JP2013192825A - 光走査型内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】製造時の歩留まりを改善しつつ、安定した光ファイバ先端部の進退駆動が可能な光走査型内視鏡を提供すること。
【解決手段】光走査型内視鏡が、光ファイバと、光ファイバの側面を押圧して屈曲させる複数のアクチュエータを備えるファイバ駆動部と、表面に配線パターンが形成された略円筒状のＭＩＤ部品であってファイバ駆動部を支持するマウント部材と、複数のアクチュエータのそれぞれに駆動信号を供給する制御回路と、配線パターンと制御回路とを電気的に接続する配線部材と、マウント部材を移動させるマウント駆動部とを備え、配線パターンは、一端部が第１電気接点を形成し、少なくとも他端部が複数のアクチュエータのそれぞれに電気的に接続される複数の第１パターンを含み、配線部材は、第１電気接点と接触する第２電気接点を備え、第１電気接点と第２電気接点は、マウント部材が移動するときに、互いに接触を維持した状態で摺動する。
【選択図】図８

Description

この発明は、光ファイバによって導光される光を観察部位に対して走査させ、その反射光又は蛍光を受光して画像化する光走査型内視鏡に関し、特に、光走査型内視鏡に搭載されるファイバ駆動部をＭＩＤ（Molded Interconnect Device）部品で構成した光走査型内視鏡に関する。

従来、走査型内視鏡システムの１つとして、走査型共焦点内視鏡システムが知られている（例えば、特許文献１）。走査型共焦点内視鏡システムは、薬剤が投与された生体組織にレーザ光を照射し、その生体組織から発せられる蛍光のうち、共焦点光学系の焦点位置と共役の位置に配置されたピンホールを介した成分のみを抽出することにより、その生体組織を、通常の内視鏡光学系によって得られる観察像より高倍率で観察可能にするものである。走査型共焦点内視鏡システムにおいては、生体組織に照射されるレーザ光を３次元に走査させることで、通常の内視鏡光学系によって得られる観察像の倍率では観察できないような微小な対象物を観察したり、生体組織の断層部を観察したりすることができるように構成されている。

また、近年、光ファイバによって導光される光を観察部位に対して渦巻状に走査させ、その反射光を受光して画像化する走査型内視鏡システムが提案されている（例えば、特許文献２〜４）。このような走査型内視鏡システムでは、シングルモード型の光ファイバを内視鏡内部に備えており、その基端部は、圧電アクチュエータによって片持ち梁状に保持される。そして、圧電アクチュエータは、振動の振幅を変調および増幅させながら、ファイバ先端部を固有振動数に従って２次元的に振動させて（共振させて）、光ファイバの先端部を渦巻状に駆動させる。その結果、光ファイバによって光源から導光された励起光が観察部位へ向けて渦巻状に照射され、その照射領域（走査領域）の画像が取得される。

そして、近年、特許文献２〜４に記載されているような、光を渦巻状に走査させる構成の走査型内視鏡システムを、特許文献１に記載されているような走査型共焦点内視鏡システムに適用することも提案されている（例えば、特許文献５）。

特開２００４−３２１７９２号公報 米国特許第６，８５６，７１２号明細書 米国特許第６，９５９，１３０号明細書 米国特許第６，９７５，８９８号明細書 特開２０１０−１６２０９０号公報

従来の光走査内視鏡における光ファイバの先端部の構成について、図１１を用いて説明する。図１１に示すように、光ファイバ２の先端部近辺には、ファイバ駆動部２３が設けられ、ファイバ駆動部２３は、マウント部材２２によって支持されて光走査内視鏡の挿入管（不図示）に固定される。ファイバ駆動部２３は、円筒形状をしており、円筒軸線に沿って光ファイバ２が挿通されている。また、ファイバ駆動部２３の円筒外周面には９０°毎に４つの圧電アクチュエータが形成されおり、各圧電アクチュエータの表面に形成された電極２３Ｘ、２３Ｘ’、２３Ｙ、２３Ｙ’に駆動信号が供給されることによって、光ファイバ２の先端部が屈曲するように構成されている。

ファイバ駆動部２３の各圧電アクチュエータに駆動信号を供給するためには、不図示の駆動回路と各圧電アクチュエータの電極２３Ｘ、２３Ｘ’、２３Ｙ、２３Ｙ’とを接続する必要があるため、リード線１２を各圧電アクチュエータの電極２３Ｘ、２３Ｘ’、２３Ｙ、２３Ｙ’の表面にハンダ付けしている。しかし、ファイバ駆動部２３の外径は極めて細いため（例えば、φ０．８ｍｍ）、その円筒外周面に９０°毎にリード線１２をハンダ付けする作業は、自動化が難しく、手作業によるハンダ付けは作業性（すなわち、歩留まり）の極めて悪いものとなっていた。

