专利名称：扫描内窥镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有可调节的扫描区域和扫描速度的扫描内窥镜(scanning endoscope)。
背景技术：
美国专利No. 6294775公开了一种扫描内窥镜，其通过照射在观察区中的微小点 上的光扫描观察区，并连续捕捉被照亮的点上的反射光，从而拍摄和/或摄制(film)观察 区的光学图像。 在一般的扫描内窥镜中，传输用于观察区的照明的光的照明光纤(illumination fiber)被固定在照明光纤的发射端附近的特定点处。通过在发射端和固定点之间的照明光 纤上施加力来移动照明光纤的发射端。通过调节施加在照明光纤上的力，在两个方向上振 动发射端。当发射端发光时，通过振动发射端，可以利用光扫描观察区。
为了使发射端以稳定的方式振动，操纵照明光纤从而发射端以照明光纤的整个振 动部分的谐振频率振动。但是，由于照明光纤的振动部分的质心通常在设计过程中被确定 和固定，因此难以改变该谐振频率。相应地，即使希望根据使用条件调节振动速度，也难以 调节该振动速度。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种具有可调节的扫描速度的扫描内窥镜，其中该扫 描速度根据振动的速度变化。 根据本发明，提供一种扫描内窥镜，该扫描内窥镜包括光传输器(light transmitter)、第一致动器、平衡件(weight)、第二致动器。光传输器将从第一入射端接收 的光传输到第一发射端。光传输器发出从第一发射端出射的光束。光传输器是柔性的。光 传输器的纵向是第一方向。第一致动器安装在第一发射端附近。第一致动器通过朝第二方 向推动光传输器的侧面使光传输器在第二方向中弯曲。第二方向垂直于第一方向。平衡 件能够沿着第一方向从第一致动器移动到第一发射端。当第一致动器弯曲光传输器时，通 过与光传输器一起在第二方向中移动，平衡件改变凸出部分的质心位置。凸出部分是照明 光纤的从第一致动器延伸的部分。第二致动器沿第一方向的任一方向(eitherdirection along the first direction)移动平衡件。 根据本发明，提供一种扫描内窥镜，该扫描内窥镜包括光传输器、第一致动器和第 二致动器。光传输器将在第一入射端接收的光传输到第一发射端。光传输器发出从第一发 射端出射的光束。光传输器是柔性的。光传输器的纵向是第一方向。第一致动器安装在第 一发射端附近。第一致动器通过朝第二方向推动光传输器的一侧而在第二方向中弯曲光传 输器。第二方向垂直于第一方向。第二致动器沿第一方向的任一方向移动光传输器。
参考附图，根据以下描述，可以更好地理解本发明的目的和优点，其中
图1是包括本发明的第一实施例的扫描内窥镜的扫描内窥镜装置的示意图；
图2是示意性地显示扫描内窥镜处理器的内部结构的方框图；
图3是示意性地显示扫描内窥镜的内部结构的方框图； 图4是沿中空管的轴向的剖视图，其示意性地显示第一实施例的光纤驱动单元的 结构； 图5是沿中空管的轴向的中空管剖视图，其示意性地显示第一实施例中的用于照 明光纤的支撑结构； 图6是显示发射端在第二和第三方向中的变化位置的曲线图； 图7显示螺旋形轨迹，照明光纤的发射端沿该轨迹被致动器移动； 图8是第一实施例中的致动器和照明光纤的示意性侧视图，其显示照明光纤朝插
入管的末端移动； 图9(a)和图9(b)显示扫描区根据发射端与观察区之间的距离的变化； 图IO是第一实施例中的致动器和照明光纤的示意性侧视图，其显示照明光纤远
