DE112015002202T5 - Optischer Faserscanner, Beleuchtungsvorrichtung und Beobachtungsgerät - Google Patents

Optischer Faserscanner, Beleuchtungsvorrichtung und Beobachtungsgerät Download PDF

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Hiroshi Tsuruta
Kazutoshi KUMAGAI
Yasuaki Kasai
Yoshiro Okazaki
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Abstract

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Zerreißen oder eine Verformung einer optischen Faser (8) zu erfassen und zu verhindern, dass das Scannen mit einer gestörten Scanbahn fortgesetzt wird. Ein optischer Faserscanner (6) gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit Folgendem versehen: einer optischen Faser (8), die Licht, das von einer Lichtquelle (5) produziert wird, leitet; einem Aktuator (12), der an einer Zwischenposition der optischen Faser (8) in der Längsachsenrichtung befestigt ist und der ein distales Ende (8a) der optischen Faser (8) durch eine Biegeschwingung verschiebt; und ein elektrisch leitfähiges Erfassungsdrahtelement (14), das sich in einem Zustand, in dem es an dem Außenumfang der optischen Faser (8) angebracht ist, zumindest zwischen dem Aktuator (12) und dem distalen Ende (8a) der optischen Faser (8) über einen vorherbestimmten Bereich in der Längsachsenrichtung erstreckt.

Description

  • {Technisches Gebiet}
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Faserscanner, eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Beobachtungsgerät.
  • {Stand der Technik}
  • Es gibt einen bekannten optischen Faserscanner zum zweidimensionalen Scannen von Licht auf einem Beobachtungsziel durch Antreiben eines piezoelektrischen Elements, um ein distales Ende einer optischen Faser spiralartig zu schwingen (siehe beispielsweise PTL 1).
  • In diesem optischen Faserscanner wird das distale Ende der optischen Faser, die durch ein inneres Loch eines zylindrischen PZT(Bleizirkonat-Titanat)-Aktuator verläuft, der auf der äußeren Oberfläche mit einer Elektrode versehen ist, die in der Umfangsrichtung in Viertel aufgeteilt ist, und die auf freitragende Weise gestützt wird, durch Biegeschwingungen des PZT-Aktuators spiralartig bewegt.
  • {Literaturstellenliste}
  • {Patentliteratur}
    • {PTL 1} Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Anmeldung, Veröffentlichungsnr. 2008-504557
  • {Kurzdarstellung der Erfindung}
  • {Technisches Problem}
  • Da das distale Ende der optischen Faser, die auf freitragende Weise gestützt wird, durch Schwingung des PZT-Aktuators, der sich an der Basis befindet, geschwungen wird, wird eine Belastung aufgrund der Schwingung des distalen Endes der optischen Faser auf die Basis der optischen Faser konzentriert und die optische Faser kann somit zerrissen oder verformt werden. Wenn die Bewegung des optischen Faserscanners dann in einem Zustand fortgesetzt wird, in dem die optische Faser zerrissen oder verformt ist, wird die Scanbahn von Licht, das von der optischen Faser emittiert wird, gestört.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Umstände ersonnen und eine Aufgabe dieser besteht darin, einen optischen Faserscanner, eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Beobachtungsgerät bereitzustellen, die verhindern können, dass das Scannen in einer gestörten Scanbahn fortgesetzt wird, wenn die optische Faser zerrissen oder verformt ist.
  • {Problemlösung}
  • Gemäß einem Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung einen optischen Faserscanner bereit, der umfasst: eine optische Faser, die Licht, das von einer Lichtquelle produziert wird, leitet; einen Aktuator, der an einer Zwischenposition der optischen Faser in einer Längsachsenrichtung befestigt ist und der ein distales Ende der optischen Faser durch eine Biegeschwingung verschiebt; und ein elektrisch leitfähiges Erfassungsdrahtelement, das sich in einem Zustand, in dem es an einem Außenumfang der optischen Faser angebracht ist, zumindest zwischen dem Aktuator und dem distalen Ende der optischen Faser über einen vorherbestimmten Bereich in der Längsachsenrichtung erstreckt.
  • Gemäß diesem Gesichtspunkt wird der Aktuator dazu gebracht, während Licht von der Lichtquelle von der optischen Faser geleitet wird, Biegeschwingungen durchzuführen, um das distale Ende der optischen Faser zu verschieben, wodurch es möglich gemacht wird, Licht zu scannen, das von dem distalen Ende der optischen Faser emittiert wird.
