(57)【要約】  画質の良好な画像を生成可能な光ファイバスキャナを提供する。  光ファイバ３１の射出端部を光走査用アクチュエータ４０により変位させて、光ファイバ３１から射出される光を走査する光ファイバスキャナにおいて、光ファイバ３１は、少なくとも光走査用アクチュエータ４０に至るまでの光の伝播路にフォトニック結晶ファイバ３１０を含む。
2016125207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの射出端部を光走査用アクチュエータにより変位させて、前記光ファイバから射出される光を走査する光ファイバスキャナにおいて、
前記光ファイバは、少なくとも前記光走査用アクチュエータに至るまでの前記光の伝播路にフォトニック結晶ファイバを含む、
ことを特徴とする光ファイバスキャナ。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバスキャナにおいて、
前記光ファイバは、全体が前記フォトニック結晶ファイバからなる、
ことを特徴とする光ファイバスキャナ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光ファイバスキャナにおいて、
前記光ファイバは、前記フォトニック結晶ファイバの入射端面に融着されたシングルモードファイバを備える、
ことを特徴とする光ファイバスキャナ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバスキャナにおいて、
前記光ファイバは、前記フォトニック結晶ファイバの射出端面に融着されたシングルモードファイバを備え、該シングルモードファイバの射出端部が前記光走査用アクチュエータにより変位される、
ことを特徴とする光ファイバスキャナ。
【請求項５】
請求項４に記載の光ファイバスキャナにおいて、
前記フォトニック結晶ファイバの射出端面に融着された前記シングルモードファイバの外径は、前記フォトニック結晶ファイバの外径よりも小さい、
ことを特徴とする光ファイバスキャナ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の光ファイバスキャナにおいて、
前記光ファイバは、入射端面に融着された屈折率分布レンズを備える、
ことを特徴とする光ファイバスキャナ。
【請求項７】
請求項６に記載の光ファイバスキャナにおいて、
前記屈折率分布レンズの外径と、該屈折率分布レンズが融着された前記光ファイバの外径とがほぼ等しい、
ことを特徴とする光ファイバスキャナ。
【請求項８】
光源部を有する筐体と、
請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバスキャナと、を備え、
前記光源部は、波長の異なるレーザ光を射出する複数のレーザと、該複数のレーザからのレーザ光を合波する結合器と、該結合器から射出される光を伝播するファイバと、を備え、
前記光ファイバスキャナは、前記筐体に着脱自在に接続されるスコープに実装されて、前記筐体への接続状態において前記光ファイバの入射端面が前記結合器から射出される光を伝播する前記ファイバの射出端面に光学的に結合される、
走査型内視鏡装置。
【請求項９】
光源部を有する筐体と、
請求項４又は５に記載の光ファイバスキャナと、を備え、
前記光源部は、波長の異なるレーザ光を射出する複数のレーザと、該複数のレーザからのレーザ光を合波する結合器と、該結合器から射出される光を伝播するファイバと、を備え、
前記光ファイバスキャナは、前記筐体に着脱自在に接続されるスコープに実装されて、前記フォトニック結晶ファイバの射出端面と前記シングルモードファイバとの融着部分を含む前記シングルモードファイバの全体が前記スコープの先端部の硬質部内に位置して、前記シングルモードファイバの射出端部が前記光走査用アクチュエータにより変位され、前記筐体への接続状態において前記光ファイバの入射端面が前記結合器から射出される光を伝播する前記ファイバの射出端面に光学的に結合される、
走査型内視鏡装置。
【請求項１０】
光源部を有する筐体と、
請求項６又は７のいずれかに記載の光ファイバスキャナと、を備え、
前記光源部は、波長の異なるレーザ光を射出する複数のレーザと、該複数のレーザからのレーザ光を合波する結合器と、該結合器から射出される光を伝播するファイバと、該ファイバの射出端面に融着された屈折率分布レンズと、を備え、
前記光ファイバスキャナは、前記筐体に着脱自在に接続されるスコープに実装されて、前記筐体への接続状態において前記光ファイバの入射端面に融着された前記屈折率分布レンズが、前記結合器から射出される光を伝播する前記ファイバの射出端面に融着された前記屈折率分布レンズに光学的に結合される、
走査型内視鏡装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光走査型内視鏡において、
前記光源部の前記屈折率分布レンズの外径と、該屈折率分布レンズが融着された前記ファイバの外径と、前記光ファイバスキャナの前記屈折率分布レンズの外径と、該屈折率分布レンズが融着された前記光ファイバの外径とがほぼ等しい、
ことを特徴とする光走査型内視鏡。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれかに記載の光走査型内視鏡において、
