CN106662742A - 光扫描用致动器和光扫描装置 - Google Patents

光扫描用致动器和光扫描装置 Download PDF

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CN106662742A CN201580033508.4A CN201580033508A CN106662742A CN 106662742 A CN106662742 A CN 106662742A CN 201580033508 A CN201580033508 A CN 201580033508A CN 106662742 A CN106662742 A CN 106662742A
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Abstract

光扫描用致动器(1)具有：光纤(2)，其具有以能够振动的方式被支承的前端部(2a)；以及压电元件(4)，其通过沿着光纤(2)的光轴方向进行伸缩，产生在与光轴垂直的方向上对光纤(2)的前端部(2a)进行驱动的驱动力。光扫描用致动器(1)构成为绕光纤(2)的光轴旋转非对称或具有二次旋转对称性，光纤(2)的前端部(2a)的谐振方向和压电元件(4)的驱动力的方向实质上平行。

Description

光扫描用致动器和光扫描装置
关联申请的相互参照
本申请主张2014年6月25日申请的日本特许申请2014-130350号的优先权，这里并入该在先申请的公开整体以用于参照。
技术领域
本发明涉及光扫描用致动器和使用该光扫描用致动器的光扫描装置。
背景技术
近年来，在内窥镜等领域中，提出了使光纤的前端部在谐振频率附近进行振动、用于对对象物进行光扫描的光扫描用致动器(例如参照专利文献1和专利文献2)。在这些装置中，沿着光纤的光轴方向配置直接或间接对光纤施力的压电元件，通过对该压电元件施加交流电压，对光纤的振动运动进行驱动。
图16是示出理想的光扫描用致动器的概略结构的一例的图，图16(a)是侧视图，图16(b)是从光轴方向观察的剖视图。光扫描用致动器101包括光纤102、一端固定在器件保持器具107上且光纤102在长度方向上贯穿插入到中心部的长方体的套圈103、配置在套圈103的4个侧面的压电元件104a～104d。各压电元件104a～104d分别包括压电材料105a～105d和电极106a～106d，在套圈103与电极106a～106d之间夹持配置有压电材料105a～105d。各电极106a～106d还通过布线108a～108d而与未图示的驱动电路连接。
光扫描用致动器101通过对电极106a、106c施加交流电压，能够使光纤102的前端部102a在与光轴方向z方向正交的y方向上进行扫描。图17是说明图16的光扫描用致动器的动作的图，图17(a)是侧视图，图17(b)是在光轴方向上进行观察的剖视图。当设套圈为接地电压时，通过对电极106a、106c施加正或负电压，压电材料105a、105c在光纤102的光轴方向上进行伸缩。因此，通过对压电元件104a、104c施加交流电压，以使得一方在光轴方向上伸长时、另一方收缩，由此能够使光纤的前端102a在y方向上进行振动。
同样，通过对压电元件104b、104d施加交流电压，能够对x方向的振动进行驱动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2013/069382号小册子
专利文献2：日本特开2009-212519号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在光纤使用可见光用的单模光纤的情况下，光纤的直径为100μm左右，用于对其进行驱动的套圈或压电元件的尺寸也极小。特别是在使用图16所示的套圈的光扫描用致动器中，很难提高套圈的加工精度，并且，很难准确地将压电元件粘贴在套圈的侧面的中央。因此，在图16所示的截面为正方形的长方体形状的套圈103中，很难实现均等地配置压电元件104a～104d的理想结构。