また、図１１に記載の光ファイバ先端部の構成を特許文献１に記載されているような走査型共焦点内視鏡システムに適用した場合、光ファイバの先端部を光ファイバの長手方向に沿って進退駆動させる必要があるため、リード線１２にはある程度の遊びを設ける必要がある。しかし、このリード線１２の遊びが、光ファイバ先端部の他の構成部品（例えば、光ファイバ先端部が収容される外筒管等）に干渉したり、挟まったりする虞もあり、進退駆動の安定性、及びファイバ駆動部と各圧電アクチュエータの接続の信頼性の観点からは、問題がある。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光走査型内視鏡の製造時の歩留まりを改善しつつ、光ファイバ先端部の進退駆動を安定して行うことが可能な光走査型内視鏡を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明の光走査型内視鏡は、入射端に入射する光を出射端まで導光し該出射端から出射する光ファイバと、光ファイバの出射端近辺に設けられ光ファイバの側面を光ファイバの長手方向に直交する方向に押圧して屈曲させる複数のアクチュエータを備えるファイバ駆動部と、表面に複数の配線パターンが形成された略円筒状のＭＩＤ（Molded Interconnect Device）部品であって円筒軸線に沿ってファイバ駆動部を支持するマウント部材と、複数のアクチュエータのそれぞれに駆動信号を供給し光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御する制御回路と、マウント部材の複数の配線パターンと制御回路とを電気的に接続する配線部材と、マウント部材を光ファイバの長手方向に沿って移動させるマウント駆動部とを備え、複数の配線パターンは、一端部がマウント部材の円筒外周面上に配置されて複数の第１電気接点を形成し、少なくとも、他端部がマウント部材の基端面で複数のアクチュエータのそれぞれに電気的に接続される複数の第１パターンを含み、配線部材は、複数の第１電気接点のそれぞれと接触する複数の第２電気接点を備え、複数の第１電気接点と複数の第２電気接点は、マウント部材が移動するときに、互いに接触を維持した状態で摺動することを特徴とする。

このような構成によれば、第１電気接点と第２電気接点との接触によって制御回路とアクチュエータが接続されるため、従来のようなリード線をアクチュエータにハンダ付けする工程がなくなり、組み立て作業性が飛躍的に向上する。また、第１電気接点と第２電気接点は、マウント部材が移動するときに互いに摺動するように構成されているため、従来のようなリード線を用いた構成のように、リード線の干渉や挟まり等の問題を考慮する必要もなく、光ファイバ２０２の先端部２０２ａの進退駆動を安定して（高い信頼性をもって）行うことが可能となる。

また、複数の第１電気接点又は複数の第２電気接点の少なくともいずれか一方が、光ファイバの長手方向に沿って所定の長さを有していることが好ましい。この場合、所定の長さは、マウント駆動部によって移動されるマウント部材の移動量よりも長いことが好ましい。

また、マウント部材は、該マウント部材の円筒外周面の基端面側の一部に平面部を備え、複数の第１電気接点が、平面部に配置される構成としてもよい。この場合、複数の第１電気接点のそれぞれは、平面部において、光ファイバの長手方向に直交する方向に沿って所定の間隔を空けて配置されることが好ましい。このような構成によれば、第１電気接点と第２電気接点とを平面上に構成できるため、両者の接続を安定かつ信頼性の高いものとすることができる。

また、複数の配線パターンは、他端部がマウント部材の先端面で機能部品に接続される複数の第２パターンを含む構成とすることができる。この場合、機能部品が、サーミスタであることが好ましい。このような構成によれば、光ファイバの出射端近辺に機能部品を追加したとしても新たな配線経路を確保する必要がなくなる。

また、配線部材が、フレキシブル基板であり、複数の第２電気接点は、フレキシブル基板から突出するように形成されたコンタクトピンであることが好ましい。

本発明の構成によれば、従来のようなリード線をアクチュエータにハンダ付けする工程がなくなるため、光走査型内視鏡の製造時の歩留まりが改善される。また、リード線の干渉や挟まりも発生しないため、安定かつ高い信頼性をもって光ファイバ先端部の進退駆動が可能な光走査型内視鏡が提供される。

本発明の実施形態を適用した光走査型内視鏡を有する光走査型内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の光走査型内視鏡に搭載される光走査ユニットの構成を概略的に示す図である。 本発明の実施形態の光走査型内視鏡に搭載される２軸アクチュエータの構成を概略的に示す断面図である。 光ファイバ先端の回転軌跡を示す図である。 光ファイバ先端のＸ（又はＹ）方向の変位量（振幅）と、サンプリング期間及び制動期間との関係を示す図である。 本発明の実施形態の光走査型内視鏡に搭載されるマウント部材周辺の斜視図である。 図６のマウント部材を基端面側から見たときの図である。 マウント部材とフレキシブル基板との対応関係を示す図である。 マウント部材にフレキシブル基板が配置された状態を示す図である。 マウント部材がＺ方向に移動する様子を説明する図である。 従来の光走査内視鏡における光ファイバの先端部の構成を説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る光走査型内視鏡を有する光走査型内視鏡装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の光走査型内視鏡装置１は、共焦点顕微鏡の原理を応用して設計されたシステムであり、高倍率かつ高解像度の被写体を観察するのに好適に構成されている。図１に示すように、光走査型内視鏡装置１は、プロセッサ１００、光走査型内視鏡２００、モニタ３００によって構成される。

