JP5945640B2 - 光走査装置及び走査型内視鏡 - Google Patents

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Description

本発明は、光走査装置及び走査型内視鏡に関し、特に、被写体を走査して画像を取得するために用いられる光走査装置及び走査型内視鏡に関するものである。
医療分野の内視鏡においては、被検者の負担を軽減するために、当該被検者の体腔内に挿入される挿入部を細径化するための種々の技術が提案されている。そして、このような技術の一例として、前述の挿入部に相当する部分に固体撮像素子を有しない走査型内視鏡が知られている。そして、例えば、日本国特表２０１０−５２７０２８号公報には、前述の走査型内視鏡に類する走査ファイバ装置が開示されている。
具体的には、日本国特表２０１０−５２７０２８号公報には、光源から発せられた照明光を伝送する光ファイバの出射端部を、圧電管を含むアクチュエータ管で片持ち梁状に保持しつつ揺動させることにより、当該照明光が照射された被写体を渦巻状の走査パターンで２次元走査するように構成された走査ファイバ装置が開示されている。
また、前述の走査型内視鏡においては、日本国特表２０１０−５２７０２８号公報に開示されている渦巻状の走査パターン以外に、例えば、リサージュ状の走査パターンで被写体を２次元走査するような走査方法が従来知られている。
しかし、日本国特表２０１０−５２７０２８号公報には、リサージュ状の走査パターンで被写体を２次元走査するための具体的な手法について特に言及されていない。そのため、日本国特表２０１０−５２７０２８号公報に開示された走査ファイバ装置にリサージュ状の走査パターンを適用した場合には、例えば、所定の電圧を圧電管に印加したにも関わらず、光ファイバの振幅が所望の振幅に到達しない、または、光ファイバの振幅を所望の振幅に到達させるために、過大な電圧を圧電管に印加しなければならなくなる、というような問題点が発生し得る。
すなわち、日本国特表２０１０−５２７０２８号公報に開示された構成によれば、リサージュ状の走査パターンで被写体を走査する際の効率性の低下を避けることができない、という前述の問題点に応じた課題が生じている。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、リサージュ状の走査パターンで被写体を走査する際の効率性を高めることが可能な光走査装置及び走査型内視鏡を提供することを目的としている。
本発明の一態様の光走査装置は、入射端部に入射される光を導光して出射端部から出射する導光部材を貫通可能な筒状に形成された貫通孔を中心部に具備し、前記導光部材を前記貫通孔に貫通させた状態で前記導光部材の出射端部を先端部から突出させて固定するように構成された固定部材と、前記固定部材の外表面上に設けられ、前記固定部材の先端部から突出した前記出射端部を第１の方向に揺動させるように構成された第１の駆動部と、前記固定部材の外表面上に設けられ、前記固定部材の先端部から突出した前記出射端部を前記第１の方向とは異なる第２の方向に揺動させるように構成された第２の駆動部と、を備えたアクチュエータ部と、を有し、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部とにおける圧電素子の形状及び材質のうちの少なくとも一方が、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部との間で相互に異なる。
本発明の一態様の走査型内視鏡は、体腔内に挿入可能な形状を具備して形成された挿入部と、前記挿入部に挿通され、入射端部に入射される光を導光して出射端部から出射するように構成された導光部材と、前記導光部材を貫通可能な筒状に形成された貫通孔を中心部に具備し、前記導光部材を前記貫通孔に貫通させた状態で前記導光部材の出射端部を先端部から突出させて固定するように構成された固定部材と、前記固定部材の外表面上に設けられ、前記固定部材の先端部から突出した前記出射端部を第１の方向に揺動させるように構成された第１の駆動部と、前記固定部材の外表面上に設けられ、前記固定部材の先端部から突出した前記出射端部を前記第１の方向とは異なる第２の方向に揺動させるように構成された第２の駆動部と、を備えたアクチュエータ部と、を有し、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部とにおける圧電素子の形状及び材質のうちの少なくとも一方が、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部との間で相互に異なる。
本発明の実施例に係る走査型内視鏡を含む走査型内視鏡システムの要部の構成を示す図。 第１の実施例に係る光走査装置の構成の一例を示す図。 図２Ａの矢印ＡＲ１に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図。 本発明の実施例に係る走査型内視鏡のアクチュエータ部に供給される駆動信号の信号波形の一例を示す図。 リサージュ状の走査パターンの一例を示す図。 本発明の実施例に係る走査型内視鏡を用いてリサージュ状に被写体を走査する際のＸ軸方向及びＹ軸方向の振動効率の一例を示す図。 第１の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の一例を示す図。 図６Ａの矢印ＡＲ２に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図。 第１の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の、図６とは異なる例を示す図。 図７Ａの矢印ＡＲ３に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図。 第１の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の、図６及び図７とは異なる例を示す図。 図８Ａの矢印ＡＲ４に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図。 第２の実施例に係る光走査装置の構成の一例を示す図。 図９Ａの矢印ＡＲ５に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図。 第３の実施例に係る光走査装置の構成の一例を示す図。 図１０Ａの矢印ＡＲ６に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図。 第３の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の一例を示す図。 図１１Ａの矢印ＡＲ７に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図。 第３の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の、図１１Ａとは異なる例を示す図。 図１２Ａの矢印ＡＲ８に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図。 第３の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の、図１１Ａ及び図１２Ａとは異なる例を示す図。 図１３Ａの矢印ＡＲ９に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図。 第３の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の、図１１Ａ、図１２Ａ及び図１３Ａとは異なる例を示す図。 図１４Ａの矢印ＡＲ１０に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図。 第３の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａ及び図１４Ａとは異なる例を示す図。 図１５Ａの矢印ＡＲ１１に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
（第１の実施例）
図１から図８Ｂは、本発明の第１の実施例に係るものである。図１は、本発明の実施例に係る走査型内視鏡を含む走査型内視鏡システムの要部の構成を示す図である。