  • Wenn die optische Faser aufgrund der Schwingungen in einem vorherbestimmten Bereich zwischen dem Aktuator und dem distalen Ende der optischen Faser, an das das Erfassungsdrahtelement angebracht ist, zerrissen oder verformt ist, wird das Erfassungsdrahtelement in diesem Fall zerschnitten. Wenn Spannungen an beide Enden des Erfassungsdrahtelements angelegt werden, kann folglich das Zerschneiden des Erfassungsdrahtelements aus einer Veränderung des Stroms, der in dem Erfassungsdrahtelement fließt, oder des Widerstandswerts erfasst werden. Da das Erfassungsdrahtelement außerdem als ein Erdungsleiter für die Steuereinheit dient, wird des Weiteren das elektrische Potential aufgrund des Zerschneidens des Erfassungsdrahtelements instabil. Spezifisch kann das Scannen, das von dem optischen Faserscanner durchgeführt wird, durch das Zerschneiden des Erfassungsdrahtelements beendet oder unterbunden werden.
  • In dem oben beschriebenen Gesichtspunkt kann das Erfassungsdrahtelement sich von dem Aktuator zu der Umgebung des distalen Endes der optischen Faser erstrecken.
  • Wenn in dem Bereich von dem Aktuator zu dem distalen Ende der optischen Faser ein Zerreißen oder eine Verformung der optischen Faser auftritt, kann dadurch das Scannen, das von dem optischen Faserscanner durchgeführt wird, beendet oder unterbunden werden.
  • In dem oben beschriebenen Gesichtspunkt ist es möglich, weiterhin ein Isolierelement einzubinden, das elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist und das das Erfassungsdrahtelement zwischen dem Aktuator und dem distalen Ende der optischen Faser beschichtet.
  • Dadurch wird der Einfluss eines äußeren elektrischen Felds auf das Erfassungsdrahtelement verringert, was es möglich macht, ein Zerreißen und eine Verformung der optischen Faser genau zu erfassen.
  • In dem oben beschriebenen Gesichtspunkt kann das Erfassungsdrahtelement so angeordnet sein, dass es an einer Stelle wendet, die nahe dem distalen Ende der optischen Faser ist, und auf dem Außenumfang der optischen Faser in der Längsachsenrichtung zurückkehrt.
  • Dadurch wird kein Draht an dem distalen Ende der optischen Faser benötigt, was es möglich macht, die Scanbahn des distalen Endes der optischen Faser genau zu steuern.
  • In dem oben beschriebenen Gesichtspunkt können Abschnitte des Erfassungsdrahtelements, die sich auf dem Außenumfang der optischen Faser erstrecken und darauf zurückkehren, in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der optischen Faser angeordnet werden.
  • Dadurch wird bei dem Erfassungsdrahtelement verhindert, dass das Gewichtsgleichgewicht der optischen Faser in der Umfangsrichtung in ein Ungleichgewicht gerät, was es möglich macht, die Scanbahn des distalen Endes der optischen Faser genau zu steuern.
  • In dem oben beschriebenen Gesichtspunkt kann das Erfassungsdrahtelement von einer Dünnschicht gebildet werden.
  • Dadurch wird das Erfassungsdrahtelement einfach auf dem Außenumfang der optischen Faser ausgebildet und das Erfassungsdrahtelement kann leicht durch ein Zerreißen oder eine Verformung der optischen Faser beeinflusst werden, was es möglich macht, die Empfindlichkeit zur Erfassung eines Zerreißens oder einer Verformung der optischen Faser weiter zu verbessern.
  • In dem oben beschriebenen Gesichtspunkt kann das Erfassungsdrahtelement von zwei Schichten von Dünnschichten gebildet werden, die auf laminierte Weise in der radialen Richtung der optischen Faser ausgebildet sind, wobei eine isolierende Dünnschicht, die aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist, dazwischen eingeschoben ist, und die dazu gebracht werden, Elektrizität durch partielles Durchdringen der isolierenden Dünnschicht an einer Stelle, die nahe dem distalen Ende der optischen Faser ist, gegenseitig zu leiten.
  • Dadurch kann das Erfassungsdrahtelement, das auf laminierte Weise ausgebildet ist, wobei die isolierende Dünnschicht dazwischen eingeschoben ist, so angeordnet sein, dass es in der radialen Richtung an einem elektrisch leitfähigen Abschnitt wendet, der nahe dem distalen Ende der optischen Faser ist, und in der Längsachsenrichtung zurückkehrt.
  • In dem oben beschriebenen Gesichtspunkt ist es möglich, weiterhin ein rohrförmiges Schwingungsübertragungselement einzubinden, das eine Durchgangsöffnung aufweist, durch die die optische Faser verläuft und bei der an einer Außenfläche davon der Aktuator befestigt ist, wobei der Aktuator von einem piezoelektrischen Element gebildet werden kann, das eine Biegeschwingung durchführt, wenn eine Schwingspannung daran angelegt wird; und wobei das Schwingungsübertragungselement aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein kann und zwischen dem Aktuator und einem Ende des Erfassungsdrahtelements elektrisch in Reihe geschaltet sein kann.
