JP2010044208A - 共焦点光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】径方向の寸法を抑える構造の共焦点光学装置を提供する。
【解決手段】共焦点光学装置１は、端面が共焦点ピンホールとして使用される光ファイバケーブル３を備える。光ファイバケーブル３から出射された光を反射する第１反射部（接触面）と、光ファイバケーブルから出射された光の光路に平行な第１方向ｘに平行な軸周りと、第１方向ｘに垂直な第２方向ｙに平行な軸周りに回転する走査ミラーを有し、回転により走査ミラーにおける第１反射部からの光の反射方向を変える偏向面駆動部１３と、走査ミラーからの反射光を対物光学系５に向けて反射する第２反射部（接触面）とを有する光走査装置８を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、共焦点光学装置に関し、特に共焦点光学装置の径方向の寸法を抑える装置に関する。

従来、内視鏡装置などで、共焦点光学装置が提案されている。

特許文献１は、略平行な位置関係に配置された２つの走査ミラーを使って光源からの光を偏向する共焦点光学装置の光走査装置を開示する。
特開２０００−２５８６９９号公報

しかし、特許文献１では、２つの走査ミラーが、光源からの光の光軸、すなわち共焦点光学装置の軸方向に一定の角度をなす位置関係に配置されるため、共焦点光学装置の径方向の寸法が大きくなる問題があった。

したがって本発明の目的は、径方向の寸法を抑える構造の共焦点光学装置を提供することである。

本発明に係る共焦点光学装置は、端面が共焦点ピンホールとして使用される光ファイバケーブルと、光ファイバケーブルから出射された光を反射する第１反射部と、光ファイバケーブルから出射された光の光路に平行な第１方向に平行な軸周りと、第１方向に垂直な第２方向に平行な軸周りに回転する走査ミラーを有し、回転により走査ミラーにおける第１反射部からの光の反射方向を変える偏向面駆動部と、走査ミラーからの反射光を対物光学系に向けて反射する第２反射部とを有する光走査装置とを備える。

偏向面駆動部の走査ミラーの反射面は、回転する前の初期状態において、共焦点ピンホールとして、光ファイバケーブルの端面から出射される光の第１光軸に垂直な面と直交する位置に配置される。このため、２つの走査ミラーを略平行に配置する形態に比べて、共焦点光学装置の径方向の寸法、すなわち共焦点光学装置を含む装置（スコープ先端部など）の径方向の寸法を抑えることが可能になる。

好ましくは、光ファイバケーブルと、光走査装置との間に配置され、光ファイバケーブルから出射された光を、第１方向と平行な平行光にするコリメータ部をさらに備え、光ファイバケーブルから出射された光であって、コリメータ部の第１光軸を通る光の、第１反射部を介して、走査ミラーに到達する位置が、第１反射部よりも、対物光学系側に位置するように、第１、第２反射部、及び反射部の位置関係が設定される。

走査ミラーから第２反射部に到達する光の領域は、走査ミラーの回転位置により変動するが、走査ミラーを対物光学系側に近く配置することにより、遠くに配置する形態に比べて、第２反射部における走査ミラーからの光が到達する領域を広くすることが可能になる。

また、好ましくは、光ファイバケーブルと、光走査装置との間に配置され、光ファイバケーブルから出射された光を、第１方向と平行な平行光にするコリメータ部をさらに備え、第１方向と一定の角度をなす平行平面板で構成された光軸調整部であって、コリメータ部から、第１反射部への光の光路を平行に移動させるために使用されるものを、コリメータ部と第１反射部との間にさらに備え、コリメータ部の外形を構成する円筒を第１方向から見た第１円が、光走査装置の第１方向からの包絡円の内側に配置されるように、コリメータ部と光軸調整部と光走査装置との位置関係が設定される。

また、好ましくは、第１方向と一定の角度をなす平行平面板で構成された光軸調整部であって、第２反射部から、対物光学系への光の光路を平行に移動させるために使用されるものを、第２反射部と対物光学系との間にさらに備え、対物光学系の外形を構成する円筒を第１方向から見た第２円が、光走査装置の第１方向から見た包絡円の内側に配置されるように、対物光学系と光軸調整部と光走査装置との位置関係が設定される。

また、好ましくは、光ファイバケーブルと、光走査装置との間に配置され、光ファイバケーブルから出射された光を、第１方向と平行な平行光にするコリメータ部をさらに備え、対物光学系を構成するレンズは、第２反射部からの光が通過しない部分が欠落した状態で形成され、走査ミラーが、第１、第２方向と垂直な第３方向に垂直な状態において、コリメータ部の第１光軸を通る光の、第１反射部、走査ミラー、及び第２反射部を介して、対物光学系に到達する位置が、対物光学系の第２光軸に対してずれており、且つ対物光学系の外形を構成する円筒を第１方向から見た第２円が、光走査装置の第１方向からの包絡円の内側に位置するように、対物光学系と対物光学系との位置関係が設定される。

