(57)【要約】【課題】汎用性に優れ、簡単かつ廉価に構成できる光駆動装置を提供する。【解決手段】変位可能な被駆動部１０に結合され、光異性化により空間的構造が可逆的に変化するフォトメカニカル駆動部２０を備え、フォトメカニカル駆動部２０への光駆動光の入射によるフォトメカニカル駆動部２０の変化により、導光部１０を変位させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変位可能な被駆動部に結合され、光異性化により空間的構造が可逆的に変化するフォトメカニカル駆動部を備え、
前記フォトメカニカル駆動部への光駆動光の入射による該フォトメカニカル駆動部の変化により、前記導光部を変位させる、光駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光駆動装置において、
前記被駆動部を異なる方向に変位させるように、前記フォトメカニカル駆動部が前記被駆動部に複数個結合されている、光駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光駆動装置において、
前記フォトメカニカル駆動部を可逆的に変化させる少なくとも２波長の前記光駆動光を射出する光駆動光源部と、
該光駆動光源部からの前記光駆動光を前記フォトメカニカル駆動部に伝送する導入光学系と、をさらに備える、光駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光駆動装置において、
前記光駆動光源部は、２波長の前記光駆動光を時系列に切り替えて前記導入光学系に導入する、光駆動装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の光駆動装置において、
前記光駆動光源部は、射出する２波長の前記光駆動光の強度又は時間が可変である、光駆動装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかに記載の光駆動装置において、
２波長の前記光駆動光は、一方が４００ｎｍ以上の長波長であり、他方が４００ｎｍより短波長である、光駆動装置。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれかに記載の光駆動装置において、
前記光駆動光源部は、１つの光駆動レーザ光源を備え、該光駆動レーザ光源から射出される基本波の異なる倍数波を２波長の前記光駆動光とする、光駆動装置。
【請求項８】
請求項３乃至７のいずれかに記載の光駆動装置において、
前記導入光学系は着脱可能である、光駆動装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の光駆動装置において、
前記被駆動部は導光部からなる、光駆動装置。
【請求項１０】
請求項３乃至８のいずれかに記載の光駆動装置において、
前記被駆動部は導光部からなり、
前記導光部から射出される光が照射される被照射部からの光応答信号を検出する光検出器をさらに備える、光駆動装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光駆動装置において、
前記光駆動光源部を制御して前記フォトメカニカル駆動部へ前記光駆動光を入射させるとともに、前記光駆動光源部の制御に同期して前記光検出器の出力を処理する制御部をさらに備える、光駆動装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光駆動装置において、
前記制御部は、前記導光部の変位に対応させて前記光検出器の出力を表示する、光駆動装置。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれかに記載の光駆動装置において、
前記光検出器は、前記光応答信号として散乱光又は蛍光を検出する、光駆動装置。
【請求項１４】
請求項１乃至８のいずれかに記載の光駆動装置において、
前記被駆動部は薬剤導入管からなる、光駆動装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載の光駆動装置において、
前記フォトメカニカル駆動部は、サリチリデンアニリン、フルギド、アゾベンゼン、ジアリールエテン、スピロピラン、ビスイミダゾールとそれら分子の誘導体を有するフォトクロミック層を備える、光駆動装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の光駆動装置において、
前記フォトクロミック層はバルク状で、少なくとも一面に光学平面を有する、光駆動装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の光駆動装置において、