  • Wenn Schwingspannungen an beide Enden des Aktuators, das Schwingungsübertragungselement und das Erfassungsdrahtelement, die elektrisch in Reihe geschaltet sind, angelegt werden, wobei der Aktuator, der von einem piezoelektrischen Element gebildet wird, eine Biegeschwingung durchführt, wird dadurch die Schwingung mittels des Schwingungsübertragungselements an die optische Faser übertragen, die durch die Durchgangsöffnung verläuft, und das distale Ende der optischen Faser wird verschoben. Wenn das Erfassungsdrahtelement aufgrund des Auftretens eines Zerreißens oder einer Verformung der optischen Faser zerschnitten wird, wird dann die Spannung, die an den Aktuator angelegt ist, blockiert; es ist folglich möglich, die Schwingung des Aktuators zu beenden oder zu unterbinden und das Scannen, das von dem optischen Faserscanner durchgeführt wird, sofort zu beenden oder zu unterbinden.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung bereit, die umfasst: eine Lichtquelle, die Licht produziert; den oben beschriebenen optischer Faserscanner; eine Fokussierlinse, die Licht fokussiert, das von dem optischen Faserscanner gescannt wird; und ein Blockiermittel, das Licht blockiert, das von der Lichtquelle in die optische Faser eintritt, wenn das Erfassungsdrahtelement zerschnitten ist.
  • Gemäß diesem Gesichtspunkt wird Licht, das von der Lichtquelle produziert wird und von dem optischen Faserscanner emittiert wird, von der Fokussierlinse fokussiert, was es möglich macht, einen Lichtspot auf ein Beobachtungsziel abzustrahlen. Wenn Spannungen an beide Enden des Erfassungsdrahtelements angelegt werden, wenn die Erfassungseinheit ein Zerreißen oder eine Verformung der optischen Faser erfasst, verhindert das Blockiermittel zu diesem Zeitpunkt, dass Beleuchtungslicht in die optische Faser eintritt, was es möglich macht, eine Situation zu verhindern, in der ein Abstrahlen des Lichtspots auf das Beobachtungsziel fortgesetzt wird, während die optische Faser zerrissen ist.
  • In dem oben beschriebenen Gesichtspunkt ist es möglich, weiterhin eine Lichtquellenantriebseinheit einzubinden, die die Lichtquelle antreibt, wobei die Lichtquellenantriebseinheit mittels des Erfassungsdrahtelements geerdet ist.
  • Wenn das Erfassungsdrahtelement zerschnitten ist, wird das elektrische Potential an der Lichtquellenantriebseinheit dadurch instabil, was es möglich macht, die Lichtemission von der Lichtquelle zu beenden oder zu unterbinden und eine übermäßige Wärmeerzeugung zu verhindern.
  • Gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung ein Beobachtungsgerät bereit, das umfasst: die oben beschriebene Beleuchtungsvorrichtung und eine Lichterfassungseinheit, die zurückgestrahltes Licht von einem Beobachtungsziel empfängt, wenn die Beleuchtungsvorrichtung Licht auf das Beobachtungsziel abstrahlt.
  • Wenn Licht auf ein Beobachtungsziel gemäß einer gewünschten Bahn von der Beleuchtungsvorrichtung abgestrahlt wird, wird zurückgestrahltes Licht, das auf der Oberfläche des Beobachtungsziels reflektiert wird, gemäß diesem Gesichtspunkt von der Lichterfassungseinheit empfangen und die Intensität des zurückgestrahlten Lichts kann erfasst werden.
  • {Vorteilhafte Effekte der Erfindung}
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein vorteilhafter Effekt dadurch geliefert, dass ein Zerreißen oder eine Verformung der optischen Faser erfasst wird, was es möglich macht zu verhindern, dass das Scannen in einer gestörten Scanbahn fortgesetzt wird.
  • {Kurze Beschreibung von Zeichnungen}
  • 1 ist eine Längsschnittansicht, die ein Beobachtungsgerät gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine Querschnittansicht eines optischen Faserscanners des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts, die entlang der Linie A-A geschnitten wurde.
  • 3 ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Modifikation des optischen Faserscanners des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts zeigt.
  • 4 ist eine Querschnittansicht eines in 3 gezeigten optischen Faserscanners, die entlang der Linie B-B geschnitten wurde.