また、好ましくは、偏向面駆動部は、第１走査部と、主走査と副走査の一方のために第１走査部を第１方向に平行な軸周りに回転自在に保持する第２走査部と、主走査と副走査の他方のために第２走査部を第２方向に平行な軸周りに回転自在に保持するフレームとを有し、第１走査部は、走査ミラーと、主走査と副走査の一方に使用され、且つ第２方向に突出した櫛歯で構成された第１櫛歯部とを有し、第２走査部は、第２方向に突出した櫛歯で構成された第２櫛歯部と、主走査と副走査の他方に使用され、且つ第１方向に突出した櫛歯で構成された第３櫛歯部とを有し、フレームは、第１方向に突出した櫛歯で構成された第４櫛歯部を有し、第１櫛歯部を構成する櫛歯は、第２櫛歯部を構成する櫛歯と交互に配置され、第３櫛歯部を構成する櫛歯は、第４櫛歯部を構成する櫛歯と交互に配置され、第１櫛歯部、第３櫛歯部、及び走査ミラーは、第１方向に並べられる。

偏向面駆動部において第１方向に配置される部材は多いため、偏向面駆動部の軸方向（第１方向）の全長は長くなるが、第２方向に配置される部材は少ないため、偏向面駆動部の第２方向の全長を短くすることが可能になる。スコープ先端部の直径サイズに影響を与える、第２方向や第３方向の長さを抑えることが可能になるため、スコープ先端部の大径化を抑えることが可能になる。

また、間に走査ミラー等を挟んだ状態で第３、第４櫛歯部が配置されるため、間に走査ミラー等を挟まない状態で第３、第４櫛歯部が配置される形態に比べて、第３櫛歯部と、第２走査部の回転軸との距離が、長くなり、第２走査部の回転トルクを大きくすることが可能になる。

さらに好ましくは、第１櫛歯部は、第３櫛歯部よりも、走査ミラーに近い側に配置される。

第３櫛歯部と走査ミラーとの間に第１櫛歯部などがさらに配置されることにより、第３櫛歯部と、第２走査部の回転軸との距離をさらに長くすることが可能になるため、さらに第２走査部の回転トルクを大きくすることが可能になる。

また、好ましくは、第３櫛歯部は、第１櫛歯部よりも、走査ミラーに近い側に配置される。

第３櫛歯部の短い移動距離で、走査ミラーを回転させることが出来るため、第３、第４櫛歯部の厚さを薄く、すなわち第３方向の長さを短く出来、偏向面駆動部の厚さを薄くすることが可能になる。

以上のように本発明によれば、径方向の寸法を抑える構造の共焦点光学装置を提供することができる。

以下、本発明にかかる実施形態について、図を用いて説明する。本実施形態における共焦点光学装置１は、内視鏡装置のスコープ先端部などに設けられ、光源（不図示）からの光を伝達する光ファイバケーブル３、光ファイバケーブル３から出射された光を平行光にするコリメータ部（集光光学系）４、対物光学系５、及びコリメータ部４と対物光学系５との間に配置され、被検面Ｓ上の集光位置を調整する（集光光学系６からの光を走査する）光走査装置８を備える（図１参照）。

なお、方向を説明するために、共焦点光学装置１において光ファイバケーブル３から出射された光の光路、コリメータ部４のレンズの光軸（第１光軸ＬＸ１）、及び対物光学系５のレンズの光軸（第２光軸ＬＸ２）と平行な水平方向を第１方向ｘ、第１光軸ＬＸ１と直交する水平方向を第２方向ｙ、第１方向ｘ、第２方向ｙと直交する鉛直方向を第３方向ｚとして説明する。また、対物光学系５は、実際には複数のレンズで構成されるが、図１や図５では、説明の簡素化のため１つのレンズで構成される形態を示す。光ファイバケーブル３から出射された光の光路は、光ファイバケーブル３から出射され、コリメータ部４、光操作装置８、対物光学系５を通って被検面Ｓに到達する光の軌跡を示す。

光ファイバケーブル３はシングルモードファイバであり、端面３ａは点光源としてみなすことができ、共焦点ピンホールとして使用される。光ファイバケーブル３、コリメータ部４、光走査装置８、及び対物光学系５は、第１方向ｘに並べられる。

光走査装置８は、プリズム部９と走査部１０を有する。プリズム部９と走査部１０とは第３方向ｚに並べられる。プリズム部９は、第２方向ｙから見てＭ字の五角形、すなわち五角柱形状の第１プリズム９ａと、第２方向ｙから見て三角形、すなわち三角柱形状の第２プリズム９ｂを有する（図２参照）。第１プリズム９ａと第２プリズム９ｂとは、ガラスで構成され、第１接触面９ｃと第２接触面９ｄで接触する。第１プリズム９ａは、一体で構成されてもよいし、三角柱形状のプリズムなどを複数並べて構成されてもよい。第１接触面９ｃは、コリメータ部４からの光を走査部１０に向けて反射する。第２接触面９ｄは、走査部１０で反射した光を、対物光学系５に向けて反射する。

