(57)【要約】【課題】細径で開口数を大きくでき、深さ方向にも走査できる光走査プローブ装置を提供する。【解決手段】光走査プローブ５Ａのシース４１内に挿通され、先端枠体３１内に固定された光ファイバ１３の先端面から出射された光は焦点距離を可変できる可変形状ミラー５６の凸面鏡部分で反射された後、２次元走査を行うミラーデバイス５７で反射された後、集光レンズ２７で集光されて先端枠体３１の先端面に当接された観察対象２５内の観察点２６でフォーカスし、その観察点２６で反射された光を逆の経路を経て光ファイバ１３の先端面に導き、その基端側の光検出手段を経て光電変換して画像化することにより、口径が大きく短焦点の集光レンズ２７で高倍率で開口数を大きくし、分解能が良好な顕微鏡画像を得られるようにした。【選択図】  図４
2005006855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内に挿入される光プローブと、
被検部に光を照射するための光を発生する光源と、
光源からの光を光プローブの先端に導くための光伝達手段と、
光を被検部に集光して照射する集光手段と、
集光手段によって被検部側に集光された焦点を集光手段の光軸方向と直交する方向に走査する光走査手段と、
被検部からの戻り光を光源からの光と分離する分離手段と、
分離された光を検出する光検出手段と、
集光手段の光軸方向に沿って被検部に集光された焦点の位置を変更する焦点位置変更手段と、
を有する光走査プローブ装置において、
焦点位置変更手段を経た光を集光手段を介して被検体に集光照射するように焦点位置変更手段を配置したことを特徴とする光走査プローブ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光走査プローブを用いて光学情報を得る光走査プローブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光プローブ（あるいは光走査プローブ）を用いて生体組織を拡大観察する光走査プローブ装置の従来例として、例えば特開２０００−１２６１１５号公報がある。
【０００３】
この従来例では、先端面を被検部に接触させて位置決めでき、その状態で深さ方向にも光を走査し、深さ方向の画像も得られるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１２６１１５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例では深さ方向の画像が得られるようにするために深さ方向に走査する手段を光走査プローブの先端部内の走査手段と、光走査プローブと観察対象の接触面との間に配置されているため、集光レンズと観察対象との距離が大きくなってしまうため、集光レンズの開口数が小さくなってしまう。
【０００６】
このように開口数が小さくなるため、倍率が高く分解能の良い顕微鏡画像を得ることが困難になる。
【０００７】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、細径プローブであっても光走査プローブの開口数を大きくでき、深さ方向にも走査できる光走査プローブ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
体腔内に挿入される光プローブと、
被検部に光を照射するための光を発生する光源と、
光源からの光を光プローブの先端に導くための光伝達手段と、
光を被検部に集光して照射する集光手段と、
集光手段によって被検部側に集光された焦点を集光手段の光軸方向と直交する方向に走査する光走査手段と、
被検部からの戻り光を光源からの光と分離する分離手段と、
分離された光を検出する光検出手段と、
集光手段の光軸方向に沿って被検部に集光された焦点の位置を変更する焦点位置変更手段と、
を有する光走査プローブ装置において、
焦点位置変更手段を経た光を集光手段を介して被検体に集光照射するように焦点位置変更手段を配置した構成にすることにより、
集光レンズと観察対象との距離を小さくすることができ、
細径プローブであっても光走査プローブの開口数を小さくすることなく、深さ方向等にも走査できる適用範囲の広い光走査プローブ装置を実現できるようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態の光走査プローブ装置の全体構成を示し、図２は内視鏡のチャンネル内に挿通される光走査プローブを示し、図３は図２の先端付近の構成要素の作用を表す概念図を示し、図４は光走査プローブの先端側の構造を示す。
【００１１】
図１に示す第１の実施の形態の光走査プローブ装置５０では、半導体レーザ等で構成される光源１から出射されたレーザ光は、光量調整手段１４により光量調整されて第１の光ファイバ６に導光され、４つの入出力を有する光カプラ８によって第３の光ファイバ９と第４の光ファイバ１０に分岐される。
【００１２】
第３の光ファイバ９にはエイミングビームレーザ３から出射された可視レーザ光が光カプラ１２により合波される。第３の光ファイバ９は、光コネクタ４により第５の光ファイバ１３に接続され、可視レーザ光が合波されたレーザ光が光走査プローブ５Ａに伝送される。
そして、光走査プローブ５Ａの先端部に内蔵した後述する対物ユニット３０で走査することにより、観察光（観察ビーム）２４を走査して、観察対象２５の表面付近の観察点に集光できるようにしている。
【００１３】
光走査プローブ５Ａは、図２に示すように細長で可撓性を有するシース４１で覆われており、内視鏡４２のチャンネル４３内に挿入可能である。内視鏡４２は細長の挿入部４４と、この挿入部４４の後端に設けられた操作部４５とを有し、操作部４５の前端付近には挿入部４４内部に設けられたチャンネル４３に連通する処置具挿入口４６が設けてあり、光走査プローブ５Ａを挿入することができる。つまり、光走査プローブ５Ａは内視鏡４２のチャンネル４３内に挿通された状態で体腔内に挿入される。
【００１４】
そして、内視鏡４２による観察下で、病変組織か否かを調べたいような場合には、図３に拡大して示すようにチャンネル４３の先端から光走査プローブ５Ａの先端側を突出し、調べたい観察対象２５の表面近くに先端面を設定して光走査プローブ５Ａによる光走査画像、より具体的には開口数の大きい、短焦点の集光レンズ２７によって高倍率で、分解能が良好な顕微鏡画像を得ることができるようにしている。
【００１５】
図３は内視鏡４２の先端部４７の構成と共に、そのチャンネル４３内に挿通された光走査プローブ５Ａの先端側の構成も示している。この先端部４７には、１チャンネル４３の先端開口に隣接して照明窓４８と、照明窓４８から出射された白色の照明光により照明された体腔内の観察対象２５側を観察する図示しない観察窓とが設けてある。
【００１６】
照明窓にはライトガイド４９の先端が固定され、その先端面から出射される照明光はさらに照明光学系を経て出射される。また、観察窓には対物光学系とその結像位置に撮像素子とが配置されている。
【００１７】
光走査プローブ５Ａは、先端面の開口が図示しないカバーガラスで覆われた硬質の先端枠体３１で覆われてその硬質の先端部が形成され、この先端枠体３１の後端は中空のシース４１の先端部に接続されている。先端枠体３１の先端側の角部は、観察対象２５の表面を傷つけないように、Ｒが設けられた先端Ｒ部３２を形成している。
【００１８】
図３に示すように第５の光ファイバ１３により伝送され、その先端面から出射されるレーザ光は、集光レンズ（対物レンズ）２７によりその光軸Ｏ方向の観察光（観察ビーム）２４となり、観察対象２５内部の観察点２６に集光される。
【００１９】
