CN104620156A - 光纤扫描仪 - Google Patents

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piezoelectric element
fiber
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described optical
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舟洼朋树
鹤田博士
清水盛通
葛西靖明
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Abstract

将压电元件的力不产生衰减而有效地传递至光纤，并且增大光纤的振动。提供一种光纤扫描仪(10)，该光纤扫描仪具有：光纤(11)，其具有细长的圆筒形状，能够对从光源所发出的照明光进行导光并从末端射出，并且可以使末端向与长度方向交叉的方向振动；以及至少1片以上的压电元件(15)，其具有在厚度方向上极化的板形状，并且分别被贴附在光纤(11)的比末端靠近基端侧的外周面上。

Description

光纤扫描仪
技术领域
本发明涉及光纤扫描仪。
背景技术
以往，在医疗领域中公知一种光纤扫描仪，其通过使用压电元件而使光纤以高速振动并射出照明光，从而在被检体上扫描照明光(例如参考专利文献1)。专利文献1中记载的光纤扫描仪具有管状的压电元件(PZT管)、在该PZT管的表面上以相同间隔排列在周向上的4个电极、以及被插入到PZT管内的光纤，并通过连结部件而将光纤的末端部固定在PZT管上。
在该专利文献1所记载的光纤扫描仪上，如果PZT管发生弯曲变形，则经由连结部件对光纤作用垂直方向上的力，并通过该力而使光纤产生弯曲振动。并且，通过考虑振幅和相位对在光纤上正交的2个方向上所产生的弯曲振动进行合成，从而使光纤的末端产生螺旋状振动而可以二维扫描照明光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2008-504557号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，专利文献1所记载的光纤扫描仪存在如下的问题：因为在PZT管中所产生的力是经由连结部件而向光纤传递的，所以该力的一部分会被连结部件吸收而无法有效地传递至光纤，结果使光纤的振动变小。
并且，专利文献1所记载的光纤扫描仪具有如下的构造：从PZT管所产生的力作用于光纤的远离末端的位置。因此，光纤的末端无法准确地追随PZT管的弯曲变形，并且光纤的末端的振动方向容易摇晃。即存在如下的问题：直线振动变成椭圆振动，不能准确地沿着设计的轨迹扫描照明光。并且存在如下的问题：在希望通过对正交的2个方向上的直线振动进行合成而使光纤的末端产生螺旋振动的情况下，难以实现理想的螺旋振动。
本发明的目的在于提供一种光纤扫描仪，其使压电元件的力不产生衰减而有效地传递至光纤，可以增大光纤的振动。
并且，本发明的目的在于提供一种光纤扫描仪，其可以沿着设计的轨迹扫描照明光。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的，本发明提供以下手段。
本发明的第1方式是一种光纤扫描仪，其具有：光纤，其是细长的形状，能够对照明光进行导光并从末端射出；以及至少1片以上的压电元件，其具有在厚度方向上极化的板形状，并且被分别贴附在所述光纤的比所述末端靠近基端侧的外周面上。
根据第1方式，如果对压电元件在厚度方向上施加交变电压，则压电元件向与极化方向正交的方向伸缩，即向与厚度方向正交的方向伸缩，从而可以在光纤上激发起弯曲振动，该弯曲振动使光纤的末端向与长度方向交叉的方向振动。由此，能够与末端的振动相符地在被检体上扫描从光纤的末端射出的照明光。
在这种情况下，通过将板形状的压电元件分别贴附到光纤的外周面上，可以使每个压电元件都高精度地紧贴在光纤的外周面上。由此，可以使压电元件的伸缩高效地传递至光纤，从而可以使光纤大幅弯曲振动。并且，通过直接将压电元件贴附到光纤的外周面上，可以使压电元件的力直接传递至光纤。由此，可以避免像在光纤和压电元件之间夹设树脂材料的情况那样使力衰减，可以使光纤的弯曲振动变得更大。
在第1方式中，所述压电元件还可以沿其全长被贴附在所述光纤的外周面上。
通过这样构成，可以使压电元件的沿其全长的伸缩毫不浪费地传递至光纤。
并且，在第1方式中，还可以具有2片所述压电元件，它们在所述光纤的周向上被错开配置以使所述极化方向相互交叉。
通过这样构成，通过对各压电元件施加适当错开了相位的交变电压，使光纤的末端呈螺旋状振动，从而可以二维扫描照明光。
并且，在第1方式中，所述2片压电元件还可以在所述光纤的长度方向上被错开位置配置，使得在所述光纤的长度方向上不重叠。
通过这样构成，因为压电元件彼此在光纤的周向和长度方向上不重叠而不会使整体大型化，所以可以使用体积大的宽度宽的压电元件。由此，可以从压电元件中输出更大的能量，从而可以使光纤以大的振幅振动。
并且，在第1方式中，还可以具有一对所述压电元件，它们夹持所述光纤而被相互平行地对置配置。
通过这样构成，通过使一对压电元件向相同方向伸缩，与只有1片压电元件的情况相比，可以增大在光纤上激发起的弯曲振动。
并且，在第1方式中还可以具有另外一对所述压电元件，它们在所述光纤的周向上相对于所述一对压电元件被错开配置，并且夹持所述光纤而被相互平行地对置配置。
通过这样构成，通过对各压电元件施加适当错开了相位的交变电压，使光纤的末端呈螺旋状振动，从而可以二维扫描照明光。
并且，在第1方式中，所述一对压电元件彼此还可以在所述光纤的长度方向上被错开位置配置，使得在所述光纤的长度方向上不重叠。
通过这样构成，与2片压电元件的情况相比，可以使每一对压电元件输出更大的能量，从而可以使光纤以更大的振幅振动。
并且，在第1方式中，还可以具有3片以上的所述压电元件，它们以大致相等的间隔被排列在所述光纤的周向上。
通过这样构成，通过对各压电元件施加适当错开了相位的交变电压，使光纤的末端呈螺旋状振动，从而可以二维扫描照明光。
本发明的第2方式是一种光纤扫描仪，具有：光纤，其是细长的形状，能够对照明光进行导光并从末端射出；以及压电元件，其具有在厚度方向上极化的板形状，并且在包含所述光纤的所述末端或所述末端附近的位置上，使所述厚度方向朝向所述光纤的与长度方向交叉的方向而被贴附在所述光纤的外周面上。
根据第2方式，如果对压电元件在厚度方向上施加交变电压，则压电元件向与极化方向正交的方向伸缩，即向与厚度方向正交的方向伸缩，从而可以在光纤上激发起弯曲振动，该弯曲振动使光纤的末端向与长度方向交叉的方向振动。由此，能够与末端的振动相符地在被检体上扫描从光纤的末端射出的照明光。
在这种情况下，因为在包含光纤的末端或其附近的位置上配置压电元件，所以光纤的末端可以准确地追随压电元件的伸缩运动而强制地在与该伸缩方向交叉的方向上振动。由此，因为光纤的末端沿着设计的轨迹振动，所以可以沿着设计的轨迹扫描从光纤的末端射出的照明光。
在第2方式中，还可以具有一对所述压电元件，它们在径向上夹持所述光纤而被相互平行地对置配置。