プロセッサ１００は、光源１０２、光分波合波器（フォトカップラ）１０４、ダンパ１０６、ＣＰＵ１０８、ＣＰＵメモリ１１０、光ファイバ１１２、受光器１１４、映像信号処理回路１１６、画像メモリ１１８、映像信号出力回路１２０を有している。光走査型内視鏡２００は、光ファイバ２０２、光走査ユニット２２０、サブＣＰＵ２０６、サブメモリ２０８、走査ドライバ２１０を有している。

光源１０２は、ＣＰＵ１０８の駆動制御に従い、患者の体腔内に投与された薬剤を励起する励起光を出射する。励起光は、光分波合波器１０４に入射する。光分波合波器１０４のポートの１つには、光コネクタ１５２が結合している。光分波合波器１０４の不要ポートには、光源１０２から出射された励起光を無反射終端するダンパ１０６が結合している。前者のポートに入射した励起光は、光コネクタ１５２を通過して光走査型内視鏡２００内に配置された光学系に入射する。

光ファイバ２０２の基端は、光コネクタ１５２を通じて光分波合波器１０４と光学的に結合している。光ファイバ２０２の先端は、光走査型内視鏡２００の先端部に組み込まれた光走査ユニット２２０内に収められている。光分波合波器１０４から出射された励起光は、光コネクタ１５２を通過して光ファイバ２０２の基端に入射後、光ファイバ２０２を伝送して光ファイバ２０２の先端から出射される。

図２は、光走査ユニット２２０の構成を概略的に示す図である。以下、光走査ユニット２２０を説明する便宜上、光走査ユニット２２０の長手方向をＺ方向と定義し、Ｚ方向に直交しかつ互いに直交する２方向をＸ方向、Ｙ方向と定義する。図２に示されるように、光走査ユニット２２０は、各種構成部品を収容する金属製の中空管２２１を有している。中空管２２１は、中空管２２１の内壁面形状に対応する外壁面形状を持つ円筒状のマウント部材２２２を同軸（Ｚ方向）にスライド自在に保持している。光ファイバ２０２は、２軸アクチュエータ２２３（ファイバ駆動部）、マウント部材２２２を介して中空管２２１内に収容支持されており、一種の点光源として機能する。点光源である先端２０２ａの位置は、ＣＰＵ１０８による制御に基づいて周期的に変化する。

サブメモリ２０８（図１）は、光走査型内視鏡２００の識別情報や各種プロパティ等のプローブ情報を格納している。サブＣＰＵ２０６は、システム起動時にサブメモリ２０８からプローブ情報を読み出して、プロセッサ１００と光走査型内視鏡２００とを電気的に接続する電気コネクタ１５４を介してＣＰＵ１０８に送信する。ＣＰＵ１０８は、送信されたプローブ情報をＣＰＵメモリ１１０に格納する。ＣＰＵ１０８は、格納したプローブ情報を必要時に読み出して光走査型内視鏡２００の制御に必要な信号を生成して、サブＣＰＵ２０６に送信する。サブＣＰＵ２０６は、ＣＰＵ１０８から送信された制御信号に従って走査ドライバ２１０に必要な設定値を指定する。

走査ドライバ２１０は、指定された設定値に応じたドライブ信号を生成して、光ファイバ２０２の先端２０２ａ付近の外周面に接着固定された筒状の２軸アクチュエータ２２３を駆動する。図３は、２軸アクチュエータ２２３の構成を概略的に示す断面図である。図３に示すように、２軸アクチュエータ２２３は、光ファイバ２０２を中心として、一対のＸ軸用電極（図中「２２３Ｘ」、「２２３Ｘ’」）及びＹ軸用電極（図中「２２３Ｙ」、「２２３Ｙ’」）を圧電体上に形成した圧電アクチュエータであり、各電極がそれぞれ独立した４つのアクチュエータを構成している。なお、本実施形態においては、走査ドライバ２１０からのドライブ信号は、走査ドライバ２１０とマウント部材２２２とを接続するフレキシブル基板２１２（図２）、およびマウント部材２２２上に形成された配線パターンＰ１〜Ｐ４を介して、各圧電アクチュエータの電極２２３Ｘ、２２３Ｘ’、２２３Ｙ、２２３Ｙ’に供給される（詳細は後述）。