図３における光ファイバ１３の小径の先端面と観察点２６とは集光レンズ２７により共焦点関係に設定されており、光ファイバ１３の小径の先端面から出射された光は観察点２６でフォーカス状態となり、この観察点２６で反射された光のみが光ファイバ１３の小径の先端面に入射されるようになる。すなわち、本光走査プローブ装置は、共焦点型の光走査プローブ装置を形成している。
【００２０】
第５の光ファイバ１３の先端部と集光レンズ２７を備えた対物ユニット３０は、光走査手段２８を有し、観察光２４および観察点２６をプローブの長手方向（つまり前後方向）に対して直交する２次元方向に動かしながら、被検体である観察対象２５を走査する。
【００２１】
つまり、この対物ユニット３０は観察光２４を２次元走査する光走査光学系を形成している。また、対物ユニット３０は、焦点位置変更手段２９に接続され、観察点２６を観察対象の深さ方向に走査することができる。
【００２２】
焦点位置変更手段２９は、集光レンズ２７と光走査手段２８とを一体として光軸方向に移動するので、観察点２６を観察対象の深さ方向に走査することができる。光走査手段２８および焦点位置変更手段２９は、それぞれ図１の走査駆動手段２２および焦点位置変更手段の駆動手段（焦点位置変更手段用駆動手段）３５により駆動される。
【００２３】
また、この図１に示すように走査駆動手段２２及び（焦点位置変更手段の）駆動手段３５は、電気信号コネクタ１１を介して光走査プローブ５Ａに接続される。焦点位置変更手段の駆動手段３５は、スイッチ３６でその駆動のＯＮ／ＯＦＦの切替操作を行えるようにしている。
【００２４】
なお、焦点位置駆動手段の駆動手段３５を駆動／停止の切替操作を行うスイッチ３６としては、光走査プローブ５Ａの後端側や、内視鏡４２に設けたハンドスイッチで形成することができる。また、フットスイッチ等で形成しても良い。
【００２５】
光走査プローブ５Ａは、細い柔軟な管状であるので、直接または経内視鏡的に、さらには経脈管的に体腔内に容易に挿入可能である。また、観察光学系を有する内視鏡そのものとして構成することも可能である。
【００２６】
図１に示すように第４の光ファイバ１０に分岐した光は、その端部で反射して光カプラ８側に戻るのを防止するため、第４の光ファイバ１０の端部は閉塞或いは無反射処理が施される。
【００２７】
光カプラ８の残りの端子である第２の光ファイバ７は光検出手段としての光ディテクタ２に接続されている。第１の光ファイバ６、第２の光ファイバ７、第３の光ファイバ９、第４の光ファイバ１０、第５の光ファイバ１３及び第６の光ファイバ１４としては、好ましくはシングルモードファイバまたは、コヒーレンス性を十分に維持することが可能な低次マルチモードファイバ、偏波保存ファイバなどを用いることができる。
【００２８】
光源１から出射したレーザ光は、第１の光ファイバ６に導光され、光カプラ８より第３の光ファイバ９と第４の光ファイバ１０に分岐される。第３の光ファイバ９に導光された光は、光コネクタ４、第５の光ファイバ１３を介して光走査プローブ５Ａに導光され、観察対象２５側に観察光２４として出射される。
【００２９】
観察光２４の集光点としての観察点２６の走査は、光走査手段２８及び深さ方向走査手段として機能する移動手段となる焦点位置変更手段２９によって観察対象２５に対して行われる。
【００３０】
つまり、光走査手段２８による走査では観察光２４の光軸と略直交する２次元面を走査でき、さらに焦点位置変更手段２９による深さ方向の位置変化を組み合わせると観察点２６の走査範囲を３次元的に設定できる。
観察点２６における観察対象２５からの反射光あるいは散乱光は、集光レンズ２７を介して第５の光ファイバ１３に戻り、往路の経路を逆に辿るようにして第３の光ファイバ９に戻る。
【００３１】
第３の光ファイバ９に戻った光は、光源１からの光と分離する光カプラ８、第２の光ファイバ７を経て、光ディテクタ２によって検出される。この検出された光は、光ディテクタ２にて受光され、光電変換されて電気信号に変換される。
【００３２】
また、走査駆動手段２２からの走査駆動信号により、光走査手段２８は駆動され、この光走査手段２８により観察光２４の観察点２６を光軸と略垂直方向に２次元的に動かすことができる。
【００３３】
その走査の制御信号と同期して、アナログディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ２０を介して光ディテクタ２の電気信号は、走査駆動手段２２及び焦点位置変更手段の駆動手段３５からの観察点２６の走査位置信号に対応してパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略す）２１に取り込まれる。
【００３４】
観察点２６の走査位置信号に対応して電気信号を輝度によってＰＣ２１のディスプレイ２３に表示する。焦点位置変更手段の駆動手段３５により観察光２４の観察点２６を略深さ方向に走査することにより、観察対象２５の各深さ位置での２次元の断層像を得ることができる。
【００３５】
また、走査駆動手段２２による光の走査方向を１次元的に行い、その走査と焦点位置変更手段の駆動手段３５の駆動を同期させることにより、深さ方向の断層像を得ることもできる。
【００３６】
次に光走査プローブ５Ａのより具体的な構成を説明する。図４は光走査プローブ５Ａの先端側の構造を示す。なお、図４では、先端枠体３１内部には図３とは異なる光走査光学系５１を内蔵した例で示している。
【００３７】
可撓性を有する中空のシース４１の先端部には硬質の連結部材５２を介して硬質の先端枠体３１が水密構造で（つまり水密的に）連結されている。また、シース４１内部の中空部の中央に沿って光ファイバ１３が挿通されている。先端枠体３１の基端側の内側には光ファイバ１３の先端を固定するフェルール５３がフェルール保持部材５４を介して固定されている。
【００３８】
また、この先端枠体３１の内部には、フェルール５３の先端から出射される光を平行光にするコリメータ（レンズ）５５、このコリメータ５５からの平行光を反射すると共に、その反射光の焦点位置を変化させることができる可変形状ミラー５６、この可変形状ミラー５６で反射された光をスキャンミラー部分で反射して２次元走査するマイクロマシンミラーで形成されるミラーデバイス５７、このミラーデバイス５７で反射された光を集光して照射する集光レンズ２７、先端枠体３１の先端開口に水密的に取り付けられ、集光レンズ２７から出射される光を通す観察窓の機能を持つカバーガラス５８とが配置されている。
【００３９】
そして、この集光レンズ２７の光軸Ｏに沿って集光され、カバーガラス５８を通った観察光２４が観察対象２５側に出射される。なお、ミラーデバイス５７から集光レンズ２７への照射光は、集光レンズ２７の光軸Ｏに対して斜め方向から入射することによって、反射光によるノイズを低減できるようにしている。
【００４０】
可変形状ミラー５６、ミラーデバイス５７は、それぞれのミラー台５９Ａ、５９Ｂに固定されている。ミラー台５９Ａ、５９Ｂは同一のミラー基材６０上における対向する位置に設けられている。このミラー基材６０の外周面は先端枠体３１の内周面に固定されている。
【００４１】
可変形状ミラー５６は、ミラー台５９Ａを介して、アライメント部６１Ａでミラー基材６０に位置決めされており、ミラーデバイス５７は、ミラー台５９Ｂを介して、アライメント部６１Ｂでミラー基材６０に位置決めされている。
また、集光レンズ２７は、レンズ枠６２を介して先端枠体３１の先端付近の内側に固定されている。
【００４２】
ミラー基材６０には、レンズ枠６２との組立位置を固定するためのアライメント部６１Ｃと、フェルール５３を保持するフェルール保持部材５４との組立位置を固定するためのアライメント部６１Ｄが設けられている。
