本發(fā)明涉及掃描型內(nèi)窺鏡裝置，尤其涉及對被攝體進(jìn)行掃描而取得圖像的掃描型內(nèi)窺鏡裝置。

背景技術(shù)：

以往，在醫(yī)療領(lǐng)域的內(nèi)窺鏡裝置中，為了減輕被檢者的負(fù)擔(dān)，提出了用于使插入到該被檢者的體腔內(nèi)的插入部細(xì)徑化的各種技術(shù)。該提案之一例如具有如下的掃描型內(nèi)窺鏡裝置：該掃描型內(nèi)窺鏡裝置在相當(dāng)于上述的插入部的部分中不具有固體攝像元件。

例如，在日本特表2010-534862號公報(bào)中提出了如下的掃描型內(nèi)窺鏡裝置：該掃描型內(nèi)窺鏡裝置使用壓電致動器使懸臂式光纖進(jìn)行動作，從而使光纖按照漩渦形的二維掃描圖案進(jìn)行動作。

在日本特表2010-534862號公報(bào)所公開的掃描型內(nèi)窺鏡裝置中，對射出照明光的照明用光纖的前端部進(jìn)行驅(qū)動以按照漩渦形的二維掃描圖案對被攝體進(jìn)行掃描，利用配置在照明用光纖的周圍的受光用光纖來接受來自該被攝體的返回光。

并且，使用按照每種顏色成分將受光用光纖所接受的返回光分離而得到的信號來生成該被攝體的圖像。為了實(shí)現(xiàn)細(xì)徑的插入部，對細(xì)徑的光纖的前端部進(jìn)行驅(qū)動的壓電元件等致動器部件也必須較小。

然而，由于致動器部件具有溫度特性，所以存在如下問題：形成在被攝體上的照明光的二維掃描圖案的尺寸會根據(jù)溫度而發(fā)生變化。

進(jìn)而，致動器部件本身在相對于驅(qū)動信號的致動器的位移量上存在個(gè)體差。尤其在使用了電介質(zhì)的致動器的情況下，個(gè)體差較大。

雖然也考慮了在插入部的前端設(shè)置有對溫度進(jìn)行檢測的溫度傳感器或?qū)ξ灰屏窟M(jìn)行檢測的位移量傳感器，根據(jù)所檢測的溫度或位移量對致動器的驅(qū)動信號進(jìn)行控制，但由于在插入部的前端設(shè)置傳感器會導(dǎo)致插入部的外徑變大，所以并不優(yōu)選。

因此，本發(fā)明的目的在于，提供如下的掃描型內(nèi)窺鏡裝置：該掃描型內(nèi)窺鏡裝置能夠在不使插入部的外徑變大的情況下抑制在對致動器進(jìn)行驅(qū)動時(shí)因致動器的個(gè)體差導(dǎo)致的照明光的二維掃描圖案的變動。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

用于解決課題的手段

本發(fā)明的一個(gè)方式的掃描型內(nèi)窺鏡裝置具有：光源，其射出照明光；光纖，其貫穿插入于內(nèi)窺鏡的插入部內(nèi)，將所述照明光從基端引導(dǎo)至前端；介電致動器，其對所述光纖的前端進(jìn)行驅(qū)動，以使得從所述光纖射出的所述照明光在被攝體上進(jìn)行掃描；存儲部，其對驅(qū)動信號和所述介電致動器的位移量的相關(guān)系數(shù)信息進(jìn)行存儲，其中，該驅(qū)動信號對所述介電致動器進(jìn)行驅(qū)動；驅(qū)動信號檢測部，其檢測對所述介電致動器進(jìn)行驅(qū)動的所述驅(qū)動信號；以及校正部，其根據(jù)所述相關(guān)系數(shù)信息和在所述驅(qū)動信號檢測部中檢測出的所述驅(qū)動信號來校正對所述介電致動器進(jìn)行驅(qū)動的所述驅(qū)動信號，以使得所述介電致動器的所述位移量成為規(guī)定的值。

附圖說明

圖1是示出與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的內(nèi)窺鏡裝置1的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是示出與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的、設(shè)定在被攝體的表面上的假想的XY平面的一例的圖。

圖3是示出與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的、向設(shè)置于內(nèi)窺鏡的X軸用的致動器15X提供的第1驅(qū)動信號的信號波形的一例的圖。

圖4是示出與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的、向設(shè)置于內(nèi)窺鏡的Y軸用的致動器15Y提供的第2驅(qū)動信號的信號波形的一例的圖。

圖5是用于對與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的、在向圖2那樣的假想的XY平面照射照明光的情況下的、從點(diǎn)SA到點(diǎn)YMAX為止的照明光的照射點(diǎn)坐標(biāo)的時(shí)間上的位移進(jìn)行說明的圖。

圖6是用于對與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的、在向圖2那樣的假想的XY平面照射照明光的情況下的、從點(diǎn)YMAX到點(diǎn)SA為止的照明光的照射點(diǎn)坐標(biāo)隨時(shí)間的位移進(jìn)行說明的圖。

圖7是示出與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的X軸用的致動器15X的結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖8是示出與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的、致動器的溫度T與電流I的關(guān)系的曲線圖g1。

圖9是示出與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的、致動器的溫度T與位移量D的關(guān)系的曲線圖g2。