离插入管的末端移动； 图11显示从透镜发出并照射到观察区上的光； 图12是沿中空管的轴向的剖视图，示意性地显示第二实施例的光纤驱动单元的 结构； 图13是第二实施例中的致动器和照明光纤的示意性侧视图，其显示光纤支撑件 朝插入管的末端移动； 图14是第二实施例中的致动器和照明光纤的示意性侧视图，其显示光纤支撑件 远离插入管的末端移动； 图15是沿中空管的轴向的剖视图，其示意性地显示第三实施例中的光纤驱动单 元的结构； 图16是第三实施例中的致动器和照明光纤的示意性侧视图，其显示照明光纤和 光纤支撑件朝插入管的末端移动； 图17是第三实施例中的致动器和照明光纤的示意性侧视图，其显示照明光纤和 光纤支撑件远离插入管的末端移动；以及 图18是沿中空管的轴向的剖视图，其示意性地显示第四实施例中的光纤驱动单 元的结构。
具体实施例方式
下面参考附图中显示的实施例描述本发明。 在图1中，扫描内窥镜装置10包括扫描内窥镜处理器20、扫描内窥镜50和监视器 11。扫描内窥镜处理器20连接到扫描内窥镜50和监视器11。 在下文中，照明光纤(在图1中未显示)的发射端和图像光纤(在图1中未显示) 的入射端被端安装(ends mounted)到扫描内窥镜50的插入管51的末端。此外，照明光纤 的入射端(第一入射端)和图像光纤的发射端被端安装到连接扫描内窥镜处理器20的连接器52中。 扫描内窥镜处理器20提供照射到观察区(见图1中的"0A")的光。从扫描内窥 镜处理器20发出的光通过照明光纤(光传输器)被传输到插入管51的末端，并指向观察 区中的一个点。从被照亮的点反射的光从插入管51的末端传输到扫描内窥镜处理器20。
照明光纤的发射端(第一发射端)的方向被致动器(图1中未显示)改变。通过 改变方向，利用从照明光纤发出的光扫描观察区。致动器(第一致动器)由扫描内窥镜处 理器20控制。 扫描内窥镜处理器20接收在被照亮的点处被散射的反射光，并根据接收的光的 量产生像素信号。通过产生对应于分散在整个观察区中的被照亮的点的像素信号，生成一 帧图像信号。生成的图像信号被传输到监视器ll，在监视器11上显示对应于接收的图像信 号的图像。 如图2所示，扫描内窥镜处理器20包括光源单元30、光捕捉单元21、扫描驱动器
22、马达驱动器23、图像处理电路24、计时控制器25、系统控制器26和其他部件。 光源单元30包括分别发出红色、绿色和蓝色激光束的红色、绿色和蓝色激光器
(未显示)。红色、绿色和蓝色激光束被混合成白光，其从光源单元30被发出。 从光源单元30发出的白光被供给到照明光纤53。扫描驱动器22控制致动器61，
从而照明光纤53的发射端跟踪预定的轨迹。马达驱动器23控制马达62(第二致动器，第
三致动器)，以便调节从致动器61延伸的照明光纤的长度，如下所述。 在观察区内的被照亮的点反射的光通过安装在扫描内窥镜50中的图像光纤55传 输到扫描内窥镜处理器20。被传输的光入射到光捕捉单元21上。 光捕捉单元21根据被传输的光的量产生像素信号。像素信号被传输到图像处理 电路24，图像处理电路24将接收的像素信号存储在图像存储器27中。 一旦对应于分散在 整个观察区中的被照亮的点的像素信号已被存储，则图像处理电路24对像素信号执行预 定的图像处理，然后一帧图像信号通过编码器28被传输到监视器11。 通过使扫描内窥镜50连接到扫描内窥镜处理器20，实现光源单元30和安装在扫 描内窥镜50中的照明光纤53之间以及光捕捉单元21和图像光纤55之间的光学连接。