通过这样构成，通过使一对压电元件向相同方向伸缩，与只有1片压电元件的情况相比，可以使在光纤上激发起的弯曲振动增大。
并且，在第2方式中还可以具有另外一对所述压电元件，它们在所述光纤的周向上的相对于所述一对压电元件大致错开90°的位置上，夹持该光纤而被相互平行地对置配置。
通过这样构成，通过对各压电元件施加适当错开了相位的交变电压，使光纤的末端呈螺旋状振动，从而可以二维扫描照明光。
并且，在第2方式中，还可以具有3片以上的所述压电元件，它们被排列在所述光纤的周向上。
通过这样构成，通过对各压电元件施加适当错开了相位的交变电压，使光纤的末端呈螺旋状振动，从而可以二维扫描照明光。
并且，在第2方式中，所述压电元件被配置在从所述光纤的所述末端向所述光纤的基端侧缩进的位置上，所述压电元件的末端和所述光纤的末端之间的距离还可以被设定成，比所述压电元件向所述末端侧突出的所述光纤的末端部分的、以一端作为固定端的弯曲共振振动的频率比为了在所述光纤上激发起弯曲振动而向所述压电元件提供的交变电压的频率高。
通过这样构成，通过在振幅最大的光纤的末端不设置压电元件，可以防止光纤的末端与周围的部件之间的干涉。并且，可以缓和压电元件的形状和针对光纤的定位等的要求精度。此外，即使压电元件被配置在从光纤的末端缩进的位置上，通过使该缩进量在上述的范围内，也可以使光纤的末端不受压电元件的位置错位所造成的影响而振动。
并且，在第2方式中，所述压电元件被配置在从所述光纤的所述末端向所述光纤的末端侧突出的位置上，并且所述压电元件的末端和所述光纤的末端之间的距离还可以被设定成，比所述光纤的末端向所述末端侧突出的所述压电元件的末端部分的、以一端作为固定端的弯曲共振振动的频率比为了在所述光纤上激发起弯曲振动而向所述压电元件提供的交变电压的频率高。
通过这样构成，可以缓和压电元件的形状和针对光纤的定位等的要求精度。此外，即使压电元件被配置在从光纤的末端突出的位置上，通过使该突出量在上述的范围内，也可以使光纤的末端不受压电元件的位置错位所造成的影响而振动。
并且，在第2方式中，所述压电元件还可以是将多个压电体层在厚度方向上层叠而成的层叠型压电元件。
通过这样，可以增大向压电元件施加相同大小的交变电压时的压电元件的伸缩的位移量，可以增大光纤的末端的振动振幅。
并且，在第1和第2方式中，还可以具有导电性的电极部件，其被配置在所述光纤的外周面和所述压电元件之间。
通过这样构成，通过将电极部件作为GND电极而对该电极部件接合GND线，从而可以使GND线的布线变得容易。特别在具有多片压电元件的结构中，通过将电极部件作为共同的GND电极，可以有效地使GND线的布线变得容易。
发明效果
根据本发明，可以达到如下的效果：将压电元件的力不产生衰减地有效地传递至光纤，可以使光纤的振动变大。
并且，根据本发明，可以达到如下的效果：可以沿着设计的轨迹扫描照明光。
附图说明
图1的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第1实施方式涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从光纤的末端侧向长度方向观察(a)的图，(c)是只取出(a)的压电元件进行观察的立体图。
图2的(a)是示出使图1的光纤的末端向X方向振动的状态的图，(b)是示出(a)的光纤的末端的振动的轨迹的图。
图3的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第1实施方式的第1变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图4的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第2实施方式涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图5的(a)是示出使图4的光纤的末端向X方向振动的状态的图，(b)是示出(a)的光纤的末端的振动的轨迹的图。
图6的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第2实施方式的第1变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图7的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第3实施方式涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图8的(a)是示出使图7的光纤的末端向X方向振动的状态的图，(b)是示出(a)的光纤的末端的振动的轨迹的图。
图9的(a)是示出使图7的光纤的末端向Y方向振动的状态的图，(b)是示出(a)的光纤的末端的振动的轨迹的图。
图10是示出光纤的末端呈螺旋状扫描的情况的图。
图11是示出在图像形成装置中采用了图7的光纤扫描仪的情况的图。
图12的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第3实施方式的第1变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图13的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第3实施方式的第2变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图14的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第3实施方式的第3变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图15的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第4实施方式涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图16的(a)是示出使图15的光纤的末端向X方向振动的状态的图，(b)是示出(a)的光纤的末端的振动的轨迹的图。
图17的(a)是示出使图15的光纤的末端向Y方向振动的状态的图，(b)是示出(a)的光纤的末端的振动的轨迹的图。
图18的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第4实施方式的第1变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图19的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第5实施方式涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从光纤的末端侧向长度方向观察(a)的图，(c)是只取出(a)的压电元件进行观察的立体图。
图20的(a)是示出使图19的光纤的末端向X方向振动的状态的图，(b)是示出(a)的光纤的末端的振动的轨迹的图。