前記光ファイバスキャナは、前記光ファイバからの光が照射される被照射物からの信号光を伝播する検出用ファイバをさらに備える、
ことを特徴とする光走査型内視鏡。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光走査型内視鏡において、
前記検出用ファイバは、複数のマルチモードファイバからなる、
ことを特徴とする光走査型内視鏡。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれかに記載の光走査型内視鏡において、
前記光源部は、前記複数のレーザからのレーザ光をそれぞれ伝播する複数のファイバをさらに備え、
前記結合器は、前記複数のファイバからの前記レーザ光を合波する、
ことを特徴とする光走査型内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバスキャナ及び該光ファイバスキャナを備える走査型内視鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、走査型内視鏡装置として、スコープ内に延在させた光ファイバの射出端部を光走査用アクチュエータにより変位させながら、光ファイバから被検部位に向けて照明光を照射して被検部位を走査し、該被検部位での反射光を検出して画像を観察するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６５２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の走査型内視鏡装置は、光ファイバとしてシングルモードファイバを使用している。そのため、例えば体腔内でスコープに強い曲げ（曲率半径と曲げ角度）が加わると、曲げ部分で照明光が漏れて照明光の損失が発生することになる。その結果、特に光ファイバがシングルモードファイバの場合は、長波長の照明光の曲げ損失が大きくなって、色バランスの変化や絶対的な明るさの低下等が生じて、観察画像の画質低下を招くことが懸念される。このような走査型内視鏡装置における課題は、例えば光ファイバからの光を走査して画像を投影するプロジェクタの場合にも同様に生じるものである。【０００５】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、画質の良好な画像を生成可能な光ファイバスキャナ及び走査型内視鏡装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明は、光ファイバの射出端部を光走査用アクチュエータにより変位させて、前記光ファイバから射出される光を走査する光ファイバスキャナにおいて、
前記光ファイバは、少なくとも前記光走査用アクチュエータに至るまでの前記光の伝播路にフォトニック結晶ファイバを含む、
ことを特徴とするものである。【０００７】
前記光ファイバは、全体が前記フォトニック結晶ファイバとしてもよい。【０００８】
前記光ファイバは、前記フォトニック結晶ファイバの入射端面に融着されたシングルモードファイバを備えるとよい。【０００９】
前記光ファイバは、前記フォトニック結晶ファイバの射出端面に融着されたシングルモードファイバを備え、該シングルモードファイバの射出端部が前記光走査用アクチュエータにより変位されるとよい。【００１０】
前記フォトニック結晶ファイバの射出端面に融着された前記シングルモードファイバの外径は、前記フォトニック結晶ファイバの外径よりも小さいとよい。【００１１】
前記光ファイバは、入射端面に融着された屈折率分布レンズを備えるとよい。【００１２】
前記屈折率分布レンズの外径と、該屈折率分布レンズが融着された前記光ファイバの外径とがほぼ等しいとよい。【００１３】
さらに、上記目的を達成する本発明に係る走査型内視鏡装置は、
光源部を有する筐体と、
上記のフォトニック結晶ファイバを含む光ファイバスキャナと、を備え、
前記光源部は、波長の異なるレーザ光を射出する複数のレーザと、該複数のレーザからのレーザ光を合波する結合器と、該結合器から射出される光を伝播するファイバと、を備え、
前記光ファイバスキャナは、前記筐体に着脱自在に接続されるスコープに実装されて、前記筐体への接続状態において前記光ファイバの入射端面が前記結合器から射出される光を伝播する前記ファイバの射出端面に光学的に結合される、ものである。【００１４】
さらに、上記目的を達成する本発明に係る走査型内視鏡装置は、
光源部を有する筐体と、
上記のフォトニック結晶ファイバの射出端面に融着されたシングルモードファイバを備える光ファイバスキャナと、を備え、
前記光源部は、波長の異なるレーザ光を射出する複数のレーザと、該複数のレーザからのレーザ光を合波する結合器と、該結合器から射出される光を伝播するファイバと、を備え、
前記光ファイバスキャナは、前記筐体に着脱自在に接続されるスコープに実装されて、前記フォトニック結晶ファイバの射出端面と前記シングルモードファイバとの融着部分を含む前記シングルモードファイバの全体が前記スコープの先端部の硬質部内に位置して、前記シングルモードファイバの射出端部が前記光走査用アクチュエータにより変位され、前記筐体への接続状態において前記光ファイバの入射端面が前記結合器から射出される光を伝播する前記ファイバの射出端面に光学的に結合される、ものである。【００１５】