【００４３】
アライメント部６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄを設けることにより組立工程を簡略化することができる。また、先端枠体３１の角部は、観察対象２５を傷つけないように、Ｒが設けられていた先端Ｒ部３２となっている。
【００４４】
可変形状ミラー５６は、静電気力または電磁気力などを印加することによってミラー面の形状を変化させ、その焦点位置（焦点距離）を変更することができるミラーである。
【００４５】
この可変形状ミラー５６として適用できる具体的な従来技術として、例えば、特開２００２−２２８８１６、特開２００２−２２８９４７などに公開されている。可変形状ミラー５６は、信号線６３Ａ、６３を介して焦点位置変更手段の駆動手段３５に接続され、焦点位置変更手段の駆動手段３５により表面形状を変形させる制御信号を送る。
【００４６】
また、ミラーデバイス５７としてはジンバルミラー構造のジンバルミラー、つまり直交するヒンジ部で傾動自在に保持されたミラー面を駆動信号により傾動制御することにより、反射される光を２次元走査することができるものを採用することができる。
【００４７】
焦点位置変更手段の駆動手段３５には、内視鏡４２の操作部４５または光走査プローブ５Ａの手元側に配置されたスイッチ３６が設けられており、スイッチ３６のオン／オフ操作で深さ方向の走査の切替を行うことができる。
例えば、スイッチ３６をオンすると、焦点位置変更手段の駆動手段３５は可変形状ミラー５６に印加する電圧を連続的に所定の周期で変化させて、ミラー面の変形量を連続的に変化させることができる。
【００４８】
その結果、可変形状ミラー５６による焦点位置を連続的に変化させることにより、観察点２６を深さ方向に連続的に走査することができる。
このように図４に示す光走査プローブ５Ａでは、光ファイバ１３の先端面から出射される光は焦点位置変更手段を形成する可変形状ミラー５６、（光走査手段の機能も兼ねる）ミラーデバイス５７を経て集光レンズ２７に入射され、この集光レンズ２７により集光された観察対象２５の観察点２６に集光されるようにしている。
【００４９】
また、集光点となる観察点２６で反射された光は、集光レンズ２７で集光され、ミラーデバイス５７、焦点位置変更手段を形成する可変形状ミラー５６を経て光ファイバ１３の先端面に入射される。図３で説明したように光ファイバ１３の先端面と観察点２６とは、集光レンズ２７等の光学系に関して共焦点関係を満たす。
【００５０】
図４に示すように、可変形状ミラー５６は、具体的には光ファイバ１３の先端面から集光レンズ２７に導光される光ビームを広げて入射されるような機能を持つ凸面鏡の特性を持ち、この凸面鏡の焦点距離を可変設定できるようにして、観察点２６の位置を深さ方向（図４でＺ軸方向）に可変できるようにしている。
【００５１】
この場合、集光レンズ２７には広がる光束で入射されるので、集光レンズ２７として口径が大きく短焦点の凸レンズを採用することにより、開口数（ＮＡ）が大きく高倍率でフォーカスすることができる。つまり、倍率が高く、分解能が良好な顕微鏡画像を得ることができるようにしている。
【００５２】
また、集光レンズ２７として短焦点の凸レンズを採用した場合には、その短焦点のため、その焦点距離より深い位置でフォーカスさせることが制約されてしまうが、その集光レンズ２７に入射される光が広がる状態の光束であることにより（平行な光束や狭くなる光束の場合よりも）、より深い位置でフォーカスさせることもできるようにしている。
【００５３】
つまり、集光レンズ２７に入射される光を焦点位置変更手段を構成する光学系により大きく拡開させるようにすることにより、高倍率でありながら、深い位置でもフォーカスできる分解能の良好な顕微鏡画像が得られるようにしている。
【００５４】
また、可変形状ミラー５６のミラー裏面には、測距センサ６４が設けられており、可変形状ミラー５６のミラー変形量を検出できる。検出されたミラー変形量は、信号線６３Ａ、６３を介してＡ／Ｄコンバータ２０に入力され、アナログ信号からデジタル信号に変換されてＰＣ２１に入力される。ミラー変形量は、ＰＣ２１によって焦点位置などの情報に変換され、画像生成のタイミング等に利用される。
【００５５】
ミラーデバイス５７はスキャンミラーとして例えばジンバルミラーで形成され、信号線６３Ｂ、６３を介して図１に示す走査駆動手段２２から２次元方向に走査させるための鋸歯状の信号が印加される。そして、上述したように光をプローブの長手方向（或いは光軸方向Ｏ）と直交する方向に２次元走査する。
【００５６】
ミラーデバイス５７には、図４には図示しない走査手段のセンシング手段３３により、ミラーの振れ角度を測定することができる。
ミラーの振れ角度から走査範囲を算出し、走査範囲に応じて画像を生成することができる。また、走査範囲に応じて光源１から出射する光量をＰＣ２１で算出し、走査範囲に応じた光量を出射するように光量調整手段１４によって光量を調整することができるようにしている。
【００５７】
可変形状ミラー５６の信号線６３Ａとミラーデバイス５７の信号線６３Ｂは、共通にシールドされる信号線６３としてシース４１内に挿通されている。可変形状ミラー５６の信号線６３Ａとミラーデバイス５７の信号線６３Ｂをシース４１内で共通の信号線６３とすることにより、光走査プローブ５Ａを細径化することが可能になるとともに、光走査プローブ５Ａと焦点位置可変手段の駆動手段３５及び光走査プローブ５Ａと走査駆動手段２２とを接続する電気信号コネクタ１１を同一（共通化）にすることができる。
【００５８】
なお、この可変形状ミラー５６の形状変化の周期、すなわち、深さ方向の走査の周期は光走査光学系５１の２次元的な走査により１画面分の画像を生成するフレームレートより遅く設定されている。
【００５９】
より具体的には、例えば、２次元方向の走査のうち、高速側（Ｘ方向）の走査を２ｋＨｚ、低速側（Ｙ方向）の走査を２０Ｈｚなどと設定されているとき、深さ方向の走査の周期は、例えば、２Ｈｚに設定する。また、焦点位置の深さ方向の移動量ΔＺは、観察対象に応じて、例えば、０．５ｍｍ、１ｍｍなどと設定する。
【００６０】
この場合の焦点位置変更手段の駆動手段３５が可変形状ミラー５６に印加する電圧値変化の動作タイミングは、Ａ／Ｄコンバータ２０に送られ、画像生成のタイミング等に利用される。例えば、焦点位置変更手段の駆動手段３５が可変形状ミラー５６に印加する電圧値の情報と共に、２次元的な画像情報が記録されるようになる。
【００６１】
また、例えば、ＰＣ２１は焦点位置変更手段の駆動手段３５が可変形状ミラー５６に印加する電圧値変化から、可変形状ミラー５６の変形量や焦点位置の変化量、つまり、深さ方向への焦点位置の移動量を算出可能とする情報をその内部の不揮発性メモリやハードディスク等の記録メディア等に記録してあり、深さ情報として表すこともできるようにしている。
【００６２】
換言すると、光走査プローブ５Ａの焦点位置を深さ方向へ移動させる状態に設定した場合には、深さ方向の情報と共に、２次元的な画像情報がディスプレイ２３に表示されると共に、ＰＣ２１の内部の記録媒体等に記録される。
可変形状ミラー５６により焦点位置を変えることは、プローブ先端を観察対象２５に対して移動させることなく、観察点２６を深さ方向に対して、走査することができる。
【００６３】
本実施の形態によれば、深さ方向の画像が得られるようにするために反射面の形状を変化させることによりその焦点位置を変更することができる可変形状ミラー５６を、光走査プローブ５Ａの先端部内の走査手段であるミラーデバイス５７と、光走査プローブ５Ａと観察対象２５の接触面との間に配置されているため、集光レンズ２７として開口数が大きい光学系で形成でき、深さ方向の画像を取得可能な光走査プローブ５Ａを構成できる。