此外，通过连接扫描内窥镜50和扫描内窥镜处理器20，实现安装在扫描内窥镜50 中的致动器61和扫描驱动器22之间以及安装在扫描内窥镜中的马达62和马达驱动器23 之间的电连接。 通过计时控制器25控制用于执行光源单元30、光捕捉单元21、扫描驱动器22、马 达驱动器23、图像处理电路24和编码器28的操作的计时。此外，通过系统控制器26控制 计时控制器25和内窥镜装置10的其他部件。用户可以向包括前面板(未显示)和其他机 构的输入模块29输入一些指令。 下面，解释扫描内窥镜50的结构。如图3所示，扫描内窥镜50包括照明光纤53、 光纤驱动单元60、图像光纤55和其他部件。 照明光纤53和图像光纤55设置在扫描内窥镜50内，从连接器52延伸到插入管 51的末端。如上所述，从光源单元30发出的白光激光束入射到照明光纤53的入射端上。 然后入射白光被传输到照明光纤53的发射端。 光纤驱动单元60安装在插入管51的末端。如图4所示，光纤驱动单元60包括致动器61、马达62、刚性管63、光纤支撑件64(平衡件)、和其他部件。 刚性管63由刚性材料制成。刚性管63安装在插入管51的末端。刚性管63的位 置使得管的轴向平行于第一方向，该第一方向是插入管51末端的轴向。透镜65安装在刚 性管63最接近插入管51的末端的一端。 致动器61包括中空管61a和压电元件61b。中空管61a由柔性材料制成。压电元 件61b安装在中空管61a的外表面上。柔性中空管61a形成为中空管61a的外径小于刚性 管63的内径。 中空管61a固定在刚性管63内，从而中空管61a和刚性管63的轴彼此重合。中
空管61a的靠近与插入管51的末端相对的端部的部分固定到刚性管63上。 四个压电元件61b被粘结到中空管61a上，从而所有的压电元件61b可以沿着第
一方向膨胀和收縮。 一对压电元件沿着垂直于第一方向的第二方向设置，从而中空管61a
的轴位于一对压电元件之间。此外，其他两个压电元件61b沿着垂直于第一方向和第二方
向的第三方向设置，从而中空管61a的轴位于压电元件之间。 根据从扫描驱动器22传输到压电元件61b的扫描控制信号，压电元件61b沿第一 方向膨胀和收縮。通过调节四个压电元件61b的膨胀和收縮方式，中空管61b沿垂直于第 一方向的方向弯曲。 光纤支撑件64由金属制成，且配置为螺旋弹簧，螺旋的内径基本上等于照明光纤 53的外径。如图5所示，光纤支撑件64部分地容纳并固定在中空管61a的内部，从而螺旋 的轴与中空管61a的轴重合，且光纤支撑件64的一部分从中空管向插入管51的末端凸出。
照明光纤53穿过螺旋形光纤支撑件64。当照明光纤53的发射端从光纤支撑件 64凸出时，照明光纤53被光纤支撑件64支撑。相应地，光纤支撑件64位于致动器61和照 明光纤53之间。照明光纤53不固定到光纤支撑件64上，且可以沿着第一方向自由移动。
当致动器61偏转到一侧时，在光纤支撑件64开始恢复其初始形状之前，光纤支撑 件64弹性变形。在恢复其初始形状的过程中，致动器61将推力传递到照明光纤53的一侧。
照明光纤53是柔性的。通过光纤支撑件64，致动器61沿第二和/或第三方向推 动照明光纤53的一侧，且照明光纤53朝垂直于照明光纤53的纵向的第二和/或第三方向 弯曲。通过弯曲照明光纤53移动照明光纤53的发射端。 如图6所示，移动照明光纤53的发射端，从而发射端沿第二方向和第三方向以重 复增大和减小的振幅振动。沿第二方向和第三方向的振动的频率被调节为相等。此外，沿 第二方向和第三方向的振动的增大和减小振幅的周期是同步的。此外，沿第二方向和第三 方向的振动的相位偏移90度。 