图21的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第5实施方式的第1变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图22的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第5实施方式的第2变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图23的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第5实施方式的第3变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图24的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第5实施方式的第4变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图25的(a)是示出本发明的第5实施方式的第5变形例涉及的光纤扫描仪所具备的压电元件的概略结构的立体图，(b)是(a)的A-A’剖面图。
图26的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第6实施方式涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从光纤的末端侧向长度方向观察(a)的图，(c)是只取出(a)的压电元件进行观察的立体图。
图27的(a)是示出使图26的光纤的末端向X方向振动的状态的图，(b)是示出(a)的光纤的末端的振动的轨迹的图。
图28的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第6实施方式的变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图29的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第7实施方式涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从光纤的末端侧向长度方向观察(a)的图，(c)是只取出(a)的压电元件进行观察的立体图。
图30的(a)是示出使图29的光纤的末端向X方向振动的状态的图，(b)是示出(a)的光纤的末端的振动的轨迹的图。
图31的(a)是示出使图29的光纤的末端向Y方向振动的状态的图，(b)是示出(a)的光纤的末端的振动的轨迹的图。
图32是示出光纤的末端呈螺旋状扫描的情况的图。
图33是示出在扫描型观察装置中采用了图29的光纤扫描仪的情况的图。
图34的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第7实施方式的第1变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图35的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第7实施方式的第2变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图36的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第7实施方式的第3变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图37的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第7实施方式的第4变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图，(c)是只取出(a)的压电元件进行观察的立体图。
图38的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第7实施方式的第5变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
图39的(a)是向与长度方向正交的方向观察本发明的第7实施方式的第6变形例涉及的光纤扫描仪的概略结构图，(b)是从末端侧向长度方向观察(a)的光纤的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
下面参照附图说明本发明第1实施方式涉及的光纤扫描仪10。
本实施方式涉及的光纤扫描仪10如图1的(a)、(b)所示，具有：光纤11，其是由玻璃材料构成的，并呈细长的圆筒状；导电性的电极部件(以下称为导电性电极)13，其设置于光纤11的外周面上；以及1片压电元件15，其隔着导电性电极13而被贴附在光纤11的外周面上，呈方板形状。
光纤11能够对从光源(图示略)所发出的照明光进行导光并从末端射出。
作为导电性电极13可以使用金溅射、导电性银膏或者导电性粘合剂等。导电性电极13在光纤11的与末端相比靠基端侧的位置的外周面的一部分遍及整个圆周而形成。该导电性电极13的硬度高，具有几μm左右的厚度。
压电元件15由锆钛酸铅(PZT)形成。并且，压电元件15如图1(c)所示，在厚度方向上对置的两面(以下作为表面和背面。)上分别设置有电极16，并通过规定的DC电压向厚度方向上施加极化。极化矢量从压电元件15的+面(表面)朝向-面(背面)。
该压电元件15的背面通过粘合剂而被接合到导电性电极13上，遍及压电元件15的全长而被贴附到光纤11的外周面上。具体地说，在压电元件15的背面和导电性电极13的表面上较薄地涂敷环氧树脂粘合剂，并在实体显微镜下使这些压电元件15和导电性电极13对位之后，再使用热缩管将压电元件15按压到导电性电极13上，并且在规定的温度下使环氧树脂粘合剂热硬化，从而压电元件15被接合到导电性电极13上。此外，压电元件15和导电性电极13之间的接合还可以通过使用了焊锡等的焊接技术进行。通过对压电元件15沿其全长进行贴附，可以使压电元件15的沿其全长的伸缩毫不浪费地传递至光纤11。
在压电元件15的表面，即在与导电性电极13接合的背面的相反侧的面上，通过导电性粘合剂而接合导线17，导线17构成用来向压电元件15施加交变电压的A相。并且，在导电性电极13上通过导电性粘合剂而接合共同GND线19。通过将压电元件15的背面上的电极16和导电性电极13进行导通，可以将导电性电极13作为GND电极使用。
下面对如这样构成的光纤扫描仪10的作用进行说明。
为了通过本实施方式涉及的光纤扫描仪10在被检体上扫描从光源所发出的照明光，首先经由导线17而向压电元件15的A相施加与弯曲共振振动的频率相对应的交变电压。
如果对压电元件15在厚度方向上施加交变电压，则压电元件15向与极化方向正交的方向，即向与厚度方向正交的方向伸缩。由此，如图2的(a)所示，在光纤11上被激发起弯曲共振振动，该弯曲共振振动使光纤11的末端向与长度方向(Z方向)交叉的方向(X方向)振动。