圖10是示出與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的、存儲在內(nèi)窺鏡2的存儲器16中的相關(guān)系數(shù)信息表TBL的結(jié)構(gòu)的圖。

圖11是示出與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的、控制器25的驅(qū)動波形校正處理的流程的例子的流程圖。

圖12是用于對與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的、所計(jì)算出的位移量Dx與基準(zhǔn)位移量Drx的關(guān)系進(jìn)行說明的圖。

圖13是示出與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的、因位移量Dx和Dy變化而導(dǎo)致的照明光的照明范圍的變化的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

圖1是示出與本實(shí)施方式有關(guān)的內(nèi)窺鏡裝置1的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，內(nèi)窺鏡裝置1是掃描型內(nèi)窺鏡裝置，該掃描型內(nèi)窺鏡裝置構(gòu)成為具有插入到被檢者的體腔內(nèi)的掃描型內(nèi)窺鏡(以下，稱為內(nèi)窺鏡)2以及能夠連接內(nèi)窺鏡2的主體裝置3。

主體裝置3與用于顯示內(nèi)窺鏡圖像的監(jiān)視器4連接。主體裝置3與用于操作指示和各種設(shè)定的輸入裝置(未圖示)連接，用戶能夠從該輸入裝置對內(nèi)窺鏡裝置1給予內(nèi)窺鏡圖像的顯示、攝影、記錄等各種動作指示。

內(nèi)窺鏡2構(gòu)成為具有插入部11，該插入部11形成為具有能夠向被檢者的體腔內(nèi)插入的細(xì)長形狀和撓性。插入部11的基端部構(gòu)成為相對于主體裝置3裝卸自如。

插入部11具有照明用光纖12、受光用光纖13、聚光光學(xué)系統(tǒng)14、致動器15以及存儲器16。存儲器16是閃速存儲器等能夠改寫的非易失性存儲器。聚光光學(xué)系統(tǒng)14具有透鏡14a和14b。

主體裝置3構(gòu)成為具有：光源單元21、驅(qū)動器單元22、檢測單元23、存儲器24以及控制器25。

光源單元21具有3個(gè)光源31a、31b、31c和合波器32，該光源單元21是射出照明光的光源。

驅(qū)動器單元22具有信號產(chǎn)生器33、兩個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(以下，稱為D/A器)34a、34b以及兩個(gè)放大器35a、35b。

檢測單元23具有分波器36、檢測部37以及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換部(以下，稱為A/D轉(zhuǎn)換部)38。

存儲器24是閃速存儲器等能夠改寫的非易失性存儲器。

控制器25構(gòu)成為包含中央處理裝置(CPU)、ROM、RAM?？刂破?5讀出并執(zhí)行在ROM或者存儲器24中所存儲的規(guī)定的軟件程序，由此實(shí)現(xiàn)各種功能。

另外，各種功能雖然通過軟件程序來實(shí)現(xiàn)，但也可以通過硬件電路來實(shí)現(xiàn)。

照明用光纖12和受光用光纖13在插入部11的內(nèi)部從基端部貫穿插入到前端部。即，照明用光纖12是貫穿插入于內(nèi)窺鏡2的插入部11內(nèi)的、將照明光從基端引導(dǎo)至前端的光纖。

照明用光纖12是將從主體裝置3的光源單元21提供的照明光引導(dǎo)至聚光光學(xué)系統(tǒng)14的導(dǎo)光部件。

受光用光纖13是接受來自被攝體的返回光并引導(dǎo)至主體裝置3的檢測單元23的導(dǎo)光部件。即，受光用光纖13是貫穿插入于內(nèi)窺鏡2的插入部11內(nèi)的、將來自被攝體的返回光從前端引導(dǎo)至基端的光纖。

照明用光纖12的包含光入射面在內(nèi)的端部配設(shè)在合波器32的輸出端，該合波器32設(shè)置在主體裝置3的內(nèi)部。并且，照明用光纖12的包含光出射面在內(nèi)的端部12a配置在透鏡14a的光入射面的附近，該透鏡14a設(shè)置在插入部11的前端部。

受光用光纖13的包含光入射面在內(nèi)的端部13a配置在插入部11的前端部的前端面上的透鏡14b的光出射面的周圍并進(jìn)行固定。并且，受光用光纖13的包含光出射面在內(nèi)的端部與設(shè)置在主體裝置3的內(nèi)部的分波器36的輸入端連接。

聚光光學(xué)系統(tǒng)14構(gòu)成為具有透鏡14a和透鏡14b，其中，經(jīng)過了照明用光纖12的光出射面的照明光向該透鏡14a入射，該透鏡14b使經(jīng)過了透鏡14a的照明光向被攝體射出。

在插入部11的前端部側(cè)的照明用光纖12的中途部安裝有致動器15。根據(jù)從主體裝置3的驅(qū)動器單元22提供的驅(qū)動信號對致動器15進(jìn)行驅(qū)動。

以下，以如下的情況為例進(jìn)行說明：將與相當(dāng)于插入部11的長度方向的軸的插入軸(或者聚光光學(xué)系統(tǒng)14的光軸)垂直的假想的平面作為圖2所示的XY平面設(shè)定于被攝體的表面。