さらに、上記目的を達成する本発明に係る走査型内視鏡装置は、
光源部を有する筐体と、
上記の屈折率分布レンズを有する光ファイバスキャナと、を備え、
前記光源部は、波長の異なるレーザ光を射出する複数のレーザと、該複数のレーザからのレーザ光を合波する結合器と、該結合器から射出される光を伝播するファイバと、該ファイバの射出端面に融着された屈折率分布レンズと、を備え、
前記光ファイバスキャナは、前記筐体に着脱自在に接続されるスコープに実装されて、前記筐体への接続状態において前記光ファイバの入射端面に融着された前記屈折率分布レンズが、前記結合器から射出される光を伝播する前記ファイバの射出端面に融着された前記屈折率分布レンズに光学的に結合される、ものである。【００１６】
前記光源部の前記屈折率分布レンズの外径と、該屈折率分布レンズが融着された前記ファイバの外径と、前記光ファイバスキャナの前記屈折率分布レンズの外径と、該屈折率分布レンズが融着された前記光ファイバの外径とがほぼ等しい、とよい。【００１７】
前記光ファイバスキャナは、前記光ファイバからの光が照射される被照射物からの信号光を伝播する検出用ファイバをさらに備える、とよい。【００１８】
前記検出用ファイバは、複数のマルチモードファイバからなる、とよい。【００１９】
前記光源部は、前記複数のレーザからのレーザ光をそれぞれ伝播する複数のファイバをさらに備え、
前記結合器は、前記複数のファイバからの前記レーザ光を合波する、とよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、画質の良好な画像を生成可能な光ファイバスキャナ及び走査型内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施の形態に係る走査型内視鏡装置の要部の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１のスコープを概略的に示す概観図である。
【図３】図２のスコープの先端部を拡大して示す断面図である。
【図４】フォトニック結晶ファイバの断面図である。
【図５】第２実施の形態に係る走査型内視鏡装置を説明するための図である。
【図６】第３実施の形態に係る走査型内視鏡装置を説明するための図である。
【図７】第４実施の形態に係る走査型内視鏡装置を説明するための図である。
【図８】第４実施の形態による光コネクタ及びアダプタの構成を示す非結合状態の外観図である。
【図９】図８の光コネクタ及びアダプタの非結合状態を示す断面図である。
【図１０】図８の光コネクタ及びアダプタの結合状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（第１実施の形態）
図１は、第１実施の形態に係る走査型内視鏡装置の要部の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る走査型内視鏡装置１０は、スコープ（内視鏡）３０と、制御装置本体（筐体）５０と、ディスプレイ７０と、を備える。制御装置本体５０は、走査型内視鏡装置１０の全体を制御する制御部５１と、光源部５３と、駆動制御部５４とを含んで構成される。
【００２４】
光源部５３は、レーザ５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂと、第１のファイバ５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂと、結合器５７と、第２のファイバ５８とを有する。レーザ５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂは、制御部５１により制御されて、レーザ５５Ｒが赤色のレーザ光を、レーザ５５Ｇが緑色のレーザ光を、レーザ５５Ｂが青色のレーザ光をそれぞれ射出する。レーザ５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂとしては、例えばＤＰＳＳレーザ（半導体励起固体レーザ）やレーザダイオードが使用可能である。ここで各色光の波長は、例えば青色は４４０ｎｍから４６０ｎｍ、緑色は５１５ｎｍから５３２ｎｍ、赤色は６３５ｎｍから６３８ｎｍである。レーザ５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂから出射されるレーザ光は、対応する第１のファイバ５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂを経て結合器５７に入射されて、第２のファイバ５８を経て照明用光ファイバ３１に入射される。
【００２５】
第１のファイバ５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂは、例えばシングルモードファイバで構成され、第２のファイバ５８は、例えば広帯域のシングルモードファイバで構成される。ここで広帯域シングルモードファイバは、例えばコア径が直径３．５μｍであり、ＮＡが０．１２である。また、結合器５７は、例えばダイクロイックプリズム等を有して構成される。なお、第２のファイバ５８の射出端部には、例えば光コネクタ１２０ａが結合される。光コネクタ１２０ａは、制御装置本体５０に固定されたアダプタ１１０に着脱自在に接続される。光源部５３の構成はこれに限られず、一つのレーザを用いるものであっても、他の複数の光源を用いるものであっても良い。また、光源部５３は、制御装置本体５０と信号線で結ばれた制御装置本体５０とは別の筐体に収納されていても良い。