在实际的光扫描用致动器中，由于套圈等保持光纤的部件的形状的误差或压电元件的配置的偏移等，即使在一个方向上对光纤施加振动电压，振幅也不会充分大，产生光纤前端部的扫描轨迹成为椭圆和/或扫描轨迹倾斜等不良情况。
因此，着眼于这些点而完成的本发明的目的在于，提供在部件的加工精度或安装位置不准确的情况下(旋转非对称的情况下)、也能够得到在谐振频率附近抑制了不期望的变形和倾斜的扫描轨迹的光扫描用致动器。
用于解决课题的手段
实现上述目的的光扫描用致动器的发明的特征在于，所述光扫描用致动器具有：光纤，其具有以能够振动的方式被支承的前端部；以及压电元件，其通过沿着所述光纤的光轴方向进行伸缩，产生在与所述光轴垂直的方向上对所述光纤的所述前端部进行驱动的驱动力，所述光扫描用致动器构成为绕所述光纤的光轴旋转非对称或具有二次旋转对称性，所述光纤的所述前端部的谐振方向和所述压电元件的所述驱动力的方向实质上平行。
所述光扫描用致动器也可以构成为绕所述光纤的光轴旋转非对称。
所述压电元件可以包括第1压电元件、以及隔着所述光纤而与所述第1压电元件对置配置的第2压电元件和第3压电元件。
优选所述光扫描用致动器具有保持所述光纤的套圈，所述压电元件固定在所述套圈的侧面。
实现上述目的的光扫描装置的发明的特征在于，所述光扫描装置具有：上述任意一项所述的光扫描用致动器；光输入部，其使来自光源的照明光入射到所述光纤的与所述前端部相反的一侧的端部；光学系统，其对对象物照射从所述光纤的所述前端部射出的光；以及控制部，其对施加给所述压电元件的电压进行控制，使所述光纤的所述前端部进行扫描以成为期望的扫描轨迹。
本发明基于如下知识和见解：在光扫描用致动器中，根据其部件的形状和配置而存在在使光纤的前端部进行振动时容易进行谐振的固有方向、即谐振方向，通过使该谐振方向和对光纤进行驱动的驱动力的方向一致，得到直线的稳定的扫描轨迹。在该谐振方向中存在相互正交的2个方向，在对光扫描用致动器进行二维扫描的情况下，通过使驱动力的方向与该相互正交的2个谐振方向一致，能够抑制扫描轨迹的变形和倾斜。
发明效果
根据本发明，光纤的前端部的谐振方向和压电元件产生的驱动力的方向实质上平行，所以，在部件的加工精度或安装位置不准确的情况下(旋转非对称的情况下)，也能够得到在谐振频率附近抑制了不期望的变形和倾斜的扫描轨迹。
附图说明
图1是第1实施方式的光扫描用致动器的立体图。
图2是图1的光扫描用致动器的剖视图。
图3是示出使用图2的光扫描用致动器的情况下的基于仿真的光纤前端部的轨迹的图。
图4是光扫描用致动器的比较例的剖视图。
图5是示出使用图4的比较例的光扫描用致动器的情况下的基于仿真的光纤前端部的轨迹的图。
图6是第2实施方式的光扫描用致动器的剖视图。
图7是第3实施方式的光扫描用致动器的剖视图。
图8是第4实施方式的光扫描用致动器的剖视图。
图9是第5实施方式的光扫描用致动器的剖视图。
图10是第6实施方式的光扫描用致动器(除了光纤以外)的立体图。
图11是说明图10的光扫描用致动器的制造过程中的压电材料的形状的剖视图。
图12是图10的光扫描用致动器的剖视图。
图13是示出作为第7实施方式的光扫描装置的一例的光扫描型内窥镜装置的概略结构的框图。
图14是概略地示出图13的光扫描型内窥镜装置的镜体的外观图。
图15是图14的镜体的前端部的剖视图。
图16是示出理想的光扫描用致动器的概略结构的图，图16(a)是侧视图，图16(b)是从光轴方向观察的剖视图。
图17是说明图16的光扫描用致动器的动作的图，图17(a)是侧视图，图17(b)是从光轴方向观察的剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
