特許 6114560 光走査型内視鏡及びその組立方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6114560

(24)【登録日】2017年3月24日

(45)【発行日】2017年4月12日

(54)【発明の名称】光走査型内視鏡及びその組立方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/00 20060101AFI20170403BHJP

   G02B 23/26 20060101ALI20170403BHJP

【ＦＩ】

   A61B1/00 300T

   G02B23/26 C

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-6902(P2013-6902)

(22)【出願日】2013年1月18日

(65)【公開番号】特開2014-136090(P2014-136090A)

(43)【公開日】2014年7月28日

【審査請求日】2015年12月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000113263

【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078880

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100169856

【弁理士】

【氏名又は名称】尾山 栄啓

(72)【発明者】

【氏名】松井 將

【審査官】 原 俊文

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３２１７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５５０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２１１９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２３０４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０６０７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３０７２９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １／００−１／３２

Ｇ０２Ｂ ２３／２４−２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

片持ち支持された光ファイバの自由端を振動させて、該自由端から出射する照明光を被写体上で周期的に走査させる走査光学ユニットを備える光走査型内視鏡であって、
前記走査光学ユニットは、
前記光ファイバの自由端近辺に設けられ、前記光ファイバの側面を押圧して屈曲させるファイバ駆動部と、
前記ファイバ駆動部を前記光ファイバの長手方向に沿って移動させることにより、前記光ファイバの自由端を前記光ファイバの長手方向に沿って進退させるファイバ移動手段と、
前記ファイバ駆動部及び前記ファイバ移動手段の少なくともいずれか一方に電気的に接続される複数の配線パターンを有し、該複数の配線パターンを介して前記ファイバ駆動部及び前記ファイバ移動手段の少なくともいずれか一方を駆動するための駆動電力を供給する回路基板と、
を備え、
前記光走査型内視鏡は、
前記回路基板による前記駆動電力の供給を制御するための制御信号を生成する制御回路と、
前記制御信号を前記制御回路から前記回路基板に伝送する複数の電線と、該複数の電線をシールドする編組シールドとを有するシールドケーブルと、
を備え、
前記回路基板は、裏面側が前記光ファイバと対向するように前記光ファイバの長手方向と平行に配置され、表面側に前記複数の電線を前記複数の配線パターンにハンダ付けするための複数の信号用ハンダランドと、前記編組シールドをハンダ付けするための接地用ハンダランドとを有し、 前記編組シールドが、前記回路基板の表面に沿うように前記接地用ハンダランドにハンダ付けされ、その後、前記複数の電線が前記複数の信号用ハンダランドにハンダ付けされる、ことを特徴とする光走査型内視鏡。

【請求項2】

前記シールドケーブルの先端部は、シースが除去されており、露出した前記編組シールドが棒状に撚り合わされてハンダにより形状が固定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の光走査型内視鏡。

【請求項3】

前記接地用ハンダランドは、前記光ファイバの長手方向に延び、前記信号用ハンダランドは、前記接地用ハンダランドを挟んで両側に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査型内視鏡。

【請求項4】

前記走査光学ユニットは、前記ファイバ駆動部、前記ファイバ移動手段及び前記回路基板を支持する略円筒状の支持部材を有し、
前記回路基板の表面が、前記支持部材の外周面に露出していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光走査型内視鏡。

【請求項5】

前記支持部材の基端部には、前記シールドケーブルを所定の位置に保持する切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の光走査型内視鏡。

【請求項6】

片持ち支持された光ファイバの自由端を振動させて、該自由端から出射する照明光を被写体上で周期的に走査させる走査光学ユニットを先端に備える光走査型内視鏡の組立方法であって、
前記走査光学ユニットの駆動を制御するため制御信号用の複数の配線パターンとグラウンドパターンとが形成された回路基板を、前記走査光学ユニットの駆動を制御するための制御信号を伝送する複数の電線と、該複数の電線をシールドする編組シールドとを有するシールドケーブルの長手方向に沿って配置し、前記シールドケーブルの先端の編組シールドを前記グラウンドパターンにハンダ付けし、その後、前記シールドケーブルの先端の信号線を前記各配線パターンにハンダ付けする工程と、
前記各配線パターンにハンダ付けする工程後に、前記回路基板を、前記光ファイバの自由端近辺に設けられ、前記光ファイバの側面を押圧して屈曲させるファイバ駆動部、又は、前記ファイバ駆動部を前記光ファイバの長手方向に沿って移動させることにより、前記光ファイバの自由端を前記光ファイバの長手方向に沿って進退させるファイバ移動手段に電気的に接続する工程と、
前記回路基板を前記ファイバ駆動部又はファイバ移動手段に電気的に接続する工程後に、前記シールドケーブルが接続された前記回路基板を前記走査光学ユニットの支持部材内に収容する工程と、
前記回路基板を前記走査光学ユニットの支持部材内に収容する工程後に、前記シールドケーブルを前記支持部材に対して接着し固定する工程と、
を含むことを特徴とする光走査型内視鏡の組立方法。

【請求項7】

前記編組シールドを前記グラウンドパターンにハンダ付けする工程は、
前記シールドケーブルの先端部のシースを除去して前記編組シールドを露出させる工程と、
前記編組シールドを解いて前記編組シールド内に収容された前記信号線を露出させる工程と、
前記編組シールドを棒状に撚り合わせる工程と、
棒状に撚り合わされた前記編組シールドを加熱してハンダを染み込ませる工程と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の光走査型内視鏡の組立方法。

