(57)【要約】  光ファイバ走査システム１は、磁石１２が配設されている光ファイバ１３と、駆動電力信号により発生する駆動磁界を前記磁石１２に印加する駆動コイル３０と、磁界変化に応じた検出信号を出力する検出コイル２０と、を有する光ファイバ走査装置１０と、検出信号にもとづいて駆動電力信号をフィードバック制御する制御部５３と、を具備し、駆動信号を出力する信号出力部５１と、駆動信号を駆動電力信号に変換する電圧−電流変換部５２と、検出信号から駆動磁界変化に応じた駆動磁界信号を除去し、磁石移動に応じた磁石磁界信号を出力する補正部５４と、を更に具備し、駆動コイル３０および検出コイル２０が平面スパイラルコイルであり、制御部５３が磁石磁界信号にもとづいて信号出力部５１を制御する。
2017130352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の筐体の中心軸に沿って配置されており、自由端から光を出射する、磁石が配設されている光ファイバと、
入力された駆動電力信号により発生する駆動磁界を前記磁石に印加し、前記光ファイバの前記自由端を駆動する駆動コイルと、
磁界の変化に応じた誘導起電力信号である検出信号を出力する検出コイルと、を有する光ファイバ走査装置と、
電圧制御された駆動信号を出力する信号出力部と、
前記検出信号にもとづいて、前記駆動電力信号をフィードバック制御する制御部と、を具備する光ファイバ走査システムであって、
前記駆動信号を、電流制御された前記駆動電力信号に変換し出力する電圧−電流変換部と、
前記検出信号から、前記駆動磁界の変化に応じた駆動磁界信号を除去し、前記磁石の移動による磁石磁界の変化に応じた磁石磁界信号を出力する補正部と、を更に具備し、
前記駆動コイルおよび前記検出コイルが、平面スパイラルコイルであり、
前記制御部が、前記磁石磁界信号にもとづいて、前記信号出力部を制御することを特徴とする光ファイバ走査システム。
【請求項２】
前記駆動コイルと前記検出コイルとを含む組コイルが、前記光ファイバをはさんで回転対称位置に４組配設されており、
対向配置されている２組の組コイルの前記駆動コイルが直列接続されており、
前記対向配置されている２組の組コイルの前記検出コイルが直列接続されており、２つの前記検出コイルが出力する前記検出信号が加算されて出力され、
前記補正部が、加算された前記検出信号から前記駆動磁界信号を除去し前記磁石磁界信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項３】
前記補正部が前記駆動信号をキャンセル信号に変換し出力するキャンセル信号発生部を有し、前記補正部が前記加算された検出信号と前記キャンセル信号とから前記磁石磁界信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項４】
前記キャンセル信号発生部が、前記磁石が移動しない状態において前記磁石磁界信号がゼロになるように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項５】
前記補正部が、位相が調整された前記キャンセル信号を発生する位相調整部を含むことを特徴とする請求項２または請求項４に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項６】
前記補正部が、前記磁石磁界信号を積分して、前記磁石の位置を示す位置信号を出力する積分部を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項７】
前記４組の組コイルが、対向配置されている第１の組コイルと第２の組コイルと、対向配置されている第３の組コイルと第４の組コイルと、により構成されており、
前記補正部が、前記第１の組コイルおよび前記第２の組コイルの前記検出コイルが出力する前記検出信号から、前記第３の組コイルおよび前記第４の組コイルの前記駆動コイルが発生する前記駆動磁界の変化に応じた第２の駆動磁界信号を除去することを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項８】
前記補正部が、前記第３の組コイルおよび前記第４の組コイルが発生する前記駆動磁界による前記磁石の移動による前記磁石磁界の変化に応じた第２の磁石磁界信号を除去することを特徴とする請求項７に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項９】
前記駆動信号が、正弦波信号であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の光ファイバ走査装置を、内視鏡の挿入部の先端硬性部に具備することを特徴とする内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自由端から光を出射する、磁石が配設されている光ファイバと、駆動電力信号により発生する駆動磁界を前記磁石に印加する駆動コイルと、磁界の変化に応じた検出信号を出力する検出コイルと、を有する光ファイバ走査装置と、検出信号にもとづいて前記駆動電力信号をフィードバック制御する制御部と、を具備する光ファイバ走査システム、および前記光ファイバ走査装置を内視鏡の挿入部の硬性先端部に具備する内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ、またはＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を用いた撮像装置は、被検体からの反射光をマトリックス状に配置された多数の受光素子により同時に受光し、被写体画像を取得する。暗い体内を撮影する内視鏡の場合には、光源からの光により照明された範囲の画像が取得される。【０００３】
これに対して、光ファイバ走査装置を具備する撮像装置では、被写体を光スポットによりスキャン照射しながら、その反射光を１つの受光素子で順に受光し、その受光データをもとに被写体画像が作成される。【０００４】
日本国特開２００８−１１６９２２号公報には、磁力を用いた光ファイバ走査装置が開示されている。この光ファイバ走査装置では、円筒内に対向配置された駆動コイルとセンサコイルとを含む磁界発生ユニットの中心軸に沿って、磁石が配設された光ファイバが配置されている。センサコイルが検出した磁界変化にもとづき、磁石の振動状態、すなわち光ファイバの走査状態を検出し、駆動コイルへの駆動信号がフィードバック制御される。【０００５】
しかし、上記従来の光ファイバ走査装置では、駆動コイルおよびセンサコイルは、塊状のバルクの磁性体コアにバルクの導線を巻回したソレノイド型コイルであるため、細径化は容易ではなかった。また、駆動コイルは光ファイバの一方の側面側にしか配置できない。このため、駆動に必要な磁界を磁石に印加するには、駆動コイルに大きな駆動電力を供給する必要があった。【０００６】
なお、日本国特開２０１４−８１４８４号公報には、基板上に形成された平面スパイラルコイルからなる駆動コイルを有する光ファイバ走査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１１６９２２号公報
