システム。
【請求項６】
前記光ファイバの出射端を前記光ファイバの長手方向に移動させる光ファイバ移動手段を備え、
前記検出手段は、前記光ファイバの長手方向の移動量を検出し、
前記制御手段は、前記検出手段によって検出される前記移動量をモニタしながら前記光ファイバ移動手段を制御して前記光ファイバの出射端を前記光ファイバの長手方向に移動させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光走査型内視鏡システム。
【請求項７】
前記光ファイバの出射端から出射される光を集光する光学系と、
前記光学系によって集光される光の集光点と共役の位置に配置された共焦点ピンホールと、
前記光ファイバの出射端から出射された光の反射光を、前記共焦点ピンホールを介して受光して画像信号を検出する画像信号検出手段と、
前記検出された画像信号を用いて共焦点画像を生成する画像生成手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光走査型内視鏡システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−８１６８０（Ｐ２０１３−８１６８０Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４６１０（Ｐ２０１１−２２４６１０）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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