走査型内視鏡システム１は、例えば、図１に示すように、被検者の体腔内に挿入可能な走査型内視鏡２と、走査型内視鏡２を接続可能な本体装置３と、本体装置３に接続されるモニタ４と、本体装置３に対する情報の入力及び指示を行うことが可能な入力装置５と、を有して構成されている。なお、入力装置５は、図１に示したような、本体装置３とは別体の装置として構成されているものに限らず、例えば、本体装置３と一体化したインターフェースとして構成されていてもよい。
走査型内視鏡２は、被検者の体腔内に挿入可能な細長形状及び可撓性を備えて形成された挿入部１１を有して構成されている。なお、挿入部１１の基端部には、走査型内視鏡２を本体装置３に着脱自在に接続するための図示しないコネクタ等が設けられている。
挿入部１１の内部における基端部から先端部にかけての部分には、本体装置３の光源ユニット２１から供給された照明光を集光光学系１４へ導く導光部材としての機能を有する照明用ファイバ１２と、被写体からの戻り光を受光して本体装置３の検出ユニット２３へ導く受光用ファイバ１３と、がそれぞれ挿通されている。
照明用ファイバ１２の光入射面を含む入射端部は、本体装置３の内部に設けられた合波器３２に配置されている。また、照明用ファイバ１２の光出射面を含む出射端部は、後述の光走査装置１５に含まれるとともに、挿入部１１の先端部に設けられたレンズ１４ａの光入射面の近傍において、固定部材等により固定されない状態で配置されている。
受光用ファイバ１３の光入射面を含む入射端部は、挿入部１１の先端部の先端面における、レンズ１４ｂの光出射面の周囲に固定配置されている。また、受光用ファイバ１３の光出射面を含む出射端部は、本体装置３の内部に設けられた分波器３６に配置されている。
集光光学系１４は、照明用ファイバ１２の光出射面を経た照明光が入射されるレンズ１４ａと、レンズ１４ａを経た照明光を被写体へ出射するレンズ１４ｂと、を有して構成されている。
挿入部１１の先端部には、本体装置３のドライバユニット２２から出力される駆動信号に基づいて駆動するアクチュエータ部１８を具備する光走査装置１５が設けられている。
光走査装置１５は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、四角柱形状を具備して形成されている固定部材１６と、固定部材１６の基端部において固定部材１６を片持ち状に保持するように構成された保持部材１７と、固定部材１６の外側面上に設けられたアクチュエータ部１８と、を具備して構成されている。図２Ａは、第１の実施例に係る光走査装置の構成の一例を示す図である。図２Ｂは、図２Ａの矢印ＡＲ１に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図である。
なお、以降においては、挿入部１１の長手方向、照明用ファイバ１２の長手方向、及び、固定部材１６の長手方向が、図２Ａ等に示すＺ軸方向に対してそれぞれ平行であるものとして説明を進める。また、以降においては、図２Ａ等に示すＸ軸方向がＺ軸方向に対して直交するとともに、図２Ａ等に示すＹ軸方向がＸ軸方向及びＺ軸方向に対して直交するものとして説明を進める。
固定部材１６は、例えば、ジルコニア等を含むセラミックス、または、ニッケル等の金属により形成されている。また、図２Ｂに示すように、固定部材１６の中心部かつ長手方向には、照明用ファイバ１２の外径と略等しい内径を具備するように形成された円筒状の貫通孔１６１が設けられている。なお、固定部材１６は、例えば、円柱形状または多角柱形状等のような、四角柱以外の他の形状を具備して形成されていてもよい。
そして、以上に述べたような構成によれば、照明用ファイバ１２の出射端部を、図２Ａ及び図２Ｂに示すような状態、すなわち、固定部材１６の貫通孔１６１に貫通させ、かつ、固定部材１６の先端部における先端面から所定の長さだけ突出させた状態で固定することができる。また、以上に述べたような構成によれば、固定部材１６の貫通孔１６１の中心を通過する中心軸を光走査装置１５の中心軸として扱うことができる。また、以上に述べたような構成によれば、固定部材１６の貫通孔１６１の中心を通過する中心軸方向とＺ軸方向とを同じ方向として扱うことができる。
一方、固定部材１６は、図２Ｂに示すように、光走査装置１５を矢印ＡＲ１に示す方向から見た場合、すなわち、光走査装置１５を照明用ファイバ１２の光出射面側から見た場合に、Ｘ軸方向の長さとＹ軸方向の長さとが互いに異なるような矩形形状を具備して形成されている。
保持部材１７は、例えば、ステンレス鋼等の金属により形成されている。また、保持部材１７は、光走査装置１５における固定端としての機能を具備し、挿入部１１の先端部の内部における所定の位置で光走査装置１５を保持するように構成されている。
アクチュエータ部１８は、固定部材１６の先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、固定部材１６の先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、を具備して構成されている。具体的には、アクチュエータ部１８は、例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、Ｘ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８１及び１８２と、Ｙ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８３及び１８４と、を有して構成されている。
圧電素子１８１及び１８２は、固定部材１６の外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８１及び１８２は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第１の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６の先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させることができるように構成されている。
圧電素子１８３及び１８４は、固定部材１６の外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８３及び１８４は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第２の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６の先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させることができるように構成されている。
圧電素子１８１〜１８４は、相互に同一の長さＬ、幅Ｗ及び厚さＴを具備する直方体形状となるように形成されている。また、圧電素子１８１〜１８４は、相互に同一の圧電材料を用いて形成されている。
挿入部１１の内部には、走査型内視鏡２の個体識別情報等の種々の情報を含む内視鏡情報が予め格納されたメモリ１９が設けられている。なお、本実施例によれば、好適には、走査型内視鏡２を本体装置３に着脱自在に接続するためのコネクタ（不図示）内にメモリ１９が設けられている。そして、メモリ１９に格納された内視鏡情報は、走査型内視鏡２と本体装置３とが接続された際に、本体装置３のコントローラ２５により読み込まれる。
一方、本体装置３は、光源ユニット２１と、ドライバユニット２２と、検出ユニット２３と、メモリ２４と、コントローラ２５と、を有して構成されている。
光源ユニット２１は、光源３１ａと、光源３１ｂと、光源３１ｃと、合波器３２と、を有して構成されている。
光源３１ａは、例えばレーザ光源等を具備し、コントローラ２５の制御により発光された際に、赤色の波長帯域の光（以降、Ｒ光とも称する）を合波器３２へ出射するように構成されている。
光源３１ｂは、例えばレーザ光源等を具備し、コントローラ２５の制御により発光された際に、緑色の波長帯域の光（以降、Ｇ光とも称する）を合波器３２へ出射するように構成されている。
光源３１ｃは、例えばレーザ光源等を具備し、コントローラ２５の制御により発光された際に、青色の波長帯域の光（以降、Ｂ光とも称する）を合波器３２へ出射するように構成されている。
合波器３２は、光源３１ａから発せられたＲ光と、光源３１ｂから発せられたＧ光と、光源３１ｃから発せられたＢ光と、を合波して照明用ファイバ１２の光入射面に供給できるように構成されている。