走査部１０は、カバーガラス１１、偏向面駆動部１３を保持するデバイス保持部１５、及び裏面カバー１７を有し、略直方体形状の外形を有する。カバーガラス１１、デバイス保持部１５、及び裏面カバー１７は、プリズム部９に近い側から順に、第３方向ｚに並べられる。デバイス保持部１５に保持された偏向面駆動部１３をゴミなどの付着から保護するため、プリズム部９と対向する側は、ガラスで構成されたカバーガラス１１が接合され、反対側は、シリコンまたはガラスで構成された裏面カバー１７が接合される。また、偏向面駆動部１３とカバーガラス１１との間、及び偏向面駆動部１３と裏面カバー１７との間には、偏向面駆動部１３の第１走査部２０の回転や第２走査部４０の回転との干渉を防止する空間（第１空間ＳＰ１、第２空間ＳＰ２）が設けられる。

ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)を構成する偏向面駆動部１３は、プリズム部９からの光を反射する走査ミラー３０を含む第１走査部２０、第１走査部２０を第１方向ｘに平行な軸周りに回転自在に保持する第２走査部４０、及び第２走査部４０を第２方向ｙに平行な軸周りに回転自在に保持するフレーム５０を有する（図３参照）。

走査ミラー３０は、プリズム部９の第１接触面９ｃからの反射光を、第２接触面９ｄに反射する位置で、且つ走査ミラー３０の法線が第３方向ｚと略平行、すなわち走査ミラー３０が回転する前の初期状態において走査ミラー３０の法線が第３方向ｚと平行になるように配置される。ただし、第１走査部２０と第２走査部４０の回転により、第１走査部２０の走査ミラー３０が傾動し、走査ミラー３０の反射面と第３方向ｚとなす角度が変化する。このため、コリメータ部４、及び第１接触面９ｃを介して、走査ミラー３０に入射した光の反射方向が変わり（偏向され）、第２接触面９ｄ上の走査ミラー３０からの反射光が入射する領域、及び対物光学系５における第２接触面９ｄからの反射光が通過する領域が変わる。これにより、被検面Ｓ上（ｙｚ平面上）における光の照射位置、すなわち結像位置（観察位置、集光点）が走査される。

図２の太実線で示す走査ミラー３０は反射面の法線が第３方向ｚと平行な位置関係（初期状態）を示し、細実線で示す２種類の走査ミラー３０’、及び３０’’は、初期状態から第２方向ｙに平行な軸周りに回転し、反射面の法線が第３方向ｚと平行でない状態を示す。

光ファイバケーブル３から出射された光は、コリメータ部４で第１方向ｘに平行な平行光にされ、プリズム部９の第１接触面９ｃで第１走査部２０の走査ミラー３０に向けて反射し、走査ミラー３０でプリズム部９の第２接触面９ｄに向けて反射し、第２接触面９ｄで対物光学系５に向けて反射し、対物光学系５を介して被検面Ｓに照射（集光）される。被検面Ｓにおける反射光（光ファイバケーブル３からの出射光が励起光の場合は励起光に基づく蛍光）は、集光時の光路であって逆方向に辿り、光ファイバケーブル３の端面３ａに入射する。光ファイバケーブル３に入射した光は、検出装置（不図示）によって検出され、被検面Ｓの情報取得に使用される。

光ファイバケーブル３から出射され、コリメータ部４で平行光にされた光のうち、第１光軸ＬＸ１を通る光が、略円形形状の走査ミラー３０の中心ＣＥ（重心）に到達するように、コリメータ部４、プリズム部９、及び走査ミラー３０の位置関係が設定される。

但し、コリメータ部４の外形を構成する円筒を第１方向ｘから見た第１円Ｃ１が、光走査装置８の第１方向ｘからの包絡円ＥＣ（光走査装置８の外形を構成する直方体を第１方向ｘから見た矩形の頂点を通る外接円）から、はみ出すことが考えられる（図４参照）。この場合、第２方向ｙから見て、コリメータ部４と光走査装置８とが第３方向ｚで且つ互いに逆方向に突出する。図１、２では、コリメータ部４が、第３方向ｚで且つ上方向に突出し、光走査装置８が第３方向ｚで且つ下方向に突出する状態を示す。そのため、光走査装置８、及びコリメータ部４の外形を包むスコープ先端部の外径は、第１円Ｃ１が包絡円ＥＣからはみ出した分だけ包絡円ＥＣよりも大きくする必要がある。かかるスコープ先端部の径方向の寸法を抑えるため、光走査装置８とコリメータ部４との間に、第１方向ｘと一定の角度をなす平行平面板で構成された光軸調整部７を設けてコリメータ部４から光走査装置８への光の光路を第３方向ｚに平行移動させ、第１円Ｃ１が、包絡円ＥＣからはみ出さないように、第１光軸ＬＸ１を第３方向ｚにずらす形態が望ましい（図５参照）。

