(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に延伸する２つの第１の梁部と、前記第１方向と平行ではない第２方向に延伸して設けられる２つの第１の固定部と、第１の反射部と、を有する第１のスキャナと、
前記第２方向に延伸する２つの第２の梁部と、前記第２方向に延伸して設けられる２つの第２の固定部と、第２の反射部と、前記第２方向に延伸して設けられ、前記第１方向に前記第２の反射部を挟むように位置する２つの第２の駆動部とを有し、前記第１のスキャナに対して前記第１方向に隣接する第２のスキャナと、
前記第１の反射部の下方に設けられた第１の空洞部と、
前記第２の反射部の下方に設けられた第２の空洞部と、
を備え、
一方の第１の固定部は、一方の第１の梁部の他端に接続され、前記一方の第１の梁部の前記他端を支持し、
他方の第１の固定部は、他方の第１の梁部の他端に接続され、前記他方の第１の梁部の前記他端を支持し、
前記第１の反射部は、前記一方の第１の梁部の一端および前記他方の第１の梁部の一端に接続され、前記一方の第１の梁部および前記他方の第１の梁部を回転軸として回転することができ、
一方の第２の固定部は、一方の第２の梁部の他端に接続され、前記一方の第２の梁部の前記他端を支持し、
他方の第２の固定部は、他方の第２の梁部の他端に接続され、前記他方の第２の梁部の前記他端を支持し、
前記第２の反射部は、前記一方の第２の梁部の一端および前記他方の第２の梁部の一端に接続され、前記一方の第２の梁部および前記他方の第２の梁部を回転軸として回転することができ、
前記２つの第１の固定部は、前記第１の空洞部の上方において前記第２方向に延伸し、
前記第１方向に延伸する前記２つの第１の梁部の延長上において、前記他方の第１の固定部の下面の全体が前記第１の空洞部に接し、
前記第１方向において、前記他方の第１の固定部と、一方の第２の駆動部とが隙間を挟んで隣接している、光走査装置。
【請求項２】
前記第１方向に延伸する前記２つの第１の梁部の延長上において、前記一方の第２の駆動部の下面の全体が前記第２の空洞部に接している、請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記隙間は、前記第１の空洞部および前記第２の空洞部に接する、請求項１または２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記他方の第１の固定部と、前記一方の第２の駆動部とが、同じ材料で形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記２つの第１の固定部は、少なくとも前記第１の空洞部の一辺から前記第１の空洞部の前記一辺と対向する他の一辺まで延伸して設けられる、請求項１から４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記２つの第１の固定部の前記第１方向における長さは、前記第２方向における前記２つの第１の梁部の長さよりも大きい、請求項１から５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記２つの第２の固定部は、前記第２の空洞部の上方において、前記第２方向に延伸している、請求項１から６のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記第１の空洞部と前記第２の空洞部とは、一体に形成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記一方の第２の駆動部は、前記第２の空洞部の一辺と、前記第２の空洞部の前記一辺と前記第２方向において対向する前記第２の空洞部の他辺とを跨いで設けられる、請求項１から８のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記第２の空洞部は、少なくとも一方の前記第２の梁部および前記第２の固定部の下方において、前記第２方向に突出している、請求項１から９のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記第１の反射部の前記第１方向の両端部に２つの凹部を有し、