图1是第1实施方式的光扫描用致动器1的立体图。光扫描用致动器1包括光纤2、沿着长度方向在中央部具有供光纤2贯穿插入的贯通孔的套圈3、配置在套圈3的4个侧面的压电元件4a～4d、保持套圈3的一端侧的器件保持器具7、对压电元件4a～4d施加电压的布线8a～8d(8c、8d未图示)。在以下的附图中，设光纤的光轴方向为z方向，设与z方向正交且相互正交的方向为x方向和y方向。并且，设各图的箭头的方向为+方向、与箭头相反的方向为-方向来加以区分。
光纤2是将来自未图示的光源的光引导至前端部2a的单模光纤。在可见光的情况下，光纤2的芯径为10μm左右，包层径为100μm左右，例如为125μm。光纤2贯穿插入到套圈3内，前端部2a以能够振动的方式以悬臂状态支承在套圈3上。
套圈3由金属等导电性物质、例如Ni或可伐合金等形成。图2是图1的光扫描用致动器1的与光轴垂直的面的剖视图。套圈3的大致宽度例如为100～500μm左右。理想情况下，套圈3是截面为正方形的长方体，但是，在本实施方式中，由于制造时的精度的极限，配置有压电元件4d的侧面倾斜，截面成为梯形状。因此，套圈3绕光纤2的光轴成为旋转非对称的形状。
压电元件4a～4d是压电元件，配置在套圈3的4个侧面。如图1所示，各压电元件4a～4d分别由固定在套圈3的侧面上的压电材料5a～5d、以及粘接在压电材料5a～5d的与套圈3相反的一侧的面上的电极6a～6d构成。另外，在图2以后的附图中，压电元件仅示出4a～4d，适当省略压电材料5a～5d和电极6a～6d等构造。压电材料5a～5d具有通过对对应的电极6a～6d与套圈3之间施加电压而在光轴方向上伸长或收缩的特性。当对对置的压电元件施加电压而使一方伸长并使另一方收缩时，光纤2隔着套圈3向收缩的压电元件侧弯曲，所以，光纤2的前端部2a在与光轴垂直的方向上被驱动。另外，在套圈3的截面为理想的正方形的形状的情况下，压电元件4a和4c在y方向上对置，压电元件4b和4d在x方向上对置。
布线8a～8d利用焊接等方法与电极6a～6d连接，穿过器件保持器具7的内部而与未图示的驱动电路连接。驱动电路设套圈3的电压为接地电压，对对置的电极6a～6d施加电压，以得到期望的扫描轨迹。此时，对置的电极6a和电极6c成对儿，进行控制以使得在一方伸长时、另一方收缩。由此，在光纤2的前端部2a产生大致y方向的变位。同样，通过对对置的电极6b和6d进行同样控制，在光纤2的前端部2a产生大致x方向的移位。
如果压电元件4a和4c以及压电元件4b和4d在相互正交的方向上对光纤2的前端部2a进行驱动，则通过对电极6a、6c和电极6b、6d施加相同频率且相位偏移90°、振幅在0与最大值之间逐渐变化的交流电压，来自光纤2的射出光能够在被照射的对象物上进行所谓的螺旋扫描。并且，通过在电极6a、6c与电极6b、6d之间施加频率不同且振幅恒定的交流电压，能够进行所谓的利萨茹扫描或光栅扫描。
但是，在本实施方式中，套圈3呈旋转非对称的梯形形状。因此，当在成为斜面的配置有压电元件4d的面(图2中为+x方向的面)的y方向中央配置压电元件4d时，来自压电元件4d的驱动力从X方向倾斜，与此同时，扫描型器件的谐振方向也倾斜。于是，在关注于x轴的情况下，当使驱动频率接近谐振频率附近时，产生轨迹成为椭圆、振幅减小等不良情况。
因此，在本实施方式中，如图2所示，通过将压电元件4d配置在套圈3的x方向的宽度变窄的一侧(+y侧)，使光纤2的前端部2a的谐振方向(D1)和基于压电元件4b、4d的驱动力方向(D2)大致一致。由此，在x方向上对光扫描用致动器1进行驱动，即使驱动频率为谐振频率附近，也能够得到没有倾斜和变形的直线的轨迹。
图3是示出使用图2的光扫描用致动器1的情况下的基于仿真的光纤2的前端部2a的轨迹的图。对压电元件4b、4d施加谐振频率附近的频率的交流电压，在y方向上对光扫描用致动器1进行驱动，由此，光纤2的前端部2a穿过在y方向上直线振动的轨道。
另一方面，图4是光扫描用致动器1的比较例的剖视图，图5是示出使用图4的比较例的光扫描用致动器1的情况下的基于仿真的光纤2的前端部2a的轨迹的图。在该比较例中，将压电元件4d配置在套圈3的x方向的宽度变宽的一侧(-y侧)。这样配置时，光纤2的前端部2a的谐振方向(D1)和基于压电元件4b、4d的驱动力方向(D2)产生大幅偏移。因此，对压电元件4b、4d施加交流电压，在y方向上对光扫描用致动器1进行驱动时，光纤2的前端部2a的轨道成为倾斜的椭圆轨道。