【請求項8】

前記シールドケーブルの先端の信号線を前記配線パターンにハンダ付けする工程の後、該ハンダ付けした部分にシール材を塗布する工程と、
を更に含むことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の光走査型内視鏡の組立方法。

【請求項9】

前記グラウンドパターンは、前記回路基板の略中央部を前記シールドケーブルの長手方向に延びるように形成されており、前記複数の配線パターンは、前記グラウンドパターンを挟んだ両側に形成されていることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の光走査型内視鏡の組立方法。

【請求項10】

前記回路基板を前記ファイバ駆動部又はファイバ移動手段に電気的に接続する工程の前に、前記ファイバ駆動部又はファイバ移動手段に前記回路基板を取り付ける工程を更に含み、
前記回路基板を前記走査光学ユニットの支持部材内に収容する工程において、前記回路基板が取り付けられた前記ファイバ駆動部又はファイバ移動手段が前記支持部材内に収容される、ことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の光走査型内視鏡の組立方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、片持ち支持された光ファイバの自由端を振動させて、この自由端から出射する照明光を被写体上で周期的に走査させる走査光学ユニットを備えた光走査型内視鏡及びその組立方法に関する。

【背景技術】

【0002】

医師が患者の体内を観察するときに使用する装置として電子内視鏡が知られている。従来の一般的な電子内視鏡の撮像素子には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などが用いられているが、内視鏡の更なる細径化を可能にする撮像装置として特許文献１に開示される次世代の光走査装置が提案されている。以下、この光走査装置を先端部に備えた内視鏡を光走査型内視鏡と称する。

【0003】

電子内視鏡や光走査型内視鏡等、先端部に撮像装置を備えた内視鏡は、例えば撮像装置を駆動するための複数のワイヤ（信号線や電力線）を束ねて編組シールドで覆ったシールドケーブルを備えている。このような内視鏡の先端部には、撮像装置を駆動するための回路基板が配置されており、シールドケーブルの一端は回路基板に接続される。

【0004】

従来の電子内視鏡では、特許文献２に開示されているように、シールドケーブルのシースと編組シールドが先端部の手前で剥ぎ取られ、ワイヤのみが回路基板に接続される構成が一般に採用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第６２９４７７５号明細書

【特許文献2】特開２０００−１２１９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

光走査型内視鏡では、挿入部を細径化するために、導体径が数１０μｍという極めて細いワイヤが使用されている。そのため、シールドケーブルのワイヤのみを回路基板に接続する構成では、回路基板の重量程度のわずかな力でもワイヤが破断してしまうため、組立作業中にワイヤの破断が発生しやすいという問題があった。また、組立作業中に、ワイヤに力が加わらないように、シールドケーブルと回路基板とを所定の位置関係で保持するための治具を使用する必要があるため、作業効率が低くなるという問題もあった。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態によれば、片持ち支持された光ファイバの自由端を振動させて、該自由端から出射する照明光を被写体上で周期的に走査させる走査光学ユニットを備える光走査型内視鏡であって、走査光学ユニットは、光ファイバの自由端近辺に設けられ、光ファイバの側面を押圧して屈曲させるファイバ駆動部と、ファイバ駆動部を光ファイバの長手方向に沿って移動させることにより、光ファイバの自由端を光ファイバの長手方向に沿って進退させるファイバ移動手段と、ファイバ駆動部及びファイバ移動手段の少なくともいずれか一方に電気的に接続される複数の配線パターンを有し、該複数の配線パターンを介してファイバ駆動部及びファイバ移動手段の少なくともいずれか一方を駆動するための駆動電力を供給する回路基板と、を備え、光走査型内視鏡は、回路基板による駆動電力の供給を制御するための制御信号を生成する制御回路と、制御信号を制御回路から回路基板に伝送する複数の電線と、該複数の電線をシールドする編組シールドとを有するシールドケーブルと、を備え、回路基板は、裏面側が光ファイバと対向するように光ファイバの長手方向と平行に配置され、表面側に複数の電線を複数の配線パターンにハンダ付けするための複数の信号用ハンダランドと、編組シールドをハンダ付けするための接地用ハンダランドとを有し、編組シールドが、回路基板の表面に沿うように接地用ハンダランドにハンダ付けされ、その後、複数の電線が複数の信号用ハンダランドにハンダ付けされる、ことを特徴とする光走査型内視鏡が提供される。

【0008】

この構成によれば、剛性の高い編組シールドが回路基板にハンダ付けされるため、シールドケーブルと回路基板との位置関係が安定化し、細径のワイヤを回路基板に接続しても、ワイヤの断線が生じ難くなる。

【0009】

また、上記の光走査型内視鏡において、シールドケーブルの先端部は、シースが除去されており、露出した編組シールドが棒状に撚り合わされてハンダにより形状が固定されている構成としてもよい。

【0010】

この構成によれば、編組シールドの剛性が格段に向上するため、シールドケーブルと回路基板との位置関係がより安定化して、ワイヤの断線が更に生じ難くなる。

【0011】

また、上記の光走査型内視鏡において、接地用ハンダランドは、光ファイバの長手方向に延び、信号用ハンダランドは、接地用ハンダランドを挟んで両側に配置されている構成としてもよい。