前記一方の第１の梁部の前記一端は一方の凹部に設けられ、前記他方の第１の梁部の前記一端は他方の凹部に設けられる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の光走査装置を搭載した内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置および内視鏡に関する。
【０００２】
従来、ねじり梁を回転軸として回転振動し、光ビームを偏向させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、回転軸の周囲に回転するミラーを２つ用いることでビームを二次元に走査する光走査装置ことが知られている（例えば、特許文献２参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］  特開２００４−０６９７３１号公報
［特許文献２］  特表２００８−５１４９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光走査装置は、レーザプリンタ、バーコードリーダおよび内視鏡などに用いられる。例えば内視鏡に用いる場合、直径が数ｍｍであり長さが数十ｍｍである円筒内部に光走査装置は載置される。それゆえ、光走査装置のサイズをより小さくするという要求がある。しかし、構成部材のサイズを小さくし過ぎると、構成部材が欠損する恐れがある。そこで、サイズを小さくすると共に、構成部材の強度を維持する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（発明の一般的開示）光走査装置は、第１のスキャナと第１の空洞部とを備えてよい。第１のスキャナは、第１方向に延伸する第１の梁部を有してよい。第１のスキャナは、第１の梁部の一端に接続され、第１の梁部を回転軸として回転することができる第１の反射部を有してよい。第１のスキャナは、第１の梁部の他端に接続され第１の梁部の他端を支持する第１の固定部を有してよい。第１の空洞部は、第１の反射部の下方に設けられてよい。第１の固定部は、第１の空洞部の上方において、第１の方向と平行ではない第２方向に延伸して設けられてよい。
【０００５】
第１の固定部は、少なくとも第１の空洞部の一辺から第１の空洞部の一辺と対向する他の一辺まで延伸して設けられてよい。
【０００６】
第１の固定部の第１方向における長さは、第２方向における第１の梁部の長さよりも大きくてよい。
【０００７】
光走査装置は、第２のスキャナと第２の空洞部とをさらに備えてよい。第２のスキャナは、第２方向に延伸する第２の梁部を有してよい。第２のスキャナは、第２の梁部の一端に接続され、第２の梁部を回転軸として回転することができる第２の反射部を有してよい。第２のスキャナは、第２の梁部の他端に接続され第２の梁部の他端を支持する第２の固定部を有してよい。第２のスキャナは、第１方向において第１のスキャナに隣接してよい。第２の空洞部は、第２の反射部の下方に設けられてよい。第２の固定部は、第２の空洞部の上方において、第２の方向に延伸して設けられてよい。
【０００８】
第１の空洞部と第２の空洞部とは、一体に形成されていてよい。
【０００９】
第２のスキャナは、第１の固定部に隣接して設けられる第２の駆動部をさらに備えてよい。第２の駆動部は第２の方向に延伸して設けられてよい。
【００１０】
第２の駆動部は、第２の空洞部の一辺と、一辺と第２方向において対向する第２の空洞部の他辺とを跨いで設けられてよい。
【００１１】
第２の空洞部は、第２の梁部および第２の固定部の下方において、第２方向および第２方向とは反対の方向のうち少なくとも１つの方向において突出していてよい。
【００１２】
第１の反射部は、第１方向および第１方向とは反対の方向のうち少なくとも１つの方向において窪んでいる凹部を有してよい。第１の梁部の一端は凹部に設けられてよい。
【００１３】
内視鏡は、上記に記載の光走査装置を搭載してよい。
【００１４】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】内視鏡システム３００の概要を示す図である。
【図２】光走査装置１００のＹ‐Ｚ断面を示す図である。
【図３】スキャナユニット２０のＹ‐Ｚ断面の拡大図である。
【図４】第１実施形態におけるＸスキャナ３０およびＹスキャナ５０の上面図である。