【特許文献２】特開２０１４−８１４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態は、細径の光ファイバ走査装置を具備する効率的で安定したスキャン照射を行う光ファイバ走査システム、および細径の光ファイバ走査装置を挿入部の先端硬性部に具備する内視鏡を含む、効率的で安定したスキャン照射を行う内視鏡システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の光ファイバ走査システムは、筒状の筐体の中心軸に沿って配置されており、自由端から光を出射する、磁石が配設されている光ファイバと、入力された駆動電力信号により発生する駆動磁界を前記磁石に印加し、前記光ファイバの前記自由端を駆動する駆動コイルと、磁界の変化に応じた誘導起電力信号である検出信号を出力する検出コイルと、を有する光ファイバ走査装置と、電圧制御された駆動信号を出力する信号出力部と、前記検出信号にもとづいて、前記駆動電力信号をフィードバック制御する制御部と、を具備する光ファイバ走査システムであって、前記駆動信号を、電流制御された前記駆動電力信号に変換し出力する電圧−電流変換部と、前記検出信号から、前記駆動磁界の変化に応じた駆動磁界信号を除去し、前記磁石の移動による磁石磁界の変化に応じた磁石磁界信号を出力する補正部と、を更に具備し、前記駆動コイルおよび前記検出コイルが、平面スパイラルコイルであり、前記制御部が、前記磁石磁界信号にもとづいて、前記信号出力部を制御する。【００１０】
また、別の実施形態の内視鏡システムは、光ファイバ走査システムの光ファイバ走査装置を内視鏡の挿入部の先端硬性部に具備し、前記光ファイバ走査システムは筒状の筐体の中心軸に沿って配置されており、自由端から光を出射する、磁石が配設されている光ファイバと、入力された駆動電力信号により発生する駆動磁界を前記磁石に印加し、前記光ファイバの前記自由端を駆動する駆動コイルと、磁界の変化に応じた誘導起電力信号である検出信号を出力する検出コイルと、を有する光ファイバ走査装置と、電圧制御された駆動信号を出力する信号出力部と、前記検出信号にもとづいて、前記駆動電力信号をフィードバック制御する制御部と、を具備する光ファイバ走査システムであって、前記駆動信号を、電流制御された前記駆動電力信号に変換し出力する電圧−電流変換部と、前記検出信号から、前記駆動磁界の変化に応じた駆動磁界信号を除去し、前記磁石の移動による磁石磁界の変化に応じた磁石磁界信号を出力する補正部と、を更に具備し、前記駆動コイルおよび前記検出コイルが、平面スパイラルコイルであり、前記制御部が、前記磁石磁界信号にもとづいて、前記信号出力部を制御する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、細径の光ファイバ走査装置を具備する効率的で安定したスキャン照射を行う光ファイバ走査システム、および細径の光ファイバ走査装置を挿入部の先端硬性部に具備する内視鏡を含む、効率的で安定したスキャン照射を行う内視鏡システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の光ファイバ走査システムの光ファイバ走査装置の中心軸に沿った断面図である。
【図２】第１実施形態の光ファイバ走査システムの光ファイバ走査装置の図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】第１実施形態の光ファイバ走査システムの組コイルの分解図である。
【図４Ａ】第１実施形態の光ファイバ走査システムの組コイルの分解図である。
【図４Ｂ】第１実施形態の光ファイバ走査システムの組コイルの断面図である。
【図５】第１実施形態の光ファイバ走査システムの駆動コイル（検出コイル）の上面図である。
【図６】第１実施形態の光ファイバ走査システムの組コイルの接続図である。
【図７】第１実施形態の光ファイバ走査システムの構成図である。
【図８】第１実施形態の光ファイバ走査システムの信号波形等を示す図である。
【図９】第１実施形態の変形例１の光ファイバ走査システムの補正部の構成図である。
【図１０】第１実施形態の変形例２の光ファイバ走査システムの補正部の構成図である。
【図１１】第１実施形態の変形例３の光ファイバ走査システムの補正部の構成図である。
【図１２】第２実施形態の光ファイバ走査システムの構成図である。
【図１３】第２実施形態の光ファイバ走査システムの信号波形等を示す図である。
【図１４】第３実施形態の光ファイバ走査システムの構成図である。
【図１５】第３実施形態の光ファイバ走査システムの信号波形等を示す図である。
【図１６】第４実施形態の光ファイバ走査システムを含む内視鏡システムの斜視図である。
【図１７】第４実施形態の光ファイバ走査システムを含む内視鏡システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１実施形態＞
最初に本実施形態の光ファイバ走査システム１の光ファイバ走査装置１０について説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、一部の構成要素の図示、符号の付与は省略する場合がある。
【００１４】
図１および図２に示すように、光ファイバ走査装置１０は、筒状の筐体１１と、光ファイバ１３と、光ファイバ１３に配設されている磁石１２と、組コイル４１〜４４と、照明光学系１４と、を具備する。光ファイバ１３は筐体１１の中心軸Ｏ（Ｚ軸方向）に沿って配置されている。
【００１５】
筐体１１はアルミニウム等の非磁性金属または樹脂からなる。筒状の筐体１１には、中心軸Ｏに直交する断面（ＸＹ面）が正方形の中空部がある。例えば、筐体１１は外径が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下で、壁の厚さは、１０μｍ以上１０００μｍ以下である。筐体は、外面の角部が曲面加工／面取り加工されている直方体、または、円筒形であってもよい。
【００１６】
光ファイバ１３は、光源ユニット（不図示）からの光を導光し、自由端１３Ｔ２から照明光を出射する。照明光は、複数のレンズからなる照明光学系１４を介して、被写体をスポット照射する。
【００１７】
例えば、ＳｍＣｏ合金からなる磁石１２は筒型で長軸方向（光軸方向：Ｚ軸方向）に着磁されている。光ファイバ１３は、保持部材（フェルール）１５の貫通孔Ｈ１５を挿通し接合されている。保持部材１５との接合部（固定端１３Ｔ１）が固定されている片持ち状態の光ファイバ１３の自由端１３Ｔ２は、固定端１３Ｔ１を基点に上下左右にＸＹ平面内を移動可能である。
【００１８】
４組の組コイル４１〜４４は、筐体１１の内部の、光ファイバ１３をはさんで回転対称位置に配設されている。なお、以下、組コイル４１〜４４のそれぞれを組コイル４０という。
【００１９】
図３、図４Ａ、図４Ｂに示すように、組コイル４０は、積層されている検出コイル（detection coil）２０と駆動コイル(drive coil)３０とを含む。検出コイル２０および駆動コイル３０は、平面状に巻回された薄膜導体により構成されている平面スパイラルコイルである。
【００２０】
図５に示すように、第１のコイル基板３１に配設されている駆動コイル３０は巻線部３２の両端部に、それぞれ電極パッド３２Ｓを有する。
【００２１】