【0012】

この構成によれば、編組シールドの遮蔽効果により、編組シールドを挟んで互いに反対側に配置された制御信号用のワイヤ間での信号の干渉が軽減する。また、嵩高い編組シールドが回路基板の中央部に配置されるため、回路基板を円筒状の保護カバー内に収容した場合に、回路基板から保護カバーの内壁面までの高さが回路基板の中央部において最も高くなるため、編組シールドと保護カバーとが干渉しにくくなり、保護カバーの小型化（細径化）に有利となる。

【0013】

また、上記の光走査型内視鏡において、走査光学ユニットは、ファイバ駆動部、ファイバ移動手段及び回路基板を支持する略円筒状の支持部材を有し、回路基板の表面が、支持部材の外周面に露出している構成としてもよい。

【0014】

また、上記の構成において、支持部材の基端部には、シールドケーブルを所定の位置に保持する切り欠き部が形成されている構成としてもよい。

【0015】

この構成によれば、シールドケーブルが所定の位置に保持されるため、シールドケーブルと回路基板との位置関係がより安定化し、ワイヤの断線が更に生じ難くなる。

【0016】

本発明の一実施形態によれば、片持ち支持された光ファイバの自由端を振動させて、該自由端から出射する照明光を被写体上で周期的に走査させる走査光学ユニットを先端に備える光走査型内視鏡の組立方法であって、走査光学ユニットの駆動を制御するため制御信号用の複数の配線パターンとグラウンドパターンとが形成された回路基板を、走査光学ユニットの駆動を制御するための制御信号を伝送する複数の電線と、該複数の電線をシールドする編組シールドとを有するシールドケーブルの長手方向に沿って配置し、シールドケーブルの先端の編組シールドをグラウンドパターンにハンダ付けし、その後、シールドケーブルの先端の信号線を各配線パターンにハンダ付けする工程と、シールドケーブルが接続された回路基板を走査光学ユニットの支持部材内に収容する工程と、回路基板を、光ファイバの自由端近辺に設けられ、光ファイバの側面を押圧して屈曲させるファイバ駆動部、又は、ファイバ駆動部を光ファイバの長手方向に沿って移動させることにより、光ファイバの自由端を光ファイバの長手方向に沿って進退させるファイバ移動手段に電気的に接続する工程と、シールドケーブルを支持部材に対して接着し固定する工程と、を含むことを特徴とする光走査型内視鏡の組立方法が提供される。

【0017】

また、上記の組立方法において、編組シールドをグラウンドパターンにハンダ付けする工程は、シールドケーブルの先端部のシースを除去して編組シールドを露出させる工程と、編組シールドを解いて編組シールド内に収容された信号線を露出させる工程と、編組シールドを棒状に撚り合わせる工程と、棒状に撚り合わされた編組シールドを加熱してハンダを染み込ませる工程と、を更に含む構成としてもよい。

【0018】

また、上記の構成において、シールドケーブルの先端の信号線を配線パターンにハンダ付けする工程の後、ハンダ付けした部分にシール材を塗布する工程を更に含む構成としてもよい。

【0019】

この構成によれば、ハンダ付け部の劣化が抑えられ、信頼性が向上する。

【0020】

また、上記の構成において、グラウンドパターンは、回路基板の略中央部をシールドケーブルの長手方向に延びるように形成されており、複数の配線パターンは、グラウンドパターンを挟んだ両側に形成されている構成としてもよい。

【0021】

また、上記の構成において、回路基板をファイバ駆動部又はファイバ移動手段に電気的に接続する工程の前に、ファイバ駆動部又はファイバ移動手段に回路基板を取り付ける工程を更に含み、回路基板を走査光学ユニットの支持部材内に収容する工程において、回路基板が取り付けられたファイバ駆動部又はファイバ移動手段が支持部材内に収容される構成としてもよい。

【0022】

この構成によれば、ファイバ駆動部又はファイバ移動手段と回路基板との配線接続作業が容易になる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の実施形態の構成によれば、光走査型内視鏡の組立中にワイヤが断線しにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態に係る走査型共焦点内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施形態に係る共焦点走査光学ユニットの概略構成を示す透視側面図である。

【図3】Ｚ軸駆動回路とシールドケーブルとの接続部の概略構造を示す透視図である。

【図4】組立後の共焦点走査光学ユニットを回路基板の基端付近で切断した横断面図である。

【図5】共焦点走査光学ユニットにシールドケーブルを接続する手順を説明する図である。

【図6】本発明の別の実施形態である共焦点観察系一体型電子内視鏡の先端部の概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0026】

図１は、本発明の実施形態に係る走査型共焦点内視鏡装置１の概略構成を示すブロック図である。走査型共焦点内視鏡装置１は、共焦点顕微鏡の原理を応用して設計された、被写体を高倍率かつ高解像度で観察可能な医療用観察システムである。また、走査型共焦点内視鏡装置１は、特定のがん組織に特有の物質と選択的に結合する蛍光色素を予め観察部位に散布し、蛍光色素の励起光を観察野に照射して、がん組織に結合した蛍光色素から放射される蛍光を用いてがん組織を観察する蛍光内視鏡検査法（色素法）を行うように構成されている。