前記光学平面の面精度は、前記光駆動光の波長の１／４以上である、光駆動装置。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載の光駆動装置において、
前記光学平面に異なる光学部材が接合されている、光駆動装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の光駆動装置において、
前記光学部材が光学薄膜である、光駆動装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の光駆動装置において、
前記光学薄膜がスパッタ又は蒸着により形成されている、光駆動装置。
【請求項２１】
請求項１乃至２０のいずれかに記載の光駆動装置において、
前記被駆動部及び前記フォトメカニカル駆動部は着脱可能に装着されている、光駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、検査医療機器として内視鏡が知られている。内視鏡は、人体の内部を低侵襲で検査をするとう目的で開発された技術である。初期は、非可撓性の管、いわゆる硬性鏡を通して体内を観察する器具としてスタートした。その後、曲がっていても光を端から端へそのまま伝える特性を有するガラス繊維を内視鏡に取り入れることで、体腔内を直接目視できる軟性鏡が開発された。いわゆる、「ファイバスコープ」が登場した。
【０００３】
ファイバスコープは、照明光源からの照明光を光導入用ファイバにより導光して体腔内を照明し、患部からの散乱光を複数のバンドル状に束ねた受光用ファイバ（ファイババンドル）で受光して画像を転送する。ファイババンドルは、各ファイバが画素を構成して全体画像を形成する。これにより、医師による動的な分析が可能となり、より高度な診断の道が拓かれた。その後、内視鏡先端部にＣＣＤが搭載された「ビデオスコープ（電子スコープ）」が開発され、テレビモニターに被検部（病変部等）の画像が映し出せるようになった。
【０００４】
電子スコープは、これまで見ることのできなかった被検部の状態をテレビモニターに画像として映し出せるので、複数の医師や看護士も同時に見ることができる。これにより、安全性も向上し、見落としも少なくなり、診断の精度が飛躍的に向上した。また、画像処理が可能になり、画像の鮮鋭度を高める処理や、特定の色信号を強調することで被検部を見易くする処理ができるようになり、内視鏡による診断の可能性を広げる結果をもたらした。
【０００５】
しかし、このように機能改善された内視鏡であっても、いまだ大きな技術課題が存在する。それは、電子スコープであっても、体内に内視鏡を挿入する際に被験者に負担を与えることである。この課題に対して、内視鏡の径を細くする努力がなされている。その一つの取り組みとして、例えば１本の光ファイバからの照明光によって被検部を走査する、すなわち光を駆動する試みが始まっている。
【０００６】
具体的には、１本の光ファイバから伝送される照明光を、集光レンズにより被験部に集光する。被検部から散乱或いは発光する信号光は、同じレンズで捕集して、同じ光ファイバで照明光とは逆方向に伝送する。あるいは、被検部からの信号光は、受光用の複数の光ファイバで受光して伝送する。伝送された信号光は、光電変換されて被験部の１画素に対応する情報信号としてストアーする。１本の光ファイバからの照明光は、二次元的な空間画像を得るため空間走査される。これは、走査型内視鏡と呼ばれている。
【０００７】
これまでに提案された走査型内視鏡には、主に３種類の方式がある。第１の方式は、コイル及び磁石を用いる電磁方式により光ファイバ先端部を空間的に揺動させるものである（例えば、特許文献１参照）。第２の方式は、圧電素子を用いる圧電方式により光ファイバ先端部を揺動させるものである（例えば、特許文献２参照）。第３の方式は、内視鏡の先端部にＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）光スキャナを搭載して、光ファイバから射出される照明光の反射方向を偏向するＭＥＭＳ方式である（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００８−５１４９７０号公報