圖2是示出設(shè)定在被攝體的表面的假想的XY平面的一例的圖。

具體來說，在將圖2的XY平面上的點(diǎn)SA作為在相當(dāng)于從紙面近前側(cè)朝向內(nèi)側(cè)的方向上存在插入部11的插入軸的位置進(jìn)行假想設(shè)定的情況下，該點(diǎn)SA作為該插入軸與紙面的交點(diǎn)進(jìn)行圖示。并且，將圖2的XY平面上的X軸方向設(shè)定成從紙面左側(cè)朝向右側(cè)的方向。并且，將圖2的XY平面上的Y軸方向設(shè)定成從紙面下側(cè)朝向上側(cè)的方向。并且，圖2的構(gòu)成XY平面的X軸和Y軸在點(diǎn)SA上交叉。點(diǎn)SA是當(dāng)照明用光纖12的端部12a靜止時(shí)的位于中心位置O時(shí)的照明光的照射點(diǎn)。

回到圖1，致動器15構(gòu)成為具有：X軸用的致動器15X，其根據(jù)從主體裝置3的驅(qū)動器單元22提供的第1驅(qū)動信號而進(jìn)行動作，以使得照明用光纖12的包含光出射面在內(nèi)的端部在X軸方向上擺動；以及Y軸用的致動器15Y，其根據(jù)從主體裝置3的驅(qū)動器單元22提供的第2驅(qū)動信號而進(jìn)行動作，以使得照明用光纖12的包含光出射面在內(nèi)的端部在Y軸方向上擺動。

X軸用的致動器15X和Y軸用的致動器15Y各自構(gòu)成為例如分別具有1個(gè)以上的壓電元件。這里，致動器15X和15Y是使用了強(qiáng)電介質(zhì)的致動器。并且，照明用光纖12的包含光出射面在內(nèi)的端部12a伴隨著上述那樣的致動器15X和15Y的動作而以點(diǎn)SA為中心呈漩渦狀擺動。即，致動器15是因被施加驅(qū)動電壓而對作為照明用光纖12的前端的端部12a進(jìn)行驅(qū)動以使得從照明用光纖12射出的照明光在被攝體上進(jìn)行掃描的介電致動器。并且，致動器15具有用于使照明用光纖12的前端在互相垂直的兩個(gè)方向上運(yùn)動的兩個(gè)致動器15X和15Y。

X軸用的致動器15X例如由壓電元件形成，該壓電元件預(yù)先被實(shí)施了極化處理以使得極化方向與X軸的負(fù)方向(在圖2的紙面上從右朝左的方向)一致，該X軸用的致動器15X構(gòu)成為根據(jù)從驅(qū)動器單元22輸出的第1驅(qū)動信號，在被施加了正值的電壓時(shí)(在伴隨著驅(qū)動信號的提供而產(chǎn)生的電場的方向相對于極化方向是正向的情況下)沿著Z軸方向(紙面的法線方向)收縮，并且在被施加了負(fù)值的電壓時(shí)(在伴隨著驅(qū)動信號的提供而產(chǎn)生的電場的方向相對于極化方向是反向的情況下)沿著Z軸方向伸長。

Y軸用的致動器15Y例如由壓電元件形成，該壓電元件預(yù)先被實(shí)施了極化處理以使得極化方向與Y軸的負(fù)方向(在圖2的紙面上從上朝下的方向)一致，該Y軸用的致動器15Y構(gòu)成為根據(jù)從驅(qū)動器單元22輸出的第2驅(qū)動信號，在被施加了正值的電壓時(shí)沿著Z軸方向收縮，并且在被施加了負(fù)值的電壓時(shí)沿著Z軸方向伸長。

在插入部11的內(nèi)部設(shè)置有存儲器16，在該存儲器16中保存有致動器15X和15Y固有的信息(具體而言為后述的相關(guān)系數(shù)信息)。并且，存儲器16通過信號線與控制器25連接，以使得在內(nèi)窺鏡2與主體裝置3連接時(shí)，能夠通過主體裝置3的控制器25來讀出保存在存儲器16中的信息。控制器25所讀出的信息保存在存儲器24中。

光源單元21的光源31a例如構(gòu)成為具有激光光源等，在根據(jù)控制器25的控制而發(fā)光時(shí)，向合波器32射出紅色的波段的光(以下，也稱為R光)。

光源31b例如構(gòu)成為具有激光光源等，在根據(jù)控制器25的控制而發(fā)光時(shí)，向合波器32射出綠色的波段的光(以下，也稱為G光)。

光源31c例如構(gòu)成為具有激光光源等，在根據(jù)控制器25的控制而發(fā)光時(shí)，向合波器32射出藍(lán)色的波段的光(以下，也稱為B光)。

合波器32構(gòu)成為對從光源31a發(fā)出的R光、從光源31b發(fā)出的G光以及從光源31c發(fā)出的B光進(jìn)行合波而提供給照明用光纖12的光入射面。

驅(qū)動器單元22的信號產(chǎn)生器33構(gòu)成為根據(jù)控制器25的控制而生成使照明用光纖12的包含光出射面在內(nèi)的端部12a在X軸方向上擺動的第1驅(qū)動控制信號(例如具有下述數(shù)學(xué)式(1)所示的波形的信號)，并輸出給D/A轉(zhuǎn)換器34a。另外，在下述數(shù)學(xué)式(1)中，X(t)表示在時(shí)刻t時(shí)的信號電平，a表示不依賴于時(shí)刻t的振幅值，G(t)表示用于正弦波sin(2πft)的調(diào)制的規(guī)定的函數(shù)。