通过如上所述沿第二方向和第三方向振动照明光纤53的发射端，发射端跟踪图7 所示的螺旋形轨迹，且通过白色激光束扫描观察区。 如图4所示，马达62固定在刚性管63中，位于比致动器61更远离插入管51的末 端的位置。马达62连接到第一蜗轮(worm gear)66a。马达62在平行于第一方向的直线上 旋转第一蜗轮66a。 在比光纤支撑件64更靠近照明光纤53的入射端的位置，第二蜗轮66b绕照明光 纤53缠绕。第一蜗轮66a和第二蜗轮66b的外形和位置被设计为第一蜗轮66a和第二蜗 轮66b啮合在一起。
当马达62旋转第一蜗轮66a时，第二蜗轮66b被旋转。通过旋转第二蜗轮66b，第
二蜗轮66b中的照明光纤53沿第一方向靠近或远离插入管51的末端。 从中空管61a延伸的凸出部分67以及光纤支撑件64作为一体一起振动。当照明
光纤53朝插入管51的末端移动时(见图8)，凸出部分67的质心朝插入管51的末端偏移。
此外，通过延伸照明光纤53的振动部分的长度，凸出部分67的谐振频率减小。扫描驱动器
22控制致动器61，从而照明光纤53的振动频率与凸出部分67的谐振频率一致。通过减小
振动频率，可以减小扫描速度。 此外，当照明光纤53朝插入管51的末端移动时，照明光纤53的发射端接近透镜 65。通过朝透镜65移动发射端，发射端与观察区之间的距离被减小。 如图9(a)所示，当发射端和观察区(见"0A")之间的距离较长时，扫描区变大。
另一方面，如图9(b)所示，当发射端和观察区之间的距离较短时，扫描区变小。 当照明光纤53远离(后退)插入管51的末端时(见图10)，凸出部分67的质心
沿着第一方向远离插入管51的末端而偏移。此外，照明光纤53的振动部分的长度减小。相
应地，凸出部分67的谐振频率增大。扫描驱动器22控制致动器61，从而照明光纤53的振
动频率与凸出部分67的谐振频率一致。通过增大振动频率，可以增大扫描速度。 此外，当照明光纤53远离插入管51的末端时，照明光纤53的发射端远离透镜65。
通过远离透镜65移动发射端，发射端与观察区之间的距离增大。相应地，扫描区变大。 当照明光纤53不偏转时，照明光纤53的发射端的位置被定义为标准点(见图7)。
当发射端从标准点开始以增大的振幅振动时(见图6中的"扫描周期")，通过白色激光束
执行观察区的照明，并生成像素信号。 此外，当振幅达到预定范围内的最大值时，用于产生一幅图像的一个扫描操作结 束。扫描操作结束后，通过以减小的振幅振动发射端，照明光纤53的发射端回到标准点(见 图6中的"制动周期")。当发射端回到标准点时，这是用于生成另一幅图像的扫描操作的 开始。 从照明光纤53发出的白色激光束穿过透镜65，并照射在观察区(见图11中的 "OA")内的单个点上。在该点，反射光被散射。散射和反射的光入射到图像光纤55的入射 端上。 在扫描内窥镜50中安装多个图像光纤55。图像光纤55的入射端设置在透镜65 周围(见图ll)。从观察区内的上述点散射和反射的光入射到所有图像光纤55上。
入射到图像光纤55的入射端上的反射光被传输到图像光纤55的发射端。如上所 述，图像光纤55的发射端被光学连接到光捕捉单元21。传输到发射端的反射光入射到光捕 捉单元21上。 光捕捉单元21检测反射光中的红色、绿色和蓝色光分量的量，并根据光的分量的 量生成像素信号。像素信号被传输到图像处理电路24。 图像处理电路24根据用于控制扫描驱动器22的信号估计白色激光束照射的点。 此外，图像处理电路24在图像存储器27的对应于估计点的地址存储接收的像素信号。