【特許文献２】特表２０１０−５２７０２８号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】年吉  洋、中田宗樹、藤田博之、両澤  敦、諫本圭史、鄭  昌鎬、「ＭＥＭＳ技術による光ファイバ内視鏡」、日本工業出版光アライアンス、２００７年１２月号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の各方式には、技術的な課題がある。例えば、電磁方式では、高電流を伴うパルスをコイルに印加する必要があることから、使用中に、体内で２次電磁場パルスが発生する。そのため、ペースメーカーを装着した被験者には、ペースメーカーの誤動作を誘発し、使用が制限されることが想定される。
【００１１】
また、圧電方式は、圧電素子そのもの組成に課題がある。すなわち、多くの圧電素子には、時間応答性や駆動力を向上させるために、人体に有害な鉛が含有されている。近年では、鉛を含有しない圧電素子も開発が進んでいるが、圧電素子は時間応答性において機能が低いことが否めない。
【００１２】
ＭＥＭＳ方式は、ＭＥＭＳ光スキャナが極めて高精度であり、先端複合技術をベースにした高度な加工・組み立て・制御技術が要求される（例えば、http://www.marubun-zaidan.jp/pdf/h20_toshiy.pdf参照）。そのため、作製に莫大な生産設備や精密計測設備が要求され、コストアップを招くことが懸念される。また、ＭＥＭＳ光スキャナは、光ファイバに対してサイズが大きくなるため、内視鏡先端部の細径化が十分図れない。
【００１３】
したがって、上述した事情に鑑みてなされた本発明の目的は、汎用性に優れ、簡単かつ廉価に構成できる光駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する本発明に係る光駆動装置は、
変位可能な被駆動部に装着され、光異性化により空間的構造が可逆的に変化するフォトメカニカル駆動部を備え、
前記フォトメカニカル駆動部への光駆動光の入射による該フォトメカニカル駆動部の変化により、前記導光部を変位させるものである。
【００１５】
前記被駆動部を異なる方向に変位させるように、前記フォトメカニカル駆動部が前記被駆動部に複数個装着されているとよい。
【００１６】
前記フォトメカニカル駆動部を可逆的に変化させる少なくとも２波長の前記光駆動光を射出する光駆動光源部と、
該光駆動光源部からの前記光駆動光を前記フォトメカニカル駆動部に伝送する導入光学系と、をさらに備えるとよい。
【００１７】
前記光駆動光源部は、２波長の前記光駆動光を時系列に切り替えて前記導入光学系に導入するとよい。
【００１８】
前記光駆動光源部は、射出する２波長の前記光駆動光の強度又は時間が可変であるとよい。
【００１９】
２波長の前記光駆動光は、一方が４００ｎｍ以上の長波長であり、他方が４００ｎｍより短波長であるとよい。
【００２０】
前記光駆動光源部は、１つの光駆動レーザ光源を備え、該光駆動レーザ光源から射出される基本波の異なる倍数波を２波長の前記光駆動光とするとよい。
【００２１】
前記導入光学系は着脱可能であるとよい。
【００２２】
前記被駆動部は導光部からなるとよい。
【００２３】
前記被駆動部は導光部からなり、
前記導光部から射出される光が照射される被照射部からの光応答信号を検出する光検出器をさらに備えるとよい。
【００２４】
前記光駆動光源部を制御して前記フォトメカニカル駆動部へ前記光駆動光を入射させるとともに、前記光駆動光源部の制御に同期して前記光検出器の出力を処理する制御部をさらに備えるとよい。
【００２５】
前記制御部は、前記導光部の変位に対応させて前記光検出器の出力を表示するとよい。
【００２６】
前記光検出器は、前記光応答信号として散乱光又は蛍光を検出するとよい。
【００２７】
前記被駆動部は薬剤導入管であってもよい。
【００２８】
前記フォトメカニカル駆動部は、サリチリデンアニリン、フルギド、アゾベンゼン、ジアリールエテン、スピロピラン、ビスイミダゾールとそれら分子の誘導体を有するフォトクロミック層を備えるとよい。
【００２９】
前記フォトクロミック層はバルク状で、少なくとも一面に光学平面を有するとよい。
【００３０】
前記光学平面の面精度は、前記光駆動光の波長の１／４以上であるとよい。
【００３１】
前記光学平面に異なる光学部材が接合されているとよい。
【００３２】
前記光学部材が光学薄膜であるとよい。
【００３３】
前記光学薄膜がスパッタ又は蒸着により形成されているとよい。
【００３４】
前記被駆動部及び前記フォトメカニカル駆動部は着脱可能に装着されてもよい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、汎用性に優れ、簡単かつ廉価に構成できる光駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施の形態に係る光駆動装置の要部の構成を示す図である。
【図２】図１の光駆動レーザ光導入層の他の二つの例を説明するための図である。