X(t)＝a×G(t)×sin(2πft)……(1)

并且，信號產(chǎn)生器33構(gòu)成為根據(jù)控制器25的控制而生成使照明用光纖12的包含光出射面在內(nèi)的端部12a在Y軸方上擺動的第2驅(qū)動控制信號(例如具有下述數(shù)學(xué)式(2)所示的波形的信號)，并輸出給D/A轉(zhuǎn)換器34b。另外，在下述數(shù)學(xué)式(2)中，Y(t)表示在時(shí)刻t時(shí)的信號電平，b表示不依賴于時(shí)刻t的振幅值，G(t)表示用于正弦波的調(diào)制的規(guī)定的函數(shù)，表示相位。

D/A轉(zhuǎn)換器34a構(gòu)成為將從信號產(chǎn)生器33輸出的數(shù)字的第1驅(qū)動控制信號轉(zhuǎn)換成作為模擬的電壓信號的第1驅(qū)動信號并輸出給放大器35a。

D/A轉(zhuǎn)換器34b構(gòu)成為將從信號產(chǎn)生器33輸出的數(shù)字的第2驅(qū)動控制信號轉(zhuǎn)換成作為模擬的電壓信號的第2驅(qū)動信號并輸出給放大器35b。

放大器35a構(gòu)成為對從D/A轉(zhuǎn)換器34a輸出的第1驅(qū)動信號進(jìn)行放大而輸出給X軸用的致動器15X。

放大器35b構(gòu)成為對從D/A轉(zhuǎn)換器34b輸出的第2驅(qū)動信號進(jìn)行放大而輸出給Y軸用的致動器15Y。

這里，例如，當(dāng)在上述數(shù)學(xué)式(1)和(2)中設(shè)定成a＝b且的情況下，向X軸用的致動器15X提供作為具有圖3所示的信號波形的電壓信號的第1驅(qū)動信號，并且向Y軸用的致動器15Y提供作為具有圖4所示的信號波形的電壓信號的第2驅(qū)動信號。

圖3是示出向設(shè)置于內(nèi)窺鏡的X軸用的致動器15X提供的第1驅(qū)動信號的信號波形的一例的圖。圖4是示出向設(shè)置于內(nèi)窺鏡的Y軸用的致動器15Y提供的第2驅(qū)動信號的信號波形的一例的圖。

當(dāng)向X軸用的致動器15X提供具有圖3所示的信號波形的第1驅(qū)動信號并且向Y軸用的致動器15Y提供具有圖4所示的信號波形的第2驅(qū)動信號時(shí)，照明用光纖12的包含光出射面在內(nèi)的端部呈以點(diǎn)SA為中心的漩渦狀擺動，根據(jù)這樣的擺動而呈圖5和圖6所示的漩渦狀對被攝體的表面進(jìn)行掃描。即，掃描是照明光在被攝體上呈漩渦狀進(jìn)行的掃描。

圖5是用于說明在向圖2那樣的假想的XY平面照射照明光的情況下的、從點(diǎn)SA到點(diǎn)YMAX為止的照明光的照射點(diǎn)坐標(biāo)隨時(shí)間的位移的圖。圖6是用于說明在向圖2那樣的假想的XY平面照射照明光的情況下的、從點(diǎn)YMAX到點(diǎn)SA為止的照明光的照射點(diǎn)坐標(biāo)隨時(shí)間的位移的圖。

具體來說，在圖3和圖4的時(shí)刻T1中，向被攝體的表面的相當(dāng)于點(diǎn)SA的位置照射照明光。之后，第1和第2驅(qū)動信號的振幅值從時(shí)刻T1到時(shí)刻T2增加，與此相伴，被攝體的表面上的照明光的照射坐標(biāo)以將點(diǎn)SA作為起點(diǎn)朝向外側(cè)描繪第1漩渦狀的軌跡的方式進(jìn)行移位，當(dāng)進(jìn)一步地到達(dá)時(shí)刻T2時(shí)，照明光照射到被攝體的表面上的照明光的照射坐標(biāo)的距點(diǎn)SA的最外點(diǎn)即點(diǎn)YMAX上。在從時(shí)刻T1到時(shí)刻T2的期間，照明光照射到X軸的負(fù)方向上的距點(diǎn)SA的最外點(diǎn)即點(diǎn)XMAX。

并且，第1和第2驅(qū)動信號的振幅值從時(shí)刻T2到時(shí)刻T3減少，與此相伴，被攝體的表面上的照明光的照射坐標(biāo)以將點(diǎn)YMAX作為起點(diǎn)朝向內(nèi)側(cè)描繪第2漩渦狀的軌跡的方式進(jìn)行移位，當(dāng)進(jìn)一步地到達(dá)時(shí)刻T3時(shí)，照明光照射到被攝體的表面上的點(diǎn)SA上。

即，致動器15具有如下的結(jié)構(gòu)：能夠根據(jù)從驅(qū)動器單元22提供的第1和第2驅(qū)動信號而使照明用光纖12的包含光出射面在內(nèi)的端部擺動，以使得經(jīng)由聚光光學(xué)系統(tǒng)14向被攝體照射的照明光的照射位置描繪出與圖5和圖6所例示的漩渦狀的掃描圖案對應(yīng)的軌跡。