走査ドライバ２１０は、交流電圧Ｘ（ドライブ信号）を２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘ、２２３Ｘ’間に印加して圧電体をＸ方向に共振させると共に、交流電圧Ｘと同一周波数であって位相が直交する交流電圧Ｙ（ドライブ信号）をＹ軸用電極間２２３Ｙ、２２３Ｙ’間に印加して圧電体をＹ方向に共振させる。交流電圧Ｘ、Ｙはそれぞれ、振幅が時間に比例して線形に増加して、時間（Ｘ）、（Ｙ）かけて実効値（Ｘ）、（Ｙ）に達する電圧として定義される。光ファイバ２０２の先端２０２ａは、２軸アクチュエータ２２３によるＸ方向、Ｙ方向への運動エネルギーが合成されることにより、Ｘ−Ｙ平面に近似する面（以下、「ＸＹ近似面」と記す。）上において中心軸ＡＸを中心に渦巻状のパターンを描くように回転する。先端２０２ａの回転軌跡は、印加電圧に比例して大きくなり、実効値（Ｘ）、（Ｙ）の交流電圧が印加された時点で最も大きい径を有する円の軌跡を描く。図４に、ＸＹ近似面上の先端２０２ａの回転軌跡を示す。なお、先端２０２ａの回転軌跡は、２軸アクチュエータ２２３の周辺の温度によって多少変化するため（すなわち、温度特性を有するため）、本実施形態においては、中空管２２１内にヒーター（不図示）を備え、マウント部材２２２の先端面に配置したサーミスタ２２５（図２）で温度をモニタしながら、ヒーターを制御し、２軸アクチュエータ２２３の周辺の温度が一定（例えば、４２℃）となるようにしている。後述するように、サーミスタ２２５及びヒーターは、フレキシブル基板２１２を介して、サブＣＰＵ２０６に接続され、サブＣＰＵ２０６によって温度制御がなされる。

光源１０２から出射される励起光は、２軸アクチュエータ２２３への交流電圧の印加開始直後から印加停止までの期間中、光ファイバ２０２の先端２０２ａから出射される。以下、説明の便宜上、この期間を「サンプリング期間」と記す。サンプリング期間が経過して２軸アクチュエータ２２３への交流電圧の印加が停止すると、光ファイバ２０２の振動が減衰する。ＸＹ近似面上における先端２０２ａの円運動は、光ファイバ２０２の振動の減衰に伴って収束し、所定時間後に中心軸ＡＸ上で停止する。以下、説明の便宜上、サンプリング期間が終了してから先端２０２ａが中心軸ＡＸ上に停止するまでの期間（より正確には、中心軸ＡＸ上での停止を保証するため、停止までに要する計算上の時間より僅かに長い期間）を「制動期間」と記す。一フレームに対応する期間は、一つのサンプリング期間と一つの制動期間で構成される。制動期間を短縮するため、制動期間の初期段階に２軸アクチュエータ２２３に逆相電圧を印加して制動トルクを積極的に加えてもよい。図５に、ＸＹ近似面上における光ファイバ２０２の先端２０２ａのＸ（又はＹ）方向の変位量（振幅）と、サンプリング期間及び制動期間との関係を示す。

光ファイバ２０２の先端２０２ａの前方には、対物光学系２２４が設置されている（図２）。対物光学系２２４は、複数枚の光学レンズで構成されており、図示省略されたレンズ枠を介して中空管２２１に保持されている。レンズ枠は、中空管２２１の内部において、マウント部材２２２と相対的に固定され支持されている。そのため、レンズ枠に保持された光学レンズ群は、中空管２２１の内部をマウント部材２２２と一体となってＺ方向にスライドする。

中空管２２１の基端側内面には、Ｚ方向に延びる回転軸２２６ａを備えたモータ２２６が取り付けられている。回転軸２２６ａは、いわゆるボールねじのねじ軸であり、ボールねじのナット部（不図示）がマウント部材２２２に取付けられている。走査ドライバ２１０は、サブＣＰＵ２０６が指定した設定値に応じたドライブ信号を生成して、モータ２６６を制御する。モータ２２６は、入力されるドライブ信号に応じてマウント部材２２２を光ファイバ２０２ごとＺ方向に進退させる。

光ファイバ２０２の先端２０２ａを出射した励起光は、対物光学系２２４を透過して被写体の表面でスポットを形成する。スポット形成位置は、点光源である先端２０２ａの進退に応じてＺ軸方向に変位する。すなわち、光走査ユニット２２０は、２軸アクチュエータ２２３による先端２０２ａのＸＹ近似面上の周期的な円運動とＺ方向の進退を併せることで、被写体を三次元走査する。

光ファイバ２０２の先端２０２ａは、対物光学系２２４の前側焦点位置に配置されているため、共焦点ピンホールとして機能する。従って、先端２０２ａには、励起光により励起された被写体の散乱成分（蛍光）のうち先端２０２ａと光学的に共役な集光点からの蛍光のみが入射する。蛍光は、光ファイバ２０２によって伝搬され、光コネクタ１５２を通過して光分波合波器１０４に入射する。光分波合波器１０４は、入射した蛍光を光源１０２から出射される励起光と分離して光ファイバ１１２に導く。蛍光は、光ファイバ１１２を伝搬して受光器１１４で検出される。受光器１１４には、微弱な光を低ノイズで検出するため、例えば光電子増倍管等の高感度光検出器が用いられる。
検出信号