【0027】

図１に示すように、走査型共焦点内視鏡装置１は、プロセッサ１００、共焦点プローブ２００及びモニタ３００を備えている。

【0028】

共焦点プローブ２００は、プロセッサ１００に接続される接続部（制御ボックス）２００ａと、図示しない電子内視鏡の処置具挿通チャンネルを介して患者の体内（例えば消化管内）に挿入される可撓性を有する細長いケーブル状の挿入部２００ｂから構成される。挿入部２００ｂは、その先端に設けられた共焦点走査光学ユニット２２０と、共焦点走査光学ユニット２２０と接続部２００ａとを連結するケーブル部２１０から構成される。走査型共焦点内視鏡装置１を用いた内視鏡観察は、共焦点プローブ２００の挿入部２００ｂの先端面を被写体（例えば消化管の内壁面）に押し付けた状態で行われる。

【0029】

本実施形態の共焦点プローブ２００は、電子内視鏡の処置具挿通チャンネルに通して観察野にアクセスできるよう、挿入部２００ｂの直径が約２ｍｍ（シース内径は約１．４ｍｍ）の細径に形成されている。また、ケーブル部２１０には、ＳＭＦ（シングルモード光ファイバ）２１１及びシールドケーブル２１２ａ、２１２ｂが収容されている。

【0030】

接続部２００ａは、ＣＰＵ２０２、メモリ２０４及び走査制御回路２０６（信号生成回路）を備えている。プロセッサ１００と共焦点プローブ２００の接続部２００ａとは、光コネクタ１５２及び電気コネクタ１５４により、それぞれ光学的及び電気的に接続されている。

【0031】

ＣＰＵ２０２は、プロセッサ１００の制御下で、共焦点プローブ２００の各部を統合的に制御する。メモリ２０４は、共焦点プローブ２００の識別情報や各種特性に関する情報（プロパティ）を含むプローブ情報を格納している。メモリ２０４に格納されたプローブ情報は、システム起動時にＣＰＵ２０２によって読み出されて、プロセッサ１００に送信される。

【0032】

走査制御回路２０６は、共焦点走査光学ユニット２２０に設けられた後述するＸＹ軸アクチュエータ２２３及びＺ軸アクチュエータ２２７の駆動を制御する。走査制御回路２０６が出力するＸＹ軸アクチュエータ２２３用の制御信号はシールドケーブル２１２ｂにより、Ｚ軸アクチュエータ２２７用の制御信号はシールドケーブル２１２ａにより、それぞれ伝送される。

【0033】

プロセッサ１００は、ＣＰＵ１０２、メモリ１０４、光源１０６、光検出器１０８、光カプラ１１０、映像信号処理回路１１２及び画像メモリ１１４を備えている。ＣＰＵ１０２は、プロセッサ１００の各部及び共焦点プローブ２００を統合的に制御する。また、メモリ１０４は、ＣＰＵ１０２が実行する各種プログラムを格納している。

【0034】

光源１０６は、観察部位に散布される蛍光色素の励起光である青色の光を発生する半導体レーザ光源である。光源１０６から出射した励起光は、ＳＭＦ１１０ａを介して、光カプラ１１０の分岐ポート（後述）の一方に入力される。

【0035】

光カプラ１１０は、１つの共通ポートと２つの分岐ポートを有する１×２分岐の光カプラである。分岐ポートの一方はＳＭＦ１１０ａを介して光源１０６に接続され、他方はＳＭＦ１１０ｂを介して光検出器１０８に接続されている。また、光カプラ１１０の共通ポートは、ＳＭＦ１１０ｃを介して、共焦点プローブ２００のＳＭＦ２１１に接続されている。光源１０６から出力された励起光は、分岐ポートの一方から光カプラ１１０に入力され、共通ポートから出力される。光カプラ１１０の共通ポートから出力された励起光は、共通ポートに接続されたＳＭＦ１１０ｃを介して、光コネクタ１５２によりＳＭＦ１１０ｃに接続された共焦点プローブ２００のＳＭＦ２１１に結合する。

【0036】

後述（図２）のように、共焦点プローブ２００のＳＭＦ２１１の先端部２１１ａは、共焦点走査光学ユニット２２０内に収容されている。ＳＭＦ２１１を伝搬した励起光は、先端部２１１ａから出射して、被写体に照射される。被写体の組織に結合した蛍光色素は、励起光を吸収して励起し、蛍光を放射する。蛍光色素から放射された蛍光の一部（観察光）は、共焦点走査光学ユニット２２０内のＳＭＦ２１１の先端部２１１ａに入射し、照射時の励起光の進行方向と逆向きにＳＭＦ２１１及びＳＭＦ１１０ｃを伝搬して、共通ポートから光カプラ１１０に入力される。光カプラ１１０により２分岐された観察光の一方が光検出器１０８に入力される。光検出器１０８により検出された観察光の強度に基づいて、後段の映像信号処理回路１１２が蛍光観察像を形成し、ビデオ信号としてモニタ３００に出力する。