平面スパイラルコイルは、例えば、フォトレジストおよびフォトマスクを用いたフォトリソグラフィ法により作製した精度の高いレジストマスクを用いて、アディテイブ法またはサブトラクト法等によりパターニングすることで作製される。アディテイブ法では、例えば、銅めっき法により薄膜導体がパターン成膜される。サブトラクト法では、導体膜がエッチングによりパターニングされる。
【００２２】
例えば、シリコンからなる第１のコイル基板３１の上に酸化シリコン等からなる絶縁層（不図示）を介して配設されたスパイラル形状の駆動コイル３０の巻線部３２は、ポリイミドまたはエポキシ等の樹脂からなる絶縁層３２Ｒで覆われている。電極パッド３２Ｓの上の絶縁層３２Ｒにはコンタクトホールがある。
【００２３】
なお、駆動コイル３０では巻線部３２の中央部にも電極パッド３２Ｓが配置されている。駆動コイル３０は、電極パッド３２Ｓを巻線部３２の周辺に設けるために、更に１層の絶縁層／引き出し配線を有していてもよいし、後述するように絶縁層を介して複数の平面コイルが積層された多層コイルであってもよい。
【００２４】
駆動コイル３０の電極パッド３２Ｓは、第１の配線板３３のバンプ３３Ｂと半田接合されている。
【００２５】
図４Ｂに示すように、駆動コイル３０は、第１の配線板３３を介して駆動電力信号を受電すると、コイルの平面に対して垂直方向の磁界Ｍ（図４Ｂ参照）を発生する。スパイラルコイルである駆動コイル３０が発生する磁界Ｍは、巻線部３２の中心Ｃ３０において最大となる。
【００２６】
検出コイル２０は、駆動コイル３０と同様の構成である。すなわち、第２のコイル基板２１に配設されている検出コイル２０は両端部に、それぞれ電極パッド２２Ｓを有する。検出コイル２０の電極パッド２２Ｓは、第２の配線板２３のバンプ２３Ｂと半田接合されている。
【００２７】
検出コイル２０は、磁界が変化すると、それに応じて誘導起電力信号を出力する。誘導起電力信号は第２の配線板２３を介して伝送される。
【００２８】
なお、検出コイル２０は駆動コイル３０と異なる構成でもよい。すなわち、検出コイル２０は、駆動コイル３０のような大電力を受電することはない。このため、検出コイル２０は、例えば、銅めっき膜からなる駆動コイル３０よりも電気抵抗の大きな、例えば、スパッタ法により配設されたアルミニウム薄膜パターンであってもよい。また、検出コイル２０の巻き線数（ターン数）は、駆動コイル３０の巻き線数よりも多いことが検出感度向上のために好ましい。
【００２９】
そして、光ファイバ走査装置１０では、第１の配線板３３、駆動コイル３０、第１のコイル基板３１、第２のコイル基板２１、検出コイル２０、第２の配線板２３、が順に積層され組コイル４０を構成している。
【００３０】
なお、図４Ｂは、図４Ａと同じ構成の組コイル４０の構成を簡略して図示した例を示している。例えば、巻線部３２等を簡略化するとともに、巻線部３２の中心Ｃ３０を、駆動コイル３０の中心に図示している。なお、すでに説明に用いた図１〜図３においても簡略して図示している。
【００３１】
駆動コイル３０と検出コイル２０とは、それぞれの中心Ｃ３０、Ｃ２０が略一致するように積層され、コイル基板２１とコイル基板２１とが接着されて、組コイル４０を構成している、すなわち、駆動コイル３０と検出コイル２０とが重畳するように積層されている。
【００３２】
なお、光ファイバ走査装置１０では、駆動電力信号の強度を小さくするために、筐体１１の中心側（内側）に駆動コイル３０が位置するように組コイル４０が配置されている。しかし、筐体１１の中心側に検出コイル２０が位置するように組コイル４０が配置されていてもよい。
【００３３】
すでに説明したように、駆動コイル３０は駆動電力信号を受電すると、コイルの平面に垂直方向の磁界Ｍを発生する。磁界Ｍの強度は、駆動電力信号の電流値およびスパイラルコイルの巻数（ターン数）等により設定される。コイル内を流れる駆動電力信号の方向が反転すると、発生する磁界の方向は反転する。
【００３４】
図２に示すように、光ファイバ走査装置１０では、４組の組コイル４１〜４４が回転対称位置に配置されている。すなわち、第１の組コイル４１と第２の組コイル４２とは対向位置に、第３の組コイル４３と第４の組コイル４４とは対向位置に配置されている。
【００３５】
このため、組コイル４１および組コイル４２の駆動コイル３０は、Ｙ軸方向の磁界を発生し、組コイル４３および組コイル４４の駆動コイル３０は、Ｘ軸方向の磁界を発生する。
【００３６】
光ファイバ１３（磁石１２）は、４つの駆動コイル３０から等距離、すなわち筐体１１の中空部の中心に配置されている。
【００３７】
次に、光ファイバ走査装置１０の駆動方法について簡単に説明する。
【００３８】
組コイル４１（駆動コイル３０）に駆動電力信号が供給されると、例えば、内面側がＮ極の磁界が発生する。同時に、組コイル４２に駆動電力信号が供給されると、例えば、内面側がＳ極の磁界が発生する。すなわち、対向配置されている組コイル４１と組コイル４２とは、内面側に異なる磁極の磁界を発生する。
【００３９】
このため、磁界内に配置されている磁石１２の例えば前方のＮ極端は、Ｙ軸上方向に引き上げられる。このため、光ファイバ１３の自由端１３Ｔ２もＹ軸上方向に移動する。
【００４０】
一方、組コイル４１、４２に逆方向の駆動電力信号が供給されると、内面側がＳ極の磁界が発生する。すると、磁石１２のＮ極端は、Ｙ軸下方向に引き下げられる。このため、光ファイバ１３の自由端もＹ軸下方向に移動する。
【００４１】
組コイル４１、４２に供給する駆動電力信号の方向を制御する、すなわち、電流制御された交流信号である駆動電力信号Ｉｙを供給することにより、光ファイバ１３の自由端は、Ｙ軸方向に振動し走査される。同様に、組コイル４３、４４に供給する駆動電力信号Ｉｘの方向を制御することにより、光ファイバ１３の自由端は、Ｙ軸方向と直交するＸ軸方向に走査される。
【００４２】
４組の組コイル４１〜４４に供給する駆動電力信号の方向を制御することにより、光ファイバ１３の自由端は、ＸＹ平面内を２次元走査される。その結果、光ファイバ１３の自由端から出射された光スポットは、２次元走査される。走査幅は駆動電力信号強度により制御される。
【００４３】
２次元走査方式としては、スパイラル走査方式、ラスター走査方式、またはリサージュ方式が、画像処理が容易であるため好ましい。
【００４４】
なお、磁石１２の後側に駆動磁界が印加されるように、磁石１２および組コイル４０を配置してもよい。
【００４５】
そして、図６に示すように、対向配置されている２組の組コイルの駆動コイルは直列接続されている。例えば、第１の組コイル４１の駆動コイル３０Ａと第２の組コイル４２の駆動コイル３０Ｂとは直列接続されている。また。対向配置されている２組の組コイルの検出コイルは直列接続されている。例えば、第１の組コイル４１の検出コイル２０Ａと第２の組コイル４２の検出コイル２０Ｂとは直列接続されている。
【００４６】
なお、対向配置されている駆動コイル３０Ａと駆動コイル３０Ｂとの直列接続では、発生する磁界の方向が同じになるように、例えば駆動コイル３０Ａの外周部の電極パッド３２Ｓと、駆動コイル３０Ｂの中央部の電極パッド３２Ｓとが接続されている。電圧−電流変換部５２（図７参照）から、駆動コイル３０Ａの内周部の電極パッド３２Ｓに駆動電力信号が入力される。