ドライバユニット２２は、信号発生器３３と、Ｄ／Ａ変換器３４ａ及び３４ｂと、アンプ３５と、を有して構成されている。
信号発生器３３は、コントローラ２５の制御に基づき、照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させるための第１の駆動信号を生成してＤ／Ａ変換器３４ａに出力するように構成されている。また、信号発生器３３は、コントローラ２５の制御に基づき、照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させるための第２の駆動信号を生成してＤ／Ａ変換器３４ｂに出力するように構成されている。
Ｄ／Ａ変換器３４ａは、信号発生器３３から出力されたデジタルの第１の駆動信号をアナログの第１の駆動信号に変換してアンプ３５へ出力するように構成されている。
Ｄ／Ａ変換器３４ｂは、信号発生器３３から出力されたデジタルの第２の駆動信号をアナログの第２の駆動信号に変換してアンプ３５へ出力するように構成されている。
アンプ３５は、Ｄ／Ａ変換器３４ａ及び３４ｂから出力された第１及び第２の駆動信号を増幅してアクチュエータ部１８へ出力するように構成されている。
検出ユニット２３は、分波器３６と、検出器３７ａ、３７ｂ及び３７ｃと、Ａ／Ｄ変換器３８ａ、３８ｂ及び３８ｃと、を有して構成されている。
分波器３６は、ダイクロイックミラー等を具備し、受光用ファイバ１３の光出射面から出射された光をＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色成分毎の光に分離して検出器３７ａ、３７ｂ及び３７ｃへ出射するように構成されている。
検出器３７ａは、分波器３６から出力されるＲ光の強度を検出し、当該検出したＲ光の強度に応じたアナログのＲ信号を生成してＡ／Ｄ変換器３８ａへ出力するように構成されている。
検出器３７ｂは、分波器３６から出力されるＧ光の強度を検出し、当該検出したＧ光の強度に応じたアナログのＧ信号を生成してＡ／Ｄ変換器３８ｂへ出力するように構成されている。
検出器３７ｃは、分波器３６から出力されるＢ光の強度を検出し、当該検出したＢ光の強度に応じたアナログのＢ信号を生成してＡ／Ｄ変換器３８ｃへ出力するように構成されている。
Ａ／Ｄ変換器３８ａは、検出器３７ａから出力されたアナログのＲ信号をデジタルのＲ信号に変換してコントローラ２５へ出力するように構成されている。
Ａ／Ｄ変換器３８ｂは、検出器３７ｂから出力されたアナログのＧ信号をデジタルのＧ信号に変換してコントローラ２５へ出力するように構成されている。
Ａ／Ｄ変換器３８ｃは、検出器３７ｃから出力されたアナログのＢ信号をデジタルのＢ信号に変換してコントローラ２５へ出力するように構成されている。
メモリ２４には、本体装置３の制御を行うための制御プログラム等が格納されている。また、また、メモリ２４には、本体装置３のコントローラ２５により読み込まれた内視鏡情報が格納される。
コントローラ２５は、ＣＰＵ等を具備し、入力装置５の操作に応じた動作等を行うように構成されている。
コントローラ２５は、メモリ２４に格納された制御プログラムを読み出し、当該読み出した制御プログラムに基づいて光源ユニット２１及びドライバユニット２２の制御を行うように構成されている。すなわち、アクチュエータ部１８は、コントローラ２５の制御に応じてドライバユニット２２から供給される駆動信号に基づいて振動することにより、被写体へ出射される照明光の照射位置が所定の走査パターンに応じた軌跡を描くように、照明用ファイバ１２の出射端部を揺動させることができる。
コントローラ２５は、挿入部１１が本体装置３に電気的に接続された際に、メモリ１９から内視鏡情報を読み出してメモリ２４に格納させるように動作する。
コントローラ２５は、検出ユニット２３から出力されるＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号に基づいて画像を生成し、当該生成した画像をモニタ４に表示させるように構成されている。
続いて、本実施例の作用について説明する。
まず、術者等のユーザは、走査型内視鏡システム１の各部を接続して電源を投入した後、入力装置５の所定のスイッチを操作することにより、被写体の走査を開始させるための指示を行う。
コントローラ２５は、本体装置３の電源の投入及び挿入部１１の電気的接続に応じ、メモリ１９から内視鏡情報を読み出してメモリ２４に格納させる。
コントローラ２５は、例えば、入力装置５に設けられた走査開始スイッチ等の所定のスイッチが押下されたことを検出すると、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の混合光（白色光）を照明光として照明用ファイバ１２に供給させるための制御を光源ユニット２１に対して行う。
コントローラ２５は、入力装置５の所定のスイッチが押下されたことを検出した際に、例えば、図３の一点鎖線で示されるような、周波数ｆ１かつ所定の振幅ＳＬの正弦波を信号波形として具備する第１の駆動信号を生成させるような制御を信号発生器３３に対して行う。また、コントローラ２５は、入力装置５の所定のスイッチが押下されたことを検出した際に、例えば、図３の破線で示されるような、周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２かつ所定の振幅ＳＬの正弦波を信号波形として具備する第２の駆動信号を生成させるような制御を信号発生器３３に対して行う。図３は、本発明の実施例に係る走査型内視鏡のアクチュエータ部に供給される駆動信号の信号波形の一例を示す図である。
そして、図３の一点鎖線で示したような信号波形を具備する第１の駆動信号がアクチュエータ部１８の圧電素子１８１及び１８２に供給されるとともに、図３の二点鎖線で示したような信号波形を具備する第２の駆動信号がアクチュエータ部１８の圧電素子１８３及び１８４に供給されることにより、固定部材１６の先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部がリサージュ状に揺動され、このような揺動に応じて被写体の表面が図４に示すようなリサージュ状に走査される。図４は、リサージュ状の走査パターンの一例を示す図である。
ここで、本実施例によれば、固定部材１６を照明用ファイバ１２の光出射面側から見た場合において、Ｘ軸方向の長さとＹ軸方向の長さとが互いに異なっている。換言すると、本実施例の固定部材１６は、貫通孔１６１の中心を通過する中心軸上からＸ軸方向に見た場合の形状と、当該中心軸上からＹ軸方向に見た場合の形状と、が非対称になるように形成されている。そのため、本実施例によれば、第１の駆動信号の周波数ｆ１を、圧電素子１８１及び１８２の振動によるＸ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｘに一致させることができるとともに、第２の駆動信号の周波数ｆ２を、圧電素子１８３及び１８４の振動によるＹ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｙに一致させることができる。
以上に述べたように、本実施例によれば、リサージュ状に被写体を走査する際に、例えば、周波数ｆ１＝ｆｒｘに設定された第１の駆動信号を圧電素子１８１及び１８２に供給させるための制御が行われることにより、圧電素子１８１及び１８２に対して一定の電圧を印加した際に観測される照明用ファイバ１２の出射端部の振幅の大きさに相当する、Ｘ軸方向の振動効率を最大化することができる（図５参照）。また、以上に述べたように、本実施例によれば、リサージュ状に被写体を走査する際に、例えば、周波数ｆ２＝ｆｒｙに設定された第２の駆動信号を圧電素子１８３及び１８４に供給させるための制御が行われることにより、圧電素子１８３及び１８４に対して一定の電圧を印加した際に観測される照明用ファイバ１２の振幅の大きさに相当する、Ｙ軸方向の振動効率を最大化することができる（図５参照）。図５は、本発明の実施例に係る走査型内視鏡を用いてリサージュ状に被写体を走査する際のＸ軸方向及びＹ軸方向の振動効率の一例を示す図である。
従って、本実施例によれば、照明用ファイバ１２を所望の振幅でリサージュ状に揺動させる際の駆動信号の振幅の大きさを最適化することができ、その結果、リサージュ状の走査パターンで被写体を走査する際の効率性を高めることができる。