【0037】

次に、共焦点プローブ２００の挿入部２００ｂの先端に設けられた共焦点走査光学ユニット２２０の詳細を説明する。図２は、共焦点走査光学ユニット２２０の概略構成を示す透視側面図である。以下の共焦点走査光学ユニット２２０の説明において、共焦点走査光学ユニット２２０の長手方向（ＳＭＦ２１１の先端部２１１ａの長手方向）をＺ方向とし、Ｚ方向に直交しかつ互いに直交する二方向をＸ方向及びＹ方向とする。また、共焦点走査光学ユニット２２０の長手方向（Ｚ軸方向）における、ケーブル部２１０に接続された一端（図２における右端）を基端と称し、他端（図２における左端）を先端と称する。

【0038】

図２に示すように、共焦点走査光学ユニット２２０は、ハウジング２２１、可動フレーム２２２、ＸＹ軸アクチュエータ（ファイバ駆動部）２２３、対物光学系２２４、固定フレーム（支持部材）２２６、Ｚ軸アクチュエータ２２７（ファイバ移動手段）、Ｚ軸位置センサ２２８、及び共焦点走査光学ユニット２２０全体を覆う円筒状のカバー２２９（図４、図５のみに示す）を備えている。

【0039】

ハウジング２２１は、共焦点走査光学ユニット２２０を構成する各部を収容するケースであり、略円筒状の金属部材である外筒２２１ａ及び内筒２２１ｂを備えている。内筒２２１ｂは、外筒２２１ａ内に同軸に略隙間無く収容されており、外筒２２１ａの内周面によりガイドされて、外筒２２１ａ内をＺ軸方向へスライド可能に構成されている。また、外筒２２１ａの先端側の開口は、透明な窓２２１ｃによって塞がれている。

【0040】

内筒２２１ｂの先端部には、図示省略する複数のレンズから構成される対物光学系２２４が保持されている。また、内筒２２１ｂの内側には、可動フレーム２２２及びＸＹ軸アクチュエータ２２３が取り付けられている。

【0041】

ＸＹ軸アクチュエータ２２３は、ＳＭＦ２１１の先端部２１１ａをＸ軸及びＹ軸方向に揺動（共振）させて、ＳＭＦ２１１の先端から出射する励起光を周期的に走査する。ＸＹ軸アクチュエータ２２３は、略円柱形状の圧電素子から形成された本体２２３ａと、本体２２３ａに駆動電圧（Ｘ軸駆動電圧、Ｙ軸駆動電圧）を供給する走査駆動回路２２３ｂを備えている。本体２２３ａは、内筒２２１ｂ内に同軸に保持されている。本体２２３ａの中心軸上には、ＳＭＦ２１１の外径と略同じ径の貫通穴（不図示）が形成されている。この貫通穴には、基端側からＳＭＦ２１１が挿し込まれて接着固定されている。ＳＭＦ２１１の先端部２１１ａは、本体２２３ａの先端から所定の長さ突出し、本体２２３ａにより片持ち支持されている。すなわち、ＳＭＦ２１１の先端は自由端となっている。

【0042】

ＸＹ軸アクチュエータ２２３の本体２２３ａの周面には、図示しない２対の電極対（Ｘ軸駆動用電極対、Ｙ軸駆動用電極対）が設けられている。ＸＹ軸アクチュエータ２２３のＸ軸駆動用電極対（Ｙ軸駆動用電極対）にＸ軸駆動電圧（Ｙ軸駆動電圧）を印加すると、逆圧電効果により、ＸＹ軸アクチュエータ２２３の本体２２３ａはＸ軸方向（Ｙ軸方向）に湾曲する。このＸＹ軸アクチュエータ２２３の湾曲駆動により、本体２２３ａの貫通穴に挿し込まれたＳＭＦ２１１の側面がその長手方向と直交する方向に押圧されて変位することにより、本体２２３ａに片持ち支持されたＳＭＦ２１１の先端部２１１ａがＸ軸及びＹ軸方向に揺動（屈曲）する。

【0043】

ＳＭＦ２１１の先端部２１１ａから出射した励起光は、対物光学系２２４によって集光され、窓２２１ｃを通過した後、共焦点走査光学ユニット２２０の外部でスポット（ビームウエスト）を形成する。励起光のスポットは窓２２１ｃの直近に形成されるため、被写体に共焦点プローブ２００の先端を押し当てると、被写体の表層部に励起光のスポットが照射される。なお、ＳＭＦ２１１に結合した励起光は直径数μｍのコアに閉じ込められており、励起光が出射するＳＭＦ２１１のコアの先端は共焦点光学系の点光源（光源側ピンホール）として機能する。

【0044】

ＸＹ軸アクチュエータ２２３の走査駆動回路２２３ｂは、走査制御回路２０６からの制御信号に基づいてＸ軸駆動電圧及びＹ軸駆動電圧を生成する。Ｘ軸駆動電圧及びＹ軸駆動電圧は、モニタ３００に出力されるビデオ信号のフレームレートに同期した交流電圧である。Ｘ軸駆動電圧及びＹ軸駆動電圧をＸＹ軸アクチュエータ２２３の本体２２３ａに印加することにより、ＳＭＦ２１１の先端部２１１ａ（そして、先端部２１１ａから放射された励起光のスポット）がＺ軸に垂直なＸＹ平面上で所定の軌跡を描いて走査されるようにＸＹ軸アクチュエータ２２３が駆動される。なお、厳密には、ＳＭＦ２１１の先端（励起光のスポット）は曲面上に走査軌跡を描くが、ＳＭＦ２１１の先端部２１１ａの長さに対して走査幅が十分に小さいため、ＳＭＦ２１１の先端（励起光のスポット）がＺ軸と垂直なＸＹ平面上を走査するものと近似することができる。