在这种状态下，如果通过光纤11对从光源所发出的照明光进行导光而使其从末端射出，则如图2的(b)所示，能够与光纤11的末端的直线振动相符地在被检体上在X方向上往复扫描照明光。在图2的(b)中，箭头S示出振动的光纤11的末端的轨迹。
在这种情况下，根据本实施方式涉及的光纤扫描仪10，通过在光纤11的外周面上贴附1片板形状的压电元件15，可以使压电元件15高精度地紧贴在光纤11的外周面上。由此，可以使压电元件15的伸缩高效地传递至光纤11，从而可以使光纤11大幅弯曲振动。
并且，因为导电性电极13的硬度高且具有几μm左右的厚度，所以从压电元件15向光纤11传递的力几乎不会在导电性电极13上衰减。因此，通过隔着导电性电极13而直接将压电元件15贴附到光纤11的外周面上，可以避免像在光纤11和压电元件15之间夹设树脂材料的情况那样发生力衰减，并可以使光纤11的弯曲振动变得更大。
进而，通过在光纤11和压电元件15之间设置导电性电极13，没必要从与光纤11接合的压电元件15的背面上的电极16引出共同GND线19，可以从导电性电极13的任意位置引出共同GND线19。因此，可以使导线17和共同GND线19的走线变得容易。
本实施方式可进行如下变形。
作为第1变形例，还可以如图3的(a)、(b)所示，直接将压电元件15的背面上的电极16接合到光纤11的外周面上，而取代在光纤11和压电元件15之间配置导电性电极13的方式。在这种情况下，使用导电性粘合剂将共同GND线19接合到压电元件15的背面上的电极16的露出的位置上即可。根据本变形例，可以使压电元件15的力直接传递至光纤。并且，可以使结构简化成省略了导电性电极13。
(第2实施方式)
下面参照附图说明本发明第2实施方式涉及的光纤扫描仪20。
本实施方式涉及的光纤扫描仪20与第1实施方式不同的点在于，如图4的(a)、(b)所示，具有一对压电元件15A、15B，它们夹持光纤11而被相互平行地对置配置。
下面对与第1实施方式涉及的光纤扫描仪10结构相同的部位赋予同一标号并省略说明。
一对压电元件15A、15B分别通过粘合剂隔着导电性电极13被接合到光纤11的外周面上。具体地说，压电元件15A的背面被接合到导电性电极13上，压电元件15B的表面被接合到导电性电极13上。因此，压电元件15A和压电元件15B的极化方向相互为同一方向。
并且，在一对压电元件15A、15B上，分别在与导电性电极13接合的面的相反侧的面的电极16上通过导电性粘合剂而接合导线17A、17B。这2根导线17A、17B被相互结合而构成A相。并且，在导电性电极13上通过导电性粘合剂接合1根共同GND线19。
在本实施方式涉及的光纤扫描仪20中，如果经由导线17A、17B而对一对压电元件15A、15B的A相施加与弯曲共振振动的频率相对应的交变电压，则压电元件15A、15B一齐向与极化方向正交的方向伸缩，从而在光纤11上被激发起弯曲共振振动，该弯曲共振振动使光纤11的末端向与长度方向(Z方向)交叉的方向振动。由此，如图5的(b)的箭头S所示那样，使光纤11的末端在X方向上振动。
如上面说明的那样，根据本实施方式的光纤扫描仪20，通过使用2片压电元件15A、15B，与使用单独的压电元件15的情况相比，可以增大在光纤11上激发起的振动振幅。
在本实施方式中，作为第1变形例，还可以与第1实施方式的第1变形例相同，省略导电性电极13而将一对压电元件15A、15B分别直接接合在光纤11的外周面上。例如，图6的(a)、(b)示出将各压电元件15A、15B的背面分别接合到光纤11的外周面上的情况。各压电元件15A、15B的极化方向(参照箭头。)是相互不同的方向，即，分别是朝向光纤11的方向。
在这种情况下，例如对于压电元件15A，在与光纤11接合的面(背面)上的电极16上接合共同GND线19A，在相反侧的面(表面)上的电极16上接合导线17A即可。并且，对于压电元件15B，在与光纤11接合的面(背面)上的电极16上接合导线17B，在相反侧的面(表面)上的电极16上接合共同GND线19B即可。
根据本变形例，可以使结构简化成省略了导电性电极13。
(第3实施方式)
下面参照附图说明本发明第3实施方式涉及的光纤扫描仪30。
本实施方式涉及的光纤扫描仪30与第2实施方式不同的点在于，如图7的(a)、(b)所示，具备相对于一对压电元件15A、15B错开配置在光纤11的周向上的另外一对压电元件15C、15D。
下面对与第2实施方式涉及的光纤扫描仪20结构相同的部位赋予同一标号并省略说明。
一对压电元件15C、15D与一对压电元件15A、15B相同，夹持光纤11而被相互平行地对置配置，并且分别通过粘合剂隔着导电性电极13而被接合到光纤11的外周面上。在本实施方式中，压电元件15A的背面和压电元件15B的表面被接合到导电性电极13上，并且，压电元件15C的背面和压电元件15D的表面被接合到导电性电极13上。由此，压电元件15A和压电元件15B的极化方向相互为同一方向，压电元件15C和压电元件15D的极化方向相互为同一方向。
进而，这些一对压电元件15A、15B和一对压电元件15C、15D在光纤11的周向上被各错开90°的位置而配置。例如，一对压电元件15A、15B被配置成相互在X方向上对置，一对压电元件15C、15D被配置成相互在Y方向上对置。这4片压电元件15A、15B、15C、15D分别具有与光纤11的直径尺寸大致相同的宽度尺寸。
在一对压电元件15A、15B上，在与导电性电极13接合的面的相反侧的面的电极16上，分别通过导电性粘合剂而接合用来构成A相的驱动用的导线17A、17B。在一对压电元件15C、15D上，在与导电性电极13接合的面的相反侧的面的电极16上，分别通过导电性粘合剂而接合用来构成B相的驱动用的导线17C、17D。共同GND线19通过导电性粘合剂而被接合到导电性电极13上。
下面对如这样构成的光纤扫描仪30的作用进行说明。
在本实施方式涉及的光纤扫描仪30中，如果经由导线17A、17B而对一对压电元件15A、15B的A相施加与弯曲共振振动的频率相对应的交变电压，则压电元件15A、15B一齐向与极化方向正交的方向伸缩，从而如图8(a)所示，在光纤11上被激发起弯曲共振振动。在该弯曲共振振动中，压电元件15A、15B的末端侧的端部附近形成波节，光纤11的末端形成波腹。由此，如图8的(b)中的箭头Sx所示出的那样，可以使光纤11的末端在X方向上直线地振动。
另一方面，如果经由导线17C、17D而对一对压电元件15C、15D的B相在厚度方向上施加与弯曲共振振动的频率相对应的交变电压，则压电元件15C、15D一齐向与极化方向正交的方向伸缩，从而如图9(a)所示，在光纤11上被激发起弯曲共振振动。在该弯曲共振振动中，压电元件15C、15D的末端侧的端部附近形成波节，光纤11的末端形成波腹。由此，如图9(b)中的箭头Sy所示出的那样，可以使光纤11的末端在Y方向上直线地振动。
在这里，如果使光纤11同时发生X方向上的振动和Y方向上的振动，并使施加到压电元件15A、15B上的交变电压的相位和施加到压电元件15C、15D上的交变电压的相位之间错开π/2，则光纤11的末端沿着圆状的轨迹振动。并且，如果使交变电压的大小逐渐增减，则如图10所示，光纤11的末端沿着螺旋状的轨迹振动(螺旋扫描)。由此，可以在被检体上沿着螺旋状的轨迹二维扫描(螺旋扫描)照明光。