在本实施方式的光扫描用致动器1中，与上述比较例不同，光纤前端部2在谐振频率附近也在压电元件4b、4d的驱动力方向上取直线的轨道。因此，根据本实施方式，在套圈3的加工精度不准确的情况下(旋转非对称的情况下)，也能够得到在谐振频率附近抑制了不期望的变形和倾斜的扫描轨迹。并且，在谐振频率附近也抑制了变形和倾斜，所以，能够在谐振频率的附近以较大振幅高效地对光纤进行驱动。
(第2实施方式)
图6是第2实施方式的光扫描用致动器1的与光轴垂直的面的剖视图。在本实施方式中，与第1实施方式同样，套圈3的加工精度不充分，所以，相对于光纤2的光轴的截面形状成为梯形。因此，在套圈3的成为斜面的配置有压电元件4d的面(图中为+x侧的面)中，使用粘接剂9填充间隙，固定压电元件4d以使其与对置的压电元件4b平行。由此，使光扫描用致动器1的谐振方向和压电元件4a～4d的驱动力的方向与x方向一致。此时，填充间隙的材料不限于粘接剂，并且，优选该材料的密度与套圈3的密度接近。其他结构与第1实施方式相同，所以，对相同或对应的结构要素标注相同参照标号并省略说明。
根据本实施方式，即使套圈3的加工精度不充分，也使用粘接剂9填充间隙，平行地配置压电元件4b、4d，使光扫描用致动器1的谐振方向和压电元件4b、4d的驱动力方向一致，所以，与第1实施方式同样，能够得到在谐振频率附近抑制了不期望的变形和倾斜的扫描轨迹。
(第3实施方式)
图7是第3实施方式的光扫描用致动器1的剖视图。在本实施方式中，示出如下情况：在套圈3上粘贴压电元件4b的阶段，粘贴位置无意地偏移。该情况下，假设与压电元件4b相比，比压电元件4b更靠后粘贴的压电元件4d能够进行准确的定位。根据图7的致动器，套圈3的截面形状实质上成为正方形。另一方面，在关注于x轴方向的压电元件4b、4d的情况下，-x侧的压电元件4b向-y方向偏移。因此，+x侧的压电元件4d也同样向-y方向偏移，由此，使光扫描用致动器1的谐振方向(D1)和压电元件4b、4d的驱动力方向(D2)与x方向大致一致。由此，能够得到在谐振频率附近抑制了不期望的变形和倾斜的扫描轨迹，能够高效地使光纤进行振动。另外，该情况下，光扫描用致动器1也成为旋转非对称。其他结构与第1实施方式相同，所以，对相同或对应的结构要素标注相同参照标号并省略说明。
在将压电元件4a～4d粘接固定在套圈3上时，一个压电元件4b不使用精密的定位单元而以自由状态进行固定，在粘贴位置从中心偏移的情况下，使用夹具等精密地调整对置的另一个压电元件4d并进行粘接，由此能够实现本实施方式的光扫描用致动器1。由此，能够使精密调整的工序减半，能够削减制造成本。
(第4实施方式)
图8是第4实施方式的光扫描用致动器1的剖视图。在该光扫描用致动器1中，y方向上对置的压电元件4a和4c中的一个压电元件4a(第1压电元件)由一枚压电元件构成，另一个压电元件4c由x方向上并列排列的2枚z方向较长的压电元件4c1、4c2(第2压电元件、第3压电元件)构成。并且，同样，x方向上对置的压电元件4b和4d中的一个压电元件4b由一枚压电元件构成，另一个压电元件4d由y方向上并列排列的2枚z方向较长的压电元件4d1、4d2构成。由此，光扫描用致动器1成为旋转非对称。这里，优选套圈3的形状是截面为正方形的长方体，优选压电元件4a位于套圈3的y方向的面的中央、压电元件4b位于套圈3的-x方向的面的中央。但是，与上述各实施方式同样，很难提高它们的形状和配置位置的精度。其他结构与第1实施方式相同，所以，对相同或对应的结构要素标注相同参照标号并省略说明。
在本实施方式的光扫描用致动器1中，在套圈3上粘贴x方向的压电元件4b的阶段，在粘贴位置无意地偏移的情况下，通过对对置的2个压电元件4d1、4d2之间的电压值进行调整，也能够使光扫描用致动器1的谐振方向D1和压电元件4b、4d1、4d2的驱动力方向D2大致一致，能够使驱动频率接近谐振频率附近，能够高效地使光纤2进行振动。