【図５】第２実施形態におけるＸスキャナ３０およびＹスキャナ５０の上面図である。
【図６】第３実施形態におけるＸスキャナ３０およびＹスキャナ５０の上面図である。
【図７】第４実施形態におけるＸスキャナ３０およびＹスキャナ５０の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。本明細書では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の直交座標軸を用いて技術的事項を説明する。直交座標軸は、構成要素の相対位置を特定するに過ぎず、特定の方向を限定するものではない。例えば、Ｚ軸は地面に対する高さ方向を限定して示すものではない。なお、＋Ｚ軸方向と−Ｚ軸方向とは互いに逆向きの方向である。正負を記載せず、Ｚ軸方向と記載した場合、＋Ｚ軸および−Ｚ軸に平行な方向を意味する。
【００１７】
図１は、内視鏡システム３００の概要を示す図である。本例の内視鏡システム３００は、内視鏡２００、レーザ光源２１０、ダイクロイックミラー２２０、光検出部２３０、ＡＤ変換部２４０、画像処理部２５０および表示部２６０を有する。なお、本例は、内視鏡システム３００の例示的構成であり、内視鏡システム３００はここに示す以外の構成を有してもよい。
【００１８】
内視鏡２００は、非走査型光学装置１１０、鉗子口１２０、ライト１３０およびノズル１４０を有する。光走査装置は、鉗子口１２０に挿入されて使用されるものであり、内視鏡２００とは別の装置である。光走査装置１００は、内視鏡２００に搭載されてよい。光走査装置１００については図２以降において詳述する。光走査装置１００は、対象物４００の焦点面４１０（Ｘ‐Ｙ平面）において光を走査することができる。非走査型光学装置１１０は、Ｘ‐Ｙ平面において光を走査できない通常型の光学装置である。
【００１９】
対象物４００は、人間または他の動物の体内の一部であってよい。鉗子口１２０は、対象物４００の一部を切除する鉗子が出入りすることができる開口である。ライト１３０は、対象物４００を照らすために用いられてよい。ノズル１４０は、送水または送風の機能を有する。ノズル１４０は機能の数に応じて複数設けてもよい。
【００２０】
レーザ光源２１０は、光走査装置１００の光源となる光を発生する。本例のレーザ光源２１０は、４８８ｎｍのレーザ光２１２を出力する。レーザ光源２１０の出力は、１０００ｍＷ未満であってよい。
【００２１】
ダイクロイックミラー２２０は、レーザ光２１２を反射する機能を有する。反射されたレーザ光２１２は、光走査装置１００の光ファイバ１９に入射し、光走査装置１００を経て対象物４００に入射する。
【００２２】
対象物４００は、レーザ光２１２を吸収して蛍光２１４を放出する。本例の対象物４００は、青色帯域（波長換算で４３５ｎｍ〜５００ｎｍ程度）のレーザ光２１２を吸収して緑色帯域（波長換算で５００ｎｍ〜５６０ｎｍ程度）の蛍光２１４を放出する、蛍光材料を有する。当該状況は、人間または他の動物の体内に蛍光材料を導入することにより実現することができる。
【００２３】
対象物４００が放出した蛍光２１４は、光走査装置１００、光ファイバ１９およびダイクロイックミラー２２０を経て、光検出部２３０に入射する。なお、本例のダイクロイックミラー２２０は、蛍光２１４を透過する機能を有する。蛍光２１４は入射するレーザ光２１２と同じ経路を経て光検出部２３０に入射する。
【００２４】
光検出部２３０は、対象物４００からの蛍光を検知する。光検出部２３０は、フォトダイオード等の光電変換装置を有してよい。光検出部２３０は、蛍光２１４の強度に応じて電荷を生成する。例えば、蛍光２１４の強度が強い程より多くの電荷を生成する。
【００２５】
ＡＤ変換部２４０は、アナログ情報である電荷の量をデジタル信号に変換する、アナログ・デジタルコンバータを有する。ＡＤ変換部２４０はデジタル信号を画像処理部２５０に出力し、画像処理部２５０はデジタル信号に基づいて画像を生成する。本例の画像処理部２５０はデジタル信号からリサージュ走査画像を生成し、表示部２６０はリサージュ走査画像を表示する。ユーザは、リサージュ走査画像により対象物４００の焦点面４１０を視認することができる。
【００２６】
図２は、光走査装置１００のＹ‐Ｚ断面を示す図である。光走査装置１００は、管１０、フランジ１２、対物レンズ１６、コリメートレンズ１７、スキャナユニット２０、配線基板９０を有する。本明細書において、Ｚ軸方向は対物レンズ１６の光軸方向と平行な方向である。なお、図２では蛍光２１４の記載を省略している。