【図３】図１の光駆動装置の光源システムの要部の一例の構成を示す図である。
【図４】図３の分岐光ファイバの一例を示す図である。
【図５】第２実施の形態に係る光駆動装置の要部の構成を示す図である。
【図６】図５の光駆動装置の光源システムの要部の一例の構成を示す図である。
【図７】第３実施の形態に係る走査型内視鏡の要部の構成を示す図である。
【図８】図７の光コネクタの一例を示す図である。
【図９】本発明に係る光駆動装置の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００３８】
（第１実施の形態）
図１は、第１実施の形態に係る光駆動装置の要部の構成を示す図である。この光駆動装置は、変位可能な被駆動部として可撓性を有する光ファイバ１０を駆動する場合の基本的構成を示すもので、光ファイバ１０の射出端部１１に装着されたフォトメカニカル駆動部２０を備える。光ファイバ１０は、射出端部１１が例えば管状部材の先端部に変位可能に支持される。光ファイバ１０は、例えばシングルモードファイバやマルチモードファイバからなる。光ファイバ１０により伝送されて射出端面１２から射出される光は、例えば管状部材の先端面に装着された集光レンズ３０を経て図示しない被照射部に照射される。
【００３９】
フォトメカニカル駆動部２０は、シート状で長方形状をなし、光ファイバ１０の延在方向を長辺として変位可能な射出端部１１に融着される。フォトメカニカル駆動部２０は、一体に接合されたバルク状のフォトクロミック層２１と光学部材を構成する光学薄膜からなる光駆動レーザ光導入層２２とを備える。フォトクロミック層２１には、光駆動レーザ光導入層２２と接していない面にクラッド層２３がコートされている。同様に、光駆動レーザ光導入層２２のフォトクロミック層２１と接していない面にも、クラッド層２３がコートされている。
【００４０】
光駆動レーザ光導入層２２には、例えば端面２４に導入光学系を構成する光ファイバ４０が結合されて、光ファイバ４０を経て光ファイバ１０の延在方向に光駆動レーザ光が導入される。なお、端面２４側を除くフォトメカニカル駆動部２０の周囲は、好ましくは、光駆動レーザ光導入層２２に導入された光駆動レーザ光が外部に漏れないように遮光処理がなされる。図１では、フォトクロミック層２１側が光ファイバ１０に融着されているが、光駆動レーザ光導入層２２側が光ファイバ１０に融着されてもよい。
【００４１】
フォトクロミック層２１は、例えば、サリチリデンアニリン、フルギド、アゾベンゼン、ジアリールエテン、スピロピラン、ビスイミダゾールとそれら分子の誘導体で構成される。これらの分子からなる結晶層又は高分子フィルムは、紫外・可視光の繰り返し照射により、光異性化に伴い大きく分子構造を変化させ強いトルク又は応力を発生する。加えて、耐久性に優れ、コスト面でも優れているフォトメカニカル材料である。
【００４２】
一方、光駆動レーザ光導入層２２は、例えば紫外領域まで透明であるＳｉＯ２の光学薄膜層で構成される。この場合は、例えば、フォトクロミック層２１をシート状に切削する際に、接合面を予め光学研磨又はイオンスムージング法により平滑化した光学面として、フォトクロミック層２１の表面にＳｉＯ２をスパッタ又は蒸着等で積層することにより光駆動レーザ光導入層２２を形成してもよい。あるいは、フォトクロミック層２１の表面にアクリルベースのレジスト剤をコートし、加熱或いは光硬化させて光駆動レーザ光導入層２２を形成してもよい。なお、この際、コート面の光学平滑度（面精度）は、最低でも光の位相の反転が起きないλ／４以上とするのが好ましい。
【００４３】
クラッド層２３は、フォトクロミック層２１と光駆動レーザ光導入層２２との接合面でない面にコートされる。クラッド層２３は、例えば、反射率の高い金属層（例えば、金、銀、アルミ等）や、フォトクロミック層２１及び光駆動レーザ光導入層２２よりも屈折率が低いフッ化マグネシウムからなる。
【００４４】
図１において、光駆動レーザ光導入層２２に、端面２４側から可視光又は紫外光（光駆動レーザ光）が入射されると、入射光はクラッド層２３で反射されて、フォトクロミック層２１及び光駆動レーザ光導入層２２に完全に閉じ込められる。すなわち、光駆動レーザ光導入層２２から入射した光は、順次、フォトクロミック層２１で吸収されながら伝搬する。
【００４５】
その結果、フォトクロミック層２１の全ての空間領域に光が行き渡り、フォトクロミック層２１の屈曲が起きる。これにより、フォトクロミック層２１と力学的に一体な光ファイバ１０も屈曲する。例えば、フォトクロミック層２１がアゾベンゼンで構成されている場合、光駆動レーザ光として、波長３５５ｎｍの紫外光を入射させると、フォトクロミック層２１が屈曲し、波長５３２ｎｍの可視光を入射させると、フォトクロミック層２１が元の形状に戻る。