受光器１１４によって生成された検出信号は、映像信号処理回路１１６に入力される。映像信号処理回路１１６は、ＣＰＵ１０８の制御下で動作し、検出信号を一定のレートでサンプルホールド及びＡＤ変換してデジタル検出信号を得る。ここで、サンプリング期間中の光ファイバ２０２の先端２０２ａの位置（軌跡）が決まると、当該位置に対応する観察領域（走査領域）中のスポット形成位置、当該スポット形成位置からの戻り光（反射光）を検出してデジタル検出信号を得る信号取得タイミング（以下、「サンプリング点」という）がほぼ一義的に決まる。従って、映像信号処理回路１１６は、走査ドライバ２１０を制御するための信号に基づいて、照射光のスポット形成位置及びサンプリング点を推定し、当該サンプリング点に対応する画像上の位置（モニタ３００に表示される内視鏡画像の画素位置）を求め、この画像上の位置に対応する画像メモリ２６のアドレスに、デジタル検出信号を格納する。このように、映像信号処理回路１１６は、各点像の空間的配列によって構成される画像データを画像メモリ１１８にフレーム単位でバッファリングする。

バッファリングされた画像データは、所定のタイミングで画像メモリ１１８から映像信号出力回路１２０に掃き出されて、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）やＰＡＬ（Phase Alternating Line）等の所定の規格に準拠した映像信号に変換されてモニタ３００に出力される。かくして、モニタ３００の表示画面には、高倍率かつ高解像度の被写体の三次元共焦点画像（内視鏡画像）が表示される。

上述したように、本実施形態の光走査型内視鏡２００においては、走査ドライバ２１０からのドライブ信号を２軸アクチュエータ２２３の各圧電アクチュエータの電極２２３Ｘ、２２３Ｘ’、２２３Ｙ、２２３Ｙ’に供給することで、光ファイバ２０２の先端部２０２ａを渦巻状に回転駆動させている。従って、走査ドライバ２１０と各圧電アクチュエータの電極２２３Ｘ、２２３Ｘ’、２２３Ｙ、２２３Ｙ’とを電気的に接続する必要があるが、２軸アクチュエータ２２３の外径は極めて細く構成されているため（例えば、φ０．８ｍｍ）、リード線を直接各圧電アクチュエータの電極２２３Ｘ、２２３Ｘ’、２２３Ｙ、２２３Ｙ’にハンダ付けすることは極めて困難な作業となる。また、仮にリード線を直接各圧電アクチュエータの電極２２３Ｘ、２２３Ｘ’、２２３Ｙ、２２３Ｙ’にハンダ付けしたとしても、本実施形態においては、マウント部材２２２に支持された２軸アクチュエータ２２３がマウント部材２２２共にＺ方向に移動するため、リード線にある程度の遊びを設ける必要があり、この遊びのためにリード線が他の構成部品に干渉したり、挟まったりすることも考えられる。そこで、本実施形態においては、マウント部材２２２を、表面に配線パターンを形成可能な樹脂成形部品（以下、「ＭＩＤ（Molded Interconnect Device）部品」という。）として構成し、さらに走査ドライバ２１０とマウント部材２２２とをフレキシブル基板２１２を介して接続することにより、かかる問題を解決している。

図６は、本実施形態のマウント部材２２２周辺の斜視図である。また、図７は、マウント部材２２２を基端面２２２ａ側（光ファイバ２０２の基端側）から見たときの図である。なお、図６及び図７においては、図面を見やすくするために、中空管２２１、対物光学系２２４およびフレキシブル基板２１２を省略して示している。図６及び図７に示すように、マウント部材２２２は、略円筒状のＭＩＤ部品であり、基端面２２２ａと先端面２２２ｂを貫通するように円筒軸線に沿って形成された貫通孔２２２ｃを備えている。貫通孔２２２ｃの内径は、２軸アクチュエータ２２３の外径よりわずかに大きな外径となっており、光ファイバ２０２の先端部２０２ａに固定された２軸アクチュエータ２２３を貫通孔２２２ｃに貫入することで、２軸アクチュエータ２２３と光ファイバ２０２がマウント部材２２２内に支持、固定される。

マウント部材２２２の円筒外周面の基端面２２２ａ側の一部には、基端面２２２ａと連続する平面部２２２ｄが形成されている。また、平面部２２２ｄの先端面２２２ｂ側には、平面部２２２ｄに対して垂直に立ち上がり円筒外周面に連続する段差部２２２ｅが形成されている。