例如，如图11所示，对在图像形成装置中采用了本实施方式涉及的光纤扫描仪30的情况进行说明。如果在使镜头2与被检体X对置配置的状态下使光纤11的末端呈螺旋状振动，并使在光纤11内传播的照明光L从末端射出，则照明光L被镜头2收敛而被照射到被检体X上，并在被检体X上被二维扫描。
通过多根检测纤维4对来自于照射照明光L的被检体X的反射光L’进行检测。图像形成装置通过由检测纤维4与照明光L的扫描周期同步地检测反射光L’，可以使在被检体X上的照明光L的扫描范围的表面状态图像化。
本实施方式可进行如下变形。
作为第1变形例，如图12的(a)、(b)所示，还可以具有2片压电元件15A、15C而取代具有4片压电元件15A、15B、15C、15D的情况。压电元件15A、15C以极化方向相互正交的朝向被配置在光纤11的周向上的错开90°的位置上。
根据本变形例，通过对2片压电元件15A、15C施加错开π/2的相位的交变电压，能够使光纤11的末端呈螺旋状振动，并可以在被检体上二维扫描照明光。因此，虽然需要交变电压，但是和使用4片压电元件15A、15B、15C、15D的情况相比可以使结构简化。
作为第2变形例，如图13的(a)、(b)所示，还可以使各压电元件15A、15B、15C、15D的宽度尺寸分别比光纤11的直径尺寸大。在这种情况下，如该图所示，使各压电元件15A、15B、15C、15D在宽度方向上稍微错开地接合到光纤11上，以使光纤11的周向上相邻的压电元件15A、15B、15C、15D彼此的表面或者背面与侧面相互接触即可。
根据本变形例，使4片压电元件15A、15B、15C、15D在光纤11的周向上相互定位，而可以使组装变得容易。并且，因为压电元件15A、15B、15C、15D的实质上的体积增加，所以能够输入更多的能量而使压电元件15A、15B、15C、15D的伸缩的位移量变大，从而可以增大光纤11的振幅。
作为第3变形例，如图14的(a)、(b)所示，还可以使3片压电元件15A、15B、15C各错开120°而配置在光纤11的周向上进行接合。在这种情况下，使压电元件15A、15B、15C的极化方向朝向光纤11，并在其背面上与导电性电极13接合。并且，在压电元件15A、15B、15C的与导电性电极13接合的面的相反侧的面(表面)上的电极16上，分别通过导电性粘合剂而接合构成A相、B相以及C相的驱动用导线17A、17B、17C。
并且，对压电元件15A的A相、压电元件15B的B相以及压电元件15C的C相施加电相位各错开120°的交变电压即可。由此，可以使压电元件的片数从4片减到3片，并且使光纤11的末端呈螺旋状振动，从而可以在被检体上二维扫描照明光。
并且，在本实施方式和其变形例当中，也可以不设置导电性电极13而将压电元件15A、15B、15C、15D分别直接接合到光纤11的外周面上。在这种情况下，在压电元件15A、15B、15C、15D的与光纤11接合的面(背面)上的电极16上接合共同GND线19B即可。通过这样，可以使结构简化成省略了导电性电极13。
(第4实施方式)
下面参照附图说明本发明第4实施方式涉及的光纤扫描仪40。
本实施方式涉及的光纤扫描仪40与第3实施方式不同的点在于，如图15的(a)、(b)所示，相对于一对压电元件15A、15B，在光纤11的长度方向上错开的位置上配置另外一对压电元件15C、15D。
下面对与第3实施方式涉及的光纤扫描仪30结构相同的部位赋予同一标号并省略说明。
在本实施方式中，将压电元件15A、15B和压电元件15C、15D配置在光纤11的在长度方向上也错开的位置上以使其在光纤11的长度方向上相互不重叠。在图15的(a)、(b)中，例示了如下的结构：将构成A相的一对压电元件15A、15B配置在靠近光纤11的末端的位置上，将构成B相的另外一对压电元件15C、15D配置在靠近光纤11的基端的位置上。
并且，将压电元件15A的背面和压电元件15B的表面接合到导电性电极13上，并且将压电元件15C的背面和压电元件15D的表面接合到导电性电极13上。由此，压电元件15A和压电元件15B的极化方向相互为同一方向，压电元件15C和压电元件15D的极化方向相互为同一方向。
并且，在压电元件15A、15B的与导电性电极13接合的面的相反侧的面上接合构成A相的导线17A、17B，并且在压电元件15C、15D的与导电性电极13接合的面的相反侧的面上接合构成B相的导线17C、17D，并且在导电性电极13上接合共同GND线19。
下面对如这样构成的光纤扫描仪40的作用进行说明。
如果经由导线17A、17B而对一对压电元件15A、15B的A相施加与弯曲共振振动的频率相对应的交变电压，则压电元件15A、15B一齐向与极化方向正交的方向伸缩，从而如图16的(a)所示，在光纤11上被激发起弯曲共振振动。在该弯曲共振振动中，压电元件15A、15B的上端部附近形成波节，光纤11的末端形成波腹。由此，如图16的(b)中的箭头Sx所示出的那样，可以使光纤11的末端在X方向上直线地振动。
另一方面，如果经由导线17C、17D而对另外一对压电元件15C、15D的B相施加与弯曲共振振动的频率相对应的交变电压，则压电元件15C、15D一齐向与极化方向正交的方向伸缩，从而如图17的(a)所示，在光纤11上被激发起弯曲共振振动。在该弯曲共振振动中，压电元件15A、15B的上端部附近形成波节，光纤11的末端形成波腹。由此，如图17的(b)中的箭头Sy所示出的那样，可以使光纤11的末端在Y方向上直线地振动。
在这里，如果使光纤11同时发生X方向上的振动和Y方向上的振动，并使施加到压电元件15A、15B上的交变电压的相位和施加到压电元件15C、15D上的交变电压的相位之间错开π/2，则光纤11的末端沿着圆状的轨迹振动。并且，如果使交变电压的大小逐渐增减，则光纤11的末端沿着螺旋状的轨迹振动。由此，可以在被检体上沿着螺旋状的轨迹二维扫描照明光。
根据本实施方式涉及的光纤扫描仪40，因为一对压电元件15A、15B和另外一对压电元件15C、15D错开位置而配置在光纤11的外周面上以使在其长度方向上相互不重叠，所以压电元件15A、15B、15C、15D彼此在光纤11的周向和长度方向上不重叠，所以可以使用体积大宽度宽的压电元件15A、15B、15C、15D而不会使整体大型化。因此，可以从压电元件15A、15B、15C、15D中输出大的能量，从而可以使光纤11以大的振幅振动。
在本实施方式中虽然使用了4片压电元件15A、15B、15C、15D，但是作为第1变形例，如图18的(a)、(b)所示，还可以使用2片压电元件15A、15C，这2片压电元件15A、15C在光纤11的周向上错开90°，并且使它们在光纤11的长度方向上也错开位置而配置以使在光纤11的长度方向上也不重叠。通过这样，虽然需要交变电压，但是和使用4片压电元件15A、15B、15C、15D的情况相比可以使结构简化。
并且，在本实施方式和其变形例当中，也可以不设置导电性电极13而将压电元件15A、15B、15C、15D分别直接接合到光纤11的外周面上。在这种情况下，在压电元件15A、15B、15C、15D的与光纤11接合的面(背面)上的电极16上接合共同GND线19B即可。根据本变形例，可以使结构简化成省略了导电性电极13。