如上所述，利用白色激光束扫描观察区，根据被白色激光束照射的各个点上的反 射光生成像素信号，并且生成的像素信号被存储在对应于这些点的地址。对应于观察区的 图像信号包括对应于从扫描开始点到扫描结束点的点的像素信号。如上所述，图像处理电路24对图像信号执行预定的图像处理。执行预定的图像处理之后，图像信号被传输到监视 器11。 在以上第一实施例中，照明光纤可以沿第一方向朝插入管51的末端或者远离插 入管51的末端移动，其中第一方向是照明光纤53的纵向。如上所述，通过沿第一方向移动 照明光纤53，用户可以改变扫描速度和扫描区。 通过调节扫描速度，可以根据观察区的类型更恰当地扫描不同类型的观察目标。 例如，如果观察目标快速移动，则可以通过以较高的扫描速度捕获图像来提高运动分辨率。 另一方面，如果观察目标的轮廓细微，则可以通过以较低的扫描速度捕获图像来显示具体 图像。 通过改变制动周期过程中的扫描速度，可以减小制动周期(见图6)。通过减小制 动周期，可以增大帧速率从而增大运动分辨率。 下面，解释第二实施例的扫描内窥镜。第二实施例与第一实施例的主要区别在于 光纤驱动单元的结构。主要参考与第一实施例不同的结构来解释第二实施例。在此，使用 相同的附图标记来表示对应于第一实施例的结构。 与第一实施例中相同，第二实施例的扫描内窥镜10包括照明光纤53、光纤驱动单 元、图像光纤55、和其他部件。与第一实施例中相同，第二实施例的光纤驱动单元安装在插 入管51的末端。 如图12所示，与第一实施例中相同，光纤驱动单元600包括致动器610、马达62、 刚性管63、光纤支撑件640、以及其他部件。中空管61a、压电元件61b和刚性管63的结构 与第一实施例中相同。 与第一实施例中相同，光纤支撑件640由金属制成，且被形成为螺旋弹簧，螺旋的 内径基本上等于照明光纤53的外径。与第一实施例不同，中空管61a的内表面与最接近插 入管53的末端的一端的内螺纹61c螺纹连接。形成内螺纹61c从而内螺纹61c与光纤支 撑件640的螺旋弹簧的外表面啮合(mesh)。此外，内螺纹61c和光纤支撑件640配置为光 纤支撑件640的螺旋的轴向平行于第一方向。 形成光纤支撑件640从而在第一方向上光纤支撑件640比内螺纹61c长。光纤支 撑件640被旋入内螺纹61c中并被内螺纹61c支撑，从而光纤支撑件640从内螺纹61c的 两个端部凸出。 与第一实施例中相同，照明光纤53穿过光纤支撑件640的螺旋。与第一实施例中
不同，照明光纤53固定到距离插入管51的末端最远的中空管61a的端部。 与第一实施例中相同，照明光纤53是柔性的。当致动器610通过光纤支撑件640
推动照明光纤53时，照明光纤53朝第二和/或第三方向弯曲。此外，与第一实施例中相同，
通过致动器610向照明光纤53的发射端施加推力从而移动该发射端，并利用从照明光纤53
的移动发射端发出的光扫描观察区。 与第一实施例中相同，马达62固定在刚性管63中，位于比致动器610更远离插入 管51的末端的位置。马达62连接到第三蜗轮66c。马达62在平行于第一方向的直线上旋 转第三蜗轮66c。 第三蜗轮66c被配置为能够与光纤支撑件640的螺旋弹簧啮合在一起。此外，第 三蜗轮66c和马达62被设置为第三蜗轮66c与光纤支撑件640的螺旋弹簧的外表面直接
8接触。 当马达62旋转第三蜗轮66c时，光纤支撑件640被旋转。通过旋转，光纤支撑件 640沿着第一方向靠近或远离插入管51的末端。 当支撑件640朝插入管51的末端移动时(见图13)，凸出部分67的质心朝插入管