また、走査ミラー３０が回転しない初期状態において、走査ミラー３０の中心ＣＥで反射した光が、プリズム部９の第２接触面９ｄで反射して、第２光軸ＬＸ２を通るように、対物光学系５、プリズム部９、及び走査ミラー３０の位置関係が設定される。図１は、第１光軸ＬＸ１を通る光が、走査ミラー３０の中心ＣＥで反射し、第２光軸ＬＸ２を通る状態を点線で示す。

但し、対物光学系５の外形を構成する円筒を第１方向ｘから見た第２円Ｃ２が、包絡円ＥＣから、はみ出すことが考えられる（図４参照）。この場合、第２方向ｙから見て、対物光学系５と光走査装置８とが第３方向ｚで且つ互いに逆方向に突出する。図１、２では、対物光学系５が、第３方向ｚで且つ上方向に突出し、光走査装置８が第３方向ｚで且つ下方向に突出する状態を示す。そのため、光走査装置８、及び対物光学系５の外径を包むスコープ先端部の外径は、第２円Ｃ２が包絡円ＥＣからはみ出した分だけ包絡円ＥＣよりも大きくする必要がある。かかるスコープ先端部の径方向の寸法を抑えるため、光走査装置８と対物光学系５との間に、第１方向ｘと一定の角度をなす平行平面板で構成された光軸調整部（不図示）を設けて光走査装置８から対物光学系５への光の光路を第３方向ｚに平行移動させ、第２円Ｃ２が、包絡円ＥＣからはみ出ないように、第２光軸ＬＸ２を第３方向ｚにずらす形態が望ましい。

また、光軸調整部を設ける代わりに、対物光学系５を構成するレンズの有効径を大きくし、第２光軸ＬＸを第３方向ｚにずらし、該レンズを第２接触面９ｄからの反射光が通過しない部分を欠落した状態で形成することにより、第２円Ｃ２が、包絡円ＥＣからはみ出ないようにする形態であってもよい（図５参照）。具体的には、走査ミラー３０が、第３方向ｚに垂直な初期状態において、第１光軸ＬＸ１を通る光の、第１接触面９ｃ、走査ミラー３０、及び第２接触面９ｄを介して、対物光学系５に到達する位置が、第２光軸ＬＸ２に対してずれるように、対物光学系５などの位置関係を設定する。図５は、第１光軸ＬＸ１を通る光が、走査ミラー３０の中心ＣＥで反射し、第２光軸ＬＸ２からずれた位置で対物光学系５に到達する状態を点線で示す。図５における、対物光学系５を構成するレンズは、実線で示された部分で形成され、点線で示された部分が、第２接触面９ｄからの反射光が通過しない部分として取り除かれ、実際のレンズとして形成されていない状態を示す。

プリズム部９の第２接触面９ｄにおいて、走査ミラー３０で反射した光が到達する領域を十分に確保するため、プリズム部９の第１接触面９ｃからの反射光のうち、第１光軸ＬＸ１を通る光が、走査ミラー３０に到達する位置（走査ミラー３０の中心ＣＥ）は、第１接触面９ｃと第２接触面９ｄとが接触する位置ＣＰに比べて第１方向ｘで対物光学系５側に配置される。走査ミラー３０から第２接触面９ｄに到達する光の領域は、走査ミラー３０の回転位置により変動するが、走査ミラー３０を対物光学系５側に近く配置することにより、遠くに配置する形態に比べて、第２接触面９ｄにおける走査ミラー３０からの光が到達する領域を広くすることが可能になる。

次に、偏向面駆動部１３の詳細について説明する（図３、図６参照）。第１走査部２０は、主走査腕部２２、主走査第１櫛歯部（第１櫛歯部）２３、第１トーションバネ２５、及び走査ミラー３０を有する。第２走査部４０は、副走査フレーム４１、主走査第２櫛歯部（第２櫛歯部）４３、副走査第１櫛歯部（第３櫛歯部）４４、及び第２トーションバネ４５を有する。フレーム５０は、保持フレーム５１、及び副走査第２櫛歯部（第４櫛歯部）５４を有する。

主走査第１櫛歯部２３と主走査第２櫛歯部４３とは、主走査アクチュエータを構成し、走査ミラー３０を第１方向ｘに平行な軸周りに回転させる（主走査）。副走査第１櫛歯部４４と副走査第２櫛歯部５４とは、副走査アクチュエータを構成し、走査ミラー３０を第２方向ｙに平行な軸周りに回転させる（副走査）。

第１走査部２０は、第３方向ｚからみて、副走査フレーム４１の内側に配置される。主走査腕部２２は、走査ミラー３０（または走査ミラー３０の円周を囲む主走査フレーム（不図示））から第１方向ｘで且つ外側方向に突出する部材であり、走査ミラー３０の中心（重心）ＣＥを通り第１方向ｘに平行な線上に配置される。主走査第１櫛歯部２３を構成する櫛歯は、主走査腕部２２から第２方向ｙで且つ外側方向に突出し、副走査フレーム４１から第２方向ｙで且つ内側方向に突出した主走査第２櫛歯部４３を構成する櫛歯と第１方向ｘに交互に配置される。