【００２７】
管１０は、Ｚ軸方向に延伸する管である。管１０のＺ軸方向の長さは、人間または他の動物の体内を曲がりながら移動できる長さであることが望ましい。管１０のＺ軸方向の長さは、１０ｍｍ〜２０ｍｍであってよい。また、管１０の外径は３．０ｍｍであってよい。
【００２８】
配線基板９０は、管１０内部に設けられる。本例の配線基板９０上には、レンズホルダ１４、スキャナユニット２０、レンズホルダ１８および複数のＩＣチップ９１が載置される。なお、本明細書において、＋Ｙ軸方向を便宜的に「上」または「上方」とし、−Ｙ軸方向を便宜的に「下」または「下方」と称する。
【００２９】
レンズホルダ１４には、対物レンズ１６が固定して設けられる。対物レンズ１６は、スキャナユニット２０から出射されたレーザ光２１２を焦点面４１０に集光する。
【００３０】
スキャナユニット２０は、配線基板９０上に載置される。スキャナユニット２０は、固定鏡２２およびＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板２４を有する。本例にいて、固定鏡２２はＳＯＩ基板２４に載置される。固定鏡２２は複数の反射面を有する。本例の固定鏡２２は３つの反射面を有する。
【００３１】
ＳＯＩ基板２４には複数の反射部が設けられる。コリメートレンズ１７から入射した光は固定鏡２２の反射面とＳＯＩ基板２４の反射部との間で反射され、最終的に対物レンズ１６から出射される。
【００３２】
複数の反射部は、各々回転振動することができる。スキャナユニット２０は、複数の反射部によりレーザ光２１２を反射させることで、レーザ光２１２をＸ方向およびＹ方向に走査することができる。
【００３３】
レンズホルダ１８には、コリメートレンズ１７が固定して設けられる。コリメートレンズ１７は、光ファイバ１９から出射されたレーザ光２１２を平行光にする。フランジ１２は光ファイバ１９を固定する。これにより、光ファイバ１９の断面中心とコリメートレンズ１７および対物レンズ１６の光軸とを一致させることができる。
【００３４】
複数のＩＣチップ９１が、配線基板９０上に載置される。ＩＣチップ９１は、反射部の回転角度を検知する角度検知機能、ノイズ除去機能およびオペアンプ機能を有してよい。スキャナユニット２０とＩＣチップ９１とを共に配線基板９０上に載置することにより、両者を物理的に近接して配置することができる。これにより、ノイズに埋もれやすい微小電流信号をより正確に捉えることができる。
【００３５】
図３は、スキャナユニット２０のＹ‐Ｚ断面の拡大図である。ＳＯＩ基板２４は、下方から上方の順に、支持層２７、絶縁層２６および活性層２５を有する。本例の支持層２７および活性層２５は、シリコンからなる。活性層２５のシリコンは、ノンドープの単結晶シリコンであってよく、導電性を高めるために不純物をドープした結晶性シリコンであってもよい。活性層２５の厚みは、第１の反射部３４および第２の反射部５４を駆動する電圧ならびに周波数に応じて適宜変更してよい。本例の活性層２５は５０μｍの厚みを有する。絶縁層２６は酸化シリコンからなる。本例の絶縁層２６は約１μｍの厚みを有する。
【００３６】
ＳＯＩ基板２４は、第１のスキャナとしてのＸスキャナ３０と、第２のスキャナとしてのＹスキャナ５０を有する。Ｘスキャナ３０は、第１の梁部３１、第１の反射部３４および第１の固定部４２を有する。なお、図３では図示されていないが、Ｘスキャナ３０は第１の駆動部４４も有する。
【００３７】
第１の梁部３１は、第１方向としてのＺ軸方向に延伸する。第１の梁部３１の一端３２は、第１の反射部３４に接続される。第１の梁部３１の他端３３は、第１の固定部４２に接続されて支持される。
【００３８】
第１の梁部３１は、第１の反射部３４の回転軸として機能する。第１の梁部３１は、第１の反射部３４の回転に応じて弾性的にねじれることができる。なお、第１の梁部３１、第１の反射部３４および第１の固定部４２は、活性層２５において一体的に形成されている。本例の第１の反射部３４は、上方の面に約１００ｎｍ厚みのアルミニウム薄膜を有する。
【００３９】