続いて、本実施例の光走査装置１５の変形例に係る構成について説明する。なお、以降においては、簡単のため、既述の構成と同様の構成を適用可能な部分に関する説明を適宜省略するとともに、既述の構成とは異なる部分に関して主に説明を行う。
本実施例の第１の変形例によれば、固定部材１６の代わりに、図６Ａ及び図６Ｂに示すような形状を具備する固定部材１６Ａを設けて光走査装置１５を構成してもよい。図６Ａは、第１の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の一例を示す図である。図６Ｂは、図６Ａの矢印ＡＲ２に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図である。
固定部材１６Ａは、例えば、図６Ｂに示すように、光走査装置１５を矢印ＡＲ２に示す方向から見た場合、すなわち、光走査装置１５を照明用ファイバ１２の光出射面側から見た場合に、Ｘ軸方向の長さとＹ軸方向の長さとが互いに同じになるような矩形形状を具備して形成されている。
また、固定部材１６Ａは、例えば、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、貫通孔１６１の外径と略同じ大きさの幅を有し、かつ、Ｘ軸方向に沿って形成された凹字状の溝部１６２を先端面に設けて構成されている。なお、溝部１６２の形状は、例えば、Ｖ字状またはＵ字状等のような、凹字状以外の他の形状を具備して形成されていてもよい。また、溝部１６２は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向のいずれか一方向に沿って形成されていればよい。
ここで、本変形例の固定部材１６Ａは、貫通孔１６１の中心を通過する中心軸上からＸ軸方向に見た場合の形状と、当該中心軸上からＹ軸方向に見た場合の形状と、が非対称になるように形成されている。そのため、本変形例の固定部材１６Ａを用いて光走査装置１５を構成した場合においても、第１の駆動信号の周波数ｆ１を、圧電素子１８１及び１８２の振動によるＸ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｘに一致させることができるとともに、第２の駆動信号の周波数ｆ２を、圧電素子１８３及び１８４の振動によるＹ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｙに一致させることができる。その結果、本変形例の固定部材１６Ａを用いて光走査装置１５を構成した場合においても、リサージュ状の走査パターンで被写体を走査する際の効率性を高めることができる。
本実施例の第２の変形例によれば、固定部材１６の代わりに、図７Ａ及び図７Ｂに示すような形状を具備する固定部材１６Ｂを設けて光走査装置１５を構成してもよい。図７Ａは、第１の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の、図６とは異なる例を示す図である。図７Ｂは、図７Ａの矢印ＡＲ３に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図である。
固定部材１６Ｂは、例えば、図７Ｂに示すように、光走査装置１５を矢印ＡＲ３に示す方向から見た場合、すなわち、光走査装置１５を照明用ファイバ１２の光出射面側から見た場合に、Ｘ軸方向の長さとＹ軸方向の長さとが互いに同じになるような矩形形状を具備して形成されている。
また、固定部材１６Ｂは、例えば、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、Ｚ軸方向（固定部材１６Ｂの長手方向）に沿って形成された凹字状の溝部１６３を、圧電素子１８１が設けられている側面の少なくとも一部と、圧電素子１８２が設けられている側面の少なくとも一部と、に設けて構成されている。
なお、溝部１６３の形状は、Ｚ軸方向（固定部材１６Ｂの長手方向）に沿って形成されている限りにおいては、例えば、Ｖ字状またはＵ字状等のような、凹字状以外の他の形状を具備して形成されていてもよい。また、溝部１６３は、固定部材１６Ｂの各側面のうちの少なくとも１つの側面に設けられていればよい。
ここで、本変形例の固定部材１６Ｂは、貫通孔１６１の中心を通過する中心軸上からＸ軸方向に見た場合の形状と、当該中心軸上からＹ軸方向に見た場合の形状と、が非対称になるように形成されている。そのため、本変形例の固定部材１６Ｂを用いて光走査装置１５を構成した場合においても、第１の駆動信号の周波数ｆ１を、圧電素子１８１及び１８２の振動によるＸ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｘに一致させることができるとともに、第２の駆動信号の周波数ｆ２を、圧電素子１８３及び１８４の振動によるＹ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｙに一致させることができる。その結果、本変形例の固定部材１６Ｂを用いて光走査装置１５を構成した場合においても、リサージュ状の走査パターンで被写体を走査する際の効率性を高めることができる。
本実施例の第３の変形例によれば、固定部材１６の代わりに、図８Ａ及び図８Ｂに示すような形状を具備する固定部材１６Ｃを設けて光走査装置１５を構成してもよい。図８Ａは、第１の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の、図６及び図７とは異なる例を示す図である。図８Ｂは、図８Ａの矢印ＡＲ４に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図である。
固定部材１６Ｃは、例えば、図８Ｂに示すように、光走査装置１５を矢印ＡＲ４に示す方向から見た場合、すなわち、光走査装置１５を照明用ファイバ１２の光出射面側から見た場合に、Ｘ軸方向の長さとＹ軸方向の長さとが互いに同じになるような矩形形状を具備して形成されている。
また、例えば、図８Ｂに示すように、固定部材１６Ｃの中心部かつ長手方向には、貫通孔１６１とは異なる形状を具備するとともに、貫通孔１６１の中心軸と一致する中心軸を具備するように形成された貫通孔１６４が設けられている。具体的には、貫通孔１６４は、例えば、短軸方向の内径と照明用ファイバ１２の外径とが略等しくなるような楕円筒状を具備して形成されている。なお、本変形例においては、貫通孔１６４の長軸方向側の内周面と照明用ファイバ１２の外周面との間にクリアランスが設けられていてもよく、または、貫通孔１６４の長軸方向側の内周面と照明用ファイバ１２の外周面とが接着剤等で接合されていてもよい。
ここで、本変形例の固定部材１６Ｃは、貫通孔１６４の中心を通過する中心軸上からＸ軸方向に見た場合の形状と、当該中心軸上からＹ軸方向に見た場合の形状と、が非対称になるように形成されている。そのため、本変形例の固定部材１６Ｃを用いて光走査装置１５を構成した場合においても、第１の駆動信号の周波数ｆ１を、圧電素子１８１及び１８２の振動によるＸ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｘに一致させることができるとともに、第２の駆動信号の周波数ｆ２を、圧電素子１８３及び１８４の振動によるＹ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｙに一致させることができる。その結果、本変形例の固定部材１６Ｃを用いて光走査装置１５を構成した場合においても、リサージュ状の走査パターンで被写体を走査する際の効率性を高めることができる。
（第２の実施例）
図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の第２の実施例に係るものである。
なお、本実施例においては、第１の実施例と同様の構成等を有する部分に関する詳細な説明を省略するとともに、第１の実施例と異なる構成等を有する部分に関して主に説明を行う。
本実施例の走査型内視鏡２は、光走査装置１５の代わりに、図９Ａ及び図９Ｂに示すような光走査装置１５Ａを挿入部１１の先端部に設けて構成されている。
具体的には、光走査装置１５Ａは、例えば、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、四角柱形状を具備して形成されている固定部材１６Ｄと、固定部材１６Ｄの基端部において固定部材１６Ｄを片持ち状に保持するように構成された保持部材１７Ａと、固定部材１６Ｄの外側面上に設けられたアクチュエータ部１８と、を具備して構成されている。図９Ａは、第２の実施例に係る光走査装置の構成の一例を示す図である。図９Ｂは、図９Ａの矢印ＡＲ５に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図である。