【００４７】
これに対して、対向配置されている検出コイル２０Ａと検出コイル２０Ｂとの直列接続では、２つの検出コイル２０が出力する検出信号が加算されて出力されるように、例えば検出コイル２０Ａの外周部の電極パッド２２Ｓと、検出コイル２０Ｂの外周部の電極パッド２２Ｓとが接続されている。検出コイル２０Ａの外周部の電極パッド２２Ｓから出力される加算された検出信号は、補正部５４の演算部５５（図７参照）に入力する。
【００４８】
第３の組コイル４３の駆動コイル３０Ｃと第４の組コイル４４の駆動コイル３０Ｄは直列接続されている。また、第３の組コイル４３の検出コイル２０Ｃと第４の組コイル４４の検出コイル２０Ｄも直列接続されている。駆動コイル３０Ｃには電圧−電流変換部５２Ｘ（図７参照）から駆動電力信号が入力され、検出コイル２０Ｃは補正部５４Ｘの演算部５５Ｘ（図７参照）に検出信号を出力する。
【００４９】
図７に示すように実施形態の光ファイバ走査システム１は、磁石１２が配設されている光ファイバ１３と、駆動コイル３０Ａ〜３０Ｄと、検出コイル２０Ａ〜２０Ｄと、を含む光ファイバ走査装置１０と、信号出力部５１、５１Ｘと、電圧−電流変換部５２、５２Ｘと、制御部５３、５３Ｘと、補正部５４、５４Ｘと、を具備する。
【００５０】
なお、以下、Ｙ軸方向の駆動磁界Ｍｙを発生する第１の組コイル４１および第２の組コイル４２の制御（Ｙ軸駆動ユニット５９）等を主として説明するが、Ｘ軸方向の駆動磁界Ｍｘを発生する第３の組コイル４３および第４の組コイル４４の制御（Ｘ軸駆動ユニット５９Ｘ）も同様である。
【００５１】
信号出力部５１は、例えばファンクションジェネレータであり、電圧制御されたＹ軸方向の駆動信号Ｖｙを出力する。図８（Ａ）に示すように、光ファイバ走査システム１では駆動信号Ｖｙは正弦波交流信号である。電圧−電流変換部５２は、駆動信号Ｖｙを、図８（Ｂ）に示す電流制御された駆動電力信号Ｉｙに変換し出力する。駆動信号Ｖｙは、電圧信号である。これに対して駆動電力信号Ｉｙは、電流信号である。
【００５２】
駆動コイル３０Ａ、３０Ｂは、電圧−電流変換部５２から入力された駆動電力信号Ｉｙにより、図８（Ｃ）に示す、Ｙ軸に平行な駆動磁界Ｍｙを発生する。駆動磁界Ｍｙが印加された磁石１２は図８（Ｄ）および図８（Ｅ）に示すようにＹ軸方向に振動する。すなわち、磁石１２が配設されている光ファイバ１３の自由端１３Ｔ２はＹ軸方向に駆動され、自由端１３Ｔ２から出射される光はＹ軸方向に走査される。
【００５３】
駆動磁界Ｍｙの周波数ｆが、片持ち状態の光ファイバ１３の共振周波数ｆＲの場合には、磁石１２の振動、すなわち、光ファイバ１３の振動は駆動磁界Ｍｙの微分信号となる。
【００５４】
検出コイル２０Ａ、２０Ｂは、図８（Ｈ）に示す検出信号ＤＶｙを出力する。検出信号ＤＶは、磁界Ｍの変化、より正確には磁界Ｍの変化速度に応じた誘導起電力信号、すなわち磁界Ｍの信号（磁界信号）の微分信号である。なお、磁界信号が正弦波信号の場合には、検出信号ＤＶは位相が（π／２）、異なる余弦波信号となる。
【００５５】
ここで、図８（Ｈ）に示すように、例えば、検出信号ＤＶｙには、図８（Ｇ）に示すＹ軸方向の駆動磁界Ｍｙの変化速度に応じた駆動磁界信号ＤＶＢｙ１と、図８（Ｆ）に示す磁石１２のＹ軸方向の振動による磁石磁界ＭＭｙの変化速度に応じた磁石磁界信号ＤＶＡｙと、が重畳されている。このため、検出信号ＤＶｙから、駆動磁界信号ＤＶＢｙ１を除去しなければ、磁石磁界信号ＤＶＡｙを得ることができない。すなわち、検出信号ＤＶｙに含まれる駆動磁界信号ＤＶＢｙ１に相当する図８（Ｉ）に示すキャンセル信号ＣＶｙが必要である。
【００５６】
すなわち、光ファイバ走査装置１の走査状態を検知するために必要な誘導起電力は光ファイバ１３の振動による誘導起電力すなわち磁石磁界信号ＤＶＡｙであり、駆動コイル３０が発生した駆動磁界Ｍｙに応じた検出コイル２０の誘導起電力すなわち駆動磁界信号ＤＶＢｙ１は不要である。この不要な誘導起電力（駆動磁界信号ＤＶＢｙ１）をキャンセルするために必要なのがキャンセル信号発生部５６である。
【００５７】
なお、検出信号ＤＶｙは、小電流の電圧信号であり、必要に応じて増幅されてから補正部５４に入力される。また、検出信号ＤＶｙは、必要に応じて周波数フィルタ（例えば、ローパスフィルタ、バンドバスフィルタ）等により、高周波ノイズが除去される。
【００５８】
補正部５４は、図８（Ｉ）に示すキャンセル信号ＣＶｙを発生するキャンセル信号発生部５６と、検出信号ＤＶｙからキャンセル信号ＣＶｙを用いて駆動磁界信号ＤＶＢｙ１を除去し、図８（Ｇ）に示す磁石磁界信号ＤＶＡｙを出力する演算部５５と、を有する。
【００５９】
キャンセル信号発生部５６は、信号出力部５１が出力する駆動信号Ｖｙをキャンセル信号ＣＶｙに変換する。すでに説明したように、駆動信号Ｖｙが正弦波信号の場合には、その微分信号である駆動磁界信号ＤＶＢｙ１は位相だけが異なる信号である。このため、演算部５５は、検出信号ＤＶｙに、振幅が調整された駆動信号Ｖｙであるキャンセル信号ＣＶｙを加算することで磁石磁界信号ＤＶＡｙを出力する。
【００６０】
検出信号ＤＶｙからキャンセル信号ＣＶｙを除去するには、両者が同じレベルの電圧信号である必要がある。駆動信号Ｖｙは低電力の電圧信号であるため、検出信号ＤＶｙと同レベルの低電力の電圧信号であるキャンセル信号ＣＶｙに容易に変換できる。
【００６１】
なお、光ファイバ走査システムは製造ばらつきにより、最適なキャンセル信号ＣＶｙが異なることがある。キャンセル信号発生部５６は光ファイバ走査システム１が組み上がった後に、振幅が調整されることが好ましい。具体的には、磁石１２が移動しない状態、例えば、光ファイバ１３が駆動されないような周波数の駆動電力信号Ｉｙを駆動コイル３０に供給した状態、または、治具により磁石１２を固定した状態で、検出信号ＤＶｙがゼロになるように、キャンセル信号ＣＶｙが可変抵抗器等により電圧調整（振幅調整）され、設定されている。
【００６２】
次に、Ｘ軸制御ユニット５９Ｘの動作について説明する。Ｘ軸制御ユニット５９Ｘの動作はＹ軸制御ユニット５９の動作と同じである。
【００６３】
信号出力部５１Ｘは駆動信号Ｖｘを出力する。なお、ラスター走査方式またはリサージュ走査方式で２次元走査されている光ファイバ走査システム１では、Ｙ軸方向の駆動信号Ｖｙに対してＸ軸方向の駆動信号Ｖｘは、周波数ｆが異なる。電圧−電流変換部５２Ｘは、駆動信号Ｖｘを駆動電力信号Ｉｘに変換し出力する。駆動コイル３０Ｃ、３０Ｄは、駆動電力信号ＩｘによりＸ軸方向の駆動磁界Ｍｘを発生する。駆動磁界Ｍｘが印加された磁石１２はＸ軸方向に振動する。すなわち、磁石１２が配設されている光ファイバ１３の自由端１３Ｔ２はＸ軸方向に駆動され、自由端１３Ｔ２から出射される光はＸ軸方向に走査される。
【００６４】
検出コイル２０Ｃ、２０Ｄは、磁界の変化に応じた誘導起電力信号である検出信号ＤＶｘを出力する。ここで、検出信号ＤＶｘには、駆動磁界Ｍｘの変化に応じた駆動磁界信号ＤＶＢｘ１と、磁石１２の振動による磁石磁界ＭＭｘの変化に応じた磁石磁界信号ＤＶＡｘと、が重畳されている。
【００６５】
補正部５４Ｘは、駆動磁界信号ＤＶＢｘ１に相当するキャンセル信号ＣＶｘを発生するキャンセル信号発生部５６Ｘと、検出信号ＤＶｘからキャンセル信号ＣＶｘを用いて駆動磁界信号ＤＶＢｘ１を除去し磁石磁界信号ＤＶＡｘを出力する演算部５５Ｘと、を有する。制御部５３Ｘは、磁石磁界信号ＤＶＡｘにもとづいて、信号出力部５１Ｘを制御する。