51的末端偏移。相应地，凸出部分67的谐振频率减小，扫描速度减小。 当支撑件640远离插入管51的末端移动时(见图14)，凸出部分67的质心远离插
入管51的末端而偏移。相应地，凸出部分67的谐振频率增大，扫描速度也增大。 在以上第二实施例中，光纤支撑件640可以沿着第一方向靠近或远离插入管51的
末端。但是与第一实施例不同，照明光纤53不在第一方向上移动，且观察区的扫描部分不
变。相应地，如果只需要调节扫描速度，则第二实施例是优选的。 下面，解释第三实施例的扫描内窥镜。第三实施例与第一实施例的主要区别在于 光纤驱动单元的结构。主要参考与第一实施例不同的结构来解释第三实施例。在此，使用 相同的附图标记来表示对应于第一实施例的结构。 与第一实施例中相同，第三实施例的扫描内窥镜10包括照明光纤53、光纤驱动单 元、图像光纤55、和其他部件。与第一实施例中相同，第三实施例的光纤驱动单元安装在插 入管51的末端。 如图15所示，与第一实施例中相同，光纤驱动单元601包括致动器611、马达62、 刚性管63、光纤支撑件641、以及其他部件。中空管61a、压电元件61b和刚性管63的结构 与第一实施例中相同。 与第一实施例中相同，光纤支撑件641由金属制成，且被配置为螺旋弹簧，螺旋的 内径基本上等于照明光纤53的外径。与第二实施例中相同，中空管61a的内表面与中空管 61a最接近插入管53的末端的一端的内螺纹61c螺纹连接。与第二实施例中相同，形成内 螺纹61c从而内螺纹61c与光纤支撑件641的螺旋弹簧的外表面啮合(mesh)。此外，内螺 纹61c和光纤支撑件641配置为光纤支撑件641的螺旋的轴向平行于第一方向。
与第二实施例中相同，形成光纤支撑件641从而在第一方向上光纤支撑件641比 内螺纹61c长。光纤支撑件641被旋入内螺纹61c中并被内螺纹61c支撑，从而光纤支撑 件641从内螺纹61c的两个端部凸出。 与第一实施例中相同，照明光纤53穿过光纤支撑件641的螺旋。与第一实施例中 相同，当照明光纤53的发射端从光纤支撑件641凸出时，照明光纤53被光纤支撑件641支 撑。此外，与第一实施例中相同，照明光纤53不固定到光纤支撑件641上，且可以沿第一方 向自由移动。 与第一实施例中相同，照明光纤53是柔性的。当致动器611通过光纤支撑件641 推动照明光纤53时，照明光纤53朝第二和/或第三方向弯曲。此外，与第一实施例中相同， 通过致动器611向照明光纤53的发射端施加推力从而移动该发射端，并利用从照明光纤53 的移动发射端发出的光扫描观察区。 与第一实施例中相同，马达62固定在刚性管63中，位于比致动器611更远离插入 管51的末端的位置。与第一实施例不同，马达62连接到第一涡轮66a和第三蜗轮66c。马 达62在平行于第一方向的直线上旋转第一涡轮66a和第三蜗轮66c。 当马达62旋转第一涡轮66a和第三蜗轮66c时，第二涡轮66b和光纤支撑件641被旋转。通过旋转，第二涡轮66b、光纤支撑件641、以及照明光纤都沿着第一方向靠近(见 图16)或远离(见图17)插入管51的末端。 与第一实施例中相同，通过沿第一方向的任一方向移动照明光纤53，可以调节扫 描速度和扫描区。与第二实施例中相同，通过沿第一方向在任一方向上移动光纤支撑件 641，可以调节扫描速度。 与第一实施例和第二实施例中不同，由于照明光纤53和光纤支撑件641同时沿 第一方向靠近或远离末端，扫描速度的变化速率可以与第一和第二实施例中的变化速率不 同。 通过改变某些特性，例如第一至第三蜗轮66a、66b和66c以及光纤支撑件641的 螺距(pitches)，可以调节照明光纤53和/或光纤支撑件641根据马达62每一转的移动方 向和/或距离。 