固定部材１６Ｄは、例えば、ジルコニア等を含むセラミックス、または、ニッケル等の金属により形成されている。また、図９Ｂに示すように、固定部材１６Ｄの中心部かつ長手方向には、照明用ファイバ１２の外径と略等しい内径を具備する円筒状の貫通孔１６１が設けられている。すなわち、光走査装置１５Ａの中心軸は、固定部材１６Ｄの長手方向の中心軸及び貫通孔１６１の中心軸と一致する。なお、固定部材１６Ｄは、例えば、円柱形状または多角柱形状等のような、四角柱以外の他の形状を具備して形成されていてもよい。
そして、以上に述べたような固定部材１６Ｄの構成によれば、照明用ファイバ１２の出射端部を、図９Ａ及び図９Ｂに示すような状態、すなわち、固定部材１６Ｄの貫通孔１６１に貫通させ、かつ、固定部材１６Ｄの先端部における先端面から所定の長さだけ突出させた状態で固定することができる。また、以上に述べたような構成によれば、固定部材１６Ｄの貫通孔１６１の中心を通過する中心軸を光走査装置１５Ａの中心軸として扱うことができる。また、以上に述べたような構成によれば、固定部材１６Ｄの貫通孔１６１の中心を通過する中心軸方向とＺ軸方向とを同じ方向として扱うことができる。
一方、固定部材１６Ｄは、図９Ｂに示すように、光走査装置１５Ａを矢印ＡＲ５に示す方向から見た場合、すなわち、光走査装置１５Ａを照明用ファイバ１２の光出射面側から見た場合に、Ｘ軸方向の長さとＹ軸方向の長さとが互いに同一になるような矩形形状を具備して形成されている。
保持部材１７Ａは、例えば、ステンレス鋼等の金属により形成されている。また、保持部材１７Ａは、光走査装置１５Ａにおける固定端としての機能を具備し、挿入部１１の先端部の内部における所定の位置で光走査装置１５Ａを保持するように構成されている。また、保持部材１７Ａは、例えば、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、固定部材１６ＤのＹ軸方向の長さと略同じ大きさの幅を有し、かつ、Ｘ軸方向に沿って形成された凹字状の溝部１７１を表面に設けて構成されている。なお、溝部１７１は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向のいずれか一方向に沿って形成されていればよい。
アクチュエータ部１８は、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、を具備して構成されている。具体的には、アクチュエータ部１８は、例えば、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、Ｘ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８１及び１８２と、Ｙ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８３及び１８４と、を有して構成されている。
圧電素子１８１及び１８２は、固定部材１６Ｄの外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８１及び１８２は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第１の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させることができるように構成されている。
圧電素子１８３及び１８４は、固定部材１６Ｄの外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８３及び１８４は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第２の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させることができるように構成されている。
圧電素子１８１〜１８４は、相互に同一の長さＬ、幅Ｗ及び厚さＴを具備する直方体形状となるように形成されている。また、圧電素子１８１〜１８４は、相互に同一の圧電材料を用いて形成されている。
ここで、本実施例の保持部材１７Ａは、貫通孔１６１の中心を通過する中心軸上からＸ軸方向に見た場合の形状と、当該中心軸上からＹ軸方向に見た場合の形状と、が非対称になるように形成されている。そのため、本実施例によれば、圧電素子１８１及び１８２の振動における固定端の位置と、圧電素子１８３及び１８４の振動における固定端の位置と、を実質的に異ならせることができる。すなわち、本実施例によれば、第１の駆動信号の周波数ｆ１を、圧電素子１８１及び１８２の振動によるＸ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｘに一致させることができるとともに、第２の駆動信号の周波数ｆ２を、圧電素子１８３及び１８４の振動によるＹ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｙに一致させることができる。
従って、本実施例によれば、照明用ファイバ１２を所望の振幅でリサージュ状に揺動させる際の駆動信号の振幅の大きさを最適化することができ、その結果、リサージュ状の走査パターンで被写体を走査する際の効率性を高めることができる。
（第３の実施例）
図１０Ａから図１５Ｂは、本発明の第３の実施例に係るものである。
なお、本実施例においては、第１及び第２の実施例のうちの少なくともいずれか一方と同様の構成等を有する部分に関する詳細な説明を省略するとともに、第１及び第２の実施例のいずれともと異なる構成等を有する部分に関して主に説明を行う。
本実施例の走査型内視鏡２は、光走査装置１５及び光走査装置１５Ａの代わりに、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すような光走査装置１５Ｂを挿入部１１の先端部に設けて構成されている。
具体的には、光走査装置１５Ｂは、例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、四角柱形状を具備して形成されている固定部材１６Ｄと、固定部材１６Ｄの基端部において固定部材１６Ｄを片持ち状に保持するように構成された保持部材１７と、固定部材１６Ｄの外側面上に設けられたアクチュエータ部１８Ａと、を具備して構成されている。図１０Ａは、第３の実施例に係る光走査装置の構成の一例を示す図である。図１０Ｂは、図１０Ａの矢印ＡＲ６に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図である。
保持部材１７は、光走査装置１５Ｂにおける固定端としての機能を具備し、挿入部１１の先端部の内部における所定の位置で光走査装置１５Ｂを保持するように構成されている。
アクチュエータ部１８Ａは、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、を具備して構成されている。具体的には、アクチュエータ部１８Ａは、例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、Ｘ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８１及び１８２と、Ｙ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８５及び１８６と、を有して構成されている。
圧電素子１８１及び１８２は、固定部材１６Ｄの外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８１及び１８２は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第１の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させることができるように構成されている。また、圧電素子１８１及び１８２は、相互に同一の長さＬ１、幅Ｗ１及び厚さＴ１を具備する直方体形状となるように形成されている。