【００２６】
スコープ３０は、制御装置本体５０に着脱自在に接続される。なお、光源部５３が制御装置本体５０とは別の筐体に収納されている場合は、照明用光ファイバ３１が光源部５３を有する筐体に着脱自在に接続される。照明用光ファイバ３１は、スコープ３０の先端部まで延在している。照明用光ファイバ３１の入射端部には、例えば光コネクタ１２０ｂが結合される。光コネクタ１２０ｂは、アダプタ１１０に着脱自在に接続されて、アダプタ１１０を介して光源部５３の光コネクタ１２０ａと光学的に結合される。これにより、光源部５３からの照明光は、照明用光ファイバ３１に入射される。
【００２７】
照明用光ファイバ３１の射出端部は、後述する光走査用アクチュエータ４０により振動可能に支持される。照明用光ファイバ３１に入射された照明光は、スコープ３０の先端部まで導光されて対象物（被照射物）１００に向けて照射される。その際、駆動制御部５４は、光走査用アクチュエータ４０に所要の駆動信号を供給して、照明用光ファイバ３１の射出端部を振動駆動させる。これにより、対象物１００は、照明用光ファイバ３１から射出される照明光によって２次元走査される。また、照明光の照射により対象物１００から得られる反射光、散乱光、蛍光等の信号光は、スコープ３０内に延在されたマルチモードファイバからなる検出用ファイババンドル３３の先端面に入射して制御装置本体５０まで導光される。検出用ファイババンドル３３の射出端部には、例えば光コネクタ３４が結合される。
【００２８】
制御装置本体５０は、分光器６０、光検出器（ＰＤ）６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂ、ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換器）６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂ及び画像処理部６３をさらに備える。検出用ファイババンドル３３は、光コネクタ３４を介して分光器６０に着脱自在に結合されて、対象物１００からの信号光を分光器６０に導光する。分光器６０は、検出用ファイババンドル３３により導光された信号光をＲ、Ｇ、Ｂの各色に分光して対応する光検出器６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂに入射させる。光検出器６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂは、入射される信号光を受光して、照明光の色に応じた電気信号に変換する。ＡＤＣ６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂは、対応する光検出器６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂから出力されるアナログの電気信号をそれぞれデジタル信号に変換して画像処理部６３に出力する。
【００２９】
制御部５１は、駆動制御部５４から光走査用アクチュエータに供給した駆動信号の振幅及び位相などの情報から、レーザ照明光の走査軌跡上の走査位置の情報を算出して画像処理部６３に供給する。画像処理部６３は、ＡＤＣ６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂから出力されたデジタル信号及び制御部５１からの走査位置情報に基づいて対象物１００の画素データ（画素値）を順次メモリに格納し、走査終了後又は走査中に補間処理等の必要な処理を行って対象物１００の画像を生成してディスプレイ７０に表示する。
【００３０】
図２は、スコープ３０を概略的に示す概観図である。スコープ３０は、操作部３５及び挿入部３６を備える。照明用光ファイバ３１及び検出用ファイババンドル３３は、操作部３５から挿入部３６の先端部３６ａ（図２に破線で示す部分）まで延在して実装されて、制御装置本体５０にそれぞれ着脱自在に接続される。また、スコープ３０は、光走査用アクチュエータに接続されて挿入部３６から操作部３５を経て延在する配線ケーブル３８を備える。配線ケーブル３８は、図１に示すように接続コネクタ３９を介して駆動制御部５４に着脱自在に接続される。なお、挿入部３６は、先端部３６ａを除く部分が屈曲可能な可撓部３６ｂとなっており、先端部３６ａは屈曲しない硬質部となっている。
【００３１】
図３は、図２のスコープ３０の先端部３６ａを拡大して示す断面図である。先端部３６ａには、光走査用アクチュエータ４０及び照明光学系４５が実装されている。照明光学系４５は、図３では２枚の投影用レンズ４５ａ、４５ｂで構成されている場合を例示している。光走査用アクチュエータ４０は、照明用光ファイバ３１の射出端部３１ａを貫通させて保持するフェルール４１を備える。照明用光ファイバ３１は、フェルール４１に接着固定される。フェルール４１は、照明用光ファイバ３１の射出端面３１ｂとは反対側の端部が支持部４２に結合されて、支持部４２に揺動可能に片持ち支持される。照明用光ファイバ３１は、支持部４２を貫通して延在される。
【００３２】