【００６４】
換言すると、開口数が大きい光学系は、短焦点の集光レンズにでき、倍率が高く分解能が良好な顕微鏡画像を得ることができるとともに、光走査光学系の焦点位置を被検体或いは観察対象２５の深さ方向に可変（移動）でき、被検体の深さ方向の各位置での光断層像を得ることができるようにしている。
例えば、焦点位置を変化させる速度を光走査光学系５１の２次元走査をするフレームレートより遅い速度とすることにより、被検体の深さ方向が異なる位置での光断層像を連続的に取得することが可能になる。
【００６５】
また、２次元走査が可能な光走査光学系５１を１方向のみ、つまり１次元走査させ、焦点位置変更手段の駆動手段３５が可変形状ミラー５６に印加する電圧値変化を振動的に行うことにより、２次元断層像を得ることもできる。
【００６６】
従って、本実施の形態は、以下の効果がある。
【００６７】
被検体の深さ方向に対する光学画像情報を取得することが可能な光走査プローブにおいて、集光レンズ２７を光走査プローブ先端に配置できる構造のため、細径のプローブであっても開口数の大きい光学系を構成することが可能であり、短焦点の集光レンズ２７により倍率の高く分解能が良好な顕微鏡画像を得ることができる。
【００６８】
（第２の実施の形態）
図５は本発明の第２の実施の形態における光走査プローブ５Ｂの先端側の構造を示す。なお、以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ番号を付け、その説明を省略する。
【００６９】
光走査プローブ５Ｂでは、焦点位置変更手段として、複数の可変形状ミラーを用いていることが特徴となっている。光ファイバ１３の先端に取り付けられたフェルール５３から出射された光は、コリメータレンズ５５を介して、第１から第５の可変形状ミラー５６Ａ〜５６Ｅを順に通り、ミラーデバイス５７に入射され、このミラーデバイス５７で２次元的に走査されて、先端枠体３１の先端開口に水密的に取り付けられた集光レンズ２７で集光され、観察対象２５の観察点２６に照射される。
【００７０】
第１から第５の可変形状ミラー５６Ａ〜５６Ｅおよびミラーデバイス５７は、同一のミラー基材６０上に設けられている。各可変形状ミラー５６Ｉ（Ｉ＝Ａ〜Ｅ）は、基材６０上で、アライメント部６１Ｉにて位置決め固定されている。可変形状ミラー５６Ａ〜５６Ｅは例えばその反射面の形状が凸面鏡形状に設定され、その焦点距離を連続的に可変できるようにしている。
【００７１】
各可変形状ミラー５６Ｉは信号線６３Ａまたは６３Ｂと、信号線６３を介して、焦点位置変更手段の駆動手段３５に接続され、この焦点位置変更手段の駆動手段３５よって、それぞれ制御され、集光レンズ２７の焦点位置を所望の位置に変更することができる。
【００７２】
各可変形状ミラー５６Ｉの信号線６３Ａとミラーデバイス５７の信号線６３Ｂは、共通にシールドされる信号線６３としてシース４１内に配置している。
一般に、可変形状ミラーを用いたときの可変焦点距離は、ミラーの変形量によって決まるため、焦点距離の変化量を大きくするには、ミラーの変形量を大きくすることが必要になる。
【００７３】
しかし、光走査プローブの外径に制限があり、ミラー外径を小さくする必要がある場合には、ミラー変形量も小さくなる、このような場合、１個の可変形状ミラーでは、焦点位置の変化量が小さくなる。
【００７４】
本実施の形態のように、複数の可変形状ミラー５６Ａ〜５６Ｅを光学的に直列に配置することにより、光走査プローブ５Ｂの外径を大きくすることなく、焦点位置の変化量を大きくすることができる。
【００７５】
なお、図５では、可変形状ミラー５６Ａ〜５６Ｅを５個用いた例を示しているが、所望する焦点位置の変化量に応じて、例えば、２個または３個、４個の可変形状ミラーを光学的に直列に配置した焦点位置の変更手段を構成しても良い。
【００７６】
（第２の実施の形態の変形例）
図６は、変形例における光走査プローブ５Ｃの先端側の構造を示す。なお、図６（Ａ）は光走査プローブ５Ｃの先端側の構造を縦断面で示し、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＢ−Ｂ断面を示す。本実施の形態では、集光レンズ２７が先端枠体３１の側面に設けられており、側視タイプの光走査プローブとなっている。
【００７７】
フェルール５３と集光レンズ２７との間には、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように先端枠体３１に外周面が嵌合するようにして取り付けられた単一（同一）のミラー基材６０の下及び上の内壁面に略板形状の第１及び第２のミラーアレイ６５Ａ及び６５Ｂが光走査プローブ５Ｃの長手方向に対向するように取り付けられている。
【００７８】
この場合、第１のミラーアレイ６５Ａにはフェルール５３から出射された光が入射される第１可変形状ミラー５６Ａと、第３及び第５可変形状ミラー５６Ｃ及び５６Ｅとが一定間隔で形成されており、第２のミラーアレイ６５Ｂには第２及び第４可変形状ミラー５６Ｂ及び５６Ｄと、ミラーデバイス５７とが一定間隔で形成されている。
【００７９】
そして、フェルール５３から出射された光は、第１から第５の可変形状ミラーを５６Ａ〜５６Ｅ順に通り、ミラーデバイス５７で２次元的に走査されて、先端枠体３１の側面の開口に水密的に取り付けられた集光レンズ２７で集光され、観察点２６に集光照射される。
第１のミラーアレイ６５Ａを形成する第１、第３、第５可変形状ミラー５６Ａ、５６Ｃ、５６Ｅは、同一のミラー面を持つ構造になっている。
【００８０】
また、第２のミラーアレイ６５Ａを形成する第２、第４の可変形状ミラー５６Ｂ、５６Ｄは同一のミラー面を持つ。なお、２次元走査を行うミラーデバイス５７も同一のミラーを持つ構造にしても良い。
複数のミラーを同一のミラー面を持つように構成することにより、ミラーの製造工程および組立工程を簡略化することができる。また、複数のミラーを同一のミラー基材６０上に設けるように構成することにより、ミラー製造工程及び組立工程を簡略化することができる。
【００８１】
第１から第５の可変形状ミラー５６Ａ〜５６Ｅおよびミラーデバイス５７の配線は、共通配線部６６により行われ、その後端で共通に纏められた接続部６６Ａを介してシールドされる信号線６３と接続され、この信号線６３によりシース４１内を挿通される。
【００８２】
共通配線部６６は、ミラー基材６０と一体の基板であってもよいし、ミラー基材６０と独立なフレキシブルな基板であってもよい。配線を共通にすることにより、電子部品の点数を少なくするとともに、光走査プローブ５Ｃを細径化することができる。
【００８３】
なお、図６では、可変形状ミラーと２次元走査ミラーとしてのミラーデバイス５７とを一体にした構成の第２のミラーアレイ６５Ｂを形成しているが、ミラーデバイス５７のみを分離し、可変形状ミラーのみからなるミラーアレイを構成しても良い。
【００８４】
また、可変形状ミラーの個数は、所望する焦点位置の変化量に応じて、例えば、２個または３個、４個の可変形状ミラーを光学的に直列に配置した焦点位置の変更手段を構成しても良い。
【００８５】
（第３の実施の形態）
図７は本発明の第３の実施の形態における光走査プローブ５Ｄの先端側の構造を示す。