主走査第１櫛歯部２３は、走査ミラー３０を、第１方向ｘで挟む位置関係に対称配置される。同様に、主走査第２櫛歯部４３も、走査ミラー３０を、第１方向ｘで挟む位置関係に対称配置される。具体的には、主走査第１櫛歯部２３は、第１方向ｘの一方に配置された櫛歯群と、他方に配置された櫛歯群で構成され、両櫛歯群を構成する櫛歯が、走査ミラー３０を第１方向ｘで挟む位置関係で、且つ走査ミラー３０の中心ＣＥを通り第２方向ｙに平行な線を軸に線対称に配置される。主走査第２櫛歯部４３も、第１方向ｘの一方に配置された櫛歯群と、他方に配置された櫛歯群で構成され、両櫛歯群を構成する櫛歯が、走査ミラー３０を第１方向ｘで挟む位置関係で、且つ走査ミラー３０の中心ＣＥを通り第２方向ｙに平行な線を軸に線対称に配置される。線対称に配置することにより、それぞれの櫛歯群で発生する静電力による回転力が互いにうち消し合う方向に作用するねじれを防ぐ。

主走査第１櫛歯部２３を構成する櫛歯のうち、第１方向ｘで且つ外側に配置された第２方向ｙの一方の櫛歯２３ａ１は、隣接する主走査第２櫛歯部４３を構成する櫛歯よりも第３方向ｚでカバーガラス１１側に配置され、第２方向ｙの他方の櫛歯２３ａ２は、隣接する主走査第２櫛歯部４３を構成する櫛歯よりも第３方向ｚで裏面カバー１７側に配置される。主走査第１櫛歯部２３を構成し第１方向ｘで且つ外側に配置された櫛歯２３ａ１、２３ａ２と、これらと隣接する主走査第２櫛歯部４３を構成する櫛歯との間に電位差が発生すると、これらの櫛歯が近づくように静電力が働き、第１走査部２０が第１トーションバネ２５の軸（主走査腕部２２）周り、すなわち第１方向ｘに平行な軸周りの一方の方向に回転する（図３、図６、図７参照）。

主走査第１櫛歯部２３を構成する櫛歯のうち、第３方向ｚで且つ内側に配置された第２方向ｙの一方の櫛歯２３ｂ１は、隣接する主走査第２櫛歯部４３を構成する櫛歯よりも第３方向ｚで裏面カバー１７側に配置され、第２方向ｙの他方の櫛歯２３ｂ２は、隣接する主走査第２櫛歯部４３を構成する櫛歯よりも第３方向ｚでカバーガラス１１側に配置される。主走査第１櫛歯部２３を構成し第１方向ｘで且つ内側に配置された櫛歯２３ｂ１、２３ｂ２と、これらと隣接する主走査第２櫛歯部４３を構成する櫛歯との間に電位差が発生すると、これらの櫛歯が近づくように静電力が働き、第１走査部２０が第１トーションバネ２５の軸（主走査腕部２２）周り、すなわち第１方向ｘに平行な軸周りの他方の方向に回転する（図３、図６、図８参照）。

この第１方向ｘに平行な軸周りの回転により、走査ミラー３０において偏向（反射）される方向が第２方向ｙに変動し、被検面Ｓの集光点位置が第２方向ｙに移動せしめられる。第１走査部２０の第１方向ｘに平行な軸周りの回転のための電圧駆動は、共振振動で行われる。

副走査フレーム４１は、第３方向ｚから見て、保持フレーム５１の内側に配置される（図３参照）。副走査第１櫛歯部４４を構成する櫛歯は、副走査フレーム４１から第１方向ｘで且つ外側方向に突出し、保持フレーム５１から第１方向ｘで且つ内側方向に突出した副走査第２櫛歯部５４を構成する櫛歯と第２方向ｙに交互に配置される。

副走査第１櫛歯部４４および副走査第２櫛歯部５４を構成する櫛歯は、副走査フレーム４１の第２方向ｙにおける幅寸法全体に渡って等間隔に設けられる。主走査第１櫛歯部２３や主走査第２櫛歯部４３を第１方向ｘに投影した際の第１投影面２３０、走査ミラー３０を第１方向ｘに投影した際の第２投影面３３０、及び副走査第１櫛歯部４４や副走査第２櫛歯部５４を第１方向ｘへ投影した際の第３投影面４４０が、少なくとも一部の領域で重なり合う一方、第２方向ｙに投影した投影面はいずれも重なり合わないように、主走査第１櫛歯部２３、走査ミラー３０、主走査第２櫛歯部４３、副走査第１櫛歯部４４、及び副走査第２櫛歯部５４が配置される（図１０参照）。