下面，解释第四实施例的扫描内窥镜。第四实施例与第一实施例的主要区别在于 光纤驱动单元的结构。主要参考与第一实施例不同的结构来解释第四实施例。在此，使用 相同的附图标记来表示对应于第一实施例的结构。 与第一实施例中相同，第四实施例的扫描内窥镜10包括照明光纤53、光纤驱动单 元、图像光纤55、和其他部件。与第一实施例中相同，第四实施例的光纤驱动单元安装在插 入管51的末端。 如图18所示，与第一实施例中相同，光纤驱动单元602包括致动器61、马达62、刚 性管63、光纤支撑件642、以及其他部件。致动器61和刚性管63的结构与第一实施例中相同。
与第一实施例中不同，光纤支撑件642由弹性材料制成，且被形成为管，光纤支撑 件642的外径和内径基本上分别等于中空管61a的内径和照明光纤53的外径。光纤支撑 件642的一端固定在中空管61a内，从而光纤支撑件642的轴和中空管61a的轴彼此重合， 且光纤支撑件642的另一端从中空管61a朝插入管51的末端凸出。 照明光纤53穿过光纤支撑件642。当照明光纤53的发射端从光纤支撑件642凸 出时，照明光纤53被光纤支撑件642支撑。与第一实施例中相同，照明光纤53不固定到光 纤支撑件642上，且可以沿第一方向自由移动。 与第一实施例中相同，照明光纤53是柔性的。当致动器61通过光纤支撑件642推 动照明光纤53时，照明光纤53朝第二和/或第三方向弯曲。此外，与第一实施例中相同， 通过致动器61向照明光纤53的发射端施加推力从而移动该发射端，并利用从照明光纤53 的移动发射端发出的光扫描观察区。 马达62和第一蜗轮66a以及第二蜗轮66b的结构与第一实施例中相同。相应地， 当马达62旋转第一蜗轮66a时，第二蜗轮66b被旋转，且照明光纤53沿第一方向在任一方 向上移动。 与第一实施例中相同，通过沿第一方向移动照明光纤53，可以调节扫描速度和扫 描区。虽然在第一至第三实施例中光纤支撑件是螺旋弹簧，但是光纤支撑件不限于螺旋弹 簧。例如，如果光纤支撑件由如第四实施例所述的弹性材料制成，在第一实施例中也可以获 得同样的效果。 在第一、第三、和第四实施例中，马达62通过第一蜗轮66a和第二蜗轮66b沿第一 方向移动照明光纤53。且在第二和第三实施例中，马达62通过第三蜗轮66c沿第一方向移动光纤支撑件640和641。但是，也可以利用其他机构沿第一方向移动照明光纤53和/ 或光纤支撑件640和641。例如，可以使用金属丝(wire)沿第一方向移动照明光纤53和/ 或光纤支撑件640和641。 在第一至第四实施例中，通过沿第一方向膨胀和收縮压电元件61b来偏转致动器 61 、610和611，并通过构成致动器61 、610和611的中空管61b将推力施加到照明光纤53 的侧面上。但是，可以采用任何其他类型的致动器，只要致动器通过推动照明光纤53的侧 面来移动照明光纤53。 在第一至第四实施例中，为一般的扫描内窥镜采用使照明光纤和/或光纤支撑件 沿照明光纤的纵向移动的结构。但是，可以为任何其他类型的扫描内窥镜采用这种结构。