先端枠体３１の内部には、フェルール５３から出射された光の光路を屈折させて曲げるプリズム６７と、プリズム６７の外側（図７では上面側）に配置された可変形状ミラー５６と、可変形状ミラー５６により反射された光を反射させてプリズム端面に導光する第１の固定ミラー６８Ａ及びこの第１の固定ミラー６８Ａで反射された光を反射する第２の固定ミラー６８Ｂと、第２の固定ミラー６８Ｂの反射光がプリズム６７を介して光が屈折して曲げられて入射され、その光を集光照射する集光レンズ２７と、その集光レンズ２７をその先端に取り付けたレンズ枠６９とが設置されている。
【００８６】
また、レンズ枠６９の外周部及びその後端側に延出された延出部６９Ａには光走査手段を構成する２つの圧電素子７０Ａ、７０Ｂとが直交する方向に取り付けられている。
【００８７】
可変形状ミラー５６からの反射光は、プリズム６７と第１および第２の固定ミラー６８Ａ、６８Ｂを介して集光レンズ２７に導光されることにより、可変形状ミラー５６からの反射光を直接、集光レンズ２７に導光する場合よりも、可変形状ミラー５６と集光レンズ２７との間の光路長が拡大される。
【００８８】
すなわち、プリズム６７と第１および第２の固定ミラー６８Ａ、６８Ｂとは、可変形状ミラー５６と集光レンズ２７との間の光路長を拡大する光路長拡大手段７１を形成している。また、可変形状ミラー５６と光路長拡大手段７１によって、焦点位置を変更する焦点位置変更手段２９Ｂが形成される。
【００８９】
シース４１内に挿通された光ファイバ１３はその先端にフェルール５３が取り付けられ、このフェルール５３は連結部材５２の孔に通して保持されている。
【００９０】
この光ファイバ１３の先端は先端枠体３１内の先端付近に配置される集光レンズ２７の光軸に沿って配置されている。
【００９１】
この集光レンズ２７の後方には圧電素子７０Ｂを取り付けたレンズ枠６９の延出部６９Ａの基端がレンズ枠保持部材７２により先端枠体３１に固定されている。このレンズ枠保持部材７２に隣接するミラー基材６０の内側に固定ミラー６８Ａ、６８Ｂ、可変形状ミラー５６が取り付けられ、その内側にプリズム６７が配置されている。
【００９２】
そして、光ファイバ１３の先端面から出射される光は、光路長拡大手段７１を経て集光レンズ２７に入射され、この集光レンズ２７により観察点２６で集光される。
【００９３】
本実施の形態においても、光ファイバ１３の先端面と観察点２６とは集光レンズ２７及び光路長拡大手段７１の光学系に関して共役な焦点位置の関係になっている。
【００９４】
圧電素子７０Ａと７０Ｂ（の電極）は信号ケーブル６３Ｃにおける直交する２つの駆動信号をそれぞれ伝送する信号線とそれぞれ接続されている。そして、駆動信号を印加することにより、圧電素子７０Ａは図７に示したＸＹＺの座標系において、紙面内でＹ軸方向に集光レンズ２７等を移動し、圧電素子７０Ｂは紙面垂直方向となるＸ軸方向に集光レンズ２７を移動する。
つまり、圧電素子７０Ａと７０Ｂを駆動することにより、集光レンズ２７から観察対象２５に集光された観察点２６はＸＹ平面を２次元的に走査する。
【００９５】
光走査プローブ５Ｄの外径に制限があり、そのために内蔵するミラーのサイズを小さくする必要があるため、ミラー変形量が小さくなる場合、１個の可変形状ミラーでは、焦点位置を変化させる変化量が小さくなる。
【００９６】
本実施の形態のように、集光レンズ２７と可変形状ミラー５６との間の光路長を拡大する光学系にすることが有効である。換言すると、開口数の大きな集光レンズ２７では、焦点位置の変化量を大きくするには、集光レンズ２７とミラーとの光路長を拡大する光学系を構成することが必要である。
【００９７】
本実施の形態のように、プリズム６７と固定ミラー６８Ａ、６８Ｂを用いて光路長を拡大する光路長拡大手段７１を構成することにより、光走査プローブ５Ｄの硬質長を短くすることができる。
【００９８】
なお、本実施の形態では、プリズム６７と固定ミラー６８Ａ、６８Ｂから構成される光路長拡大手段７１と可変形状ミラー５６とで構成させる焦点位置変更手段２９Ｂが、レンズ枠６９の延出部６９Ａとこの延出部６９Ａに配置された圧電素子７０Ａ、７０Ｂとからなる光走査手段２８Ｂと分離した構成になっており、焦点位置変更手段２９Ｂが光源寄りに配置された構成になっている。
【００９９】
このように両手段２９Ｂ、２８Ｂを分離した構成に限定されるものでなく、焦点位置変更手段２９Ｂをレンズ枠６９の延出部６９Ａの内側に一体的に組み込むように構成しても良い。
【０１００】
また、本実施の形態では、光路長拡大手段７１はプリズム６７と２個の固定ミラー６８Ａ、６８Ｂで構成されているが、所望の光路長に応じて、例えば、プリズム６７の外側に３個または４個の固定ミラーを用いて、固定ミラーの数だけ光路を折り返すようにして光路長拡大を行う光路長拡大手段を構成しても良い。
【０１０１】
本実施の形態によれば、深さ方向の画像が得られるようにするために反射面の形状を変化させることにより焦点位置を変更することができる可変形状ミラーと集光レンズとの光路長を拡大するようにプリズムと固定ミラーからなる光路長拡大手段が配置されているため、細径プローブでも集光レンズの開口数が大きい光学系を有し、深さ方向に焦点位置を大きく変更することができる、すなわち、深さ方向の広い範囲の画像を取得可能な光走査プローブを構成できる。
【０１０２】
（第３の実施の形態の変形例）
図８は、変形例における光走査プローブ５Ｅの先端側の構造を示す。図７の光走査プローブ５Ｄにおいて、ミラー基材６０の内面における天井側に、第１および第２の可変形状ミラー５６Ａ、５６Ｂを設けたミラーアレイ６５を取り付け、底面側には２次元走査ミラーとしてのミラーデバイス５７を取り付けている。
【０１０３】
これらの間にはプリズム６７が配置されている。そして、第２の可変形状ミラー５６Ｂで反射された光は、プリズム６７で屈折された後、集光レンズ２７に入射されるようにしている。
【０１０４】
従って、フェルール５３から出射された光は、プリズム６７で光路を曲げられ、第１の可変形状ミラー５６Ａ、２次元走査ミラー５７、第２の可変形状ミラー５６Ｂを通過し、プリズム６７で光路を集光レンズ２７の方向に曲げられ、集光レンズ２７により集光されて、集光レンズ２７に関してこの光ファイバ１３の先端面と共役な観察点２６で集光される。
【０１０５】
第１および第２の可変形状ミラー５６Ａ、５６Ｂは、同一のミラー面を持つ構造になっており、ミラーアレイ６５を構成している。複数のミラーを同一のミラー面を持つようにミラーアレイ６５を構成することにより、ミラーの製造工程および組立工程を簡略化することができる。
【０１０６】
可変形状ミラーを複数個用いる共に、第１の可変形状ミラー５６Ａと集光レンズ２７の間にプリズム６７を介することにより、第１の可変形状ミラー５６Ａの反射光を直接、集光レンズ２７に導光する場合より、第１の可変形状ミラー５６Ａと集光レンズ２７の光路長を拡大することができ、したがって、深さ方向に焦点位置を大きく変更することができる光学系を構成することができる。
【０１０７】
（第４の実施の形態）
図９は、本発明の第４の実施の形態における光走査プローブ５Ｆの先端側の構造を示す。
シース４１の先端には連結部材５２を介して先端枠体３１が連結固定され、こ連結部材５２の孔には光ファイバ１３の先端がフェルール５３により固定されている。
【０１０８】
このフェルール５３の先端から出射された光は先端枠体３１の底面側にミラー固定部材７３Ａを介して固定された固定ミラー７４により反射され、この固定ミラー７４で反射された光をスキャンミラー部分で反射するミラーデバイス５７がミラーデバイス固定部材７３Ｂにより先端枠体３１の天井側の内面に取り付けられている。
【０１０９】
このミラーデバイス５７で反射された光はレンズ枠６２に取り付けられた集光レンズ２７に入射され、この集光レンズ２７により集光された光は先端枠体３１の先端面の開口に取り付けたカバーガラス５７を経て集光レンズ２７の光軸に沿って観察光を出射する。