フェルール４１は、例えばニッケル等の金属からなる。フェルール４１は、外形が四角柱状、円柱状等の任意の形状に形成可能である。フェルール４１には、照明用光ファイバ３１の光軸方向と平行な方向をｚ方向とするとき、ｚ方向と直交する面内で互いに直交するｘ方向及びｙ方向にそれぞれ対向して圧電素子４３ｘ及び４３ｙが装着される。図３では、圧電素子４３ｘについては１個のみを示している。圧電素子４３ｘ及び４３ｙは、ｚ方向に長い矩形状からなる。圧電素子４３ｘ及び４３ｙは、厚さ方向の両面に形成された電極を有し、対向する電極を介して厚さ方向に電圧が印加されるとｚ方向に伸縮可能に構成される。
【００３３】
圧電素子４３ｘ及び４３ｙのフェルール４１に接着される電極面とは反対側の電極面には、それぞれ対応する配線ケーブル３８が接続される。同様に、圧電素子４３ｘ及び４３ｙの共通電極となるフェルール４１には、対応する配線ケーブル３８が接続される。ｘ方向の２個の圧電素子４３ｘには、図１に示した駆動制御部５４から対応する配線ケーブル３８を介して同相の交流電圧が印加される。同様に、ｙ方向に対向する２個の圧電素子４３ｙには、駆動制御部５４から対応する配線ケーブル３８を介して同相の交流電圧が印加される。
【００３４】
これにより、２個の圧電素子４３ｘは、一方が伸張すると他方が縮小して、フェルール４１がｘ方向に湾曲振動する。同様に、２個の圧電素子４３ｙは、一方が伸張すると他方が縮小して、フェルール４１がｙ方向に湾曲振動する。その結果、フェルール４１は、ｘ方向及びｙ方向の振動が合成されて照明用光ファイバ３１の射出端部３１ａと一体に偏向される。したがって、照明用光ファイバ３１に照明光を入射させると、射出端面３１ｂから射出される照明光により被観察物を２次元的に走査することが可能となる。
【００３５】
検出用ファイババンドル３３は、挿入部３６の外周部を通って先端部３６ａの先端まで延在して配置される。検出用ファイババンドル３３の各ファイバの先端部３３ａには、図示しないが検出用レンズが配置されていても良い。
【００３６】
投影用レンズ４５ａ、４５ｂは、先端部３６ａの最先端に配置される。投影用レンズ４５ａ、４５ｂは、照明用光ファイバ３１の射出端面３１ｂから射出されるレーザ光が所定の焦点位置に集光させるように構成される。また、検出用ファイババンドル３３の先端部３３ａに検出用レンズが配置される場合、検出用レンズは、対象物１００上に照射されたレーザ光が、対象物１００により反射、散乱、屈折等をした光（対象物１００と相互作用した光）又は蛍光等を信号光として取り込み、検出用ファイババンドル３３に集光、結合させるように配置される。なお、照明光学系４５は２枚の投影用レンズ４５ａ、４５ｂに限られず、１枚や３枚以上のレンズにより構成されてもよい。
【００３７】
上記構成において、スコープ３０に実装される照明用光ファイバ３１及び光走査用アクチュエータ４０は光ファイバスキャナを構成する。本実施の形態では、照明用光ファイバ３１の全体がフォトニック結晶ファイバ３１０からなる。フォトニック結晶ファイバ３１０は、図４に断面図を示すように、レーザ光が伝播するコア３１０ａの周囲に規則的に形成された空孔３１０ｂを有して構成され、使用する波長帯域でシングルモード動作し、強い曲げが生じても曲げ損失が殆ど生じない特性を有している。
【００３８】
本実施の形態に係る走査型内視鏡装置１０によると、スコープ３０に実装される照明用光ファイバ３１がフォトニック結晶ファイバ３１０からなるので、スコープ３０の挿入部３６が例えば体腔内に挿入されて、体腔内でスコープ３０に強い曲げ（例えば、曲率半径１０ｍｍ以下で曲げ角度１１０度以上）が加わっても、照明光の損失が殆ど生じない。したがって、照明光の色バランスの変化や絶対的な明るさの低下等が生じないので、画質の良好な画像を生成することができる。なお、フォトニック結晶ファイバ３１０は、射出端面において、空孔３１０ｂへのゴミや水分等の浸入を防止するため、空孔３１０ｂを封止するのが望ましい。これにより、コア３１０ａから空間出力される照明光のビーム径の経時的な変化を防止でき、解像力に影響する対象物１００上での照明光のビームスポット径の変化を防止できる。
【００３９】
（第２実施の形態）
図５は、第２実施の形態に係る走査型内視鏡装置を説明するための図である。本実施の形態に係る走査型内視鏡装置１１は、第１実施の形態に係る走査型内視鏡装置１０において、光ファイバスキャナを構成する照明用光ファイバ３１が、フォトニック結晶ファイバ３１０と、その射出端面に融着されたシングルモードファイバ３１１からなる。シングルモードファイバ３１１は、フォトニック結晶ファイバ３１０との融着部分を含む全体がスコープ３０の硬質部からなる先端部３６ａ内に位置して、シングルモードファイバ３１１の射出端部３１１ａが光走査用アクチュエータ４０により変位される。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態に係る走査型内視鏡装置１１によると、フォトニック結晶ファイバ３１０の射出端面にシングルモードファイバ３１１を融着することで、フォトニック結晶ファイバ３１０の射出端面の空孔３１０ｂを封止することができる。フォトニック結晶ファイバ３１０の射出端面の空孔３１０ｂを直接封止する場合、その空間出力されるビーム径は封止状態（封止率や封止長）によって変化するため品質管理の難易度が高い。