例如，如图8所示，在-x侧的压电元件4b无意地向-y方向偏移的情况下，对+x侧的2枚压电元件4d1、4d2中的-y侧的压电元件4d2施加更大的电压，对+y侧施加较小的电压。这样，能够使光扫描用致动器1的谐振方向D1和压电元件4b、4d1、4d2的驱动力方向D2大致一致，能够使驱动频率接近谐振频率附近，能够高效地使光纤2进行振动。
以上涉及配置在套圈3的x方向的侧面的压电元件4b、4d1、4d2，但是，配置在y方向的侧面的压电元件4a、4c1、4c2也进行同样的调整，能够使谐振方向和压电元件4a、4c1、4c2的驱动力的方向大致一致。并且，在套圈3的形状存在变形的情况下，通过压电元件4c1与压电元件4c2之间的电压的调整以及压电元件4d1与压电元件4d2之间的电压的调整，能够进行调整以使得谐振频率和压电元件的驱动力方向一致。
因此，根据本实施方式，通过设置配置在供光纤2贯穿插入的套圈3的一面上的一个压电元件4a和配置在与压电元件4a对置的面上的2个压电元件4c1和4c2，对施加给2个压电元件4c1和4c2的电压值进行调整，使谐振频率和压电元件的驱动力方向一致，由此，能够得到在谐振频率附近抑制了不期望的变形和倾斜的x方向的扫描轨迹。并且，y方向的扫描也同样。
(第5实施方式)
图9是第5实施方式的光扫描用致动器1的剖视图。在该光扫描用致动器1中，与上述各实施方式不同，不使用套圈，利用粘接剂9等直接在光纤2上粘接压电元件4a～4d。一般情况下，平行地粘贴在x方向、y方向上对置的压电元件4a～4d是非常困难的，在压电元件4a～4d从x方向或y方向倾斜的情况下，产生轨迹成为椭圆等不良情况。
因此，根据本实施方式，改变y方向上对置的压电元件4a、4c以及x方向上对置的压电元件4b、4d的长度，例如，x方向上对置的压电元件4b、4d构成为与光纤2的直径相同的宽度，y方向上对置的压电元件4a、4c构成为在光纤2的直径上加上压电元件的厚度的2倍而得到的宽度。由此，各压电元件4a～4d与光纤2接触，而且，压电元件4b、4d成为被夹持在压电元件4a、4c的对置的面之间的形状，相互以直角角度变得稳定。并且，与压电元件4b、4d相比，压电元件4a、4c的宽度较宽，所以，施加相同电压而产生的驱动力较大，所以，进行调整以对压电元件4b、4d施加相对较小的电压。另外，本实施方式的光扫描用致动器1具有二次旋转对称性。
通过采用这种结构，能够使光扫描用致动器1的谐振方向和压电元件4a～4d的驱动力方向大致一致，能够得到在谐振频率附近抑制了不期望的变形和倾斜的扫描轨迹。进而，能够使驱动频率接近谐振频率附近，能够高效地使光纤2进行振动。并且，与第1实施方式～第4实施方式相比，具有不需要套圈这样的优点。
(第6实施方式)
图10是第6实施方式的光扫描用致动器11(除了光纤以外)的立体图。并且，图11是说明图10的光扫描用致动器11的制造过程中的压电材料的形状的剖视图。进而，图12是图10的光扫描用致动器11的剖视图。
该光扫描用致动器11具有大致圆筒形的压电材料12，在用于将在长度方向上延伸的光纤贯穿插入到压电材料12的圆筒的中心的内腔13的外周面(圆筒形的内周面)设置有中央电极14。并且，在压电材料12的周围设置有4个凸部(分离区域)15。进而，在压电材料12的周围，隔着4个凸部15而沿着压电材料12的外周配置有4个电极16。进而，在一个凸部15与相邻的一个电极16之间夹持绝缘材料17。在中央电极14和各电极16连接有未图示的布线，从外部施加交流电压。通过对中央电极14与各电极16之间施加电压，夹持在电极16与中央电极14之间的压电材料12伸缩，使贯穿插入的光纤的前端部进行振动。
这里，首先，在压电材料12上形成凸部15，在包含凸部15的压电材料12的周围堆积导电性涂层，接着，从光轴起以等距离在压电材料12的周向上去除所堆积的涂层的一部分以使得凸部15露出，形成用凸部15隔开的电极16，由此，能够制作这种光扫描用致动器11。