【０１１０】
本実施の形態では、ミラーデバイス５７は、スキャンミラーとして例えばジンバルミラーで形成され、光を光走査プローブ５Ｆの長手方向と直交する方向に２次元走査することができると共に、そのミラー面の形状が可変な可変形状ミラー５６で形成されており、そのミラー面の焦点位置を変更することができる構造になっている。
すなわち、可変形状ミラー５６の焦点位置を変えることによって、集光レンズ２７によって集光する観察点２６を深さ方向に変えることができる。
【０１１１】
２次元走査ミラーとしてのミラーデバイスは、信号線６３を介して図１等に示す走査駆動手段２２から２次元方向に走査させるための鋸歯状の信号が印加されることによって２次元走査する。
【０１１２】
また、可変形状ミラー５６の焦点位置、すなわち、ミラー面の形状は、図１等に示す焦点位置変更手段の駆動手段３５からミラー形状を変形させるための駆動電圧の信号が印加されることによって制御される。
【０１１３】
図１０及び図１１は、ミラーデバイス５７の詳細な構造を示す。図１０は、ミラー部７６を垂直上方方向から示した平面図であり、図１１は、ミラー部７６を側面方向から示した断面図である。なお、図１０では（図１１に示す）反射膜８１を除去した状態で示している。
【０１１４】
ミラー部７６は、図１０に示すようにＸとＹの２軸のヒンジ部７７Ａ、７７Ｂを軸として振動（回動変位）する２次元ジンバルミラーで形成されと共に、ミラー部７６を構成する（図１１に示す）上面層７８と下面層７９が、互いに熱膨張率の異なる材質で構成されており、薄膜ヒータ８０でミラー部７６を加熱することにより、ミラー部７６の上面層７８の表層に配置された反射膜８１の表面形状を変えることができる構造になっている。
【０１１５】
ヒンジ部７７Ａ、７７Ｂには、それぞれ回転角検出センサ８２Ａ、８２Ｂが設けられており、各ヒンジ部の回転角度をそれぞれ検出できる。各ヒンジ部７７Ａ、７７Ｂの回転角度を検出することにより、ミラー面の２次元の振れ角度をそれぞれ検出することができるようにしている。
【０１１６】
検出されたミラー面の振れ角度は、走査駆動手段２２により印加される電圧の制御に用いられると共に、ミラーの動作状態を検知する手段としても用いられる。ミラーの動作状態を検知する手段により、例えば、ミラーの停止状態を知らせる信号として利用することができる。
【０１１７】
図１１に示すようにジンバルミラー構造の外側には、薄膜シリコン層８３、シリコンチッ化膜層８４、配線層８５の層構造が形成されており、この配線層８５を介して、ミラーに駆動信号を印加できるようにしている。
【０１１８】
すなわち、走査駆動手段２２によって印加される信号は、配線層８５内の駆動用電極パッド８６（図１０参照）を介して、ミラー部７６の下に窪み部が形成されたシリコン基板８７の上面に設けた駆動電極８８に印加される。
【０１１９】
また、焦点距離変更手段の駆動手段３５によって印加される信号は、配線層８５内のヒータ用電極パッド８９Ａ、８９Ｂ、薄膜ヒータ８０を介して、ミラー部７６を加熱する熱としてミラー部７６の上面層７８と下面層７９を加熱する。このとき、例えば、下面層７９の材質が上面層７８の材質よりも熱膨張率が低いと、ミラー部７６は上に凸の形状（凸面鏡）へと変化する。
【０１２０】
配線層８５は、焦点距離変更手段である薄膜ヒータ８０と走査手段である２次元ジンバルミラーとの共通の配線となっている。また、配線層８５内の駆動用電極パッド８８のうちの少なくとも１つは、焦点距離変更手段に印加される信号と２次元ジンバルミラーに印加される信号との共通のグランドとなる共通基準電位パッド８６Ａとなる。
【０１２１】
焦点距離変更手段の配線と走査手段の配線とを共通にすることにより、電子部品の点数を少なくするとともに、光走査プローブ５Ｆの先端部内の部品を小型化することができる。
【０１２２】
本実施の形態によれば、２次元走査ミラーのミラー部を平板ではなく、平面から凹面または凸面へと形状変形することができる。すなわち、２次元方向に走査する走査手段と焦点位置を深さ方向に変更する焦点位置変更手段とが一体のミラーデバイスとなる。本実施の形態のように、ミラーデバイスを構成することによって、焦点位置可変手段を小型化することができる。
【０１２３】
（第４の実施の形態の変形例）
図１２は、変形例における光走査プローブ５Ｇの先端側の構造を示す。この光走査プローブ５Ｇは図９の光走査プローブ５Ｆと類似した構造になっており、ミラーデバイス５７のミラー面の焦点位置を変更できるようにその形状が可変な可変形状ミラー５６′で形成されており、その形状変化を（第３の実施の形態における加熱による熱膨張率の変化を利用したものでなく）電磁気力を利用する構造にしている。
このため、例えばミラーデバイス５７の底面側には永久磁石９１が配置されている。
【０１２４】
つまり、固定ミラー７４で反射された光を反射して、集光レンズ２７に導光するミラーデバイス５７は、２次元走査を行うための静電気力で駆動する２次元ジンバル構造と、ミラーの焦点位置を変えるためにミラーの表面形状を変更するための電磁気力で駆動する可変形状ミラーとで構成されている。このミラーデバイス５７のミラー部に対向する下方側には、永久磁石９１が配置されている。
【０１２５】
図１３、図１４は、ミラーデバイス５７の詳細な構造を示す。図１３は、ミラー部７６′を垂直方向から示した平面図であり、図１４は、ミラー部７６′を側面方向から示した断面図である。
【０１２６】
ミラー部７６′は、リング状の薄膜シリコン層８３で支えられたシリコンチッ化膜層８４と、シリコンチッ化膜層８４上に形成されたコイルの役目をするコイル配線部９２と、このコイル配線部９２を覆っている反射膜８１とで構成されている。
【０１２７】
ミラーデバイス５７の背面に配置された永久磁石９１により、ミラー部７６′を貫く磁界が発生しており、焦点距離変更手段の駆動手段３５によって印加される信号が、コイル用電極パッド９３Ａ、９３Ｂを介して、ミラー部７６′に電流が流れると、ミラー部７６′に対して電磁気力が発生する。
【０１２８】
ミラー面は、厚みが１［μｍ］程度と薄く、可撓性を持っているので、電磁気力によって表面形状が変えられ、ミラーの焦点位置を変えることができる。すなわち、集光レンズ２７によって集光する観察点２６を深さ方向に走査することができる。
【０１２９】
また、上述のミラー部７６′は、図１３に示すようにＸとＹの２軸のヒンジ部７７Ａ、７７Ｂを軸として振動する２次元ジンバルミラー上に形成されており、観察点２６の深さ方向の走査と共に、２次元走査を行うことができる構造になっている。
【０１３０】
ヒンジ部７７Ａの動作状態は、動作検知センサ９４（９４Ａ、９４Ｂを代表して示す）により検知される。すなわち、動作検知センサ９４を構成する発光部９４Ａによって出射された光を、動作検知センサ９４を構成する受光部９４Ｂによって受光することにより検知する。
【０１３１】
このような実施の形態では、発光部９４Ａが出射した光を受光部９４Ｂが受光しているか否かのみを検知することで、ミラーの動作状態を検知しているので、ミラー面の振れ角度を測定するより容易である。ミラーの動作状態を検知する手段により、例えば、ミラーが停止状態を知らせる停止信号として利用することができる。
【０１３２】
あるいは、ミラー部７６′の周辺構造として、図１５に示すようにしても良い。
図１５に示すように、コイル配線部９２をミラー面上ではなく、ミラー面を支える枠９６上に形成し、外側のヒンジ部７７Ａが枠９６のその面に垂直な方向への移動を許す切り欠き部９７を有する構造にすることによって、ミラー部７６′が枠９６ごと、ミラー面に垂直な方向へ動作することが可能になり、集光レンズ２７から見てファイバ側の光路長を変化させることができ、その結果、焦点位置を光軸方向に変化させる構造としても良い。