【００４６】
フォトクロミック層２１は、一般に、励起して光異性化した分子の数に応じて屈曲の程度が変わる。すなわち、フォトクロミック層２１に作用する光量によって、屈曲の角度が変わる。したがって、フォトクロミック層２１への光駆動レーザ光の強度又は時間を制御すれば、屈曲の角度を確実に制御することができる。なお、光駆動レーザ光導入層２２に導入された光駆動レーザ光をフォトクロミック層２１に効率的に作用させるため、例えば光駆動レーザ光導入層２２のフォトクロミック層２１と接する面に光散乱体を形成したり、フォトクロミック層２１と接する面とは反対側の面に切り込みを形成したりしてもよい（例えば、特開２０１１−２４４５６６号公報参照）。
【００４７】
図２（ａ）及び（ｂ）は、光駆動レーザ光導入層２２の他の二つの例を説明するための図である。図２（ａ）に示す光駆動レーザ光導入層２２は、高屈折率のシート状のコア層２２ａと、その両面に接合された低屈折率のクラッド層２２ｂ、２２ｃとを有する。一方のクラッド層２２ｂには、フォトクロック層２１が接合される。他方のクラッド層２２ｃには、エッチング等によりコア層２２ａまで侵入して微細な切れ込み２２ｄが形成されている。切れ込み２２ｄは、光駆動レーザ光の伝播方向に沿って多数形成されている。
【００４８】
図２（ａ）に示す光駆動レーザ光導入層２２は、コア層２２ａに導入される光駆動レーザ光を両面のクラッド層２２ｂ、２２ｃで全反射させながら伝播する。その際、光駆動レーザ光は、切れ込み２２ｄで散乱され、反射角を大きく変える。その結果として、全反射できない角度で散乱された光駆動レーザ光が、クラッド層２２ｂを透過してフォトクロミック層２１に入射し、該フォトクロミック層２１の変形を誘導させる。
【００４９】
また、図２（ｂ）に示す光駆動レーザ光導入層２２は、図２（ａ）と同様に、コア層２２ａと、その両面に接合された低屈折率のクラッド層２２ｂ、２２ｃとを有する。一方のクラッド層２２ｂには、エッチング等によってコア層２２ａまで侵入して多数の切り込み２２ｄが形成されている。切り込み２２ｄを有する部分は、熱成形等により曲面状に折り曲げられており、この切り込み２２ｄを有する曲面部分にフォトクロミック層２１が接合される。
【００５０】
図２（ｂ）に示す光駆動レーザ光導入層２２は、コア層２２ａに導入される光駆動レーザ光を両面のクラッド層２２ｂ、２２ｃで全反射させながら伝播する。その際、光駆動レーザ光は、曲面部分の切れ込み２２ｄで散乱されて光駆動レーザ光導入層２２から射出されてフォトクロミック層２１に入射する。これにより、フォトクロミック層２１が変形される。図２（ｂ）の光駆動レーザ光導入層２２によると、全体を折り曲げることで、フォトクロミック層２１に入射する光駆動レーザ光の散乱角をより効果的に調整することができる。また、切れ込み２２ｄの形成位置及び数により、散乱光の発生位置及び強度を調整できるので、フォトクロミック層２１の屈曲する位置及び変形角度を容易に調整することが可能となる。
【００５１】
図３は、図１に示した光駆動装置の光源システムの要部の一例の構成を示す図である。光源システムは、光駆動光源部５０と制御部６０とを備える。光駆動光源部５０は、光駆動レーザ光源５１を備える。光駆動レーザ光源５１は、フォトクロミック層２１の特性に応じて、所要の波長のレーザ光を射出するものが使用される。ここでは、説明の便宜上、フォトクロミック層２１がアゾベンゼンで構成されているものとして、光駆動レーザ光源５１は、波長１０６４ｎｍの基本波を射出する半導体レーザ励起のＮｄ：ＹＶＯ４レーザを用いるものとする。
【００５２】
光駆動レーザ光源５１から射出されるレーザ光は、２光路に分岐されてＫＤＰ等の非線形光学結晶を備える３倍波発生部５２ａ及び２倍波発生部５２ｂに入射される。これにより、３倍波発生部５２ａからは、基本波（波長１０６４ｎｍ）の３倍波である波長３５５ｎｍの紫外光が射出され、２倍波発生部５２ｂからは、基本波の２倍波である波長５３２ｎｍの可視光が射出される。つまり、１台の光駆動レーザ光源５１から、フォトメカニカル駆動部２０のフォトクロミック層２１を可逆的に光異性化する２波長の活性光（光駆動レーザ光）が得られる。
【００５３】
３倍波発生部５２ａから射出される光駆動レーザ光は、光音響素子（ＡＯＭ）５３ａに入射される。同様に、２倍波発生部５２ｂから射出される光駆動レーザ光は、ＡＯＭ５３ｂに入射される。ＡＯＭ５３ａ及びＡＯＭ５３ｂから射出される光駆動レーザ光は、例えば図４に示すような分岐光ファイバ５４及び必要に応じて延長用の光ファイバを経て光ファイバ４０に結合される。
【００５４】