但是，在形成凸部15时，如图11所示，在一部分凸部15a的位置在周向上偏移的情况下，当直接形成电极16时，相对于光扫描用致动器11的谐振方向D1，基于对置的电极16的驱动力方向D2产生偏移。
因此，在图10和图12所示的光扫描用致动器11中，通过绝缘材料17对凸部15a的位置偏移进行补充，使光扫描用致动器11的谐振方向D1与通过对置的电极16a和电极16c而在压电材料12中产生的驱动力方向D2一致。由此，能够得到在谐振频率附近抑制了不期望的变形和倾斜的扫描轨迹，能够高效地使光纤进行振动。另外，优选绝缘材料17具有与压电材料12相同程度的密度。
(第7实施方式)
图13是示出作为第7实施方式的光扫描装置的一例的光扫描型内窥镜装置20的概略结构的框图。光扫描型内窥镜装置20由镜体30、控制装置主体40和显示器50构成。
控制装置主体40构成为包括对光扫描型内窥镜装置20整体进行控制的控制部41、发光时刻控制部42、激光器43R、43G、43B和耦合器44(光输入部)。发光时刻控制部42在控制部41的控制下，对射出红色、绿色和蓝色这三原色的激光的3个激光器43R、43G、43B的发光时刻进行控制。作为激光器43R、43G、43B，例如可以使用DPSS激光器(半导体激励固体激光器)或激光二极管。从激光器43R、43G、43B射出的激光通过耦合器44进行合波，作为白色的照明光入射到作为单模光纤的照明用光纤21。光扫描型内窥镜装置20的光源的结构不限于此，可以使用一个激光光源，也可以使用其他的多个光源。并且，激光器43R、43G、43B和耦合器44也可以收纳在利用信号线而与控制装置主体40连接的、独立于控制装置主体40的壳体中。
照明用光纤21连接到镜体30的前端部，从耦合器44入射到照明用光纤21的光被引导至镜体30的前端部，朝向对象物60进行照射。此时，驱动部31进行振动驱动，由此，从照明用光纤21射出的照明光能够在对象物60的观察表面上进行二维扫描。如后所述，驱动部31构成为包括本发明的光扫描用致动器。并且，该驱动部31由后述控制装置主体40的驱动控制部48来控制。通过照明光的照射而从对象物60得到的反射光、散射光、荧光等信号光在由多个多模光纤构成的检测用光纤22的前端被接收，穿过镜体30内并被引导至控制装置主体40。
控制装置主体40还具有用于对信号光进行处理的光检测器45、ADC(模拟-数字转换器)46和图像处理部47。光检测器45将穿过检测用光纤22而来的信号光分解成光谱成分，通过光电二极管等将各个光谱成分转换为电信号。ADC46将转换为电信号后的图像信号转换为数字信号，并将其输出到图像处理部47。控制部41根据由驱动控制部48施加的振动电压的振幅和相位等信息，计算扫描路径上的扫描位置的信息，将其交给图像处理部47。图像处理部47根据从ADC466输出的数字信号，得到该扫描位置处的对象物60的像素数据。图像处理部47将扫描位置和像素数据的信息依次存储在未图示的存储器中，在扫描结束后或扫描中进行插值处理等必要处理，生成对象物60的图像并将其显示在显示器50中。
在上述各处理中，控制部41对发光时刻控制部42、光检测器45、驱动控制48和图像处理部47进行同步控制。
图14是概略地示出镜体30的概观图。镜体30具有操作部32和插入部33。在操作部32上分别连接有来自控制装置主体40的照明用光纤21、检测用光纤22和布线缆线23。这些照明用光纤21、检测用光纤22和布线缆线23穿过插入部33内部并被引导至插入部33的前端部34(图14中的虚线部内的部分)。
图15是放大示出图14的镜体30的插入部33的前端部34的剖视图。前端部34构成为包括驱动部31、投影用透镜35a、35b、穿过中心部的照明用光纤21和穿过外周部的检测用光纤22。