(第5实施方式)
下面参照附图说明本发明第5实施方式涉及的光纤扫描仪50。
本实施方式涉及的光纤扫描仪50与第1实施方式不同的点在于，如图19的(a)、(b)所示，具有保持部件18、以及压电元件15被贴附到光纤11上以使其末端位置与光纤11的末端位置一致。
下面对与第1实施方式涉及的光纤扫描仪10结构相同的部位赋予同一标号并省略说明。
导电性电极13被设置成，从光纤11的末端开始向光纤11的长度方向沿着规定的长度并且遍及整个圆周。
压电元件15如图19的(c)所示，在表面和背面分别设置电极16A、16B，并通过规定的DC电压向厚度方向上施加极化。压电元件15的厚度方向朝向光纤11的径向而被贴附到光纤11上以使其末端位置与光纤11的末端位置一致。
保持部件18是保持在光纤11的规定的位置上的，该规定位置位于光纤11的比导电性电极13靠近基端侧的位置。具体地说，保持部件18是供光纤11插入的环状的部件，内周面与光纤11的外周面之间通过粘合剂而被接合。保持部件18是由比重比较大的不锈钢等金属或者陶瓷形成的，相对于与保持部件18相比配置于末端侧的光纤11的末端部和压电元件15来说具有充分大的质量。
下面对如这样构成的光纤扫描仪50的作用进行说明。
要想通过本实施方式涉及的光纤扫描仪50在被检体上扫描从光源所发出的照明光，首先经由导线17而向压电元件15的A相施加与弯曲共振振动的频率相对应的交变电压。
如果对压电元件15在厚度方向上施加交变电压，则压电元件15向与极化方向正交的方向，即向与厚度方向正交的方向伸缩。由此，如图20的(a)所示，在光纤11的比保持部件18靠近末端侧的部分上被激发起弯曲共振振动，该弯曲共振振动使光纤11的末端向与长度方向(Z方向)交叉的方向(X方向)振动。这时，因为保持部件18相对于光纤11的末端部的质量足够重，所以在光纤11上被稳定地激发起以保持部件18的末端附近作为固定端的弯曲一阶振动。
在这种状态下，如果通过光纤11对从光源所发出的照明光进行导光而使其从末端射出，则如图20的(b)所示，结合光纤11的末端的直线振动而可以在被检体上在X方向上往复扫描照明光。在图20的(b)中，箭头S示出振动的光纤11的末端的轨迹。
在这种情况下，根据本实施方式涉及的光纤扫描仪50，通过从光纤11的末端遍及规定的长度使用粘合剂将压电元件15直接接合到光纤11上，而使压电元件15的伸缩运动直接传递至光纤11的末端。由此，光纤11的末端按照压电元件15的伸缩运动而强制地在X方向上振动。其结果为，可以沿着X方向的一条直线的轨迹按照设计而往复扫描从光纤11的末端射出的光。
并且，因为导电性电极13的硬度高并且具有几μm左右的厚度，所以从压电元件15向光纤11传递的力在导电性电极13上几乎不会衰减。因此，可以有效地使光纤11发生弯曲振动。
进而，通过在光纤11和压电元件15之间设置导电性电极13，没必要从接合到光纤11的压电元件15的背面上的电极16中引出共同GND线19，而是可以从导电性电极13的任意的位置中引出共同GND线19。因此，可以使导线17和共同GND线19的走线变得容易。
本实施方式可进行如下变形。
作为第1变形例，如图21的(a)、(b)所示，还可以直接在光纤11的外周面上接合压电元件15的背面上的电极16B，而取代在光纤11和压电元件15之间配置导电性电极13的方式，并在该背面上的电极16B的露出位置上使用导电性粘合剂而连接共同GND线19。即，使压电元件15的背面上的电极16B兼作导电性电极。
根据本变形例，可以使压电元件15的力直接传递至光纤。并且，可以使结构简化成省略了导电性电极13。
作为第2变形例，如图22的(a)、(b)所示，还可以使压电元件15遍及从光纤11的末端到保持部件18或其附近为止的全部长度进行设置。
根据本变形例，可以使伸缩的压电元件15对光纤11施加的力变得更大。
作为第3变形例，如图23的(a)、(b)所示，还可以将第2变形例的压电元件15在光纤11的长度方向上分割成多个(在图示的例子中是2个)。
根据本变形例，尺寸短的压电元件也可以有效地使用，可以缓和所使用的压电元件在设计上的制约。
作为第4变形例，如图24的(a)、(b)所示，还可以将由金属制成的圆筒状的微管(电极部件)13’作为导电性电极使用而取代通过金属膜覆盖光纤11的外周面而形成导电性电极13的方式。作为微管13’的材料，优选镍或者铜。
根据本变形例，因为不需要用于在光纤11的外周面上形成金属膜的溅射等处理，所以可以使制造变得容易。并且，可以将共同GND线19接合到微管13’的任意的位置上，可以使制造变得容易。
作为第5变形例，如图25的(a)、(b)所示，作为压电元件15，还可以使用将多片(在图示的例中是3片)薄的压电片(压电体层)在厚度方向上层叠而成的层叠型压电元件。图25的(a)示出层叠型压电元件15的外观，图25的(b)示出图25的(a)的A-A’线的剖面。配置在内侧的压电片具有内部电极16C，在压电片的外侧的表面上设置有外部电极16D。
根据本变形例，在向压电元件15施加同样的电压时，可以产生更大的力。
(第6实施方式)
下面参照附图说明本发明第6实施方式涉及的光纤扫描仪60。
本实施方式涉及的光纤扫描仪60与第5实施方式不同的点在于，如图26的(a)、(b)所示，具有一对压电元件15A、15B，它们在径向上夹持光纤11而被相互平行地对置配置。
下面对与第5实施方式涉及的光纤扫描仪50结构相同的部位赋予同一标号并省略说明。
一对压电元件15A、15B分别通过粘合剂隔着导电性电极13被接合到光纤11的外周面上。具体地说，压电元件15A的背面被接合到导电性电极13上，压电元件15B的表面被接合到导电性电极13上。因此，压电元件15A和压电元件15B的极化方向相互为同一方向。
并且，在一对压电元件15A、15B上，分别在与导电性电极13接合的面的相反侧的面的电极16A或者16B上通过导电性粘合剂而接合导线17A、17B。这2根导线17A、17B被相互结合而构成A相。并且，在导电性电极13上通过导电性粘合剂而接合1根共同GND线19。
在本实施方式涉及的光纤扫描仪60中，如果经由导线17A、17B而对一对压电元件15A、15B的A相施加与弯曲共振振动的频率相对应的交变电压，则压电元件15A、15B一齐向与极化方向正交的方向伸缩，从而在光纤11上被激发起弯曲共振振动，该弯曲共振振动使光纤11的末端向与长度方向(Z方向)交叉的方向振动。由此，如图27的(b)的箭头S所示那样，能够使光纤11的末端在X方向上振动。
如上面说明的那样，根据本实施方式的光纤扫描仪60，通过使用2片压电元件15A、15B，与使用单独的压电元件15的情况相比，可以增大在光纤11上激发起的振动振幅。
在本实施方式中，作为第1变形例，还可以与第5实施方式的第1变形例相同，省略导电性电极13，并将一对压电元件15A、15B分别直接接合在光纤11的外周面上。例如，图28的(a)、(b)示出将各压电元件15A、15B的背面分别接合到光纤11的外周面上的情况。各压电元件15A、15B的极化方向(参照箭头。)是相互不同的方向，即，是分别朝向光纤11的方向。