マウント部材２２２の表面には、配線パターンＰ１〜Ｐ４が形成されている。配線パターンＰ１〜Ｐ４の基端部は、平面部２２２ｄ上でそれぞれＹ方向に沿って所定の間隔を空けて並べられており、平面部２２２ｄ上の中央部やや基端面２２２ａ側の位置からＺ方向に沿って基端面２２２ａ側に延び、所定長の電気接点を形成している。配線パターンＰ１は、平面部２２２ｄから基端面２２２ａの貫通孔２２２ｃの左下側の位置（図７）に延びている。また、配線パターンＰ１の先端部は、貫通孔２２２ｃとの境界Ｓ付近で２軸アクチュエータ２２３のＹ軸用電極２２３Ｙ’とハンダ付けされている。配線パターンＰ２は、平面部２２２ｄから基端面２２２ａの貫通孔２２２ｃの左上側の位置（図７）に延びている。また、配線パターンＰ２の先端部は、貫通孔２２２ｃとの境界Ｓ付近で２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘとハンダ付けされている。配線パターンＰ３は、平面部２２２ｄから基端面２２２ａの貫通孔２２２ｃの右上側の位置（図７）に延びている。また、配線パターンＰ３の先端部は、貫通孔２２２ｃとの境界Ｓ付近で２軸アクチュエータ２２３のＹ軸用電極２２３Ｙとハンダ付けされている。配線パターンＰ４は、平面部２２２ｄから基端面２２２ａの貫通孔２２２ｃの右下側の位置（図７）に延びている。また、配線パターンＰ４の先端部は、貫通孔２２２ｃとの境界Ｓ付近で２軸アクチュエータ２２３のＸ軸用電極２２３Ｘ’とハンダ付けされている。このように、２軸アクチュエータ２２３の各電極２２３Ｘ、２２３Ｘ’、２２３Ｙ、２２３Ｙ’は、マウント部材２２２の基端面２２２ａで配線パターンＰ１〜Ｐ４に電気的に接続され、平面部２２２ｄ上に引き出されている。なお、配線パターンＰ１〜Ｐ４の基端部に形成される電気接点のＺ方向の長さは、マウント部材２２２のＺ方向の移動量よりも長くなるように構成されている（詳細は後述）。

また、マウント部材２２２の表面には、機能部品を搭載するための配線パターンＰ５〜Ｐ８が形成されている。配線パターンＰ５〜Ｐ８の基端部は、平面部２２２ｄ上でそれぞれＹ方向に沿って所定の間隔を空けて並べられており、平面部２２２ｄ上の中央部やや先端面２２２ｂ側の位置からＺ方向に沿って先端面２２２ｂ側に延び、所定長の電気接点を形成している。配線パターンＰ６は、平面部２２２ｄから段差部２２２ｅ、マウント部材２２２の円筒外周面を通り、先端面２２２ｂの上側に延びている（図６）。また、配線パターンＰ７は、平面部２２２ｄから段差部２２２ｅ、マウント部材２２２の円筒外周面を通り、先端面２２２ｂの上側に延びている（図６）。配線パターンＰ６の先端部と配線パターンＰ７の先端部は、マウント部材２２２の先端面２２２ｂ上で所定の間隔を空けて対向しており、サーミスタ２２５の端子がそれぞれハンダ付けされている。すなわち、サーミスタ２２５の端子は、配線パターンＰ６及びＰ７によって、平面部２２２ｄ上に引き出されている。配線パターンＰ５及びＰ８は、それぞれ平面部２２２ｄからマウント部材２２２の円筒外周面を通り、先端面２２２ｂの下側に延びている（図６）。配線パターンＰ５の先端部と配線パターンＰ８の先端部は、先端面２２２ｂ上で所定の間隔を空けて対向しており、サーミスタ等の機能部品の端子をハンダ付けできるように構成されている。なお、本実施形態においては、配線パターンＰ５と配線パターンＰ８は、機能部品を搭載するための予備パターンであり、両パターン間に機能部品は搭載されていない。このように、マウント部材２２２の先端面２２２ｂに搭載される機能部品の各端子は、配線パターンＰ５〜Ｐ８の先端部で電気的に接続され、平面部２２２ｄ上に引き出されている。なお、配線パターンＰ５〜Ｐ８の基端部に形成される電気接点のＺ方向の長さは、マウント部材２２２のＺ方向の移動量よりも長くなるように構成されている（詳細は後述）。

このように、本実施形態のマウント部材２２２に形成された配線パターンＰ１〜Ｐ８は、２軸アクチュエータ２２３の各圧電アクチュエータの電極２２３Ｘ、２２３Ｘ’、２２３Ｙ、２２３Ｙ’及びマウント部材２２２に搭載される機能部品（サーミスタ２２５）の端子を平面部２２２ｄ上に引き出し、電気接点を構成している。従って、各圧電アクチュエータの電極２２３Ｘ、２２３Ｘ’、２２３Ｙ、２２３Ｙ’及び機能部品に必要な信号（及び電源）を供給するフレキシブル基板２１２を平面部２２２ｄ上に配置し、各電気接点と接続すれば、２軸アクチュエータ２２３の各圧電アクチュエータの電極２２３Ｘ、２２３Ｘ’、２２３Ｙ、２２３Ｙ’と走査ドライバ２１０とが電気的に接続され、またマウント部材２２２に搭載された機能部品の端子がサブＣＰＵ２０６に電気的に接続される。