受光用光纖13的光出射面被配設(shè)成使從受光用光纖13的光出射面射出的返回光向分波器36射出。

檢測單元23的分波器36構(gòu)成為具有分色鏡等，將從受光用光纖13的光出射面射出的返回光分離成R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))的每個(gè)顏色成分的光而朝向檢測部37射出。

檢測部37對從分波器36輸出的R光、G光和B光的各強(qiáng)度進(jìn)行檢測并生成與該檢測出的各光的強(qiáng)度對應(yīng)的模擬信號而向A/D轉(zhuǎn)換部38輸出。

A/D轉(zhuǎn)換部38將從檢測部37輸出的各模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號而向控制器25輸出。

在存儲器24中保存有用于實(shí)現(xiàn)主體裝置3的各種功能的程序等。并且，在存儲器24中還預(yù)先保存有在后述的處理時(shí)所使用的基準(zhǔn)位移量Drx、Dry的信息。

控制器25讀出保存在ROM或者存儲器24中的用于光源控制和致動器驅(qū)動控制的控制程序，根據(jù)該讀出的控制程序來進(jìn)行光源單元21和驅(qū)動器單元22的控制。

如上所述，在檢測出插入部11與主體裝置3電連接時(shí)，控制器25從存儲器16讀出致動器15固有的信息并保存在存儲器24中。

控制器25根據(jù)致動器15固有的信息而生成對致動器15的驅(qū)動信號進(jìn)行控制的驅(qū)動控制信號并提供給驅(qū)動器單元22。

并且，控制器25在相當(dāng)于從時(shí)刻T1到時(shí)刻T2的期間根據(jù)從檢測單元23輸出的R信號、G信號和B信號而生成1幀的圖像。并且，控制器25在相當(dāng)于從時(shí)刻T2到時(shí)刻T3的期間根據(jù)從檢測單元23輸出的R信號、G信號和B信號而生成1幀的圖像。

這里，輸出第1驅(qū)動信號的放大器35a的輸出和輸出第2驅(qū)動信號的放大器35b的輸出被輸入到控制器25，控制器25具有電流檢測電路25a，該電流檢測電路25a用于根據(jù)所輸入的電壓信號對第1和第2驅(qū)動信號各自的電流值進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。

即，電流檢測電路25a對提供給X軸用的致動器15X的第1驅(qū)動信號的電流Ix的大小和提供給Y軸用的致動器15Y的第2驅(qū)動信號的電流Iy的大小進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。

(致動器15固有的相關(guān)系數(shù)信息M、N、K、L)

如上所述，X軸用的致動器15X和Y軸用的致動器15Y是使用了強(qiáng)電介質(zhì)的致動器，各致動器根據(jù)所施加的電壓進(jìn)行伸縮，但具有個(gè)體差。此外，各致動器具有溫度特性，在對致動器15X和15Y進(jìn)行驅(qū)動時(shí)，各致動器的位移量也根據(jù)致動器自身的溫度而發(fā)生變化。

圖7是示出X軸用的致動器15X的結(jié)構(gòu)的示意圖。由于Y軸用的致動器15Y的結(jié)構(gòu)與X軸用的致動器15X相同，因此省略說明。

這里，致動器15X具有對長方體形狀的套圈51進(jìn)行夾持的兩個(gè)強(qiáng)電介質(zhì)部件15Xa和15Xb。照明用光纖12以由兩個(gè)強(qiáng)電介質(zhì)部件15Xa和15Xb夾持的方式配置在套圈51的中央部。

兩個(gè)強(qiáng)電介質(zhì)部件15Xa和15Xb的內(nèi)側(cè)與共用的接地端連接，從各強(qiáng)電介質(zhì)部件15Xa、15Xb的外側(cè)表面被施加電壓V。通過電流檢測電路25a對流過各強(qiáng)電介質(zhì)部件的電流I進(jìn)行檢測。在圖7中，僅示出了施加給強(qiáng)電介質(zhì)部件15Xa的電壓V和流過的電流I。

根據(jù)申請人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了在對使用了強(qiáng)電介質(zhì)的致動器15施加了恒定的電壓Vc的狀態(tài)下，流過致動器15的電流I根據(jù)致動器15的溫度T而發(fā)生變化，電流I與溫度T的關(guān)系呈線性關(guān)系。此外，發(fā)現(xiàn)了致動器15的溫度T與作為致動器15的振幅量的位移量D的關(guān)系也呈線性關(guān)系。

即，在對致動器15X施加了恒定的電壓Vc的狀態(tài)下，流過致動器15X的電流I根據(jù)溫度T而發(fā)生變化，流過致動器15X的電流I與致動器15X的溫度T呈線性關(guān)系。

圖8是示出致動器的溫度T與電流I的關(guān)系的曲線圖g1。關(guān)于致動器15X，在施加了恒定的電壓Vc時(shí)，流過強(qiáng)電介質(zhì)的電流I的值根據(jù)動作的環(huán)境溫度而發(fā)生變化。圖8所示的電流I與溫度T的關(guān)系呈線性關(guān)系，按照每個(gè)致動器15X而不同。即，電流I與溫度T的相關(guān)系數(shù)按照每個(gè)致動器15X而不同。