【００６６】
なお、制御部５３と制御部５３Ｘとは同一の制御部でもよい。また、制御部５３、５３Ｘ、補正部５４、５４Ｘは、後述するような電子回路でもよいし、所定のプログラムにより動作するＣＰＵであってもよい。
【００６７】
例えば、制御部５３、５３Ｘは磁石１２の移動（振動）の振幅が所定値よりも小さい場合には、駆動電力信号Ｉｙ、Ｉｘを増加するように信号出力部５１、５１Ｘを制御する。このため、光ファイバ走査システム１は、効率的で安定したスキャン照射を行える。
【００６８】
そして、光ファイバ走査システム１では、キャンセル信号発生部５６、５６Ｘは、駆動信号Ｖｙ、Ｖｘを変換し、キャンセル信号ＣＶｙ、ＣＶｘを発生する。
【００６９】
なお、駆動電力信号をキャンセル信号に変換することも可能ではある。しかし、駆動電力信号は電流制御された大電力の信号である。このため、駆動電力信号を制御に適した電圧信号に変換しさらに検出信号と同レベル電力のキャンセル信号に変換しなくてはならない。また、大電力の駆動電力信号を低電力のキャンセル信号に変換することは、エネルギーを浪費することになる。
【００７０】
これに対して、すでに説明したように、光ファイバ走査システム１は、駆動信号は低電力の電圧信号であるため、検出信号と同レベルの低電力の電圧信号であるキャンセル信号に直接的に、すなわち、電流／電圧変換しなくて、変換できる。製造工程において、電圧制御された駆動信号の振幅を調整するだけで、効率良く、最適のキャンセル信号を発生することができる。
【００７１】
さらに、検出コイル２０および駆動コイル３０が平面スパイラルコイルである光ファイバ走査システム１は、対向位置に同じ構成の２つの検出コイル２０を配置することができる。直列接続された２つの検出コイル２０が出力する検出信号、すなわち誘導起電力信号、は、１つの検出コイル２０が出力する検出信号の２倍となる。さらに、１つの検出コイル２０が出力する検出信号は、磁石１２の移動速度が同じであっても、磁石１２と検出コイル２０との距離により増減する。これに対して対向配置され直列接続された２つの検出コイル２０が出力する検出信号は、それぞれの検出信号が加算されるため、磁石１２の移動速度に比例する。このため、光ファイバ走査システム１は制御が容易である。
【００７２】
また、光ファイバ走査システム１は、駆動コイル３０および検出コイル２０が平面スパイラルコイルである。このため、光ファイバ走査システム１の光ファイバ走査装置１０は、バルク磁性体およびバルク導体を有する従来の光ファイバ走査装置よりも細径である。さらに、光ファイバ走査装置１０は、駆動コイル３０と検出コイル２０とを積層した組コイル４０を対向位置に配置できる。光ファイバ走査システム１の光ファイバ走査装置１０は、磁石１２に両側の駆動コイルから磁界を印加できるため、一方にしか駆動コイルを配置できない従来の光ファイバ走査装置よりも、駆動効率がよい。
【００７３】
なお、４組の組コイル４１〜４４は、光ファイバ走査システム１の必須構成要素ではない。例えば、直交配置されている２組の組コイル４１、４３を具備する光ファイバ走査システムでも、２次元走査できる。また１組の組コイル４１を具備する光ファイバ走査システムでは、１次元走査ができる。
【００７４】
＜第１実施形態の変形例＞
次に第１実施形態の変形例の光ファイバ走査システム１Ａ〜１Ｃについて説明する。変形例の光ファイバ走査システム１Ａ〜１Ｃは、光ファイバ走査システム１と類似し、同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００７５】
＜第１実施形態の変形例１＞
図９に示すように、変形例１の光ファイバ走査システム１Ａの補正部５４Ａは、キャンセル信号発生部５６Ａと、差動アンプ５４Ａ２を含む演算部５５Ａと、を有する。
【００７６】
キャンセル信号発生部５６Ａは、コンデンサ５６Ａ１と、可変抵抗５６Ａ２と、差動アンプ５６Ａ２と、を含む。すなわち、キャンセル信号発生部５６Ａは、微分回路および電圧調整回路を含む。演算部５５Ａは差動アンプを含む。駆動信号Ｖｙはキャンセル信号発生部５６Ａにより、微分および電圧（振幅）調整されキャンセル信号ＣＶｙに変換される。そして、差動アンプ５６Ａ２によりキャンセル信号ＣＶｙと検出信号ＤＶｙとの差分が、磁石磁界信号ＤＶＡｘとして演算部５５Ａから出力される。
【００７７】
光ファイバ走査システム１Ａは、光ファイバ走査システム１と同じ効果を有する。さらに、キャンセル信号発生部５６Ａが微分回路を有するため、駆動信号が正弦波でない場合にも適用可能である。
【００７８】
＜第１実施形態の変形例２＞
図１０に示すように、変形例２の光ファイバ走査システム１Ｂの補正部５４Ｂは、キャンセル信号発生部５６Ｂと、キャンセル信号ＣＶｙと検出信号ＤＶｙとを加算する演算部５５Ｂと、を有する。キャンセル信号発生部５６Ｂは位相が調整されたキャンセル信号を発生する位相調整部５７を有する。
【００７９】
すでに説明したように、駆動磁界信号ＤＶＢｘ１は駆動信号Ｖｙに対し原理的には位相が（π／２）異なる。ところが、実際のシステムにおいては、配線間インダクタンス、浮遊容量、処理速度等により位相ずれが（π／２）にならないことがある。また、駆動磁界Ｍｙの周波数ｆが、片持ち状態の光ファイバ１３の共振周波数ｆＲよりも大きい場合には、前記位相は（（π／２）＋α）、異なり、駆動磁界Ｍｙの周波数ｆが、片持ち状態の光ファイバ１３の共振周波数ｆＲよりも小さい場合には、前記位相は（（π／２）―β）、異なる。（α、βは正）。すると、フィードバック制御を行っても所望の光ファイバの走査が実現できない。
【００８０】
位相調整部５７はコンデンサ５７Ａにより位相を遅らせる。位相を進めるには、コンデンサ５７Ａに替えてインダクタを含む位相調整部が用いられる。
【００８１】
なお、キャンセル信号ＣＶｙは位相調整により振幅が小さくなるため、補正部５４Ｂは、増幅回路を含むことが好ましい。
【００８２】
光ファイバ走査システム１Ｂでは、駆動磁界信号ＤＶＢｘ１の駆動信号Ｖｙに対する位相ずれが（π／２）でなくても、補正部５４Ｂにより位相が調整されるため、最適のキャンセル信号ＣＶｙを発生することができる。
【００８３】
＜第１実施形態の変形例３＞
図１１に示すように、変形例３の光ファイバ走査システム１Ｃの補正部５４Ｃは、磁石磁界信号を積分して、磁石１２の位置を示す位置信号を出力する積分部５８を含む。
【００８４】
積分部５８は、可変抵抗５８Ａと、コンデンサ５８Ｂと差動アンプ５８Ｃとを含む。補正部５４Ｃは、磁石１２の移動速度（振動速度）を示す情報である磁石磁界信号ＤＶＡｙを積分し、制御部５３による制御がより容易な磁石１２の位置情報信号ＩＶｙを出力する。同様に、Ｘ軸駆動ユニット５９Ｘも積分部を含み、信号出力部５１Ｘは位置情報信号ＩＶｘにより制御される。
【００８５】
なお、積分部５８等は、制御部５３等に含まれていてもよいし、ＣＰＵからなる制御部のプログラムにより実行される機能部であってもよい。