【０１３３】
（第５の実施の形態）
図１６は、本発明の第６の実施の形態における光走査プローブ５Ｈの先端側の構造を示す。上述した実施の形態では形状可変ミラー５６等を用いて焦点位置を変更する手段を形成したが、本実施の形態では液晶レンズユニット９７を用いて焦点位置を変更する手段を形成したものである。
【０１３４】
先端枠体３１の内部には光ファイバ１３の先端を固定するフェルール５３、このフェルール５３の先端から出射される光を平行光にするコリメータレンズ５５、このコリメータレンズ５５からの平行光の集光位置を変更するための液晶レンズユニット９７、液晶レンズユニット９７を通過した光を反射する固定ミラー７４、固定ミラー７４で反射された光をスキャンミラー部分で反射するミラーデバイス５７、このミラーデバイス５７で反射された光を集光して照射する集光レンズ２７が配置されている。
【０１３５】
この場合、フェルール５３、コリメータレンズ５５、液晶レンズユニット９７はそれぞれ円板状の部材に固定用の孔を設けた固定部材９８Ａ、９８Ｂ、９８Ｃにより先端枠体３１に固定されている。
【０１３６】
液晶レンズユニット９７への入射光は、液晶レンズユニット９７の光軸方向に対して斜め方向に入射しており、光を透過させる焦点位置可変手段である液晶レンズユニット９７への入射光の反射ノイズを低減する。
【０１３７】
液晶レンズユニット９７の内部には液晶を満たした例えば、平凸レンズ状の二つの液晶セルセル９９Ａ、９９Ｂが設けられている。液晶セル９９Ａ、９９Ｂは、ガラス板１００Ａ、１００Ｂにそれぞれ固定され、さらにその間を両凹レンズ状のガラス部１０１が配置されている。
【０１３８】
また、液晶レンズユニット９７の上面と下面にはそれぞれ図示しない透明電極が配置されており、これらは互いに絶縁されている。この透明電極間に電圧を加えると、液晶セル９９Ａ内の液晶分子の配列が変わり、屈折率が変わるように構成されている。
【０１３９】
この透明電極は、反射防止膜を兼用しており、液晶レンズユニット９７ヘの入射光の反射ノイズを低減する。液晶セル９９Ｂも同様である。これらの電極からの配線はケーブル６３を介して焦点位置変更手段の駆動手段３５へ接続されている。
【０１４０】
焦点位置変更手段の駆動手段３５によって液晶セル９９Ａ、９９Ｂの透明電極に加える電圧を変更することによって、液晶セル９９Ａ、９９Ｂの屈折率が変わり、これに伴って観察点の位置を深さ方向に移動することができる。これによって観察対象２５の別の深さを観察することができるようになる。
【０１４１】
図１６の場合では、凹レンズ状のガラス部１０１により、液晶レンズユニット９７は凹レンズとして機能し、その凹レンズの焦点距離を変更できるようにしている。従って、集光レンズ２７には液晶レンズユニット９７側から拡開される光束が入射されるようになり、開口数の大きい、短焦点の集光レンズ２７で高倍率で、分解能が高い光断層像を得られるようにしている。
【０１４２】
本実施の形態によれば、２次元走査可能な光走査プローブにおいて、焦点位置変更手段を液晶レンズユニット９７によって構成することにより、プローブ先端に集光レンズ２７を配置できる構成なため、細径プローブにおいても開口数を小さくすることなく、深さ方向の焦点位置を変更することができる。
なお、上述した各実施の形態等を部分的に組み合わせて形成される実施の形態等も本発明に属する。
【０１４３】
［付記］
以下では、１．ａ．は請求項１に従属する付記ａを表しし（従って請求項１においてを示し）さらに１．ａ．ｂ．は付記１．ａに従属する付記ｂを表している。
１．１．焦点位置可変手段と走査手段が、同一の基材上に設けられている。
１．１．１．焦点位置可変手段と走査手段が、一体である。
１．１．１．１．焦点位置変更手段と走査手段が、平行な面上に形成されている。
【０１４４】
１．１．１．２．焦点位置変更手段と走査手段が、同一面上に形成されている。
１．１．１．３．焦点位置可変手段と走査手段が、同一の反射面を持つ。
１．１．２．焦点位置可変手段と走査手段が、組立時に分離されている。
１．１．２．１焦点位置可変手段と走査手段を載せる基材が、焦点位置可変手段および（または）走査手段のアライメント部を有する。
【０１４５】
１．１．２．２．焦点位置可変手段と走査手段を載せる基材が、集光手段を保持する部材とのアライメント部を有する。
１．１．２．３．焦点位置可変手段と走査手段を載せる基材が、プローブ先端部内で光伝達手段の端面を保持する部材とのアライメント部を有する。
１．１．３．焦点位置可変手段と走査手段を載せる基材に、焦点位置可変手段と走査手段の共通の配線が設けられている。
１．１．３．１．焦点位置可変手段と走査手段を載せる基材に、焦点位置可変手段と走査手段の共通の基準電位を有する。
【０１４６】
１．１．３．２．焦点位置可変手段と走査手段の共通の配線がフレキシブルな基板上に載っており、このフレキシブルな基板が、焦点位置可変手段と走査手段を載せる基材上に載っている。
１．１．４．光走査手段が焦点位置変更手段を兼ねる。
１．１．４．１．光反射面が、形状を変化させることができる可変形状ミラーである．
１．１．４．２．走査手段が、静電気力で駆動する走査用ミラーであり、焦点位置変更手段が、熱膨張係数の異なる複数の材質の層構造をもつ焦点位置変更用ミラーである。
【０１４７】
１．１．４．３．走査手段が、静電気力で駆動する走査用ミラーであり、焦点位置変更手段が、走査用ミラー上のコイルによって変形する。
１．２．焦点位置可変手段と走査手段の配線が共通である。
１．２．１．焦点位置可変手段と走査手段が、プローブ先端部内で共通の基準電位を有する。
【０１４８】
１．２．２．焦点位置可変手段と走査手段の配線が、フレキシブルな基板上に形成されている。
１．２．３．焦点位置可変手段と走査手段の配線が、一体にシールドされている。
１．２．４．焦点位置可変手段の駆動手段と走査手段の駆動手段とが、１つの電気信号コネクタによってプローブに接続される。
１．３．焦点位置可変手段のセンシング手段が、プローブ先端部内に設けられている。
【０１４９】
１．３．１．焦点位置可変手段のセンシング手段が、焦点距離の移動量を特定する物理量を測定する。
１．３．１．１．焦点位置可変手段が可変形状ミラーであり、センシング手段が可変形状ミラーの変形量を検出する。
１．３．２．焦点位置可変手段のセンシング手段が、焦点位置可変手段の動作状態の検知手段である。
１．３．２．１焦点位置可変手段のセンシング手段が、焦点位置可変手段の動作状態が正常動作か停止かをオンオフで検知する検知手段である。
【０１５０】
１．４．走査手段のセンシング手段が、プローブ先端部内に設けられている。
１．４．１．走査手段のセンシング手段が、走査範囲を特定する物理量を検出する。
１．４．１．１．走査手段がマイクロマシンミラーであり、センシング手段がミラーの振れ角度を検出する。
１．４．１．２．走査手段が２次元マイクロマシンミラーであり、センシング手段が各ミラーの振れ角度を独立に検出する。
【０１５１】
１．４．２走査手段のセンシング手段が、走査手段の動作状態の検知手段である。
１．４．２．１．走査手段のセンシング手段が、走査手段の動作状態が正常動作か停止かをオンオフで検知する検知手段である。
１．４．２．２．走査手段がマイクロマシンミラーであり、ミラーの振れ角度が一定であるか否かを検知する。
１．４．３．光量調整手段を有する光走査プローブ装置。
【０１５２】