圖9是示出致動器的溫度T與位移量D的關(guān)系的曲線圖g2。如圖9所示，關(guān)于致動器15X，致動器15X的位移量D根據(jù)致動器15X的溫度T而發(fā)生變化。如圖9所示，在被施加恒定的電壓Vc時(shí)，致動器15X的溫度T與位移量D呈線性關(guān)系，按照每個(gè)致動器15X而不同。圖9所示的溫度T與位移量D的關(guān)系按照每個(gè)X軸用的致動器15X而不同。即，溫度T與位移量D的相關(guān)系數(shù)按照每個(gè)致動器15X而不同。

由此，在致動器15X的制造時(shí)，對于每個(gè)致動器對電流I相對于溫度T的變化和位移量D相對于溫度T的變化進(jìn)行實(shí)測，將關(guān)于致動器15X的溫度T與電流I的相關(guān)系數(shù)和溫度T與位移量D的相關(guān)系數(shù)的信息寫入內(nèi)窺鏡2的存儲器16。

圖8所示的電流I與溫度T的關(guān)系和圖9所示的溫度T與位移量D的關(guān)系也與Y軸用的致動器15Y的情況相同，在致動器15Y的制造時(shí)，對于每個(gè)致動器對各變化進(jìn)行實(shí)測，將關(guān)于致動器15Y的各相關(guān)系數(shù)的信息寫入內(nèi)窺鏡2的存儲器16。

這里，恒定的電壓Vc是致動器15X和15Y各自的與作為圖5所示的照射點(diǎn)坐標(biāo)的最外點(diǎn)的點(diǎn)XMAX和YMAX對應(yīng)的驅(qū)動信號的電壓。

另外，恒定的電壓Vc可以不是致動器15X和15Y各自的與作為照射點(diǎn)坐標(biāo)的最外點(diǎn)的點(diǎn)XMAX和YMAX對應(yīng)的電壓，例如也可以是與照射點(diǎn)坐標(biāo)的最外點(diǎn)的下一個(gè)較遠(yuǎn)點(diǎn)等其他的點(diǎn)對應(yīng)的電壓。

主體裝置3根據(jù)內(nèi)窺鏡2的存儲器16的相關(guān)系數(shù)信息，根據(jù)施加了電壓Vc時(shí)的流過各致動器的電流I來計(jì)算溫度T，根據(jù)計(jì)算出的溫度T來計(jì)算位移量D。

具體來說，由于電流I與溫度T的關(guān)系呈線性，所以在致動器15的制造時(shí)，對于施加了電壓Vc時(shí)的各個(gè)致動器15X和致動器15Y，例如對分別在兩個(gè)溫度Ta和Tb時(shí)的電流I的值Ia和Ib進(jìn)行實(shí)測，根據(jù)實(shí)測得到的兩點(diǎn)的值來決定圖8的曲線圖g1的關(guān)系式。溫度T與電流I具有以下的式子(3)的關(guān)系。

T＝M×I+N……(3)

這里，M、N是式子(3)的相關(guān)系數(shù)。

此外，由于溫度T與位移量D的關(guān)系也呈線性，所以在致動器15的制造時(shí)，對于施加了電壓Vc時(shí)的各個(gè)致動器15X和致動器15Y，例如對分別在兩個(gè)溫度Tc和Td時(shí)的位移量D的值Da和Db進(jìn)行實(shí)測，根據(jù)實(shí)測得到的兩點(diǎn)的值來決定圖9的曲線圖g2的關(guān)系式。溫度T與位移量D具有以下的式子(4)的關(guān)系。

D＝K×T+L……(4)

這里，K、L是式子(4)的相關(guān)系數(shù)。

4個(gè)相關(guān)系數(shù)M、N、K、L是搭載于內(nèi)窺鏡2的各致動器15X、15Y固有的值，是每個(gè)內(nèi)窺鏡2所固有的值。對于施加了電壓Vc時(shí)的各致動器15X、15Y，在制造時(shí)通過實(shí)測而決定的這些相關(guān)系數(shù)M、N、K、L的值被存儲于內(nèi)窺鏡2的存儲器16。

由此，存儲器16和24構(gòu)成存儲部，該存儲部對致動器15的位移量的相關(guān)系數(shù)信息和對致動器15進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動信號進(jìn)行存儲。

圖10是示出存儲在內(nèi)窺鏡2的存儲器16中的相關(guān)系數(shù)信息表TBL的結(jié)構(gòu)的圖。在相關(guān)系數(shù)信息表TBL中存儲有M、N、K、L的各相關(guān)系數(shù)作為相關(guān)系數(shù)信息。即，相關(guān)系數(shù)信息包含各致動器的驅(qū)動信號(這里是電流信號的電流值)與溫度的相關(guān)系數(shù)、以及各致動器的溫度與位移量的相關(guān)系數(shù)。

(作用)

接著，對控制器25的動作進(jìn)行說明。

當(dāng)內(nèi)窺鏡2與主體裝置3連接并通過內(nèi)窺鏡2對被攝體進(jìn)行觀察時(shí)，控制器25對光源單元21和驅(qū)動器單元22進(jìn)行控制，根據(jù)來自檢測單元23的圖像信號而生成內(nèi)窺鏡圖像并輸出給監(jiān)視器4，由此對被攝體的圖像(即內(nèi)窺鏡圖像)進(jìn)行顯示。