【0045】

Ｘ軸駆動電圧及びＹ軸駆動電圧の波形を変更することにより、スポットの走査軌跡を様々に変えることができる。二次元走査方式としては、例えば、中心軸ＡＸを中心とした螺旋軌道を走査するスパイラル走査、走査範囲の水平方向を往復走査するラスタスキャン方式、走査範囲を正弦波的に走査するリサージュスキャン方式など、種々の走査方式を採用することができる。

【0046】

内筒２２１ｂの内側に取り付けられた可動フレーム２２２は、Ｚ軸方向に延びる中空部を有する略円筒状の部材であり、内筒２２１ｂと同軸に保持されている。可動フレーム２２２の中空部にはＳＭＦ２１１が通されている。可動フレーム２２２の基端部は内筒２２１ｂの基端側の開口から突出しており、その外周面には略円筒状の磁石２２８ｂが取り付けられている。

【0047】

また、内筒２２１ｂが外筒２２１ａ内をＺ軸方向へスライドすると、内筒２２１ｂに取り付けられた可動フレーム２２２、ＸＹ軸アクチュエータ２２３、対物光学系２２４、及びＸＹ軸アクチュエータ２２３の本体２２３ａに固定されたＳＭＦ２１１の先端部２１１ａは、内筒２２１ｂと共にＺ軸方向へ移動するように構成されている。

【0048】

固定フレーム２２６及びＺ軸アクチュエータ２２７は、外筒２２１ａの基端側の内部に収容されている。固定フレーム２２６は、Ｚ軸方向に延びる中空部を有する略円筒状の部材である。また、固定フレーム２２６には、Ｙ軸方向に貫通する矩形断面の開口２２６ａ（図３）が形成されており、この開口２２６ａにＺ軸アクチュエータ２２７の略直方体状の筐体２２７ａが収容され、固定フレーム２２６に固定されている。

【0049】

固定フレーム２２６の先端側の中空部には可動フレーム２２２の基端側の部分とコイルスプリング２２２ａが収容されており、可動フレーム２２２の基端側の部分がコイルスプリング２２２ａ内に挿し込まれている。コイルスプリング２２２ａは、固定フレーム２２６の内周面に形成された段差部２２６ｆと、可動フレーム２２２の基端部の外周面に取り付けられた磁石２２８ｂとの間で挟まれており、コイルスプリング２２２ａの弾性力によって磁石２２８ｂを介して可動フレーム２２２を基端側（Ｚ軸負方向）に付勢している。

【0050】

また、固定フレーム２２６の段差部２２６ｆ（コイルスプリング２２２ａ）付近の外周面には、ホール素子２２８ａが設けられている。ホール素子２２８ａと磁石２２８ｂにより、Ｚ軸アクチュエータ２２７の駆動軸２２７ｂの位置を検出するＺ軸位置センサ２２８が構成されている。

【0051】

Ｚ軸アクチュエータ２２７の筐体２２７ａの先端面からは、Ｚ軸方向に進退する略円筒状の駆動軸２２７ｂが突出している。駆動軸２２７ｂの外径は可動フレーム２２２の内径よりも大きく、また、上述のように可動フレーム２２２がコイルスプリング２２２ａによって基端側に押されている。そのため、Ｚ軸アクチュエータ２２７の駆動軸２２７ｂの先端は、可動フレーム２２２の基端面に当接している。また、駆動軸２２７ｂがＺ軸方向に進退すると、可動フレーム２２２、並びに、可動フレーム２２２に対して固定された内筒２２１ｂ、ＸＹ軸アクチュエータ２２３、対物光学系２２４及びＳＭＦ２１１の先端部２１１ａが、駆動軸２２７ｂと共に、外筒２２１ａ内をＺ軸方向に進退する。これにより、窓２２１ｃから励起光のスポットまでの距離（すなわち、窓２２１ｃが押し当てられた被写体の表面から励起光のスポットまでの深さ）が変化するため、Ｚ軸アクチュエータ２２７の駆動により共焦点走査光学ユニット２２０の走査面（すなわち観察面）の深度を調整することができる。

【0052】

走査制御回路２０６は、Ｚ軸位置センサ２２８が検出したＺ軸アクチュエータ２２７の駆動軸２２７ｂの位置がＣＰＵ２０２から指定された設定値となるように、Ｚ軸アクチュエータ２２７の駆動制御を行い、制御信号をシールドケーブル２１２ａによりＺ軸駆動回路が実装された回路基板２３０に送信する。Ｚ軸駆動回路は、走査制御回路２０６からの制御信号に基づいて駆動電力を生成してＺ軸アクチュエータ２２７に供給する。これにより、共焦点走査光学ユニット２２０の観察深度が調整される。