在这种情况下，例如在压电元件15A上的与光纤11接合的面(背面)上的电极16上接合共同GND线19A，在相反侧的面(表面)上的电极16上接合导线17A即可。并且，在压电元件15B上的与光纤11接合的面(背面)上的电极16B上接合导线17B，在相反侧的面(表面)上的电极16A上接合共同GND线19B即可。
根据本变形例，可以使结构简化成省略了导电性电极13。
并且，在本实施方式及其变形例中，既可以采用在第5实施方式的第2～第4变形例中示出的导电性电极13，还可以采用在第5实施方式的第5变形例中示出的压电元件15。
(第7实施方式)
下面参照附图说明本发明第7实施方式涉及的光纤扫描仪70。
本实施方式涉及的光纤扫描仪70与第6实施方式不同的点在于，如图29的(a)、(b)所示，具有相对于一对压电元件15A、15B在光纤11的周向上错开配置的另外一对压电元件15C、15D。
下面对与第6实施方式涉及的光纤扫描仪60结构相同的部位赋予同一标号并省略说明。
一对压电元件15C、15D与一对压电元件15A、15B相同，在径向上夹持光纤11而被相互平行地对置配置，并且分别通过粘合剂隔着导电性电极13被接合到光纤11的外周面上。在本实施方式中，压电元件15A的背面和压电元件15B的表面被接合到导电性电极13上，并且，压电元件15C的背面和压电元件15D的表面被接合到导电性电极13上。由此，压电元件15A和压电元件15B的极化方向相互为同一方向，压电元件15C和压电元件15D的极化方向相互为同一方向。
进而，这些一对压电元件15A、15B和一对压电元件15C、15D在光纤11的周向上被各错开90°的位置而配置。例如，一对压电元件15A、15B被配置成相互在X方向上对置，一对压电元件15C、15D被配置成相互在Y方向上对置。这4片压电元件15A、15B、15C、15D分别具有与光纤11的直径尺寸大致相同的宽度尺寸。
在一对压电元件15A、15B上，在与导电性电极13接合的面的相反侧的面上的电极16A或16B上分别通过导电性粘合剂而接合分别构成A相的驱动用的导线17A、17B。在一对压电元件15C、15D上，在与导电性电极13接合的面的相反侧的电极16A或16B上分别通过导电性粘合剂而接合分别构成B相的驱动用的导线17C、17D。对4片压电元件15A、15B、15C、15D共同设置的共同GND线19通过导电性粘合剂而被接合到导电性电极13上。
下面对如这样构成的光纤扫描仪70的作用进行说明。
在本实施方式涉及的光纤扫描仪70中，如果经由导线17A、17B而对一对压电元件15A、15B的A相施加与弯曲共振振动的频率相对应的交变电压，则压电元件15A、15B一齐向与极化方向正交的方向伸缩，从而如图30的(a)所示，在光纤11上被激发起弯曲共振振动。在该弯曲共振振动中，压电元件15A、15B的基端侧的端部附近形成波节，光纤11的末端形成波腹。由此，如图30的(b)中的箭头Sx所示出的那样，可以使光纤11的末端在X方向上直线地振动。
另一方面，如果经由导线17C、17D而对一对压电元件15C、15D的B相在厚度方向上施加与弯曲共振振动的频率相对应的交变电压，则压电元件15C、15D一齐向与极化方向正交的方向伸缩，从而如图31的(a)所示，在光纤11上被激发起弯曲共振振动。在该弯曲共振振动中，压电元件15C、15D的基端侧的端部附近形成波节，光纤11的末端形成波腹。由此，如图31的(b)中的箭头Sy所示出的那样，可以使光纤11的末端在Y方向上直线地振动。
在这里，如果使光纤11同时发生X方向上的振动和Y方向上的振动，并使施加到压电元件15A、15B上的交变电压的相位和施加到压电元件15C、15D上的交变电压的相位之间错开π/2，则光纤11的末端沿着圆状的轨迹振动。并且，如果使这时的2个交变电压的振幅呈正弦波状的时间变化，则如图32所示，光纤11的末端沿着螺旋状的轨迹振动(螺旋扫描)。由此，可以在被检体上沿着螺旋状的轨迹二维扫描(螺旋扫描)照明光。
在这种情况下，根据本实施方式，因为在光纤11的末端也配置有压电元件15A、15B、15C、15D，所以光纤11的末端准确地追随压电元件15A、15B、15C、15D的伸缩运动而强制地在X方向和Y方向上振动。由此，使光纤11的末端沿着设计的螺旋状的轨迹振动，其结果为，可以在被检体X上沿着设计的螺旋状的轨迹二维扫描照明光。
下面，对在扫描型观察装置中采用了本实施方式涉及的光纤扫描仪70的情况进行说明。图33示出具有光纤扫描仪70的扫描型观察装置的结构的一部分。该扫描型观察装置具有配置在光纤扫描仪70的末端侧的镜头2、和在光纤11的外侧被排列在周向上的多根检测纤维4。
如图33所示，如果在使镜头2与被检体X对置配置的状态下使光纤11的末端呈螺旋状振动，并使在光纤11内传播的照明光L从末端射出，则照明光L被镜头2收敛而被照射到被检体X上，并在被检体X上被二维扫描。
通过多根检测纤维4检测来自于被照射了照明光L的被检体X的反射光L’。扫描型观察装置通过由检测纤维4与照明光L的扫描周期同步地检测出反射光L’，可以使在被检体X上的照明光L的扫描范围的表面状态图像化。在这种情况下，因为照明光L在被检体X上被沿着设计的理想的螺旋状的轨迹扫描，所以可以获得画面不失真的图像。
本实施方式可进行如下变形。
作为第1变形例，如图34的(a)、(b)所示，还可以具有2片压电元件15A、15C而取代具有4片压电元件15A、15B、15C、15D的情况。压电元件15A、15C以极化方向相互正交的朝向被配置在光纤11的周向上的错开90°的位置上。
根据本变形例，通过对2片压电元件15A、15C施加错开π/2的相位的交变电压，而使光纤11的末端呈螺旋状振动，可以在被检体上二维扫描照明光。因此，和使用4片压电元件15A、15B、15C、15D的情况相比可以使结构简化。
作为第2变形例，如图35的(a)、(b)所示，还可以使各压电元件15A、15B、15C、15D的宽度尺寸分别比光纤11的直径尺寸大。在这种情况下，如该图所示，使各压电元件15A、15B、15C、15D在宽度方向上稍微错开地接合到光纤11上，以使光纤11的周向上相邻的压电元件15A、15B、15C、15D彼此的表面或者背面与侧面相互接触即可。
根据本变形例，使4片压电元件15A、15B、15C、15D在光纤11的周向上相互定位，从而可以使组装变得容易。并且，因为压电元件15A、15B、15C、15D的实质上的体积增加，所以输入更多的能量而使压电元件15A、15B、15C、15D的伸缩的位移量变大，可以增大光纤11的振幅。
作为第3变形例，如图36的(a)、(b)所示，还可以使3片压电元件15A、15B、15C各错开120°而配置在光纤11的周向上进行接合。在这种情况下，使压电元件15A、15B、15C的极化方向朝向光纤11，并在其背面上与导电性电极13接合。并且，在压电元件15A、15B、15C的与导电性电极13接合的面的相反侧的面(表面)上的电极16上，分别通过导电性粘合剂而接合构成A相、B相以及C相的驱动用导线17A、17B、17C。
并且，对压电元件15A的A相、压电元件15B的B相以及压电元件15C的C相施加电相位各错开120°的交变电压即可。由此，可以使压电元件的个数从4片减到3片，并且使光纤11的末端呈螺旋状振动，从而可以在被检体上二维扫描照明光。