副走査第１櫛歯部４４は、走査ミラー３０を、第１方向ｘで挟む位置関係に配置される。同様に、副走査第２櫛歯部５４も、走査ミラー３０を、第１方向ｘで挟む位置関係に配置される。具体的には、副走査第１櫛歯部４４は、第１方向ｘの一方に配置された櫛歯群と、他方に配置された櫛歯群で構成され、両櫛歯群が、走査ミラー３０を第１方向ｘで挟む。副走査第２櫛歯部５４も、第１方向ｘの一方に配置された櫛歯群と、他方に配置された櫛歯群で構成され、両櫛歯群が、走査ミラー３０を第１方向ｘで挟む。また、副走査第１櫛歯部４４の両櫛歯群は、主走査第１櫛歯部２３、及び主走査第２櫛歯部４３を、第１方向ｘで挟む位置関係に配置される。同様に、副走査第２櫛歯部５４の両櫛歯群も、主走査第１櫛歯部２３、及び主走査第２櫛歯部４３を、第１方向ｘで挟む位置関係に配置される。従って、走査ミラー３０、主走査第１櫛歯部２３、主走査第２櫛歯部４３、副走査第１櫛歯部４４、及び副走査第２櫛歯部５４は、第１方向ｘに並べられた状態で配置される。

副走査第１櫛歯部４４を構成する櫛歯のうち、第２方向ｙで且つ外側に配置された第１方向ｘの一方の櫛歯は、隣接する副走査第２櫛歯部５４を構成する櫛歯よりも第３方向ｚでカバーガラス１１側に配置され、第１方向ｘの他方の櫛歯は、隣接する副走査第２櫛歯部５４を構成する櫛歯よりも第３方向ｚで裏面カバー１７側に配置される。副走査第１櫛歯部４４を構成し第２方向ｙで且つ外側に配置された櫛歯と、これらと隣接する副走査第２櫛歯部５４を構成する櫛歯との間に電位差が発生すると、これらの櫛歯が近づくように静電力が働き、第２走査部４０、第１走査部２０が第２トーションバネ４５の軸周り、すなわち第２方向ｙに平行な軸周りの一方の方向に回転する。

副走査第１櫛歯部４４を構成する櫛歯のうち、第２方向ｙで且つ内側に配置された第１方向ｘの一方の櫛歯は、隣接する副走査第２櫛歯部５４を構成する櫛歯よりも第３方向ｚで裏面カバー１７側に配置され、第１方向ｘの他方の櫛歯は、隣接する副走査第２櫛歯部５４を構成する櫛歯よりも第３方向ｚでカバーガラス１１側に配置される。副走査第１櫛歯部４４を構成し第２方向ｙで且つ内側に配置された櫛歯と、これらと隣接する副走査第２櫛歯部５４を構成する櫛歯との間に電位差が発生すると、これらの櫛歯が近づくように静電力が働き、第２走査部４０、第１走査部２０が第２トーションバネ４５の軸周り、すなわち第２方向ｙに平行な軸周りの他方の方向に回転する。

この第２方向ｙに平行な軸周りの回転により、走査ミラー３０において偏向（反射）される方向が第１方向ｘに変動し、被検面Ｓの集光点位置が第３方向ｚに移動せしめられる。第２走査部４０の第２方向ｙに平行な軸周りの回転のための電圧駆動は、ＤＣ駆動により行われる。

第１トーションバネ２５は、主走査腕部２２の第１方向ｘの端部から第１方向ｘで且つ外側方向に突出し、副走査フレーム４１の内側と接続される。第２トーションバネ４５は、副走査フレーム４１から第２方向ｙで且つ外側方向に突出し、保持フレーム５１の内側と接続される。また、第２トーションバネ４５は、走査ミラー３０においてプリズム部９からの反射光が照射される領域の略中心（走査ミラー３０の中心ＣＥ近傍）を通り第２方向ｙに平行な線上に配置される。第１トーションバネ２５、及び第２トーションバネ４５は、第３方向ｚから見て、Ｓ字形状を有し、これにより単位実装面積当たりのねじりバネ定数を低減している。第１走査部２０は、共振駆動で比較的早く動かされるため、比較的小さいバネ定数のものが使用され、第２走査部４０は、ＤＣ駆動で比較的遅く動かされるため、比較的大きいバネ定数のものが使用される。

本実施形態では、偏向面駆動部１３の走査ミラー３０の反射面は、回転する前の初期状態において、共焦点ピンホールとして、光ファイバケーブル３の端面３ａから出射される光の第１光軸ＬＸ１に垂直な面と直交する位置に配置される。このため、２つの走査ミラーを略平行に配置する形態に比べて、共焦点光学装置１の径方向の寸法、すなわち共焦点光学装置１を含むスコープ先端部の径方向の寸法を抑えることが可能になる。

また、偏向面駆動部１３において第１方向ｘに配置される部材は多いため、偏向面駆動部１３の第１方向ｘの全長は長くなるが、第２方向ｙに配置される部材は少ないため、偏向面駆動部１３の第２方向ｙの全長を短くすることが可能になる。スコープ先端部の直径サイズに影響を与える、第２方向ｙや第３方向ｚの長さを抑えることが可能になるため、スコープ先端部の大径化を抑えることが可能になる。