例如，如果为共焦扫描内窥镜采用使照明光纤沿照明光纤的纵向移动的结构，则 可以调节焦深(focal d印th)。通过在不同的焦深处捕捉光学图像并生成图像，可以清楚地 显示被观察目标的三维结构。 在第一实施例中，光纤支撑件64由金属制成。在第四实施例中，光纤支撑件642 由弹性材料制成。但是，光纤支撑件可以由其他材料制成。或者可以不使用光纤支撑件，用 中空管61a直接支撑照明光纤53。当然，如第一至第四实施例中所示，通过光纤支撑件的弹 性变形来传输恢复力可以减小照明光纤的损坏。 在第二和第三实施例中，光纤支撑件640和641由金属制成。但是，光纤支撑件也 可以由其他材料制成。 在第三实施例中，单个马达62旋转第一蜗轮66a和第三蜗轮66c。但是，可以通过 不同的马达来独立地旋转第一蜗轮66a和第三蜗轮66c。虽然该结构复杂，但是可以独立地 移动照明光纤53和光纤支撑件641。 在以上第一至第四实施例中，移动照明光纤53以便照明光纤53的发射端跟踪预 定的螺旋形轨迹。但是，被跟踪的轨迹不限于螺旋形轨迹。可以移动照明光纤53使发射端 跟踪其他的预定轨迹。 虽然在此参考附图描述了本发明的实施例，但显然本领域技术人员在不背离本发 明的范围的前提下可以进行多种修改和改变。
1权利要求
一种扫描内窥镜，包括光传输器，其将在第一入射端接收的光传输到第一发射端，所述光传输器发出从第一发射端出射的光束，所述光传输器是柔性的，所述光传输器的纵向是第一方向；第一致动器，其安装在第一发射端附近，所述第一致动器通过朝第二方向推动光传输器的侧面而在第二方向中弯曲光传输器，所述第二方向垂直于第一方向；平衡件，其能够沿着第一方向从第一致动器移动到第一发射端，当第一致动器弯曲光传输器时，通过与光传输器一起在第二方向中移动，平衡件改变凸出部分的质心位置，所述凸出部分是照明光纤的从第一致动器延伸的部分；以及第二致动器，其沿第一方向的任一方向移动平衡件。
2. 根据权利要求1所述的扫描内窥镜，其中所述平衡件在第一方向中具有长度，所述 平衡件由弹性材料制成，所述平衡件位于光传输器和第一致动器之间，且当所述平衡件在 第二方向中弹性变形时，所述平衡件将推力从第一致动器传递到光传输器的侧面。
3. 根据权利要求2所述的扫描内窥镜，进一步包括与所述平衡件啮合的蜗轮，其中所述平衡件的形状为螺旋弹簧，通过第二致动器旋转所述蜗轮，所述平衡件沿第一方向的任 一方向移动。
4. 根据权利要求1所述的扫描内窥镜，进一步包括第三致动器，所述第三致动器沿第 一方向的任一方向移动所述光传输器。
5. 根据权利要求1所述的扫描内窥镜，其中第二致动器沿第一方向的任一方向移动所 述光传输器。
6. 根据权利要求5所述的扫描内窥镜，其中第二致动器将平衡件和光传输器移动不同 的距离。
7. —种扫描内窥镜，包括光传输器，其将在第一入射端接收的光传输到第一发射端，所述光传输器发出从第一 发射端出射的光束，所述光传输器是柔性的，所述光传输器的纵向是第一方向；第一致动器，其安装在第一发射端附近，所述第一致动器通过朝第二方向推动光传输 器的侧面而在第二方向中弯曲光传输器，所述第二方向垂直于第一方向；以及第二致动器，其沿第一方向的任一方向移动所述光传输器。
全文摘要
本发明涉及一种扫描内窥镜，包括光传输器、第一致动器、平衡件和第二致动器。光传输器发出从第一发射端出射的光束。光传输器是柔性的。第一致动器安装在第一发射端附近。第一致动器通过朝第二方向推动光传输器的侧面而在第二方向中弯曲光传输器。平衡件能够沿着第一方向从第一致动器移动到第一发射端。当第一致动器弯曲光传输器时，通过与光传输器一起在第二方向中移动，平衡件改变凸出部分的质心位置。第二致动器沿第一方向的任一方向移动平衡件。
文档编号A61B1/07GK101776797SQ20101000235
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月11日 优先权日2009年1月13日
发明者小林将太郎 申请人:Hoya株式会社