Ｙスキャナ５０は、第１方向としてのＺ軸方向においてＸスキャナ３０に隣接する。なお、Ｘスキャナ３０およびＹスキャナ５０の配置は図３に限定されない。Ｘスキャナ３０をＹスキャナ５０よりも＋Ｚ軸方向に配置してもよい。Ｙスキャナ５０は、第２の梁部５１、第２の反射部５４および第２の駆動部６４を有する。なお、図３では図示されていいないが、Ｙスキャナ５０は第２の固定部６２も有する。
【００４０】
第２の梁部５１は、第２方向としてのＸ軸方向に延伸する。第２の梁部５１は、第２の反射部５４の回転軸として機能する。第２の梁部５１は、第２の反射部５４の回転に応じて弾性的にねじれることができる。なお、第２の梁部５１、第２の反射部５４および第２の駆動部６４は、活性層２５において一体的に形成されている。本例の第２の反射部５４も、上方の面に約１００ｎｍ厚みのアルミニウム薄膜を有する。
【００４１】
第１の反射部３４および第２の反射部５４の下方において、絶縁層２６および支持層２７が除去された第１の空洞部３６および第２の空洞部５６がそれぞれ設けられる。本例の第１の空洞部３６および第２の空洞部５６は、絶縁層２６および支持層２７が完全に除去された領域である。
【００４２】
本例においては、特許文献２とは異なり、Ｘスキャナ３０とＹスキャナ５０とを可能な限り近接して設ける。これにより、特許文献２と比較してスキャナユニット２０のＸ軸方向およびＺ軸方向のサイズを小さくすることができる。また、本例において、第１の空洞部３６と第２の空洞部５６とは、一体に形成されている。なお、第１〜第４の実施形態においても、第１の空洞部３６と第２の空洞部５６とは、一体に形成される。これにより、Ｘスキャナ３０とＹスキャナ５０との間に微細加工を施して支持層２７を残す必要が無い。それゆえ、支持層２７の加工が容易になる。
【００４３】
図４は、第１実施形態におけるＸスキャナ３０およびＹスキャナ５０の上面図である。図４においては、第１の空洞部３６および第２の空洞部５６を四角枠の点線で示す。Ｘスキャナ３０の第１の固定部４２‐２とＹスキャナ５０の第２の駆動部６４‐１とは、ともにＸ軸方向に延伸して設けられる。第１の固定部４２‐２とこれに隣接する第２の駆動部６４‐１との隙間を、便宜的に第１の空洞部３６と第２の空洞部５６との境界とする。なお、本例において当該隙間は１０μｍである。
【００４４】
Ｘスキャナ３０は、一対の第１の駆動部４４をさらに有する。一対の第１の駆動部４４は、Ｘ軸方向において第１の反射部３４を挟むように位置する。第１の駆動部４４‐１の＋Ｘ軸方向の端部および第１の駆動部４４‐２の−Ｘ軸方向の端部には、複数の櫛歯部４８がそれぞれ設けられる。第１の駆動部４４および櫛歯部４８は、活性層２５から一体的に形成される。
【００４５】
第１の反射部３４のＸ軸方向の端部には、複数の櫛歯部３８が設けられる。第１の反射部３４の櫛歯部３８と第１の駆動部４４の櫛歯部４８とは、噛み合うように配置される。ただし、両者は接触しない。櫛歯部３８と櫛歯部４８との間の静電気力により、第１の反射部３４は回転駆動される。本例において、櫛歯部３８および櫛歯部４８のＺ軸方向の長さは１０μｍとした。また、櫛歯部３８と櫛歯部４８とのＺ軸方向の間隔も１０μｍとした。
【００４６】
第１の固定部４２の±Ｘ軸方向の端部には、導電性のパッド部４３が設けられる。パッド部４３には電位固定用の直流電圧を印加する。第１の駆動部４４の±Ｘ軸方向の端部には、導電性のパッド部４５が設けられる。パッド部４５には交流電圧を印加する。例えば、パッド部４５‐１および４５‐２にはピーク・トゥ・ピークで２０Ｖであり同位相の交流電圧を印加する。
【００４７】
これにより、静電気力を利用して第１の梁部３１を回転軸として第１の反射部３４を回転振動させることができる。これにより、第１の反射部３４は、焦点面４１０においてＸ軸方向に光を走査することができる。なお、パッド部４５またはパッド部４３への印加電圧を調整することで、回転振動の振れ角を調整することができる。これにより、第１の反射部３４はＸ軸方向における走査範囲を調整することができる。
【００４８】
第１の梁部３１の一端３２は、第１の反射部３４のＸ軸方向の中心位置に接続される。第１の梁部３１の他端３３は、第１の固定部４２に接続される。第１の固定部４２は、第１の空洞部３６の上方において、第２方向としてのＸ軸方向に延伸して設けられる。
【００４９】