【0053】

また、Ｚ軸アクチュエータ２２７（筐体２２７ａ及び駆動軸２２７ｂ）にも、Ｚ軸方向に延びる貫通穴（不図示）が形成されており、固定フレーム２２６の中空部とつながっている。ＳＭＦ２１１は、基端側から順に、固定フレーム２２６、Ｚ軸アクチュエータ２２７、可動フレーム２２２及びＸＹ軸アクチュエータ２２３の各中空部（又は貫通穴）を貫通している。

【0054】

固定フレーム２２６の外周面は、基端部を残して、Ｚ軸方向に平行で、かつ互いに平行な２つの平面でＤカットされており、２つのＤカット面（以下、「上面」及び「下面」という。）が形成されている。そのため、残された固定フレーム２２６の基端部には、上面及び下面に形成された平面から突出した壁部２２６ｂ、２２６ｄが形成されている。

【0055】

また、固定フレーム２２６の上面と下面の間隔は、Ｚ軸アクチュエータ２２７の上面と下面（Ｙ軸に垂直な二面）の間隔と同じ大きさになっている。そして、Ｚ軸アクチュエータ２２７は、筐体２２７ａが固定フレーム２２６の上面及び下面から突出しないように、固定フレーム２２６の開口２２６ａ内に収容されている。また、筐体２２７ａは、固定フレーム２２６に一体に固定されており、後述のように、固定フレーム２２６（後述の回路基板２３０を支持する支持部材）の一部として機能する。

【0056】

共焦点走査光学ユニット２２０の基端部には、シールドケーブル２１２ａ、２１２ｂが接続されている。図３は、共焦点走査光学ユニット２２０とシールドケーブル２１２ａとの接続部の概略構造を示す透視斜視図であり、筐体２２７ａの上面側から見たときの図である。図３に示すように、壁部２２６ｂのＸ軸方向中央には、Ｖ字状の切り欠き２２６ｃが形成されている。シールドケーブル２１２ａの一端部は、切り欠き２２６ｃにより共焦点走査光学ユニット２２０のＸ軸方向中央に位置決めされ、支持されている。また、切り欠き２２６ｃにおいて、シールドケーブル２１２ａのシースが固定フレーム２２６に接着剤２２６ｅにより固定されている。

【0057】

シールドケーブル２１２ａは、複数のワイヤ２１２ｗ（図３には５本のみを示す）を撚り合わせたものを編組シールド２１２ｓで覆い、更にシースで被覆したものである。シールドケーブル２１２ａは、共焦点走査光学ユニット２２０内（接着固定部より先端側）で、シースが取り除かれ、編組シールド２１２ｓが解かれて、ワイヤ２１２ｗが露出している。また、一旦解かれた編組シールド２１２ｓは、棒状に撚り合わされた後、加熱されて、ハンダが染み込まされている。ハンダにより編組シールド２１２ｓの可撓性が失われ、形状が固定される。

【0058】

Ｚ軸アクチュエータ２２７の筐体２２７ａの上面（Ｙ軸正方向側の側面）には、Ｚ軸駆動回路が実装された回路基板２３０が取り付けられている。回路基板２３０には複数の配線パターンが設けられており、その表面（筐体２２７ａに貼り付けられた裏面とは反対側の面）にはハンダランド２３０ｐ、２３０ｑ及び２３０ｒが設けられている。Ｚ軸方向に細長く形成されたハンダランド（グラウンドパターン）２３０ｐは、回路基板２３０の基端側における幅方向（Ｘ軸方向）中央に１つのみ形成されている。複数の円形のハンダランド２３０ｑ（図３には５つのみを示す）は、ハンダランド２３０ｐを挟んだ両側に、ハンダランド２３０ｐに沿って配置されている。また、複数の円形のハンダランド２３０ｒ（図３には３つのみを示す）は、回路基板２３０の先端側の縁に沿って配置されている。ハンダランド２３０ｐには、棒状に撚り合わされた編組シールド２１２ｓがハンダで接続されている。また、複数のハンダランド２３０ｑには、シールドケーブル２１２ａの複数のワイヤ２１２ｗがそれぞれハンダで接続されている。また、複数のハンダランド２３０ｒには、Ｚ軸アクチュエータ２２７から引き出された複数のワイヤ２２７ｗ（図３には３本のみを示す）が、それぞれハンダで接続されている。また、各ハンダ接続部にはシール材２３０ｓが塗布され、封止されている。なお、共焦点走査光学ユニット２２０の組立に使用される接着剤をシール材２３０ｓとして使用してもよい。

【0059】

図４は、組立後の共焦点走査光学ユニット２２０を、回路基板２３０の基端付近で切断した横断面図である。図４に示すように、回路基板２３０の幅方向（Ｘ軸方向）中央において、回路基板２３０の上面とカバー２２９との間の空間が最も広いため、この位置に最も径が太い編組シールド２１２ｓを配置している。これにより、編組シールド２１２ｓがカバー２２９に干渉しにくくなるため、カバー２２９の内径を小さくして、共焦点走査光学ユニット２２０をより細径化することが可能になっている。

【0060】

また、上記のように、編組シールド２１２ｓを接続するための細長いハンダランド２３０ｐをシールドケーブル２１２ａの中心軸に沿って配置することにより、撚り合わせた編組シールド２１２ｓを曲げずに真っ直ぐ伸ばした状態で回路基板２３０に固定されるため、固定後の編組シールド２１２ｓに大きな残留応力が残らず、ハンダ剥がれの発生が防止され、ハンダ接続部の信頼性が向上している。