【００８６】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の光ファイバ走査システム１Ｄについて説明する。光ファイバ走査システム１Ｄは、光ファイバ走査システム１と類似し、同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。また、後述するように、図１２においては、Ｙ軸駆動ユニット５９の動作と直接関係のない軸駆動ユニット５９Ｘの構成要素の図示は省略している。
【００８７】
図１２に示すように、光ファイバ走査システム１Ｄの検出コイル２０Ａ、２０Ｂには、第３の組コイル４３および第４の組コイル４４の駆動コイル３０Ｃ、３０Ｄが発生するＸ軸方向の駆動磁界Ｍｘも印加される。
【００８８】
検出コイル２０Ａ、２０Ｂが駆動コイル３０Ｃ、３０Ｄと完全に直交する位置に配置されていれば、検出コイル２０Ａ、２０Ｂが検出する検出信号ＤＶｙは、駆動磁界Ｍｘの変化の影響は受けない。しかし、超小型の光ファイバ走査装置１０では、製造誤差により、検出信号ＤＶｙに駆動磁界Ｍｘの変化に応じた第２の駆動磁界信号（Ｘ軸駆動磁界信号）ＤＶｘ２が含まれるおそれがある。
【００８９】
図１３（Ａ）に示すＹ軸方向の駆動磁界Ｍｙに対して、図１３（Ｂ）に示すＸ軸方向の駆動磁界Ｍｘは、周波数ｆが異なる。
【００９０】
図１３（Ｃ）に、検出信号ＤＶｙ１に含まれる第２の駆動磁界信号（Ｘ軸駆動磁界信号）ＤＶＢｘ２を示す。
【００９１】
光ファイバ走査システム１Ｄの補正部５４Ｄは、検出信号ＤＶｙ１から第２の駆動磁界信号（Ｘ軸駆動磁界信号）ＤＶｘ２も除去する。
【００９２】
図１２に示すように、光ファイバ走査システム１ＤのＸ軸駆動ユニット５９Ｘの信号出力部５１Ｘは、Ｘ軸方向の電圧−電流変換部５２Ｘに駆動信号Ｖｘを出力するとともに、Ｙ軸駆動ユニット５９のキャンセル信号出力部５６Ｄにも駆動信号Ｖｘを出力する。キャンセル信号出力部５６Ｄは駆動信号Ｖｘを用いて、駆動磁界信号ＶＤｘ２に対応したキャンセル信号を発生するために、例えば可変抵抗とコンデンンサを有する差動アンプを有する。駆動信号Ｖｘは、磁石１２の影響を受けない状態でＸ軸駆動ユニット５９Ｘに駆動電力信号Ｉｘを供給しながら、検出信号ＤＶｙ１がゼロになるように調整される。
【００９３】
補正部５４Ｄのキャンセル信号出力部５６Ｄは、Ｙ軸方向駆動磁界信号ＤＶＢｙとＸ軸方向駆動磁界信号ＤＶＢｘ２とが重畳された駆動磁界信号ＤＶＢｙ１を、キャンセル信号ＣＶｙ１に変換する。
【００９４】
演算部５５は、検出信号ＤＶｙ１から、駆動磁界Ｍｙの変化に応じた駆動磁界信号ＤＶＢｙおよび駆動磁界Ｍｘの変化に応じた第２の駆動磁界信号（Ｘ軸駆動磁界信号）ＤＶｘ２に相当するキャンセル信号ＣＶｙ１を除去する。
【００９５】
なお、図示しないが、光ファイバ走査システム１Ｄでは、Ｘ軸駆動ユニット５９Ｘにより、第３の組コイル４３および第４の組コイル４４の検出コイル２０Ｃ、２０Ｄが出力する検出信号から、第１の組コイル４１および第２の組コイル４２の駆動コイル３０Ａ、２０Ｂが発生する駆動磁界Ｍｙの変化に応じた駆動磁界信号ＤＶＢｙ２が除去される。
【００９６】
光ファイバ走査システム１Ｄでは、検出信号から、駆動磁界の変化に応じた駆動磁界信号および直交する方向に配置された駆動コイルが発生する駆動磁界の変化に応じた第２の駆動磁界信号に相当するキャンセル信号が除去される。
【００９７】
このため、光ファイバ走査システム１Ｄは、光ファイバ走査システム１よりも、より精度の高い制御が可能である。
【００９８】
＜第３実施形態＞
次に第３実施形態の光ファイバ走査システム１Ｅについて説明する。光ファイバ走査システム１Ｅは、光ファイバ走査システム１Ｄと類似し、同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。また、後述するように、図１４においては、Ｙ軸駆動ユニット５９の動作と直接関係のない軸駆動ユニット５９Ｘの構成要素の図示は省略している。
【００９９】
図１４に示すように、光ファイバ走査システム１Ｅの第３の組コイル４３および第４の組コイル４４の駆動コイル３０Ｃ、３０Ｄが発生する駆動磁界Ｍｘにより、磁石１２の移動（振動）による磁石磁界ＭＭｘの変化に応じた第２の磁石磁界信号（Ｘ軸磁石磁界信号）ＤＶＡｘ２も、検出信号に重畳される。
【０１００】
補正部５４Ｅは、検出信号ＤＶｙ２から、第２の駆動磁界信号（Ｘ軸駆動磁界信号）ＤＶｘ２および第２の磁石磁界信号（Ｘ軸磁石磁界信号）ＤＶＡｘ２を除去して、磁石磁界信号（Ｙ軸磁石磁界信号）ＤＶＡｙを出力する。
【０１０１】
図１５（Ａ）に示すＹ軸方向の駆動磁界Ｍｙに対して、図１５（Ｂ）に示すＸ軸方向の駆動磁界Ｍｘは、周波数ｆが異なる。図１５（Ｃ）に示すように、磁石１２は、駆動磁界ＭｘよりＸ軸方向に振動する。
【０１０２】
磁石１２が駆動磁界Ｍｘにより、Ｘ軸方向に振動した場合の磁石磁界の変化に応じて、検出コイル２０Ａ、２０Ｂは磁石磁界信号ＤＶＡｘ２を発生する。図１５（Ｅ）に示すように磁石磁界信号ＤＶＡｘ２の周期は、駆動磁界Ｍｘの周期の２倍となる。
【０１０３】
補正部５４Ｅのキャンセル信号出力部５６Ｅは、例えば周波数フィルタを用いて、検出信号ＤＶｙ１から第２の磁石磁界信号ＤＶＡｘ２を除去することができる。
【０１０４】
同様に、Ｘ軸駆動ユニット５９Ｘの補正部は、周波数フィルタを用いて検出信号から第２の磁石磁界信号ＤＶＡｙ２を除去することができる。
【０１０５】
すなわち、光ファイバ走査システム１Ｅでは、検出信号から、駆動磁界の変化に応じた駆動磁界信号、直交方向に配置された駆動コイルが発生する駆動磁界の変化に応じた第２の駆動磁界信号、および、直交方向に配置された駆動コイルが発生する駆動磁界による磁石の振動に応じた第２の磁石磁界信号を除去することができる。
【０１０６】
このため、光ファイバ走査システム１Ｅは、光ファイバ走査システム１、１Ｄよりも、より精度の高い制御が可能である。
【０１０７】
＜第４実施形態＞
次に第４実施形態の光ファイバ走査システム１、１Ａ〜１Ｅを含む内視鏡システム９について説明する。
【０１０８】
図１６に示す内視鏡２は、すでに説明した光ファイバ走査装置１０を挿入部９１の硬性先端部９４に具備する光走査型内視鏡である。
【０１０９】
内視鏡２を含む内視鏡システム９は、内視鏡２と、本体３と、モニタ４と、を具備する。内視鏡２は、光ファイバ走査装置１０により照明光を２次元走査させながら被検体に照射し、被検体からの反射光（戻り光）を検出し、本体３でデータ処理を行い、生成した被検体像をモニタ４に表示する。
【０１１０】
内視鏡２は、生体内に挿通される細長な挿入部９１と、操作部９２と、電気ケーブル等が挿通されたユニバーサルケーブル９３と、を有する。内視鏡２の挿入部９１は硬性先端部９４と、湾曲部９５と、可撓管部９６と、を含む。なお、実施形態の内視鏡２は、いわゆる軟性内視鏡だが、挿入部９１が硬質な、いわゆる硬性内視鏡であっても後述する効果を有する。
【０１１１】
操作部９２には、湾曲部９５を湾曲操作するための湾曲操作ノブ９７が配設されている。挿入部９１と操作部９２の連結部は、ユーザーが把持する把持部９８となっている。
【０１１２】
操作部９２から延設されたユニバーサルケーブル９３が本体３とコネクタ９０を介して接続される。本体３は、内視鏡画像を表示するモニタ４と接続されている。
【０１１３】
次に、図１７に内視鏡システム９の構成を示す。
【０１１４】