如上所述，由于致動器15具有固有的溫度特性，致動器15的位移量D按照每個(gè)內(nèi)窺鏡2而不同，所以執(zhí)行圖11的驅(qū)動波形校正處理。

圖11是示出控制器25的驅(qū)動波形校正處理的流程的例子的流程圖。

當(dāng)將內(nèi)窺鏡2與主體裝置3連接并將主體裝置3的電源接通時(shí)，主體裝置3的控制器25從內(nèi)窺鏡2的存儲器16讀出相關(guān)系數(shù)信息表TBL的相關(guān)系數(shù)信息并保存在存儲器24中(S1)。

控制器25根據(jù)電流檢測電路25a的輸出對規(guī)定的時(shí)機(jī)的流過各致動器15X、15Y的電流Ix、Iy進(jìn)行檢測(S2)。這里，規(guī)定的時(shí)機(jī)是指對致動器15X和15Y進(jìn)行驅(qū)動而施加了與作為照射點(diǎn)坐標(biāo)的最外點(diǎn)的點(diǎn)XMAX和YMAX對應(yīng)的電壓Vc的時(shí)機(jī)。

即，在S2的處理中，構(gòu)成對第1和第2驅(qū)動信號進(jìn)行檢測的驅(qū)動信號檢測部，對流過致動器15X和15Y的電流信號的電流值進(jìn)行檢測，其中，該第1和第2驅(qū)動信號對作為介電致動器的致動器15X和15Y進(jìn)行驅(qū)動。

控制器25根據(jù)檢測出的分別流過致動器15X和15Y的電流Ix、Iy的值對各致動器15X和15Y的各個(gè)溫度Tx和Ty進(jìn)行計(jì)算并推斷(S3)。使用上述的式子(3)和存儲在存儲器24中的相關(guān)系數(shù)M、N來進(jìn)行溫度Tx和Ty的計(jì)算。

此外，控制器25根據(jù)計(jì)算出的溫度Tx和Ty對致動器15X和15Y各自的位移量Dx和Dy進(jìn)行計(jì)算并推斷(S4)。使用上述的式子(4)和存儲在存儲器24中的相關(guān)系數(shù)K、L來進(jìn)行位移量Dx和Dy的計(jì)算。

控制器25根據(jù)計(jì)算并推斷出的位移量Dx和Dy對第1和第2驅(qū)動信號的校正系數(shù)Adx和Ady進(jìn)行計(jì)算，以使得致動器15X和15Y各自的位移量Dx和Dy分別成為規(guī)定的位移量Drx和Dry(S5)。

具體來說，對于致動器15X，控制器25根據(jù)計(jì)算得到的位移量Dx和作為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)位移量Drx對校正系數(shù)Adx進(jìn)行計(jì)算。基準(zhǔn)位移量Drx是用于得到規(guī)定的尺寸的漩渦狀的照明范圍的X軸方向上的最大位移時(shí)的位移量，該基準(zhǔn)位移量Drx被預(yù)先保存在存儲器24中。這里，通過以下的式子(5)求出校正系數(shù)Adx。

Adx＝Dx/Drx……(5)

校正系數(shù)Adx是關(guān)于致動器15X的位移量Dx相對于基準(zhǔn)位移量Drx的比率。

圖12是用于對計(jì)算出的位移量Dx與基準(zhǔn)位移量Drx的關(guān)系進(jìn)行說明的圖。圖12示出相對于照明用光纖12的包含光出射面在內(nèi)的端部12a靜止時(shí)的中心位置O而計(jì)算出的位移量Dx和基準(zhǔn)位移量Drx的位移范圍。在圖12的例子中，計(jì)算出的位移量Dx比基準(zhǔn)位移量Drx大。

同樣地，通過以下的式子(6)求出校正系數(shù)Ady。

Ady＝Dy/Dry……(6)

校正系數(shù)Ady是關(guān)于致動器15Y的位移量Dy相對于基準(zhǔn)位移量Dry的比率?；鶞?zhǔn)位移量Dry是用于得到規(guī)定的尺寸的漩渦狀的照明范圍的Y軸方向上的最大位移時(shí)的位移量，該基準(zhǔn)位移量Dry被預(yù)先保存在存儲器24中。計(jì)算出的位移量Dy與基準(zhǔn)位移量Dry的關(guān)系也與圖12相同。

當(dāng)位移量Dx和Dy根據(jù)使用內(nèi)窺鏡2的環(huán)境溫度而發(fā)生變化時(shí)，照明光的擺動范圍發(fā)生變化。當(dāng)在內(nèi)窺鏡觀察中擺動范圍因環(huán)境溫度而發(fā)生變化時(shí)，由于顯示在監(jiān)視器4中的內(nèi)窺鏡圖像看起來也會改變，所以手術(shù)人員感到違和感。

圖13是示出因位移量Dx和Dy發(fā)生變化而導(dǎo)致的照明光的照明范圍的變化的圖。在圖13中，基準(zhǔn)照明范圍ARr表示在致動器15X和15Y的照明用光纖12的端部12a按照基準(zhǔn)位移量Drx和Dry進(jìn)行移位時(shí)的呈漩渦狀照射照明光的區(qū)域。照明范圍AR表示在致動器15X和15Y的照明用光纖12的端部12a按照位移量Dx和Dy進(jìn)行移位時(shí)的呈漩渦狀照射照明光的區(qū)域。