また、間に走査ミラー３０等を挟んだ状態で副走査第１櫛歯部４４、及び副走査第２櫛歯部５４が配置されるため、間に走査ミラー３０等を挟まない状態で副走査第１櫛歯部４４等が配置される形態に比べて、副走査第１櫛歯部４４と、第２トーションバネ４５との第１方向ｘ距離が、長くなり、副走査アクチュエータの回転トルクを大きくすることが可能になる。

なお、主走査第１櫛歯部２３、及び主走査第２櫛歯部４３が、副走査第１櫛歯部４４や副走査第２櫛歯部５４を、第１方向ｘで挟む位置関係（副走査第１櫛歯部４４や副走査第２櫛歯部５４が、主走査第１櫛歯部２３や主走査第２櫛歯部４３に比べて、走査ミラー３０に近い位置関係）に配置される形態であってもよい（図９参照）。この場合、おいても、主走査第１櫛歯部２３や主走査第２櫛歯部４３を第１方向ｘに投影した際の投影面、走査ミラー３０を第１方向ｘに投影した際の投影面、及び副走査第１櫛歯部４４や副走査第２櫛歯部５４を第１方向ｘに投影した際の投影面が、少なくとも一部の領域で重なり合う一方、第２方向ｙに投影した投影面はいずれも重なり合わないように、主走査第１櫛歯部２３、走査ミラー３０、主走査第２櫛歯部４３、副走査第１櫛歯部４４、及び副走査第２櫛歯部５４が配置される。また、副走査第１櫛歯部４４と、第２トーションバネ４５との第１方向ｘの距離は、図３の形態に比べると短くなるため副走査アクチュエータの回転トルクは小さくなるが、副走査第１櫛歯部４４の短い移動距離（副走査第１櫛歯部４４が回転により描く弧の長さ）で、走査ミラー３０を回転させることが出来るため、副走査第１櫛歯部４４、及び副走査第２櫛歯部５４の厚さを薄く、すなわち第３方向ｚの長さを短く出来るため、偏向面駆動部１３の厚さを薄くすることが可能になる。

また、プリズム部９は、第１プリズム９ａと、第２プリズム９ｂとで構成される形態を説明したが、いずれか一方を省略する形態であってもよい。

また、走査部１０の第３方向ｚの長さを短くすることで、光走査装置８の第１方向ｘから見た包絡円の径方向の寸法を抑えることが出来るため、カバーガラス１１や、裏面カバー１７の厚さ（第３方向ｚの長さ）は出来るだけ薄い方が望ましい。また、カバーガラス１１を省略して、デバイス保持部１５が直接第１プリズム９ａに接合される形態であってもよい。

また、第１走査部２０が主走査に用いられ、第２走査部４０が副走査に用いられる形態を説明したが、逆の形態、すなわち第１走査部２０が副走査に用いられ、第２走査部４０が主走査に用いられる形態であってもよい。この場合は、第１走査部２０の電圧駆動はＤＣ駆動で行われ、第２走査部４０の電圧駆動は共振駆動で行われる。

本実施形態における共焦点光学装置の第２方向からみた構成図（側面図）である。 光走査装置を第２方向からみた構成図（側面図）である。 偏向面駆動部を第３方向からみた構成図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 光走査装置と、コリメータ部との間に、光軸調整部が設けられた形態における共焦点光学装置の第２方向からみた構成図（側面図）である。 第１走査部を第３方向からみた構成図である。 図３のＢ−Ｂ線における断面図である。 図３のＣ−Ｃ線における断面図である。 主走査第１櫛歯部が、副走査第１櫛歯部を第１方向で挟む形態における偏向面駆動部を第３方向からみた構成図である。 第１〜第３投影面の位置関係（重なり合い）を示す図である。

符号の説明

１ 共焦点光学装置
３ 光ファイバケーブル
３ａ 端面
４ コリメータ部
５ 対物光学系
７ 光軸調整部
８ 光走査装置
９ プリズム部
９ａ 第１プリズム
９ｂ 第２プリズム
９ｃ、９ｄ 第１、第２接触面
１０ 走査部
１１ カバーガラス
１３ 偏向面駆動部
１５ デバイス保持部
１７ 裏面カバー
２０ 第１走査部
２１ 主走査フレーム
２２ 主走査腕部
２３ 主走査第１櫛歯部
２５ 第１トーションバネ
３０ 走査ミラー
４０ 第２走査部
４１ 副走査フレーム
４３ 主走査第２櫛歯部
４４ 副走査第１櫛歯部
４５ 第２トーションバネ
５０ フレーム
５１ 保持フレーム
５４ 副走査第２櫛歯部
ＬＸ１ 第１光軸
ＬＸ２ 第２光軸
Ｓ 被検面

Claims (8)