光駆動レーザ光源５１、ＡＯＭ５３ａ及びＡＯＭ５３ｂは、制御部６０により制御される。制御部６０は、例えばホストコンピュータにより構成される。これにより、光駆動レーザ光源５１の励起用半導体レーザの電流を制御して、３倍波発生部５２ａ及び２倍波発生部５２ｂから得られる３倍波及び２倍波の出力強度を制御することができる。また、光駆動レーザ光源５１が、光学フィルターの自動交換機能やシャッターの開閉機能等を有する場合は、それらも制御することができる。また、ＡＯＭ５３ａ及びＡＯＭ５３ｂを独立して制御することにより、紫外光及可視光の照射時間を独立に制御することができる。
【００５５】
本実施の形態に係る光駆動装置によると、フォトメカニカル駆動部２０の光駆動レーザ光導入層２２に、光駆動レーザ光源５１から光ファイバ４０を経て、ＡＯＭ５３ａ及びＡＯＭ５３ｂにより強度又は時間が調整された紫外光と可視光とが時系列的に交互に入射されると、力学的に一体化された光ファイバ１０を一次元方向に反復的に首振り運動させることができる。したがって、例えば内視鏡の鉗子チャネルを通して光ファイバ１０から射出された光（プローブ光）を、集光レンズ３０を経て胃壁等の被検部に集光すれば、体腔内表面をプローブ光により所望の速度で１元的に空間走査することができる。そして、被検部から発生する散乱光や蛍光を光ファイバ１０又は他の受光用ファイバを経て検出し、その検出出力を制御部６０により走査位置に対応させて処理して例えばモニタに出力すれば、被検部を検査することができる。
【００５６】
（第２実施の形態）
図５（ａ）及び（ｂ）は、第２実施の形態に係る光駆動装置の要部の構成を示す図である。この光駆動装置は、図１に示した構成において、光ファイバ１０の射出端部１１を、射出端部１１の延在方向と直交するＸＹ平面内で二次元方向に駆動可能としたものである。そのため、射出端部１１の外周に、直交する位置関係で、Ｘ方向駆動用のフォトメカニカル駆動部２０Ｘと、Ｙ方向駆動用のフォトメカニカル駆動部２０Ｙとが融着されている。フォトメカニカル駆動部２０Ｘ及びフォトメカニカル駆動部２０Ｙは、図１に示したフォトメカニカル駆動部２０と同様に構成される。
【００５７】
フォトメカニカル駆動部２０Ｘには、導入光学系を構成する光ファイバ４０Ｘを経て光駆動レーザ光導入層に光駆動レーザ光が導入される。同様に、フォトメカニカル駆動部２０Ｙには、導入光学系を構成する光ファイバ４０Ｙを経て光駆動レーザ光導入層に光駆動レーザ光が導入される。なお、図５（ｂ）は、図５（ａ）を光ファイバ１０の射出端面１２側から見た図を示している。
【００５８】
図６は、図５に示した光駆動装置の光源システムの要部の一例の構成を示す図である。この光源システムは、光駆動光源部５０からＸ方向駆動用の紫外光及び可視光と、Ｘ方向駆動用の紫外光及び可視光とを射出可能とした点が、図３に示した光源システムと異なる。そのため、図３と同一作用を成す構成要素には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図６において、３倍波発生部５２ａから射出される３倍波は、例えば図４に示したような分岐光ファイバ５５ａにより２光路に分岐されて、Ｘ方向駆動用のＡＯＭ５３ａＸ及びＹ方向駆動用のＡＯＭ５３ａＹに入射される。同様に、２倍波発生部５２ｂから射出される２倍波は、分岐光ファイバ５５ａと同様の分岐光ファイバ５５ｂにより２光路に分岐されて、Ｘ方向駆動用のＡＯＭ５３ｂＸ及びＹ方向駆動用のＡＯＭ５３ｂＹに入射される。
【００６０】
ＡＯＭ５３ａＸ及びＡＯＭ５３ｂＸから射出される光駆動レーザ光は、分岐光ファイバ５４と同様の分岐光ファイバ５４Ｘ及び必要に応じて延長用の光ファイバを経て光ファイバ４０Ｘに結合される。同様に、ＡＯＭ５３ａＹ及びＡＯＭ５３ｂＹから射出される光駆動レーザ光は、分岐光ファイバ５４と同様の分岐光ファイバ５４Ｙ及び必要に応じて延長用の光ファイバを経て光ファイバ４０Ｙに結合される。
【００６１】
光駆動レーザ光源５１、ＡＯＭ５３ａＸ、ＡＯＭ５３ａＹ、ＡＯＭ５３ｂＸ及びＡＯＭ５３ｂＹは、制御部６０により制御される。
【００６２】
本実施の形態に係る光駆動装置によると、例えばフォトメカニカル駆動部２０Ｙの光駆動レーザ光導入層に紫外光を入射させて光ファイバ１０をＹ方向に変位させながら、フォトメカニカル駆動部２０Ｘの光駆動レーザ光導入層に紫外光と可視光とを交互に入射させて光ファイバ１０をＸ方向に往復変位させれば、光ファイバ１０から射出される光により、例えば被検部を所望の速度でラスター走査することができる。また、光ファイバ１０から射出される光によりスパイラス走査するように、フォトメカニカル駆動部２０Ｘ及びフォトメカニカル駆動部２０Ｙに入射させる光駆動レーザ光を制御することもでき、種々の軌跡での二次元走査が可能となる。したがって、例えば、内視鏡に実装して光ファイバ１０から射出される光（プローブ光）により被検部を二次元走査し、これにより被検部から発生する散乱光や蛍光を光ファイバ１０又は他の受光用ファイバを経て検出すれば、被検部の二次元画像を得ることができ、これにより被検部を検査（診断）することができる。