圧電素子１８５及び１８６は、固定部材１６Ｄの外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８５及び１８６は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第２の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させることができるように構成されている。また、圧電素子１８５及び１８６は、相互に同一の長さＬ１、幅Ｗ１及び厚さＴ２を具備する直方体形状となるように形成されている。
圧電素子１８１、１８２、１８５及び１８６は、相互に同一の圧電材料を用いて形成されている。
一方、アクチュエータ部１８Ａにおいては、圧電素子１８１及び１８２のＸ軸方向の長さである厚さＴ１と、圧電素子１８５及び１８６のＹ軸方向の長さである厚さＴ２と、が相互に異なるように形成されている。すなわち、本実施例のアクチュエータ部１８Ａは、貫通孔１６１の中心を通過する中心軸上からＸ軸方向に見た場合の形状と、当該中心軸上からＹ軸方向に見た場合の形状と、が非対称になるように形成されている。そのため、本実施例によれば、第１の駆動信号の周波数ｆ１を、圧電素子１８１及び１８２の振動によるＸ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｘに一致させることができるとともに、第２の駆動信号の周波数ｆ２を、圧電素子１８５及び１８６の振動によるＹ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｙａに一致させることができる。
従って、本実施例によれば、照明用ファイバ１２を所望の振幅でリサージュ状に揺動させる際の駆動信号の振幅の大きさを最適化することができ、その結果、リサージュ状の走査パターンで被写体を走査する際の効率性を高めることができる。
続いて、本実施例の光走査装置１５Ｂの変形例に係る構成について説明する。なお、以降においては、簡単のため、既述の構成と同様の構成を適用可能な部分に関する説明を適宜省略するとともに、既述の構成とは異なる部分に関して主に説明を行う。
本実施例の第１の変形例によれば、アクチュエータ部１８Ａの代わりに、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すような構成を具備するアクチュエータ部１８Ｂを設けて光走査装置１５Ｂを構成してもよい。図１１Ａは、第３の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の一例を示す図である。図１１Ｂは、図１１Ａの矢印ＡＲ７に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図である。
アクチュエータ部１８Ｂは、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、を具備して構成されている。具体的には、アクチュエータ部１８Ｂは、例えば、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、Ｘ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８７及び１８８と、Ｙ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８３及び１８４と、を有して構成されている。
圧電素子１８７及び１８８は、固定部材１６Ｄの外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８７及び１８８は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第１の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させることができるように構成されている。また、圧電素子１８７及び１８８は、相互に同一の長さＬ１、幅Ｗ２及び厚さＴ１を具備する直方体形状となるように形成されている。
圧電素子１８３及び１８４は、固定部材１６Ｄの外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８３及び１８４は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第２の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させることができるように構成されている。また、圧電素子１８３及び１８４は、相互に同一の長さＬ１、幅Ｗ１及び厚さＴ１を具備する直方体形状となるように形成されている。
圧電素子１８３、１８４、１８７及び１８８は、相互に同一の圧電材料を用いて形成されている。
一方、アクチュエータ部１８Ｂにおいては、圧電素子１８３及び１８４のＸ軸方向の長さである幅Ｗ１と、圧電素子１８７及び１８８のＹ軸方向の長さである幅Ｗ２と、が相互に異なるように形成されている。すなわち、本実施例のアクチュエータ部１８Ｂは、貫通孔１６１の中心を通過する中心軸上からＸ軸方向に見た場合の形状と、当該中心軸上からＹ軸方向に見た場合の形状と、が非対称になるように形成されている。そのため、本変形例によれば、第１の駆動信号の周波数ｆ１を、圧電素子１８７及び１８８の振動によるＸ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｘｂに一致させることができるとともに、第２の駆動信号の周波数ｆ２を、圧電素子１８３及び１８４の振動によるＹ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｙに一致させることができる。
従って、本変形例によれば、照明用ファイバ１２を所望の振幅でリサージュ状に揺動させる際の駆動信号の振幅の大きさを最適化することができ、その結果、リサージュ状の走査パターンで被写体を走査する際の効率性を高めることができる。
本実施例の第２の変形例によれば、アクチュエータ部１８Ａの代わりに、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すような構成を具備するアクチュエータ部１８Ｃを設けて光走査装置１５Ｂを構成してもよい。図１２Ａは、第３の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の、図１１Ａとは異なる例を示す図である。図１２Ｂは、図１２Ａの矢印ＡＲ８に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図である。
アクチュエータ部１８Ｃは、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、を具備して構成されている。具体的には、アクチュエータ部１８Ｃは、例えば、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、Ｘ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８９及び１９０と、Ｙ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８３及び１８４と、を有して構成されている。
圧電素子１８９及び１９０は、固定部材１６Ｄの外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８９及び１９０は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第１の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させることができるように構成されている。また、圧電素子１８９及び１９０は、相互に同一の長さＬ２、幅Ｗ１及び厚さＴ１を具備する直方体形状となるように形成されている。
圧電素子１８３及び１８４は、固定部材１６Ｄの外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８３及び１８４は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第２の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させることができるように構成されている。また、圧電素子１８５及び１８６は、相互に同一の長さＬ１、幅Ｗ１及び厚さＴ１を具備する直方体形状となるように形成されている。