第１の固定部４２は、少なくとも第１の空洞部３６のＸ軸方向の一辺７２から当該一辺７２と対向する他の一辺７４まで延伸して設けられる。本例では、第１の空洞部３６を跨ぐようにＹスキャナ５０に隣接する第１の固定部４２‐２を設ける。これにより、ＳＯＩ基板２４において第１の反射部３４を強固に固定することができる。
【００５０】
本例において、第１の固定部４２のＺ軸方向における長さは、第１の梁部３１のＸ軸方向における長さよりも大きい。これにより、第１の固定部４２と第１の梁部３１との接続強度を担保することができる。第１の固定部４２のＺ軸方向における長さは、１００μｍ以上２００μｍ以下としてよい。本例において、第１の固定部４２のＺ軸方向における長さは１００μｍである。本例において、第１の梁部３１のＸ軸方向における長さは５μｍである。
【００５１】
Ｙスキャナ５０は、第２の固定部６２をさらに備える。第２の固定部６２は、第２の空洞部５６の上方において、Ｘ軸方向に延伸して設けられる。第２の固定部６２には、第２の梁部５１の他端５３が接続される。第２の固定部６２は第２の梁部５１の他端５３を支持する。第２の梁部５１の一端５２は、第２の反射部５４のＺ軸方向の中心位置に接続される。
【００５２】
Ｙスキャナ５０においてもＸスキャナ３０と同様に、第２の固定部６２のＺ軸方向における長さは、１００μｍ以上２００μｍ以下としてよい。本例において、第２の固定部６２のＺ軸方向における長さは１００μｍである。本例において、第２の梁部５１のＺ軸方向における長さは５μｍである。
【００５３】
本例のＹスキャナ５０において、Ｘスキャナ３０に隣接する第２の駆動部６４‐１は、片持ち梁構造である。第２の駆動部６４‐１は、第２の空洞部５６の＋Ｘ軸方向端部である一辺７６上に位置するが、当該一辺７６とＸ軸方向において対向する第２の空洞部５６の−Ｘ軸方向端部である他の一辺７８上には設けられない。当該構成において、第２の駆動部６４‐１はＸ軸方向において折れて欠損することは無い。第２の駆動部６４‐１のＺ軸方向における長さは１００μｍ以上２００μｍ以下としてよく、本例の第２の駆動部６４‐１のＺ軸方向における長さは１００μｍである。
【００５４】
一対の第２の駆動部６４は、Ｚ軸方向において第２の反射部５４を挟むように位置する。第２の駆動部６４‐１の＋Ｚ軸方向の端部および第２の駆動部６４‐２の−Ｚ軸方向の端部には、複数の櫛歯部６８がそれぞれ設けられる。第２の駆動部６４および櫛歯部６８は、活性層２５から一体的に形成される。
【００５５】
第２の反射部５４のＺ軸方向の端部には、複数の櫛歯部５８が設けられる。第２の反射部５４の櫛歯部５８と第２の駆動部６４の櫛歯部６８とは、噛み合うように配置される。ただし、両者は接触しない。櫛歯部５８と櫛歯部６８との間の静電気力により、第２の反射部５４は回転駆動される。本例において、櫛歯部５８および櫛歯部６８のＺ軸方向の長さは１０μｍとした。また、櫛歯部５８と櫛歯部６８とのＺ軸方向の間隔も１０μｍとした。
【００５６】
第２の固定部６２の±Ｘ軸方向の端部には、導電性のパッド部６３が設けられる。パッド部６３には電位固定用の直流電圧を印加する。第２の駆動部６４の±Ｘ軸方向の端部には、導電性のパッド部６５が設けられる。パッド部４５‐１およびパッド部４５‐２の例と同様に、パッド部６５‐１およびパッド部６５‐２には駆動電圧を印加する。
【００５７】
これにより、静電気力を利用して第２の梁部５１を回転軸として第２の反射部５４を回転振動させることができる。これにより、第２の反射部５４は、焦点面４１０においてＹ軸方向に光を走査することができる。第２の反射部５４の振れ角および走査範囲も、第１の反射部３４の例と同様に調整することができる。
【００５８】
図５は、第２実施形態におけるＸスキャナ３０およびＹスキャナ５０の上面図である。本例においては、第２の駆動部６４‐１をいわゆる橋構造とした。つまり、第２の駆動部６４‐１が、第２の空洞部５６を跨いで設けられる。具体的には、第２の駆動部６４‐１は、第２の空洞部５６の＋Ｘ軸方向端部である一辺７６と、当該一辺７６とＸ軸方向において対向する第２の空洞部５６の−Ｘ軸方向端部である他の一辺７８とを跨いで設けられる。係る点で第１実施形態と異なる。当該構成により、第１実施形態と比較して第２の駆動部６４‐１の製造が容易になる。加えて、第２の駆動部６４‐１をより強固にＳＯＩ基板２４に固定することができる。他の点は第１実施形態と同じである。
【００５９】