内視鏡２の挿入部９１の内部には、挿入部９１の内周に沿って基端側から先端側へ挿通され、被検体からの反射光を導光する検出ファイバ２７が設けられている。検出ファイバ２７の先端には検出光学系２７Ａが配設されている。内視鏡２のコネクタ９０が本体３に接続されると、検出ファイバ２７は分波器８６に接続される。
【０１１５】
本体３は、駆動ユニット５９、５９Ｘと、メモリ７２と、総合制御部７３と、光源ユニット７４と、検出ユニット７６とを有する。光源ユニット７４は、３つの光源８１ａ、８１ｂ、８１ｃと、合波器８２と、を有する。
【０１１６】
駆動ユニット５９、５９Ｘは、図６を用いて説明したように、信号出力部５１、５１Ｘ、電圧−電流変換部５２、５２Ｘ、制御部５３、５３Ｘ、補正部５４、５４Ｘと、を有する。
【０１１７】
メモリ７２には、本体３全体の制御を行うための制御プログラムなどが記憶されている。
【０１１８】
総合制御部７３は、メモリ７２から制御プログラムを読み出し、光源ユニット７４、駆動ユニット５９、５９Ｘの制御を行う。また総合制御部７３は、検出ユニット７６が検出した被写体からの反射光の光強度信号をデータ処理し画像をモニタ４に表示する制御を行う。
【０１１９】
光源ユニット７４の光源８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、総合制御部７３の制御に基づき、それぞれ異なる波長帯域の光、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の波長帯域の光を合波器８２に出射する。合波器８２は、Ｒ、Ｇ、Ｂの波長帯域の光を合波し、光ファイバ１３に出射する。
【０１２０】
駆動ユニット５９、５９Ｘは、総合制御部７３の制御に基づいて、光ファイバ走査装置１０の光ファイバ１３の先端を所望の走査方式で走査させるための駆動電力信号を駆動コイル３０に出力する。すなわち、駆動ユニット５９、５９Ｘは、光ファイバ１３の先端を挿入部９１の挿入軸（Ｚ軸）に対して左右方向（Ｘ軸方向）および上下方向（Ｙ軸方向）に駆動するように、光ファイバ走査装置１０の組コイル４０へ所定の駆動電力信号を出力する。
【０１２１】
検出ファイバ２７は、被検体の表面で反射された反射光を受光し、受光した反射光を分波器８６に導光する。分波器８６は、例えば、ダイクロイックミラーなどであり、所定の波長帯域毎に反射光を分波する。具体的には、分波器８６は、検出ファイバ２７により導光された反射光を、Ｒ、Ｇ、Ｂの波長帯域の反射光に分波し、それぞれ検出器８７ａ、８７ｂ、８７ｃに出力する。
【０１２２】
検出器８７ａ、８７ｂおよび８７ｃは、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの波長帯域の反射光の光強度を検出するＰＤ素子等である。検出器８７ａ、８７ｂおよび８７ｃで検出された光強度の信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器８８ａ、８８ｂ、８８ｃに出力される。Ａ／Ｄ変換器８８ａ〜８８ｃは、それぞれ検出器８７ａ〜８７ｃから出力された光強度の信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、総合制御部７３に出力する。
【０１２３】
総合制御部７３は、Ａ／Ｄ変換器８８ａ〜８８ｃからのデジタル信号に所定の画像処理を施して被写体像を生成し、モニタ４に表示する。
【０１２４】
なお、照射光として単色光を用いてもよいし、レーザー光を用いてもよい。
【０１２５】
光走査型内視鏡２は、挿入部９１の硬性先端部９４に、効率的なスキャン照射を行う細径の光ファイバ走査装置１０、１０Ａ〜１０Ｋのいずれかを具備するため、硬性先端部９４が細径で低侵襲である。また、光ファイバ走査装置１０、１０Ａ〜１０Ｋは、高精度のスキャン照射を行うため、光走査型内視鏡２は、良好な画像が得られる。また光走査型内視鏡２は、光ファイバ走査装置１０、１０Ａ〜１０Ｋが効率良く駆動できるため、低消費電力である。
【０１２６】
本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせ、および応用が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１２７】
１、１Ａ〜１Ｅ・・・光ファイバ走査システム
２・・・内視鏡
９・・・内視鏡システム
１０・・・光ファイバ走査装置
１２・・・磁石
１３・・・光ファイバ
１３Ｔ２・・・自由端
２０・・・検出コイル
３０・・・駆動コイル
４０・・・組コイル
５１、５１Ｘ・・・信号出力部
５２、５２Ｘ・・・電圧−電流変換部
５３、５３Ｘ・・・制御部
５４、５４Ｘ・・・補正部
５５、５５Ｘ・・・演算部
５６、５６Ｘ・・・キャンセル信号発生部
５７・・・位相調整部
５８・・・積分部
５９、５９Ｘ・・・駆動ユニット
９１・・・挿入部
９４・・・硬性先端部
Ｉｘ、Ｉｙ・・・駆動電力信号
Ｖｘ、Ｖｙ      駆動信号
ＭＭｘ、ＭＭｙ・・・磁石磁界
ＤＶｘ、ＤＶｙ・・・検出信号
ＤＶＡｘ、ＤＶＡｙ・・・磁石磁界信号
ＤＶＢｘ、ＤＶＢｙ・・・駆動磁界信号
ＣＶｘ、ＣＶｙ・・・キャンセル信号
ＩＶｘ、ＩＶｙ・・・位置情報信号
【図１】
2017130352.tif 000003
【図２】
2017130352.tif 000004
【図３】
2017130352.tif 000005
【図４Ａ】
2017130352.tif 000006
【図４Ｂ】
2017130352.tif 000007
【図５】
2017130352.tif 000008
【図６】
2017130352.tif 000009
【図７】
2017130352.tif 000010
【図８】
2017130352.tif 000011
【図９】
2017130352.tif 000012
【図１０】
2017130352.tif 000013
【図１１】
2017130352.tif 000014
【図１２】
2017130352.tif 000015
【図１３】
2017130352.tif 000016
【図１４】
2017130352.tif 000017
【図１５】
2017130352.tif 000018
【図１６】
2017130352.tif 000019
【図１７】
2017130352.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月14日(2018.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