【００６３】
（第３実施の形態）
図７は、第３実施の形態に係る走査型内視鏡の要部の構成を示す図である。この走査型内視鏡は、第２実施の形態に示した光駆動装置を備える。以下、第２実施の形態で説明した構成要素と同一作用をなす構成要素には、同一参照符号を付して説明を省略する。
【００６４】
図７において、光ファイバ１０は、内視鏡の挿入部内に延在して配設され、挿入部の先端部内において、射出端部１１が変位可能に支持されている。また、集光レンズ３０は、挿入部の先端部に装着される。なお、図７では、光ファイバ１０から射出される光（プローブ）を集光レンズ３０に直接入射させるいわゆる直視型として示しているが、反射ミラーにより側面（周面）方向あるいは斜め側面方向に反射させるいわゆる側視型あるいは斜視型の場合は、挿入部の先端部周面に集光レンズ３０が装着される。
【００６５】
光ファイバ１０は、内視鏡外部において、例えば図８に示すようなＦＣコネクタ等の光コネクタ７１及び中継アダプタ７２を介して光ファイバ８０の光コネクタに結合される。光ファイバ８０には、プローブ光レーザ光源９０から射出されるプローブ光が入射される。光ファイバ８０に入射されたプローブ光は、光ファイバ８０及び光ファイバ１０を伝送して、光ファイバ１０の射出端面１２から射出される。これにより、集光レンズ３０を経て被検部にプローブ光が照射される。
【００６６】
プローブ光レーザ光源９０は、被検部等に応じて、所要の波長のレーザ光を射出するものが使用される。ここでは、便宜上、Ｈｅ−Ｎｅレーザを用い、その波長６３３ｎｍの基本波をプローブ光として用いる。プローブ光レーザ光源９０は、制御部６０によりプローブ光の射出タイミングや強度等が制御される。
【００６７】
本実施の形態では、光ファイバ１０を受光用ファイバとしても兼用される。そのため、プローブ光レーザ光源９０から射出されるプローブ光は、ビームスプリッタ９１で反射されて光ファイバ８０に入射される。ビームスプリッタ９１は、例えばダイクロイックミラーが使用される。また、プローブ光の照射により被検部から発生する散乱光や自家蛍光等の信号光は、集光レンズ３０により集光されて光ファイバ１０に入射し、光ファイバ１０及び光ファイバ８０を伝送して光ファイバ８０から射出され、さらにビームスプリッタ９１を透過して光検出器９２で受光される。光検出器９２は、例えば光電子増倍管が使用される。光検出器９２の出力は、制御部６０に入力される。
【００６８】
一方、フォトメカニカル駆動部２０Ｘに結合された光ファイバ４０Ｘは、内視鏡の挿入部内に延在して配設され、内視鏡外部において光コネクタ７１Ｘに接続されて、中継アダプタ７２Ｘ及び必要に応じて延長用の光ファイバを経て、光駆動光源部５０の分岐光ファイバ５４Ｘの出力端に着脱自在に結合される。同様に、フォトメカニカル駆動部２０Ｙに結合された光ファイバ４０Ｙは、内視鏡の挿入部内に延在して配設され、内視鏡外部において光コネクタ７１Ｙに接続されて、中継アダプタ７２Ｙ及び必要に応じて延長用の光ファイバを経て、光駆動光源部５０の分岐光ファイバ５４Ｙの出力端に着脱自在に結合される。
【００６９】
本実施の形態に係る走査型内視鏡は、制御部６０によって全体の動作が制御される。すなわち、内視鏡の挿入部が胃壁等の所望の被検部に挿入されて、内視鏡操作者による走査（検査）の開始が操作されると、制御部６０による光駆動光源部５０及びプローブ光レーザ光源９０の制御が開始される。これにより、光ファイバ１０が駆動されて、プローブ光により被検部が二次元走査される。そして、各走査点において発生した信号光は、光検出器９２で受光されて制御部６０に入力され、所要の信号処理が行われる。
【００７０】
制御部６０は、フォトメカニカル駆動部２０Ｘ、２０Ｙをそれぞれ駆動する光駆動レーザ光源５１の出力強度を、光ファイバ１０の屈曲角に変換する、つまり光駆動レーザ光源５１の出力強度をプローブ光による走査点の位置情報に変換する較正テーブルを有している。制御部６０は、この較正テーブルに基づいて、光検出器９２からの出力信号を、所要の信号処理を施してフレームメモリの対応するアドレスに格納する。そして、制御部６０は、フレームメモリに格納された二次元画像情報をモニタに表示する。これにより、医師は、内視鏡を挿入後、制御部６０を操作することで、体内のリアルタイム検査（診断）が可能となる。
【００７１】