圧電素子１８３、１８４、１８９及び１９０は、相互に同一の圧電材料を用いて形成されている。
一方、アクチュエータ部１８Ｃにおいては、圧電素子１８３及び１８４のＺ軸方向の長さである長さＬ１と、圧電素子１８９及び１９０のＺ軸方向の長さである長さＬ２と、が相互に異なるように形成されている。すなわち、本実施例のアクチュエータ部１８Ｃは、貫通孔１６１の中心を通過する中心軸上からＸ軸方向に見た場合の形状と、当該中心軸上からＹ軸方向に見た場合の形状と、が非対称になるように形成されている。そのため、本変形例によれば、第１の駆動信号の周波数ｆ１を、圧電素子１８９及び１９０の振動によるＸ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｘｃに一致させることができるとともに、第２の駆動信号の周波数ｆ２を、圧電素子１８３及び１８４の振動によるＹ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｙに一致させることができる。
従って、本変形例によれば、照明用ファイバ１２を所望の振幅でリサージュ状に揺動させる際の駆動信号の振幅の大きさを最適化することができ、その結果、リサージュ状の走査パターンで被写体を走査する際の効率性を高めることができる。
本実施例の第３の変形例によれば、アクチュエータ部１８Ａの代わりに、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すような構成を具備するアクチュエータ部１８Ｄを設けて光走査装置１５Ｂを構成してもよい。図１３Ａは、第３の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の、図１１Ａ及び図１２Ａとは異なる例を示す図である。図１３Ｂは、図１３Ａの矢印ＡＲ９に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図である。
アクチュエータ部１８Ｄは、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、を具備して構成されている。具体的には、アクチュエータ部１８Ｄは、例えば、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、Ｘ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８１Ａ及び１８２Ａと、Ｙ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８３Ａ及び１８４Ａと、を有して構成されている。
圧電素子１８１Ａ及び１８２Ａは、固定部材１６Ｄの基端部側の外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８１Ａ及び１８２Ａは、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第１の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させることができるように構成されている。
圧電素子１８３Ａ及び１８４Ａは、固定部材１６Ｄの先端部側の外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８３及び１８４は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第２の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させることができるように構成されている。
圧電素子１８１Ａ〜１８４Ａは、相互に同一の長さＬ、幅Ｗ及び厚さＴを具備する直方体形状となるように形成されている。また、圧電素子１８１Ａ〜１８４Ａは、相互に同一の圧電材料を用いて形成されている。
以上に述べたように、アクチュエータ部１８Ｄは、固定部材１６Ｄの外側面上における圧電素子１８１Ａ及び１８２Ａの配設位置と、固定部材１６Ｄの外側面上における圧電素子１８３Ａ及び１８４Ａの配設位置と、をＺ軸方向に沿ってずらして構成されている。すなわち、本実施例のアクチュエータ部１８Ｄは、貫通孔１６１の中心を通過する中心軸上からＸ軸方向に見た場合の形状と、当該中心軸上からＹ軸方向に見た場合の形状と、が非対称になるように形成されている。
そのため、本変形例によれば、第１の駆動信号の周波数ｆ１を、圧電素子１８１Ａ及び１８２Ａの振動によるＸ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｘｄに一致させることができるとともに、第２の駆動信号の周波数ｆ２を、圧電素子１８３Ａ及び１８４Ａの振動によるＹ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｙｄに一致させることができる。
従って、本変形例によれば、照明用ファイバ１２を所望の振幅でリサージュ状に揺動させる際の駆動信号の振幅の大きさを最適化することができ、その結果、リサージュ状の走査パターンで被写体を走査する際の効率性を高めることができる。
本実施例の第４の変形例によれば、アクチュエータ部１８Ａの代わりに、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すような構成を具備するアクチュエータ部１８Ｅを設けて光走査装置１５Ｂを構成してもよい。図１４Ａは、第３の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の、図１１Ａ、図１２Ａ及び図１３Ａとは異なる例を示す図である。図１４Ｂは、図１４Ａの矢印ＡＲ１０に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図である。
アクチュエータ部１８Ｅは、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、を具備して構成されている。具体的には、アクチュエータ部１８Ｅは、例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、Ｘ軸方向に沿って設けられた圧電素子１９１及び１９２と、Ｙ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８３及び１８４と、を有して構成されている。
圧電素子１９１及び１９２は、固定部材１６Ｄの外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１９１及び１９２は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第１の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させることができるように構成されている。また、圧電素子１９１及び１９２は、相互に同一の圧電材料を用いて形成されている一方で、圧電素子１８３及び１８４とは異なる圧電材料を用いて形成されている。
圧電素子１８３及び１８４は、固定部材１６Ｄの外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８３及び１８４は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第２の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させることができるように構成されている。また、圧電素子１８３及び１８４は、相互に同一の圧電材料を用いて形成されている一方で、圧電素子１９１及び１９２とは異なる圧電材料を用いて形成されている。
圧電素子１８３、１８４、１９１及び１９２Ａは、相互に同一の長さＬ、幅Ｗ及び厚さＴを具備する直方体形状となるように形成されている。
以上に述べたように、アクチュエータ部１８Ｅにおいては、圧電素子１９１及び１９２の形成に用いられる圧電材料と、圧電素子１８３及び１８４の形成に用いられる圧電材料とが相互に異なっている。
そのため、本変形例によれば、第１の駆動信号の周波数ｆ１を、圧電素子１９１及び１９２の振動によるＸ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｘｅに一致させることができるとともに、第２の駆動信号の周波数ｆ２を、圧電素子１８３及び１８４の振動によるＹ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｙに一致させることができる。