したがって、シングルモードファイバ３１１の射出端面３１１ｂから空間出力されるビーム径を安定させることができるので、画質の良好な画像を安定して生成することができる。また、フォトニック結晶ファイバ３１０とシングルモードファイバ３１１との融着部分が、スコープ３０の硬質部からなる先端部３６ａ内に位置しているので、挿入部３６の曲げに影響されることなく、融着状態を安定に維持できる。なお、本実施の形態において、シングルモードファイバ３１１は、外径が小さい方が望ましい。例えば、フォトニック結晶ファイバ３１０の外径が１２５μｍの場合、シングルモードファイバ３１１は、外径が１２５μｍよりも小さく例えば外径が８０μｍのものを用いるとよい。このようにすれば、シングルモードファイバ３１１の質量を小さくできるので、光走査用アクチュエータ４０によりシングルモードファイバ３１１をより大きく振動させて、対象物１００をより広範囲に亘って光走査することが可能になる。
【００４１】
（第３実施の形態）
図６は、第３実施の形態に係る走査型内視鏡装置を説明するための図である。本実施の形態に係る走査型内視鏡装置１２は、第２実施の形態に係る走査型内視鏡装置１１において、光ファイバスキャナを構成する照明用光ファイバ３１が、フォトニック結晶ファイバ３１０の入射端面に融着されたシングルモードファイバ３１２をさらに備えるものである。シングルモードファイバ３１２は、フォトニック結晶ファイバ３１０が少なくともスコープ３０の可撓部３６ｂに配置されるように、光源部５３から操作部３５までの間に位置される。シングルモードファイバ３１２は、入射端部に光コネクタ１２０ｂが結合されてアダプタ１１０を介して光源部５３の光コネクタ１２０ａに着脱自在に結合される。その他の構成は、第２実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００４２】
本実施の形態に係る走査型内視鏡装置１２によると、フォトニック結晶ファイバ３１０の入射端面にシングルモードファイバ３１２を融着することで、フォトニック結晶ファイバ３１０の入射端面において空孔３１０ｂを封止することができる。したがって、光ファイバ３１から空間出力されるビーム径をより安定させることができるので、画質の良好な画像をより安定して生成することができる。なお、本実施の形態において、シングルモードファイバ３１２と光源部５３の第２のファイバ５８とは、同一のシングルモードファイバとするのが望ましい。
【００４３】
（第４実施の形態）
図７は、第４実施の形態に係る走査型内視鏡装置を説明するための図である。本実施の形態に係る走査型内視鏡装置１３は、第３実施の形態に係る走査型内視鏡装置１２において、光源部５３の第２のファイバ５８の射出端面に融着された屈折率分布レンズ（ＧＲＩＮレンズ）５９と、光ファイバスキャナのシングルモードファイバ３１２の入射端面に融着されたＧＲＩＮレンズ３２とを備える。
【００４４】
図８、図９及び図１０は、光源部５３の第２のファイバ５８と光ファイバスキャナのシングルモードファイバ３１２とを着脱自在に結合する光コネクタ１２０ａ、アダプタ１１０及び光コネクタ１２０ｂの構成を示す図である。図８及び図９は光コネクタ１２０ａ及び１１０ｂの非結合状態を示す外観図及び断面図であり、図１０は光コネクタ１２０ａ及び１１０ｂの結合状態を示す断面図である。
【００４５】
アダプタ１１０は、制御装置本体５０又は光源部５３の筐体に固定されて、筐体内部と筐体外部との間で、第２のファイバ５８に結合された光コネクタ１２０ａと、光ファイバスキャナのシングルモードファイバ３１２に結合された光コネクタ１２０ｂとを着脱自在に結合するものである。アダプタ１１０は、アダプタハウジング１１１と割スリーブ１１２とを備える。アダプタハウジング１１１は、筐体内部側に開口部を有する外側円筒部１１３ａと、筐体外部側に開口部を有する外側円筒部１１３ｂとを有する。外側円筒部１１３ａ、１１３ｂの内側には、光コネクタ１２０ａ側と光コネクタ１２０ｂ側との間に空洞を有する内側円筒部１１４を有する。内側円筒部１１４の空洞内部には、円筒状の割スリーブ１１２が配設される。内側円筒部１１４の両端の内周面は、割スリーブ１１２の離脱を防ぐために、内側に向けて突出している。外側円筒部１１３ａ、１１３ｂの外周端部側には、外ねじ１１５ａ、１１５ｂが形成されている。外側円筒部１１３ａ、１１３ｂの内周面の一部には溝状のキー受け１１６ａ、１１６ｂが形成されている。このように、アダプタハウジング１１１の筐体内部側及び筐体外部側には、それぞれ、光コネクタ１２０ａと光コネクタ１２０ｂとを接続することができる形状を有する２つの対向配置されたコネクタ接続部を構成している。
【００４６】
割スリーブ１１２は、長手方向（内側円筒部１１４内に配置されたとき中心軸線に沿う方向）に延びる割りを有する中空の管状の部材であって、ジルコニアなどの硬質のセラミック等で形成されている。筐体内部の光コネクタ１２０ａ側の割スリーブ１１２と内側円筒部１１４との間には、割スリーブ１１２の外周に沿って防塵リング１１７（遮蔽部材）が配置されている。この防塵リング１１７は、筐体内部とアダプタハウジング１１１の内側円筒部１１４の内部とを遮蔽するものであり、例えば弾性の高いゴムなどの材料で形成される。防塵リング１１７は、アダプタハウジング１１１及び筐体等で遮光され、外部の紫外線が当たらないように設計されている。これにより、防塵リング１１７の劣化が防止される。