本実施の形態によると、体内に挿入される内視鏡挿入部に電磁波の発生源を有しておらず、体外から光ファイバ４０Ｘ、４０Ｙを経てフォトメカニカル駆動部２０Ｘ、２０Ｙに光駆動レーザ光を導入して光ファイバ１０を駆動している。したがって、ＭＥＭＳ光スキャナを使用する場合と比較して内視鏡先端部の細径化が容易に図れ、被検者の苦痛を軽減できる。また、電気的制御を全て体外で操作できるので、電磁方式におけるように体内で２次電磁場パルスが発生せず、また圧電方式のように体内に高電圧が導入されることもない。したがって、ペースメーカー等を装着した被験者にも使用可能となり、汎用性を向上できる。しかも、フォトメカニカル駆動部２０Ｘ、２０Ｙのフォトクロミック層は、サリチリデンアニリン、フルギド、アゾベンゼン、ジアリールエテン、スピロピラン、ビスイミダゾール等の毒性を有しない分子で構成されるので、安全性もより向上できる。
【００７２】
また、光ファイバ１０は、体外において光コネクタ７１によりプローブ光レーザ光源９０に着脱可能となっている。同様に、フォトメカニカル駆動部２０Ｘ、２０Ｙに結合された光ファイバ４０Ｘ、４０Ｙも、体外において光コネクタ７１Ｘ、７１Ｙにより光駆動光源部５０に着脱可能となっている。したがって、プローブ光レーザ光源９０及び光駆動光源部５０と内視鏡ユニットとを、体外で簡単に着脱することができる。これにより、内視鏡ユニットを簡単に「使い捨て」とすることができ、内視鏡の洗浄の問題も解決することができる。
【００７３】
すなわち、内視鏡検査、例えば胃の検査では、内視鏡を胃まで挿入すると、被験者の胃液や吐しゃ物、さらには細菌やウィルス等が内視鏡に付着する。そのため、内視鏡を繰り返し使用する場合は、２次感染を防止するために、検査毎に入念な洗浄及び消毒が必要となり、安全面及びコスト面で大きな負担となる。
【００７４】
これに対し、本実施の形態に係る走査型内視鏡は、体内に挿入される部分が、挿入部（チューブ）、光ファイバ１０、４０Ｘ、４０Ｙ、フォトメカニカル駆動部２０Ｘ、２０Ｙ、集光レンズ３０等で、全てが基本的に極めて廉価素材で構成することができるので、「使い捨て」が可能となる。したがって、検査毎に、新しい内視鏡ユニットを使用することで、安全性及び検査費用の低減が図れる。
【００７５】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、光源部５０を１台の光駆動レーザ光源５１からフォトクロミック層２１を可逆的に異性化する２波長の光駆動レーザ光（活性光）を得るようにしたが、２波長の光駆動レーザ光をそれぞれ専用のレーザ光源を用いて得るようにしてもよい。
【００７６】
また、本発明は、生体の検査に限らす、光ファイバ１０から治療用のレーザ光を射出することで、生体の種々の治療にも適用することができる。また、医療用に限らず、工業用の内視鏡や加工装置にも適用できるとともに、光ファイバから射出される光を振り分ける用途等にも適用できる。さらに、フォトメカニカル駆動部によって変位させる導光部は、光ファイバに限らず、シート状の光導波路であってもよい。したがって、本発明は、光導波路の光学特性を変調する用途等にも適用できる。また、図１に示したフォトメカニカル駆動部２０や、図４に示したフォトメカニカル駆動部２０Ｘ、２０Ｙは、光ファイバ１０に着脱自在に結合されてもよい。
【００７７】
さらに、変位可能な被駆動部は、光ファイバや光導波路等の導光部に限らず、例えば図９に示すような体腔内に挿入可能な可撓性を有する薬剤導入管１００であってもよい。この場合、薬剤導入管１００の先端部に、図５と同様にＸ方向駆動用のフォトメカニカル駆動部２０Ｘ及びＹ方向駆動用のフォトメカニカル駆動部２０Ｙを融着して、薬剤導入管１００の先端部をＸ方向及びＹ方向に変形駆動することにより、体外から狙った内臓部位に薬剤１０１を散布することが可能となる。また、フォトメカニカル駆動部は、光駆動光導入層が被駆動部に融着されてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０  光ファイバ
２０、２０Ｘ、２０Ｙ  フォトメカニカル駆動部
２１  フォトクロミック層
２２  光駆動レーザ光導入層
４０、４０Ｘ、４０Ｙ  光ファイバ
５０  光駆動光源部
５１  光駆動レーザ光源
５３ａ、５３ｂ、５３ａＸ、５３ｂＸ、５３ａＹ、５３ｂＹ  光音響素子（ＡＯＭ）
６０  制御部
８０  光ファイバ
９０  プローブ光レーザ光源
９２  光検出器
１００  薬剤導入管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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