図６は、第３実施形態におけるＸスキャナ３０およびＹスキャナ５０の上面図である。パッド部４３への直流電圧およびパッド部４５への交流電圧を一定にした場合に、反射部の共振振動数ωは、反射部の慣性モーメントＩと梁部のバネ定数ｋとを用いて、ω＝Ａ（ｋ／Ｉ）１／２で定まる。なお、Ａは比例定数である。反射部の面積を変化させると反射部の体積（質量）が変化するので、慣性モーメントＩが変化する。また、梁部の長さおよび太さの少なくとも一方を変化させた場合、ばね定数ｋが変化する。
【００６０】
本例においては、第１の反射部３４のＺ軸方向の両端部に、±Ｚ軸方向に窪んでいる凹部を設けた。なお、第１の反射部３４は、＋Ｚ軸方向および−Ｚ軸方向のうち少なくとも１つに凹部を有してもよい。この場合、第１の梁部３１の一端３２は凹部に設けられる。
【００６１】
本例では、凹部に起因して第１の反射部３４の体積が減少するので、慣性モーメントＩが減少する。そこで、第１の梁部３１を第１実施形態よりも長くすることにより、ばね定数ｋを減少させた。これにより、共振周波数ωを第１実施形態と同じにした。このように、共振周波数ωを一定にしつつ、反射部および梁部を所望の形状に変化することができる。
【００６２】
また、本例においては、反射部の面積を第１実施形態よりも大きくするべく、第２の反射部５４の面積をＸ軸方向に拡大した。これに応じて、第２の反射部５４が回転振動できるように、第２の空洞部５６において突出部分７９‐１および７９‐２を設けた。本例の突出部分７９は、第２の梁部５１および第２の固定部６２の下方において、＋Ｘ軸方向に突出する突出部分７９‐１と、−Ｘ軸方向に突出する突出部分７９‐２を有する。なお、第２の駆動部６４‐１は、図４の例と同様の片持ち梁構造とした。
【００６３】
本例では、第２の反射部５４の体積が増大するので、完成モーメントＩが増加する。そこで、第２の梁部５１を第１実施形態よりも太くすることにより、ばね定数ｋを増加させた。これにより、共振周波数ωを第１実施形態と同じにした。このように、共振周波数ωを一定にしつつ、反射部の面積を増加させることができる。
【００６４】
図７は、第４実施形態におけるＸスキャナ３０およびＹスキャナ５０の上面図である。本例においては、第２の駆動部６４‐１をいわゆる橋構造とした。つまり、第２の駆動部６４‐１が、第２の空洞部５６を跨いで設けられる。係る点で第３実施形態と異なる。当該構成により、第３実施形態と比較して第２の駆動部６４‐１の製造が容易になる。加えて、第２の駆動部６４‐１をより強固にＳＯＩ基板２４に固定することができる。他の点は第３実施形態と同じである。
【００６５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００６６】
１０・・管、１２・・フランジ、１４・・レンズホルダ、１６・・対物レンズ、１７・・コリメートレンズ、１８・・レンズホルダ、１９・・光ファイバ、２０・・スキャナユニット、２２・・固定鏡、２４・・ＳＯＩ基板、２５・・活性層、２６・・絶縁層、２７・・支持層、３０・・Ｘスキャナ、３１・・第１の梁部、３２・・一端、３３・・他端、３４・・第１の反射部、３６・・第１の空洞部、３８・・櫛歯部、４２・・第１の固定部、４３・・パッド部、４４・・第１の駆動部、４５・・パッド部、４８・・櫛歯部、５０・・Ｙスキャナ、５１・・第２の梁部、５２・・一端、５３・・他端、５４・・第２の反射部、５６・・第２の空洞部、５８・・櫛歯部、６２・・第２の固定部、６３・・パッド部、６４・・第２の駆動部、６５・・パッド部、６８・・櫛歯部、７２・・一辺、７４・・一辺、７６・・一辺、７８・・一辺、７９・・突出部分、９０・・配線基板、９１・・ＩＣチップ、１００・・光走査装置、１１０・・非走査型光学装置、１２０・・鉗子口、１３０・・ライト、１４０・・ノズル、２００・・内視鏡、２１０・・レーザ光源、２１２・・レーザ光、２１４・・蛍光、２２０・・ダイクロイックミラー、２３０・・光検出部、２４０・・ＡＤ変換部、２５０・・画像処理部、２６０・・表示部、３００・・内視鏡システム、４００・・対象物、４１０・・焦点面
【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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