作为第4变形例，如图37的(a)、(b)所示，还可以使用圆筒状的压电元件15E。该圆筒状的压电元件15E具有与光纤11的外径大致相同的内径。在压电元件15E的外周面上设置有在周向上被大致均等排列的4个电极16A。在压电元件15E的内周面上同样设置有电极16B。
根据本变形例，即使使用由单独的部件构成的压电元件15E，也和将4片压电元件15A、15B、15C、15D分体设置的情况相同，可以使光纤11的末端呈螺旋状振动。并且，通过像这样由单独的部件构成压电元件15E，可以使组装变得简单。
作为第5变形例，如图38的(a)、(b)所示，还可以使压电元件15A、15B、15C、15D的末端配置在从光纤11的末端向基端侧缩进距离L的位置上。但是，这个距离L被设置在如下的范围内：比压电元件15A、15B、15C、15D突出的、长度为L的光纤11的末端部的、以一端作为固定端的一阶弯曲振动模式的共振频率比用来在光纤11上激发起弯曲共振振动的交变电压的频率高。
当距离L是上述的范围时，在施加交变电压而使光纤11发生弯曲共振振动时，光纤11的从压电元件15A、15B、15C、15D突出的部分不会对弯曲共振振动施加影响，光纤11的末端和如图29那样的配置了压电元件15A、15B、15C、15D的时候相同，沿着设计的螺旋状的轨迹振动。
根据本变形例，通过在振幅最大处的光纤11的末端不设置压电元件15A、15B、15C、15D，从而可以防止光纤扫描仪70与配置在周围的其它的部件、例如图33的检测纤维4发生干涉。并且，可以缓和所使用的压电元件15A、15B、15C、15D的设计上的制约和组装时要求的位置精度。
作为第6变形例，如图39的(a)、(b)所示，还可以使压电元件15A、15B、15C、15D的末端配置在从光纤11的末端向末端侧突出距离M的位置上。但是，这个距离M被设置在如下的范围内：从光纤11的末端突出的、长度为M的压电元件15A、15B、15C、15D的末端部的、以一端作为固定端的一阶弯曲振动模式的共振频率比用来在光纤11上激发起弯曲共振振动的交变电压的频率高。
当距离M是上述的范围时，在施加交变电压而使光纤11发生弯曲共振振动时，压电元件15A、15B、15C、15D的从光纤11突出的部分不会对弯曲共振振动施加影响，光纤11的末端和如图29那样的配置了压电元件15A、15B、15C、15D的时候相同，沿着设计的螺旋状的轨迹振动。
根据本变形例，可以缓和所使用的压电元件15A、15B、15C、15D的设计上的制约和组装时所要求的位置精度。
并且，在本实施方式和其变形例中，既可以采用在第5实施方式的第1～第4变形例中示出的导电性电极13，还可以采用在第5实施方式的第5变形例中示出的压电元件。
以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体的结构不限于此实施方式，还包含有不脱离本发明主旨的范围的设计变更等。例如，不限于将本发明适用于上述的各实施方式以及变形例的情况，还可以适用于使这些实施方式以及变形例适当组合而成的实施方式，且没有特别地限定。
标号说明
10、20、30、40、50、60、70：光纤扫描仪；
11：光纤；
13：导电性电极(电极部件)；
15、15A、15B、15C、15D、15E：压电元件。

Claims (16)

1.一种光纤扫描仪，其特征在于，该光纤扫描仪具有：
光纤，其是细长的形状，能够对照明光进行导光并从末端射出；以及
至少1片以上的压电元件，其具有在厚度方向上极化的板形状，并且分别被贴附在所述光纤的比所述末端靠近基端侧的外周面上。
2.根据权利要求1所述的光纤扫描仪，其中，
所述压电元件沿其全长被贴附在所述光纤的外周面上。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的光纤扫描仪，其中，
所述光纤扫描仪具有2片所述压电元件，它们在所述光纤的周向上被错开配置以使所述极化方向相互交叉。
4.根据权利要求3所述的光纤扫描仪，其中，
所述2片压电元件在所述光纤的长度方向上被错开位置配置，使得在所述光纤的长度方向上不重叠。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的光纤扫描仪，其中，
所述光纤扫描仪具有一对所述压电元件，它们夹持所述光纤而被平行地对置配置。
6.根据权利要求5所述的光纤扫描仪，其中，
所述光纤扫描仪具有另外一对所述压电元件，它们在所述光纤的周向上相对于所述一对压电元件被错开配置，并且夹持所述光纤而被平行地对置配置。
7.根据权利要求6所述的光纤扫描仪，其中，
所述一对压电元件彼此在所述光纤的长度方向上被错开位置配置，使得在所述光纤的长度方向上不重叠。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的光纤扫描仪，其中，
所述光纤扫描仪具有3片以上的所述压电元件，它们以大致相等间隔被排列在所述光纤的周向上。
9.一种光纤扫描仪，其特征在于，该光纤扫描仪具有：
光纤，其是细长的形状，能够对照明光进行导光并从末端射出；以及
压电元件，其具有在厚度方向上极化的板形状，并且在所述光纤的包含所述末端或者所述末端附近的位置上，使所述厚度方向朝向与所述光纤的长度方向交叉的方向而被贴附在所述光纤的外周面上。
10.根据权利要求9所述的光纤扫描仪，其中，
所述光纤扫描仪具有一对所述压电元件，它们在径向上夹持所述光纤而被平行地对置配置。
11.根据权利要求10所述的光纤扫描仪，其中，
所述光纤扫描仪具有另外一对所述压电元件，它们在所述光纤的周向上的相对于所述一对压电元件大致错开90°的位置上，夹持所述光纤而被平行地对置配置。
12.根据权利要求9所述的光纤扫描仪，其中，
所述光纤扫描仪具有3片以上的所述压电元件，它们被排列在所述光纤的周向上。
13.根据权利要求9至权利要求12中的任意一项所述的光纤扫描仪，其中，
所述压电元件被配置在从所述光纤的所述末端向所述光纤的基端侧缩进的位置上，
所述压电元件的末端和所述光纤的末端之间的距离被设定成，比所述压电元件向所述末端侧突出的所述光纤的末端部分的、以一端作为固定端的弯曲共振振动的频率比为了在所述光纤上激发起弯曲振动而向所述压电元件提供的交变电压的频率高。
14.根据权利要求9至权利要求12中的任意一项所述的光纤扫描仪，其中，
所述压电元件被配置在从所述光纤的所述末端向所述光纤的末端侧突出的位置上，
所述压电元件的末端和所述光纤的末端之间的距离被设定成，比所述光纤的末端向所述末端侧突出的所述压电元件的末端部分的、以一端作为固定端的弯曲共振振动的频率比为了在所述光纤上激发起弯曲振动而向所述压电元件提供的交变电压的频率高。
15.根据权利要求9至权利要求14所述的光纤扫描仪，其中，
所述压电元件是将多个压电体层在厚度方向上层叠而成的层叠型压电元件。
16.根据权利要求1至权利要求15中的任意一项所述的光纤扫描仪，其中，
所述光纤扫描仪具有导电性的电极部件，该导电性的电极部件被配置在所述光纤的外周面和所述压电元件之间。
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