従って、本変形例によれば、照明用ファイバ１２を所望の振幅でリサージュ状に揺動させる際の駆動信号の振幅の大きさを最適化することができ、その結果、リサージュ状の走査パターンで被写体を走査する際の効率性を高めることができる。
本実施例の第５の変形例によれば、アクチュエータ部１８Ａの代わりに、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すような構成を具備するアクチュエータ部１８Ｆを設けて光走査装置１５Ｂを構成してもよい。図１５Ａは、第３の実施例の変形例に係る光走査装置の構成の、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａ及び図１４Ａとは異なる例を示す図である。図１５Ｂは、図１５Ａの矢印ＡＲ１１に示す方向から見た場合における構成の一例を示す図である。
アクチュエータ部１８Ｆは、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させるための１つ以上の圧電素子と、を具備して構成されている。具体的には、アクチュエータ部１８Ｆは、例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、Ｘ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８２と、Ｙ軸方向に沿って設けられた圧電素子１８３及び１８４と、を有して構成されている。
圧電素子１８２は、固定部材１６Ｄの外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８２は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第１の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＸ軸方向に揺動させることができるように構成されている。
圧電素子１８３及び１８４は、固定部材１６Ｄの外側面上における、照明用ファイバ１２を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。また、圧電素子１８３及び１８４は、本体装置３のドライバユニット２２から供給される第２の駆動信号に応じて振動する（相反する伸縮状態を維持しながら繰り返し伸縮する）ことにより、固定部材１６Ｄの先端部から突出した照明用ファイバ１２の出射端部をＹ軸方向に揺動させることができるように構成されている。
圧電素子１８２〜１８４は、相互に同一の長さＬ、幅Ｗ及び厚さＴを具備する直方体形状となるように形成されている。また、圧電素子１８２〜１８４は、相互に同一の圧電材料を用いて形成されている。
以上に述べたように、アクチュエータ部１８Ｆにおいては、Ｘ軸方向に沿って設けられた圧電素子の数と、Ｙ軸方向に沿って設けられた圧電素子の数と、が相互に異なっている。すなわち、本実施例のアクチュエータ部１８Ｆは、貫通孔１６１の中心を通過する中心軸上からＸ軸方向に見た場合の形状と、当該中心軸上からＹ軸方向に見た場合の形状と、が非対称になるように形成されている。
そのため、本変形例によれば、第１の駆動信号の周波数ｆ１を、圧電素子１８２の振動によるＸ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｘｆに一致させることができるとともに、第２の駆動信号の周波数ｆ２を、圧電素子１８３及び１８４の振動によるＹ軸方向の機械的共振周波数ｆｒｙに一致させることができる。
従って、本変形例によれば、照明用ファイバ１２を所望の振幅でリサージュ状に揺動させる際の駆動信号の振幅の大きさを最適化することができ、その結果、リサージュ状の走査パターンで被写体を走査する際の効率性を高めることができる。
なお、本発明は、上述した各実施例及び各変形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や応用が可能であることは勿論である。
本出願は、２０１４年４月２２日に日本国に出願された特願２０１４−８８４６４号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (8)

  1. 入射端部に入射される光を導光して出射端部から出射する導光部材を貫通可能な筒状に形成された貫通孔を中心部に具備し、前記導光部材を前記貫通孔に貫通させた状態で前記導光部材の出射端部を先端部から突出させて固定するように構成された固定部材と、
    前記固定部材の外表面上に設けられ、前記固定部材の先端部から突出した前記出射端部を第１の方向に揺動させるように構成された第１の駆動部と、前記固定部材の外表面上に設けられ、前記固定部材の先端部から突出した前記出射端部を前記第１の方向とは異なる第２の方向に揺動させるように構成された第２の駆動部と、を備えたアクチュエータ部と、を有し、
    前記第１の駆動部と前記第２の駆動部とにおける圧電素子の形状及び材質のうちの少なくとも一方が、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部との間で相互に異なる
    ことを特徴とする光走査装置。
  2. 前記固定部材は、前記第１の方向の長さと、前記第２の方向の長さと、が相互に異なるような形状を具備して形成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
  3. 前記貫通孔は、前記第１の方向の長さと、前記第２の方向の長さと、が相互に異なるような形状を具備して形成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
  4. 前記第１の駆動部は、所定の数の圧電素子を具備して構成されており、
    前記第２の駆動部は、前記所定の数とは異なる数の圧電素子を具備して構成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
  5. 前記第１の駆動部は、前記導光部材を挟んで対向する位置に設けられた２つの圧電素子を具備して構成されており、
    前記第２の駆動部は、前記導光部材を挟んで対向する位置に設けられた２つの圧電素子を具備して構成されており、
    前記アクチュエータ部は、前記固定部材の外表面上における前記第１の駆動部の２つの圧電素子の配設位置と、前記固定部材の外表面上における前記第２の駆動部の２つの圧電素子の配設位置と、を前記貫通孔の中心を通過する中心軸方向に沿ってずらして構成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
  6. 前記第２の方向は、前記第１の方向に対して直交する方向である
    ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
  7. 前記貫通孔の中心を通過する中心軸が、前記第１の方向及び前記第２の方向に対してそれぞれ直交する
    ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
  8. 体腔内に挿入可能な形状を具備して形成された挿入部と、
    前記挿入部に挿通され、入射端部に入射される光を導光して出射端部から出射するように構成された導光部材と、
    前記導光部材を貫通可能な筒状に形成された貫通孔を中心部に具備し、前記導光部材を前記貫通孔に貫通させた状態で前記導光部材の出射端部を先端部から突出させて固定するように構成された固定部材と、
    前記固定部材の外表面上に設けられ、前記固定部材の先端部から突出した前記出射端部を第１の方向に揺動させるように構成された第１の駆動部と、前記固定部材の外表面上に設けられ、前記固定部材の先端部から突出した前記出射端部を前記第１の方向とは異なる第２の方向に揺動させるように構成された第２の駆動部と、を備えたアクチュエータ部と、を有し、
    前記第１の駆動部と前記第２の駆動部とにおける圧電素子の形状及び材質のうちの少なくとも一方が、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部との間で相互に異なる
    ことを特徴とする走査型内視鏡。
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