驱动部31构成为包括通过安装环36(相当于图1的器件保持器具7)固定在镜体30的插入部33的内部的致动器管37、以及配置在致动器管37内的第1实施方式～第6实施方式的光扫描用致动器1、11中的任意一方。光扫描用致动器1、11的照明用光纤21的前端部以能够振动的方式被支承，经由投影用透镜35a、35b照射照明光以使其大致会聚在对象物60上。另一方面，检测用光纤22配置成穿过插入部33的外周部，延伸到前端部34的前端。进而，在检测用光纤22的各光纤的前端部具有未图示的检测用透镜。
如上所述，使用本发明的光扫描用致动器1、11构成，所以，根据本实施方式的光扫描型内窥镜装置20，根据驱动控制部48施加给驱动部31(光扫描用致动器)的交流电压，能够以在谐振频率的附近抑制了不期望的变形和倾斜的扫描轨迹对对象物60进行扫描。因此，能够抑制控制部41所具有的扫描位置的信息与实际的对象物60上被照射照明光的位置的偏移，所以，在图像处理部47中，能够生成抑制了变形和倾斜的对象物60的图像。进而，能够在光扫描用致动器1、11的谐振频率附近进行驱动，所以，能够进行更高效的扫描。
另外，本发明不限于上述实施方式，能够进行若干的变形或变更。例如，上述各实施方式所示的尺寸均是例示，不限于这些尺寸。在第1～第4实施方式中，套圈的形状为四棱柱状，但是不限于此。例如，也可以设套圈为圆柱状，切掉配置压电元件的部分而形成平坦面。同样，第6实施方式的压电材料也不限于圆筒状，也可以是四棱柱状等其他形状。在各实施方式中，光扫描用致动器的光纤为单模光纤，但是不限于此，也可以是多模光纤。
并且，本发明的光扫描装置不限于光扫描型内窥镜装置，也可以应用于光扫描型显微镜或光扫描型的投影仪装置。
标号说明
1：光扫描用致动器；2：光纤；2a：前端部；3：套圈；4a～4d、4c1、4c2、4d1、4d2：压电元件；5a～5d：压电材料；6a～6d：电极；7：器件保持器具；8a、8b：布线；9：粘接剂；11：光扫描用致动器；12：压电材料；13：内腔；14：中央电极；15：凸部(分离区域)；16：电极；17：绝缘材料；20：光扫描型内窥镜装置；21：照明用光纤；22：检测用光纤；23：布线缆线；30：镜体；31：驱动部；32：操作部；33：插入部；34：前端部；35a、35b：投影用透镜；36：安装环；37：致动器管；40：控制装置主体；41：控制部；42：发光时刻控制部；43R、43G、43B：激光器；44：耦合器；45：光检测器；46：ADC；47：图像处理部；48：驱动控制部；50：显示器；60：对象物；101：光扫描用致动器；102：光纤；1033：套圈；104a～104d：压电元件；107：器件保持器具；108a、108b：布线。

Claims (5)

1.一种光扫描用致动器，其特征在于，所述光扫描用致动器具有：
光纤，其具有以能够振动的方式被支承的前端部；以及
压电元件，其通过沿着所述光纤的光轴方向进行伸缩，产生在与所述光轴垂直的方向上对所述光纤的所述前端部进行驱动的驱动力，
所述光扫描用致动器构成为绕所述光纤的光轴旋转非对称或具有二次旋转对称性，
所述光纤的所述前端部的谐振方向和所述压电元件的所述驱动力的方向实质上平行。
2.根据权利要求1所述的光扫描用致动器，其特征在于，
所述光扫描用致动器构成为绕所述光纤的光轴旋转非对称。
3.根据权利要求1或2所述的光扫描用致动器，其特征在于，
所述压电元件包括第1压电元件、以及隔着所述光纤而与所述第1压电元件对置配置的第2压电元件和第3压电元件。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光扫描用致动器，其特征在于，
所述光扫描用致动器具有保持所述光纤的套圈，所述压电元件固定在所述套圈的侧面。
5.一种光扫描装置，其具有：
权利要求1～4中的任意一项所述的光扫描用致动器；
光输入部，其使来自光源的照明光入射到所述光纤的与所述前端部相反的一侧的端部；
光学系统，其对对象物照射从所述光纤的所述前端部射出的光；以及
控制部，其对施加给所述压电元件的电压进行控制，使所述光纤的所述前端部进行扫描以成为期望的扫描轨迹。
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