1. 端面が共焦点ピンホールとして使用される光ファイバケーブルと、
   前記光ファイバケーブルから出射された光を反射する第１反射部と、前記光ファイバケーブルから出射された光の光路に平行な第１方向に平行な軸周りと、前記第１方向に垂直な第２方向に平行な軸周りに回転する走査ミラーを有し、前記回転により前記走査ミラーにおける前記第１反射部からの光の反射方向を変える偏向面駆動部と、前記走査ミラーからの反射光を対物光学系に向けて反射する第２反射部とを有する光走査装置とを備えることを特徴とする共焦点光学装置。
2. 前記光ファイバケーブルと、前記光走査装置との間に配置され、前記光ファイバケーブルから出射された光を、前記第１方向と平行な平行光にするコリメータ部をさらに備え、
   前記光ファイバケーブルから出射された光であって、前記コリメータ部の第１光軸を通る光の、前記第１反射部を介して、前記走査ミラーに到達する位置が、前記第１反射部よりも、前記対物光学系側に位置するように、前記第１、第２反射部、及び前記反射部の位置関係が設定されることを特徴とする請求項１に記載の共焦点光学装置。
3. 前記光ファイバケーブルと、前記光走査装置との間に配置され、前記光ファイバケーブルから出射された光を、前記第１方向と平行な平行光にするコリメータ部をさらに備え、
   前記第１方向と一定の角度をなす平行平面板で構成された光軸調整部であって、前記コリメータ部から、前記第１反射部への光の光路を平行に移動させるために使用されるものを、前記コリメータ部と前記第１反射部との間にさらに備え、
   前記コリメータ部の外形を構成する円筒を前記第１方向から見た第１円が、前記光走査装置の前記第１方向からの包絡円の内側に配置されるように、前記コリメータ部と前記光軸調整部と前記光走査装置との位置関係が設定されることを特徴とする請求項１に記載の共焦点光学装置。
4. 前記第１方向と一定の角度をなす平行平面板で構成された光軸調整部であって、前記第２反射部から、前記対物光学系への光の光路を平行に移動させるために使用されるものを、前記第２反射部と前記対物光学系との間にさらに備え、
   前記対物光学系の外形を構成する円筒を前記第１方向から見た第２円が、前記光走査装置の前記第１方向から見た包絡円の内側に配置されるように、前記対物光学系と前記光軸調整部と前記光走査装置との位置関係が設定されることを特徴とする請求項１に記載の共焦点光学装置。
5. 前記光ファイバケーブルと、前記光走査装置との間に配置され、前記光ファイバケーブルから出射された光を、前記第１方向と平行な平行光にするコリメータ部をさらに備え、
   前記対物光学系を構成するレンズは、前記第２反射部からの光が通過しない部分が削除された状態で形成され、
   前記走査ミラーが、前記第１、第２方向と垂直な第３方向に垂直な状態において、前記コリメータ部の第１光軸を通る光の、前記第１反射部、前記走査ミラー、及び前記第２反射部を介して、前記対物光学系に到達する位置が、前記対物光学系の第２光軸に対してずれており、且つ前記対物光学系の外形を構成する円筒を前記第１方向から見た第２円が、前記光走査装置の前記第１方向からの包絡円の内側に位置するように、前記対物光学系と前記対物光学系との位置関係が設定されることを特徴とする請求項１に記載の共焦点光学装置。
6. 前記偏向面駆動部は、第１走査部と、主走査と副走査の一方のために前記第１走査部を前記第１方向に平行な軸周りに回転自在に保持する第２走査部と、前記主走査と前記副走査の他方のために前記第２走査部を前記第２方向に平行な軸周りに回転自在に保持するフレームとを有し、
   前記第１走査部は、前記走査ミラーと、前記主走査と前記副走査の一方に使用され、且つ前記第２方向に突出した櫛歯で構成された第１櫛歯部とを有し、
   前記第２走査部は、前記第２方向に突出した櫛歯で構成された第２櫛歯部と、前記主走査と前記副走査の他方に使用され、且つ前記第１方向に突出した櫛歯で構成された第３櫛歯部とを有し、
   前記フレームは、前記第１方向に突出した櫛歯で構成された第４櫛歯部を有し、
   前記第１櫛歯部を構成する櫛歯は、前記第２櫛歯部を構成する櫛歯と交互に配置され、
   前記第３櫛歯部を構成する櫛歯は、前記第４櫛歯部を構成する櫛歯と交互に配置され、
   前記第１櫛歯部、前記第３櫛歯部、及び前記走査ミラーは、前記第１方向に並べられることを特徴とする請求項１に記載の共焦点光学装置。
7. 前記第１櫛歯部は、前記第３櫛歯部よりも、前記走査ミラーに近い側に配置されることを特徴とする請求項６に記載の共焦点光学装置。
8. 前記第３櫛歯部は、前記第１櫛歯部よりも、前記走査ミラーに近い側に配置されることを特徴とする請求項６に記載の共焦点光学装置。

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