実施形態の光ファイバ走査システムは、光ファイバ走査装置と、駆動ユニットと、を具備し、前記光ファイバ走査装置は、筒状の筐体の中心軸に沿って配置されており、自由端から光を出射する、磁石が配設されている光ファイバと、入力された駆動電力信号により発生する駆動磁界を前記磁石に印加し、前記光ファイバの前記自由端を駆動する駆動コイルと、磁界の変化に応じた誘導起電力信号である検出信号を出力する検出コイルと、を有し、前記駆動ユニットは、電圧制御された駆動信号を出力する信号出力部と、前記駆動信号を、電流制御された前記駆動電力信号に変換し出力する電圧−電流変換部と、前記検出信号から、前記駆動磁界の変化に応じた駆動磁界信号を除去し、前記磁石の移動による磁石磁界の変化に応じた磁石磁界信号を出力する補正部と、前記検出信号にもとづいて、前記駆動電力信号をフィードバック制御する制御部と、を有しており、前記駆動コイルと前記検出コイルとを含む４組の組コイルが、前記光ファイバをはさんで回転対称位置に配設されており、前記補正部が、前記検出信号から前記駆動磁界信号を除去することによって前記磁石磁界信号を出力し、前記制御部が、前記磁石磁界信号にもとづいて前記信号出力部を制御する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、別の実施形態の内視鏡システムは、光ファイバ走査システムの光ファイバ走査装置を内視鏡の挿入部の先端硬性部に具備し、前記光ファイバ走査システムは、光ファイバ走査装置と、駆動ユニットと、を具備する光ファイバ走査システムであって、前記光ファイバ走査装置は、筒状の筐体の中心軸に沿って配置されており、自由端から光を出射する、磁石が配設されている光ファイバと、入力された駆動電力信号により発生する駆動磁界を前記磁石に印加し、前記光ファイバの前記自由端を駆動する駆動コイルと、磁界の変化に応じた誘導起電力信号である検出信号を出力する検出コイルと、を有し、前記駆動ユニットは、電圧制御された駆動信号を出力する信号出力部と、前記駆動信号を、電流制御された前記駆動電力信号に変換し出力する電圧−電流変換部と、前記検出信号から、前記駆動磁界の変化に応じた駆動磁界信号を除去し、前記磁石の移動による磁石磁界の変化に応じた磁石磁界信号を出力する補正部と、前記検出信号にもとづいて、前記駆動電力信号をフィードバック制御する制御部と、を有しており、前記駆動コイルと前記検出コイルとを含む４組の組コイルが、前記光ファイバをはさんで回転対称位置に配設されており、前記補正部が、前記検出信号から前記駆動磁界信号を除去することによって前記磁石磁界信号を出力し、前記制御部が、前記磁石磁界信号にもとづいて前記信号出力部を制御する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
図７に示すように実施形態の光ファイバ走査システム１は、光ファイバ走査装置１０と、駆動ユニット５９、５９Ｘと、を具備する。光ファイバ走査装置１０は、磁石１２が配設されている光ファイバ１３と、４つの駆動コイル３０Ａ〜３０Ｄと、４つの検出コイル２０Ａ〜２０Ｄと、を有する。駆動ユニット５９、５９Ｘは、信号出力部５１、５１Ｘと、電圧−電流変換部５２、５２Ｘと、制御部５３、５３Ｘと、補正部５４、５４Ｘと、を有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ走査装置と、駆動ユニットと、を具備する光ファイバ走査システムであって、
前記光ファイバ走査装置は、
筒状の筐体の中心軸に沿って配置されており、自由端から光を出射する、磁石が配設されている光ファイバと、
入力された駆動電力信号により発生する駆動磁界を前記磁石に印加し、前記光ファイバの前記自由端を駆動する駆動コイルと、
磁界の変化に応じた誘導起電力信号である検出信号を出力する検出コイルと、を有し、
前記駆動ユニットは、
電圧制御された駆動信号を出力する信号出力部と、
前記駆動信号を、電流制御された前記駆動電力信号に変換し出力する電圧−電流変換部と、
前記検出信号から、前記駆動磁界の変化に応じた駆動磁界信号を除去し、前記磁石の移動による磁石磁界の変化に応じた磁石磁界信号を出力する補正部と、
前記検出信号にもとづいて、前記駆動電力信号をフィードバック制御する制御部と、を有しており、
前記駆動コイルと前記検出コイルとを含む４組の組コイルが、前記光ファイバをはさんで回転対称位置に配設されており、
前記補正部が、前記検出信号から前記駆動磁界信号を除去することによって前記磁石磁界信号を出力し、
前記制御部が、前記磁石磁界信号にもとづいて前記信号出力部を制御することを特徴とする光ファイバ走査システム。
【請求項２】
前記駆動コイルおよび前記検出コイルが、平面スパイラルコイルであることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項３】
対向配置されている２組の組コイルの２つの駆動コイルが直列接続されており、
対向配置されている前記２組の組コイルの前記検出コイルが直列接続されており、直列接続されている前記２つの検出コイルが出力する前記検出信号が加算されて出力され、
前記補正部が、加算された前記検出信号から前記駆動磁界信号を除去することによって前記磁石磁界信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項４】
前記補正部が前記駆動信号をキャンセル信号に変換し出力するキャンセル信号発生部を有し、前記補正部が加算された検出信号と前記キャンセル信号とから前記磁石磁界信号を出力することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項５】
前記キャンセル信号発生部が、前記磁石が移動しない状態において前記磁石磁界信号がゼロになるように設定されていることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項６】
前記補正部が、位相が調整された前記キャンセル信号を発生する位相調整部を含むことを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項７】
前記補正部が、前記磁石磁界信号を積分して、前記磁石の位置を示す位置信号を出力する積分部を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項８】
前記４組の組コイルが、対向配置されている第１の組コイルと第２の組コイルと、対向配置されている第３の組コイルと第４の組コイルと、により構成されており、
前記補正部が、前記第１の組コイルおよび前記第２の組コイルの前記検出コイルが出力する前記検出信号から、前記第３の組コイルおよび前記第４の組コイルの前記駆動コイルが発生する前記駆動磁界の変化に応じた第２の駆動磁界信号を除去することを特徴とする請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項９】
前記補正部が、前記第３の組コイルおよび前記第４の組コイルが発生する前記駆動磁界による前記磁石の移動による前記磁石磁界の変化に応じた第２の磁石磁界信号を除去することを特徴とする請求項８に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項１０】
前記駆動信号が、正弦波信号であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の光ファイバ走査システム。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の光ファイバ走査装置を、内視鏡の挿入部の先端硬性部に具備することを特徴とする内視鏡システム。
【国際調査報告】
2017130352.tif 000021
2017130352.tif 000022
2017130352.tif 000023
2017130352.tif 000024