【００４７】
アダプタ１１０は、割スリーブ１１２の内部であって、光コネクタ１２０ａ側と光コネクタ１２０ｂ側との中間部に、光検出器（ＰＤ）を備えたＰＤ内蔵スペーサ１１８を有している。光検出器（ＰＤ）の信号は、アダプタ１１０の外部からモニタ可能である。
【００４８】
光コネクタ１２０ａは、コネクタハウジング１２１ａと、第２のファイバ５８の先端部が内蔵されたフェルール１２３ａとを含んで構成される。以下、光コネクタ１２０ａの第２のファイバ５８の先端方向を前方と呼び、これと反対の方向を後方と呼ぶ。
【００４９】
コネクタハウジング１２１ａの先端部分は、円筒状の壁部を有する円筒部１２４ａとなっており、アダプタ１１０の内側円筒部１１４と外側円筒部１１３ａとの間の隙間に嵌合する形状となっている。円筒部１２４ａの外周面にはキー１２５ａが突設される。キー１２５ａは、アダプタ１１０と光コネクタ１２０ａとを連結する際に、アダプタ１１０のキー受け１１６ａに嵌入されることにより、アダプタ１１０と光コネクタ１２０ａとの回転方向の正確な位置決めを行っている。
【００５０】
コネクタハウジング１２１ａの外周部には、カップリングナット１２６ａが回転可能及び特定の範囲内でファイバ光軸方向に移動可能に設けられている。カップリングナット１２６ａの内側面には内ねじが設けられており、アダプタハウジング１１１の外側円筒部１１３ａの外ねじ１１５ａと噛み合うようになっている。
【００５１】
フェルール１２３ａは、先端部が面取りされた円柱状の形状となっており、その中心軸に沿って第２のファイバ５８の射出端部が挿通されている。第２のファイバ５８の射出端面には、ＧＲＩＮレンズ５９が融着されている。フェルール１２３ａの円柱部分は、コネクタハウジング１２１ａの円筒部１２４ａの中心から前方へ突出しており、円筒部１２４ａの後ろ側でコネクタハウジング１２１ａにより外周を支持されている。フェルール１２３ａの後方側には、つば部が設けられておりアダプタハウジング１１１内で第２のファイバ５８の光軸方向に特定の範囲内で、アダプタハウジング１１１の内周面に対して摺動可能であるとともに、アダプタハウジング１１１の内部に配設されたバネ１２７ａによって前方に向けて付勢されている。
【００５２】
光コネクタ１２０ｂは、光コネクタ１２０ａと同様に構成されるので、同一構成要素には同一番号にサフックスｂを付して示し、説明を省略する。光コネクタ１２０ａは、基本的には長期に渡り接続状態が維持されるが、光コネクタ１２０ｂは光コネクタ１２０ａよりも頻繁に着脱される。
【００５３】
アダプタ１１０に光コネクタ１２０ａ、１２０ｂを接続する場合は、先ず、アダプタ１１０の先端部と光コネクタ１２０ａ、１２０ｂの先端部とを、双方の軸線を一致させ、かつ、光コネクタ１２０ａ、１２０ｂのキー１２５ａ、１２５ｂが、アダプタ１１０のキー受け１１６ａ、１１６ｂに嵌入するように回転方向の位置を決める。そして、フェルール１２３ａ、１２３ｂを割スリーブ１１２に嵌入させ、光コネクタ１２０ａ、１２０ｂの円筒部１２４ａ、１２４ｂをアダプタ１１０の外側円筒部１１３ａ、１１３ｂと内側円筒部１１４の両端部との間に嵌入させる。
【００５４】
次に、カップリングナット１２６ａ、１２６ｂをアダプタ１１０側に移動させて回転させる。これにより、アダプタハウジング１１１の外ねじ１１５ａと、カップリングナット１２６ａの内ねじとが噛み合い、カップリングナット１２６ａ、１２６ｂは、アダプタ１１０側に向かって前進する。これに伴って、フェルール１２３ａは、割スリーブ１１２内を前方に向けてさらに摺動する。
【００５５】
フェルール１２３ａ、１２３ｂの先端がＰＤ内蔵スペーサ１１８に当接すると、光コネクタ１２０ａ、１２０ｂ内のバネ１２７ａ、１２７ｂによって、フェルール１２３ａ、１２３ｂの先端が損傷しない一定以下のバネ力で、フェルール１２３ａ、１２３ｂがＰＤ内蔵スペーサ１１８に対して互いに押圧される。カップリングナット１２６ａ、１２６ｂの回転は、コネクタハウジング１２１ａ、１２１ｂの外周上に設けた段差部１２８ａ、１２８ｂにより規制される。これにより、ＰＤ内蔵スペーサ１１８に対してフェルール１２３ａ、１２３ｂの押圧力が過度に発生しないようになっている。
【００５６】
本実施の形態に係る走査型内視鏡装置１３によると、アダプタ１１０に光コネクタ１２０ａ及び１２０ｂを接続すると、フェルール１２３ａとフェルール１２３ｂとは、図１０に示すように割スリーブ１１２内でＰＤ内蔵スペーサ１１８を挟んで固定される。これにより、第２のファイバ５８の射出端面に融着されたＧＲＩＮレンズ５９と、光ファイバスキャナのシングルモードファイバ３１２の入射端面に融着されたＧＲＩＮレンズ３２とが、同軸上で空隙を介して対向する。したがって、第２のファイバ５８とシングルモードファイバ３１２とを高い接続効率で結合することが可能となり、第３実施の形態と同様の効果が得られる。
【００５７】
さらに、本実施の形態では、第２のファイバ５８とシングルモードファイバ３１２とを物理的に接触させないので、光コネクタ１２０ａ、１２０ｂの接続に伴うファイバ先端の破損の危険性を低減することができる。したがって、光コネクタ１２０ａ、１２０ｂを繰返し接続させても、特別な接続効率維持のための作業（端面清掃など）を行うことなく、高い接続効率を維持することができる。また、第２のファイバ５８から射出された光の一部がシングルモードファイバ３１２のコアに入射できなかった場合、その光の一部はＰＤ内蔵スペーサ１１８の光検出器に入射する。したがって、この光検出器の出力をモニタすることにより、光コネクタ１２０ａ、１２０ｂ間の接続効率をモニタすることが可能になる。