【0061】

また、従来のように、シールドケーブルの先端部のシースと編組シールドを剥がしてから、ワイヤのみを内視鏡の先端部に接続するのではなく、上記のように、完全なケーブル構造を有する部分（編組シールド２１２ｓ及びシースによって被覆された剛性の高い部分）を固定フレーム２２６の切り欠き２２６ｃによって支持する構成により、シールドケーブル２１２ａに強い力が加わっても、剥き出しになった細いワイヤ２１２ｗにまでは力が伝わらず、ワイヤ２１２ｗの断線が防止されている。

【0062】

壁部２２６ｄにも、壁部２２６ｂと同様にＶ字状の切り欠き（不図示）が形成されており、切り欠きによりシールドケーブル２１２ｂが所定の位置に保持されている。また、シールドケーブル２１２ｂのワイヤはＦＰＣ（Flexible printed circuits）２１２ｆの一端に設けられたハンダランド（不図示）にハンダ付けされている。ＦＰＣ２１２ｆの他端は、走査駆動回路２２３ｂに接続されている。

【0063】

次に、共焦点走査光学ユニット２２０の組立手順の一部（具体的には、共焦点走査光学ユニット２２０にシールドケーブル２１２ａを接続する手順）について、図５を参照しながら説明する。

【0064】

まず、図５（ａ）に示すように、シールドケーブル２１２ａの先端部から所定の長さシースを剥ぎ取り、編組シールド２１２ｓを解いてワイヤ２１２ｗを露出させ、更に編組シールド２１２ｓを棒状に撚り合わせる。次に、棒状に撚り合わされた編組シールド２１２ｓを加熱して、ハンダを染み込ませて形状を固定する。そして、棒状の編組シールド２１２ｓを、回路基板２３０のハンダランド２３０ｐに添わせて、ハンダ付けする。

【0065】

次に、図５（ｂ）に示すように、シールドケーブル２１２ａの複数のワイヤ２１２ｗを、それぞれ対応するハンダランド２３０ｑにハンダ付けする。

【0066】

次に、図５（ｃ）に示すように、回路基板２３０をＺ軸アクチュエータ２２７の筐体２２７ａの上面に固定し、Ｚ軸アクチュエータ２２７から引き出された複数のワイヤ２２７ｗを、それぞれ対応するハンダランド２３０ｒにハンダで固定する。

【0067】

次に、図５（ｄ）に示すように、ハンダ接続部にシール材２３０ｓを塗布する。

【0068】

次に、図５（ｅ）に示すように、一体化したＺ軸アクチュエータ２２７、回路基板２３０及びシールドケーブル２１２ａを固定フレーム２２６に取り付ける。このとき、固定フレーム２２６の切り欠き２２６ｃによりシールドケーブル２１２ａを支持させる。

【0069】

次に、図５（ｆ）に示すように、切り欠き２２６ｃに接着剤２２６ｅを塗布して、シールドケーブル２１２ａを固定フレーム２２６に固定する。

【0070】

そして、図５（ｇ）に示すように、組み上げた共焦点走査光学ユニット２２０を円筒状のカバー２２９内に収容して固定することで、共焦点走査光学ユニット２２０の組立が完成する。

【0071】

上記のように、剛性の高い編組シールド２１２ｓを先に回路基板２３０に固定することにより、シールドケーブル２１２ａと回路基板２３０との位置関係が安定化するため、極細線のワイヤ２１２ｗを回路基板２３０に取り付ける際に、不意にシールドケーブル２１２ａと回路基板２３０との位置関係が変化して、ワイヤ２１２ｗに過剰な応力が加わって断線してしまうリスクが大幅に減少する。

【0072】

以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。

【0073】

例えば、本実施形態の共焦点プローブ２００は、内視鏡とは別体のプローブとして構成されているが、別の実施形態では、例えば図６に示すように、共焦点観察系２００’を内視鏡（例えば、図示しないライトガイドとＣＣＤ等の撮像素子４１０を備えた電子内視鏡）に一体に組み込んだ共焦点観察系一体型電子内視鏡４００とすることもできる。

【0074】

上記の実施形態は、本発明を走査型共焦点内視鏡に適用した一例であるが、本発明はこの構成に限定されず、非共焦点型の光走査型内視鏡装置に適用することもできる。また、内視鏡装置に限らず、内視鏡用の各種処置具（例えば電気メス）やカテーテルにも適用することができる。更に、本発明は医療用機器に限定されず、工業用、民生用の様々な機器に適用することができる。

【0075】

１ 走査型共焦点内視鏡装置
１００ プロセッサ
２００ 共焦点プローブ
２０６ 走査制御回路
２１０ ケーブル部
２１２ａ、２１２ｂ シールドケーブル
２１２ｓ 編組シールド
２１２ｗ ワイヤ
２２０ 共焦点走査光学ユニット
２２１ ハウジング
２２２ 可動フレーム
２２３ ＸＹ軸アクチュエータ
２２６ 固定フレーム
２２７ Ｚ軸アクチュエータ
２２７ｗ ワイヤ
２３０ 回路基板
２３０ｐ、２３０ｑ、２３０ｒ ハンダランド
３００ モニタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】