如上所述，基準(zhǔn)位移量Drx和Dry是用于得到規(guī)定的尺寸的漩渦狀的照明范圍的、分別在X軸和Y軸這兩個(gè)方向上的最大位移時(shí)的最大位移量。在圖13中，根據(jù)因致動器15的溫度而發(fā)生變化的位移量Dx和Dy生成的照明范圍AR比根據(jù)基準(zhǔn)位移量Drx和Dry生成的基準(zhǔn)照明范圍ARr大。另外，在圖13中，照明范圍AR的直徑ARx和ARy分別比基準(zhǔn)照明范圍ARr的直徑ARrx和ARry大，但有時(shí)也因溫度而比基準(zhǔn)照明范圍ARr的直徑ARrx和ARry小。

控制器25將根據(jù)上述的式子(5)和(6)計(jì)算出的校正系數(shù)Adx和Ady輸出給信號產(chǎn)生器33(S6)。

信號產(chǎn)生器33生成根據(jù)來自控制器25的校正系數(shù)Adx和Ady而校正后的第1和第2驅(qū)動控制信號并輸出給D/A轉(zhuǎn)換器34a。

例如，信號產(chǎn)生器33生成使針對X軸用的致動器15X的驅(qū)動控制信號乘以上述的校正系數(shù)Adx而得到的驅(qū)動控制信號，生成使針對Y軸用的致動器15Y的驅(qū)動控制信號乘以上述的校正系數(shù)Ady而得到的驅(qū)動控制信號。這樣，對信號產(chǎn)生器33所輸出的驅(qū)動信號的波形進(jìn)行校正。

由此，根據(jù)校正系數(shù)Adx對針對致動器15X的驅(qū)動控制信號進(jìn)行校正，根據(jù)校正系數(shù)Ady對針對致動器15Y的驅(qū)動控制信號進(jìn)行校正，位移量Dx和Dy分別與基準(zhǔn)位移量Drx和Dry相等。其結(jié)果為，照明范圍AR與基準(zhǔn)照明范圍ARr相等，根據(jù)入射到受光用光纖13的光入射面的光而在檢測單元23中生成的、在監(jiān)視器4中顯示的被攝體的尺寸不會變動。

即，通過S6的處理，根據(jù)位移量相對于基準(zhǔn)位移量的比率對驅(qū)動控制信號的輸出電平進(jìn)行校正，由此校正對致動器15進(jìn)行驅(qū)動的第1和第2驅(qū)動信號，其中，該位移量是使用相關(guān)系數(shù)信息根據(jù)在S2中檢測出的電流值而計(jì)算出的。在S6中，根據(jù)相關(guān)系數(shù)信息和在S2中檢測出的電流值來校正對致動器15X和15Y進(jìn)行驅(qū)動的第1和第2驅(qū)動信號，以使得致動器15X和15Y各自的最大位移時(shí)的位移量分別成為基準(zhǔn)位移量Drx和Dry。

由此，在S6的處理中，構(gòu)成如下的校正部：根據(jù)相關(guān)系數(shù)信息和在S2中檢測出的電流值來校正對致動器15進(jìn)行驅(qū)動的第1和第2驅(qū)動信號，以使得作為介電致動器的致動器15的位移量Dx和Dy成為作為規(guī)定的值的基準(zhǔn)位移量Drx和Dry。

另外，在上述的例子中，在連接內(nèi)窺鏡2而使內(nèi)窺鏡圖像顯示于監(jiān)視器4之前執(zhí)行從S1到S6的處理，但也可以在生成內(nèi)窺鏡圖像的各幀圖像時(shí)執(zhí)行從S1到S6的處理。

例如，也可以在生成了各幀圖像時(shí)，執(zhí)行從S1到S6的處理，在輸出用于得到下一幀圖像的第1和第2驅(qū)動控制信號時(shí)，根據(jù)由上述的處理所求出的校正量對各驅(qū)動控制信號進(jìn)行校正。

或者，也可以根據(jù)手術(shù)人員的指示來執(zhí)行從S1到S6的處理。

例如，也可以在手術(shù)人員進(jìn)行內(nèi)窺鏡觀察的中途，當(dāng)對規(guī)定的開關(guān)進(jìn)行操作時(shí)執(zhí)行從S1到S6的處理。

此外，或者也可以通過S2和S3的處理始終對溫度進(jìn)行檢測，在檢測出的溫度存在規(guī)定的閾值以上的變化時(shí)，執(zhí)行從S4到S6的處理。

并且，在上述的例子中，使用作為相對于基準(zhǔn)位移量的比率的校正系數(shù)對致動器15的驅(qū)動信號進(jìn)行校正，但也可以使用作為相對于基準(zhǔn)位移量的差的校正量對致動器15的驅(qū)動信號進(jìn)行校正。

如上所述，根據(jù)上述的實(shí)施方式，能夠提供如下的掃描型內(nèi)窺鏡裝置：能夠在插入部的外徑不變大的情況下抑制在對致動器進(jìn)行驅(qū)動時(shí)因致動器的個(gè)體差而導(dǎo)致的所照明的二維掃描圖案的變動。

其結(jié)果為，由于顯示在監(jiān)視器4上的被攝體的顯示區(qū)域的尺寸不發(fā)生變化，所以手術(shù)人員不會感到違和感。

本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施方式，能夠在不改變本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種的變更、改變等。

本申請是以2014年8月26日在日本申請的日本特愿2014-171969號為優(yōu)先權(quán)主張的基礎(chǔ)進(jìn)行申請的，上述的公開內(nèi)容被引用于本申請說明書和權(quán)利要求。