【００５８】
なお、本実施の形態において、光源部５３のＧＲＩＮレンズ５９の外径、ＧＲＩＮレンズ５９が融着された第２のファイバ５８の外径、光ファイバスキャナのＧＲＩＮレンズ３２の外径、及び、ＧＲＩＮレンズ３２が融着されたシングルモードファイバ３１２の外径は、ほぼ等しくするのが望ましい。これにより、第２のファイバ５８及びＧＲＩＮレンズ５９を光コネクタ１２０ａのフェルール１２３ａに精度よく実装できるとともに、シングルモードファイバ３１２及びＧＲＩＮレンズ３２を光コネクタ１２０ｂのフェルール１２３ｂに精度よく実装できるので、フェルール１２３ａ、１２３ｂの光学的調整を容易にでき、高い接続効率を容易に得ることができる。
【００５９】
本発明は、上記実施の形態に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、第１実施の形態〜第３実施の形態において、光コネクタ１２０ａ、１２０ｂは、図８〜図１０に示した光コネクタ１２０ａ、１２０ｂと同様に構成でき、アダプタ１１０は図９及び図１０に示したＰＤ内蔵スペーサ１１８を省略して構成することができる。この場合、光コネクタ１２０ａのフェルール１２３ａの先端と光コネクタ１２０ｂのフェルール１２３ｂの先端とがアダプタ１１０内で当接すると、光コネクタ１２０ａ、１２０ｂ内のバネ１２７ａ、１２７ｂによって、第２のファイバ５８の射出端面と、照明用光ファイバ３１の入射端面とが損傷しない一定以下の押圧力で互いに押圧される。
【００６０】
また、光ファイバスキャナの照明用光ファイバ３１は、その入射端面を光源部５３の第２のファイバ５８の射出端面に直接融着してもよい。この場合、第３実施の形態のように、第２のファイバ５８に融着する照明用光ファイバ３１が、シングルモードファイバ３１２からなる場合は、シングルモードファイバ３１２と第２のファイバ５８とは、同一のシングルモードファイバとするのが望ましい。このようにすれば、高い接続効率を得ることが可能となる。また、第１実施の形態において、フォトニック結晶ファイバ３１０の入射端部に、第３実施の形態と同様にシングルモードファイバ３１２を融着して、シングルモードファイバ３１２を介して光源部５３に結合してもよい。また、第１実施の形態において、第２のファイバ５８の射出端面と、フォトニック結晶ファイバ３１０の入射端面とに、それぞれＧＲＩＮレンズを融着して第４実施の形態と同様に結合させるようにしてもよい。
【００６１】
また、光走査用アクチュエータ４０は、圧電式に限らず、コイル及び永久磁石を用いる電磁式などの他の公知の駆動方式の場合でもよい。また、検出用ファイバは、マルチモードファイバやバンドルに限らない。また、上記実施の形態において、光源部５３は、第１のファイバ５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂを省略して、レーザ５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂから射出されるレーザの空間出力を結合器５７において空間的に合波して第２のファイバ５８に入射させるように構成してもよい。さらに、本発明は、走査型内視鏡装置に限らず、走査型顕微鏡や走査型のプロジェクタ装置にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０、１１、１２、１３  走査型内視鏡装置
３０  スコープ（内視鏡）
３１  照明用光ファイバ
３２  屈折率分布レンズ（ＧＲＩＮレンズ）
３３  検出用ファイババンドル
３６ａ  先端部（硬質部）
４０  光走査用アクチュエータ
５０  制御装置本体（筐体）
５３  光源部
５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂ  レーザ
５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ  第１のファイバ
５７  結合器
５８  第２のファイバ
５９  屈折率分布レンズ（ＧＲＩＮレンズ）
１１０  アダプタ
１２０ａ、１２０ｂ  光コネクタ
３１０  フォトニック結晶ファイバ
３１１、３１２  シングルモードファイバ
【図１】
2016125207.tif 000003
【図２】
2016125207.tif 000004
【図３】
2016125207.tif 000005
【図４】
2016125207.tif 000006
【図５】
2016125207.tif 000007
【図６】
2016125207.tif 000008
【図７】
2016125207.tif 000009
【図８】
2016125207.tif 000010
【図９】
2016125207.tif 000011
【図１０】
2016125207.tif 000012
【国際調査報告】
2016125207.tif 000013
2016125207.tif 000014
2016125207.tif 000015
2016125207.tif 000016