図８は、平面部２２２ｄ上の各電気接点とフレキシブル基板２１２との対応関係を示す図である。また、図９は、平面部２２２ｄ上にフレキシブル基板２１２が配置された状態を示す図である。図８及び９に示すように、フレキシブル基板２１２は、先端部にリジッド基板２１２ａとコンタクトピン２１２ｂを備えており、リジッド基板２１２ａの下面が平面部２２２ｄと対向するように配置される。リジッド基板２１２ａは、例えば、ガラスエポキシ等の硬い材質からなり、フレキシブル基板２１２の先端部に接着によって固定されている。コンタクトピン２１２ｂは、平面部２２２ｄ上の各電気接点と接触する電気接点であり、平面部２２２ｄ上の各電気接点に一対一で対応するように、リジッド基板２１２ａの所定の位置に設けられる。コンタクトピン２１２ｂの先端は、半球形状をしており、リジッド基板２１２ａの下面から所定量（例えば、０．２ｍｍ）突出している。また、コンタクトピン２１２ｂは、リジッド基板２１２ａ及びフレキシブル基板２１２を貫通しており、フレキシブル基板２１２の上面側（リジッド基板２１２ａと対向する面の裏側）でフレキシブル基板２１２の各配線、すなわち、２軸アクチュエータ２２３の各圧電アクチュエータの電極２２３Ｘ、２２３Ｘ’、２２３Ｙ、２２３Ｙ’と走査ドライバ２１０とを結ぶ配線、及び、マウント部材２２２に搭載された機能部品の端子とサブＣＰＵ２０６とを結ぶ配線にそれぞれハンダ付けされている。従って、図９に示すように、フレキシブル基板２１２が平面部２２２ｄ上に配置されたとき、各コンタクトピン２１２ｂと平面部２２２ｄ上の各電気接点（配線パターンＰ１〜Ｐ８）は点接触し、２軸アクチュエータ２２３の各圧電アクチュエータの電極２２３Ｘ、２２３Ｘ’、２２３Ｙ、２２３Ｙ’と走査ドライバ２１０とが電気的に接続され、またマウント部材２２２に搭載された機能部品の端子がサブＣＰＵ２０６に電気的に接続される。

このように、フレキシブル基板２１２を平面部２２２ｄ上に配置した状態で、マウント部材２２２を含む光ファイバ２０２先端部分は中空管２２１内に挿入される（図２）。中空管２２１の内周面のフレキシブル基板２１２の上面と対向する位置には、突起部（不図示）が形成されており、光ファイバ２０２先端部分は中空管２２１内に挿入された時に、突起部がフレキシブル基板２１２の上面に当接してフレキシブル基板２１２を平面部２２２ｄに対して押しつけ、各コンタクトピン２１２ｂと平面部２２２ｄ上の各電気接点（配線パターンＰ１〜Ｐ８）とが電気的に接続する（すなわち、接触する）ように構成されている。なお、本実施形態においては、光ファイバ２０２先端部分が中空管２２１内に挿入された状態で、フレキシブル基板２１２の基端部を固定し、フレキシブル基板２１２の先端部がＺ方向に移動しないようになっている。

図１０は、マウント部材２２２のＺ方向の移動の様子を説明する図である。図１０（ａ）は、マウント部材２２２（すなわち、光ファイバ２０２の先端部２０２ａ）がＺ方向に最も後退した状態を示す図であり、図１０（ｂ）は、マウント部材２２２が、Ｚ方向に最も前進した状態を示す図である。また、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）のα部の拡大図であり、図１０（ｄ）は、図１０（ｂ）のβ部の拡大図である。上述したように、本実施形態のマウント部材２２２は、中空管２２１内に設けられたモータ２２６の回転により、中空管２２１内をＺ方向に（すなわち、図１０（ａ）に示す状態と、図１０（ｂ）に示す状態の間で）移動するように構成されている。上述したように、本実施形態においては、配線パターンＰ１〜Ｐ８の一端部に形成される電気接点のＺ方向の長さは、マウント部材２２２のＺ方向の移動量よりも長くなるように構成されており、マウント部材２２２がＺ方向に最も後退したとき（すなわち、図１０（ａ）の状態のとき）、各コンタクトピン２１２ｂは、対応する各電気接点（配線パターンＰ１〜Ｐ８）の先端面２２２ｂ側の位置で各電気接点に接触し（図１０（ｃ））、マウント部材２２２がＺ方向に最も前進したとき（すなわち、図１０（ｂ）の状態のとき）、各コンタクトピン２１２ｂは、対応する各電気接点の基端面２２２ａ側の位置で各電気接点に接触する（図１０（ｄ））。すなわち、マウント部材２２２がＺ方向の移動することにより、マウント部材２２２とフレキシブル基板２１２の相対的な位置関係が変化するが、各コンタクトピン２１２ｂは、各電気接点上を滑るように移動し、各電気接点（配線パターンＰ１〜Ｐ８）との接続関係は常に維持される。

このように、本実施形態においては、マウント部材２２２を、表面に配線パターンを形成可能なＭＩＤ部品で構成し、さらに走査ドライバ２１０とマウント部材２２２とをフレキシブル基板２１２を介して接続することにより、従来のリード線をなくしている。従って、従来のように、２軸アクチュエータ２２３の円筒外周面に９０°毎に配置された各圧電アクチュエータの電極２２３Ｘ、２２３Ｘ’、２２３Ｙ、２２３Ｙ’に直接リード線をハンダ付けする必要がないため、組み立て作業性が飛躍的に向上する。また、リード線がなくなるため、リード線の干渉や挟まり等の問題を考慮する必要もなく、光ファイバ２０２の先端部２０２ａの進退駆動を安定して行うことが可能となる。