１．５．焦点位置変更手段が、光の反射面の形状を変化させることができる可変形状ミラーである。
１．５．１．ミラー面の変形量を連続的に変化させることができる可変形状ミラーである。
１．５．２．焦点位置変更手段が、光源から集光手段までの光路上に直列に設置された複数の可変形状ミラーからなる。
１．５．２．１．複数の可変形状ミラーが同一の基材に載っている。
【０１５３】
１．５．２．２．全ての可変形状ミラーが同一面上に形成されている。
１．５．２．３．全ての可変形状ミラーの配線手段が同一である。
１．５．２．４．全ての可変形状ミラーが、プローブ先端部で同一の基準電位を有する。
１．５．３．焦点位置変更手段が、可変形状ミラーと、可変形状ミラーと走査手段との間の光路長を拡大する光路長拡大手段と、からなる。
【０１５４】
１．５．３．１．光路長拡大手段が、プリズムと固定ミラーからなる。
１．６．焦点位置変更手段が、焦点位置変更手段に光を透過させることによって焦点位置を変更する。
１．６．１．焦点位置可変手段への入射光が、焦点位置可変手段の光軸方向に対して斜め方向に入射する。
１．６．２．焦点位置変更手段が、液晶レンズである。
【０１５５】
１．６．３．焦点位置可変手段が、液晶レンズであり、液晶の駆動電圧を印加する透明電極が反射防止膜を兼ねる。
１．７．焦点位置可変手段への入射光を平行光とする光学素子が、プローブ先端部に設けられている。
１．８．走査手段から集光手段への照射光が、集光手段の光軸に対して斜め方向から入射する。
１．９．焦点位置変更手段は拡開する光ビームにして集光手段を介して被検体側に集光照射する。
【０１５６】
（付記に関する解決しようとする課題）
（付記１．１に関する解決しようとする課題）
従来例では焦点位置可変手段と走査手段が、同一の基材に配置されていないことにより、焦点位置可変手段と走査手段の製造工程および組立工程が複雑である。また、プローブ先端部内の機械部品の点数が多くなることにより、プローブの小型化が困難になる。
【０１５７】
（付記１．２に関する解決しようとする課題）
上記従来例では焦点位置可変手段と走査手段が、焦点位置可変手段と走査手段の配線が共通でないことにより、焦点位置可変手段と走査手段の製造工程および組立工程が複雑である。また、プローブ先端部内の配線基板・信号線が多くなることにより、プローブの小型化が困難になる。
【０１５８】
（付記１．３に関する解決しようとする課題）
焦点位置可変手段のセンシング手段が、プローブ先端部内に設けられていないことにより、焦点位置可変手段の動作状況をフィードバックできない。たとえば、焦点位置可変手段の実際の動作状況に応じて深さ方向の断層像の画像生成のタイミング等を変更することが困難である。
【０１５９】
（付記１．４に関する解決しようとする課題）
走査手段のセンシング手段が、プローブ先端部内に設けられていないことにより、走査手段の実際の動作状況に応じた画像取得を行うように走査手段の動作状況をフィードバックできない。たとえば、走査範囲に応じて、光源から出射する光量を調整することができない。
【０１６０】
（付記の目的）
（付記１．１の目的）
焦点位置可変手段と走査手段の製造工程および組立工程を簡略化すること。
プローブを小型化すること。
（付記１．２の目的）
焦点位置可変手段と走査手段の製造工程および組立工程を簡略化すること。
プローブを小型化すること。
【０１６１】
（付記１．３の目的）
焦点位置可変手段の実際の動作状況に応じた画像取得を行える光走査プローブ装置を提供すること。
（付記１．４の目的）
走査手段の実際の動作状況に応じた画像取得を行える光走査プローブ装置を提供すること。
【０１６２】
（付記の効果）
（付記１．１の効果）
焦点位置可変手段と走査手段の製造工程および組立工程を簡略化することができる。
プローブを小型化することができる。
（付記１．２の効果）
焦点位置可変手段と走査手段の製造工程および組立工程を簡略化することができる。
プローブを小型化することができる。
【０１６３】
（付記１．３の効果）
焦点位置可変手段の実際の動作状況に応じた画像取得を行える光走査プローブ装置を提供することができる。
（付記１．４の効果）
走査手段の実際の動作状況に応じた画像取得を行える光走査プローブ装置を提供することができる。
【０１６４】
（付記１．９の効果）
集光手段を開口数が大きく短焦点の凸レンズにでき、分解能を高くできる。また、深い位置でもフォーカスさせることができ、深い位置を高倍率で分解能が高い画像を得ることができる。
【０１６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、体腔内に挿入される光プローブと、被検部に光を照射するための光を発生する光源と、光源からの光を光プローブの先端に導くための光伝達手段と、光を被検部に集光して照射する集光手段と、集光手段によって被検部側に集光された焦点を集光手段の光軸方向と直交する方向に走査する光走査手段と、被検部からの戻り光を光源からの光と分離する分離手段と、分離された光を検出する光検出手段と、集光手段の光軸方向に沿って被検部に集光された焦点の位置を変更する焦点位置変更手段と、を有する光走査プローブ装置において、焦点位置変更手段を経た光を集光手段を介して被検体に照射するように焦点位置変更手段を配置しているので、細径プローブであっても光走査プローブの開口数を小さくすることなく、深さ方向にも走査できる光走査プローブ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光走査プローブ装置の全体構成図。
【図２】内視鏡のチャンネル内に挿入される光走査プローブを示す図。
【図３】先端付近の構成要素の作用を表す概念図。
【図４】光走査プローブの先端側の構造を示す図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における光走査プローブの先端側の構造を示す図。
【図６】変形例の光走査プローブの先端側の構造を示す図。
【図７】本発明の第３の実施の形態における光走査プローブの先端側の構造を示す図。
【図８】変形例の光走査プローブの先端側の構造を示す図。
【図９】本発明の第４の実施の形態における光走査プローブの先端側の構造を示す図。
【図１０】ミラーデバイスの詳細な構造を示す図。
【図１１】ミラーデバイスの詳細な構造を示す図。
【図１２】変形例の光走査プローブの先端側の構造を示す図。
【図１３】ミラーデバイスの詳細な構造を示す図。
【図１４】ミラーデバイスの詳細な構造を示す図。
【図１５】変形例におけるミラー部周辺の構造を示す図。
【図１６】本発明の第５の実施の形態における光走査プローブの先端側の構造を示す図。
【符号の説明】
１…光源
２…光ディテクタ
３…エイミングビームレーザ
４…光コネクタ
５Ａ…光走査プローブ
６，７，９，１０…光ファイバ
８，１２…光カプラ
１３…光ファイバ
１４…光量調整手段
２０…ＡＤコンバータ
２１…ＰＣ
２２…走査駆動手段
２３…ディスプレイ
２５…観察対象
２６…観察点
２７…集光レンズ
３１…先端枠体
３５…焦点位置変更手段の駆動手段
４１…シース
５２…連結部材
５３…フェルール
５４…フェルール固定部材
５５…コリメータレンズ
５６…可変形状ミラー
５７…ミラーデバイス
５８…カバーガラス
５９Ａ、５９Ｂ…ミラー台
６０…ミラー基材
６１Ａ〜６１Ｆ…アライメント部
６２…レンズ枠
６３Ａ、６３Ｂ、６３…信号線
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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