以上が本実施形態の説明であるが、本発明は、本実施形態の構成に限定されるものではなく、技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。例えば、本実施形態においては、マウント部材２２２上に形成した平面部２２２ｄ上で、各電気接点（配線パターンＰ１〜Ｐ８）とフレキシブル基板２１２のコンタクトピン２１２ｂ（すなわち、配線）が接続される構成としてが、この構成に限定されるものではなく、例えば、マウント部材２２２の円筒外周面上に各電気接点を配置することも可能である。この場合、フレキシブル基板２１２は、マウント部材２２２の円筒外周面上を覆い、各電気接点と当接（接触）するようなコンタクトピン（又は配線パターン）を内周面に備えた管状の基板とすることができる。

また、本実施形態においては、コンタクトピン２１２ｂがフレキシブル基板２１２側にあるものとして説明したが、マウント部材２２２側にあってもよい。例えば、半球状のコンタクトピンをマウント部材２２２の平面部２２２ｄにハンダ付けすれば、フレキシブル基板２１２側にはコンタクトピンと当接する配線パターンのみ形成すればよい。また、この場合、フレキシブル基板の先端をコンタクトピンと当接する配線パターンが形成されたＭＩＤ部品で構成することもできる。

また、本実施形態においては、光走査型内視鏡が共焦点内視鏡であるとして説明したが、被写体を三次元走査する（すなわち、光ファイバ２０２の先端部２０２ａを進退駆動する）する構成のものであれば、共焦点内視鏡に限らず適用可能である。

１ 光走査型内視鏡装置
１００ プロセッサ
１０２ 光源
１０４ 光分波合成器
１０６ ダンパ
１０８ ＣＰＵ
１１０ ＣＰＵメモリ
１１２ 光ファイバ
１１４ 受光器
１１６ 映像信号処理回路
１１８ 画像メモリ
１２０ 映像信号出力回路
２００ 光走査型内視鏡
２０２ 光ファイバ
２０６ サブＣＰＵ
２０８ サブメモリ
２１０ 走査ドライバ
２１２ フレキシブル基板
２２０ 光走査ユニット
２２１ 中空管
２２２ マウント部材
２２３ ２軸アクチュエータ
２２４ 対物光学系
２２５ サーミスタ
２２６ モータ
３００ モニタ

Claims (8)

1. 入射端に入射する光を出射端まで導光し、該出射端から出射する光ファイバと、
   前記光ファイバの出射端近辺に設けられ、前記光ファイバの側面を前記光ファイバの長手方向に直交する方向に押圧して屈曲させる複数のアクチュエータを備えるファイバ駆動部と、
   表面に複数の配線パターンが形成された略円筒状のＭＩＤ（Molded Interconnect Device）部品であって、円筒軸線に沿って前記ファイバ駆動部を支持するマウント部材と、
   前記複数のアクチュエータのそれぞれに駆動信号を供給し、前記光ファイバの屈曲量及び屈曲方向を制御する制御回路と、
   前記マウント部材の前記複数の配線パターンと前記制御回路とを電気的に接続する配線部材と、
   前記マウント部材を前記光ファイバの長手方向に沿って移動させるマウント駆動部と、
   を備え、
   前記複数の配線パターンは、一端部が前記マウント部材の円筒外周面上に配置されて、複数の第１電気接点を形成し、少なくとも、他端部が前記マウント部材の基端面で前記複数のアクチュエータのそれぞれに電気的に接続される複数の第１パターンを含み、
   前記配線部材は、前記複数の第１電気接点のそれぞれと接触する複数の第２電気接点を備え、
   前記複数の第１電気接点と前記複数の第２電気接点は、前記マウント部材が移動するときに、互いに接触を維持した状態で摺動する
   ことを特徴とする光走査型内視鏡。
2. 前記複数の第１電気接点又は前記複数の第２電気接点の少なくともいずれか一方が、前記光ファイバの長手方向に沿って所定の長さを有し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。
3. 前記所定の長さは、前記マウント駆動部によって移動される前記マウント部材の移動量よりも長いことを特徴とする請求項２に記載の光走査型内視鏡。
4. 前記マウント部材は、該マウント部材の円筒外周面の前記基端面側の一部に平面部を備え、前記複数の第１電気接点が、前記平面部に配置され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。
5. 前記複数の第１電気接点のそれぞれは、前記平面部において、前記光ファイバの長手方向に直交する方向に沿って所定の間隔を空けて配置されることを特徴とする請求項４に記載の光走査型内視鏡。
6. 前記複数の配線パターンは、他端部が前記マウント部材の先端面で機能部品に接続される複数の第２パターンを含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光走査型内視鏡。
7. 前記機能部品が、サーミスタであることを特徴とする請求項６に記載の光走査型内視鏡。
8. 前記配線部材が、フレキシブル基板であり、前記複数の第２電気接点は、前記フレキシブル基板から突出するように形成されたコンタクトピンであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光走査型内視鏡。

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