  • 5A ist eine Längsschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Erfassungsdrahtelement an dem Außenumfang einer optischen Faser angebracht ist, wobei eine isolierende Dünnschicht dazwischen eingeschoben ist, gemäß einer zweiten Modifikation des optischen Faserscanners des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts.
  • 5B ist eine Längsschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Erfassungsdrahtelement und die isolierende Dünnschicht in einer Richtung, die sich mit der Längsachse schneidet, an einer Stelle, die nahe dem Basisende der optischen Faser ist, und an einer Stelle, die nahe dem distalen Ende davon ist, angefast sind, gemäß der zweiten Modifikation des optischen Faserscanners des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts.
  • 5C ist eine Längsschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Klebstoff in einen angefasten Teil gefüllt ist, der näher zu dem distalen Ende der optischen Faser ist, gemäß der zweiten Modifikation des optischen Faserscanners des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts.
  • 5D ist eine Längsschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Erfassungsdrahtelement und Aktuatoren elektrisch in Reihe geschaltet sind, gemäß der zweiten Modifikation des optischen Faserscanners des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts.
  • 6A ist eine Längsschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Erfassungsdrahtelement an dem Außenumfang einer optischen Faser angebracht ist, gemäß einer dritten Modifikation des optischen Faserscanners des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts.
  • 6B ist eine Längsschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Umgebungen beider Enden des Erfassungsdrahtelements mit Masken an einer Stelle, die nahe dem Basisende der optischen Faser ist, und an einer Stelle, die nahe dem distalen Ende davon ist, bedeckt sind und ein Abschnitt zwischen den Masken mit einer isolierenden Dünnschicht beschichtet ist, gemäß der dritten Modifikation des optischen Faserscanners des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts.
  • 6C ist eine Längsschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Abschnitt der isolierenden Dünnschicht von einer Position in der Längsachsenrichtung der optischen Faser zu der Umgebung des distalen Endes der optischen Faser mit einem Erfassungsdrahtelement beschichtet ist und die zwei Schichten des Erfassungsdrahtelements Elektrizität an einer Stelle, die nahe dem distalen Ende ist, gegenseitig leiten, gemäß der dritten Modifikation des optischen Faserscanners des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts.
  • 6D ist eine Längsschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Erfassungsdrahtelemente und die Aktuatoren elektrisch in Reihe geschaltet sind, gemäß der dritten Modifikation des optischen Faserscanners des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts.
  • 7 ist eine Querschnittansicht, die eine vierte Modifikation des optischen Faserscanners des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts zeigt.
  • 8 ist eine Längsschnittansicht, die eine fünfte Modifikation des optischen Faserscanners des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts zeigt.
  • 9 ist eine Querschnittansicht des in 8 gezeigten optischen Faserscanners, die entlang der Linie C-C geschnitten wurde.
  • 10 ist eine Längsschnittansicht, die eine sechste Modifikation eines Gerätegehäuses des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts zeigt.
  • 11 ist eine Längsschnittansicht, die eine siebte Modifikation des Gerätegehäuses des in 1 gezeigten Beobachtungsgeräts zeigt.
  • 12 ist eine Querschnittansicht eines in 11 gezeigten optischen Faserscanners, die entlang der Linie D-D geschnitten wurde.
  • 13 ist eine Längsschnittansicht, die ein Beobachtungsgerät gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 14 ist eine Längsschnittansicht, die ein Beobachtungsgerät gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • {Beschreibung von Ausführungsformen}
  • Ein optischer Faserscanner 6, eine Beleuchtungsvorrichtung 3 und ein Beobachtungsgerät 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt, ist das Beobachtungsgerät 1 dieser Ausführungsform mit einem zylindrischen Gerätegehäuse 2, einer Beleuchtungsvorrichtung 3, die Beleuchtungslicht abstrahlt, und einer Lichterfassungseinheit 4 versehen, die zurückgestrahltes Licht (beispielsweise reflektiertes Licht und Fluoreszenz) von einem Beobachtungsziel empfängt, das mit dem Beleuchtungslicht von der Beleuchtungsvorrichtung 3 bestrahlt wurde.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist die Beleuchtungsvorrichtung 3 mit einer Lichtquelle (beispielsweise einer Laserdiode) 5, die Beleuchtungslicht produziert, dem optischen Faserscanner 6 dieser Ausführungsform, der in dem Gerätegehäuse 2 untergebracht ist und der das Beleuchtungslicht zweidimensional scannt, einer Fokussierlinse 7, die das Beleuchtungslicht fokussiert, das von dem optischen Faserscanner 6 gescannt wird, und einer Steuereinheit 9, die den optischen Faserscanner 6 steuert, versehen.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist der optische Faserscanner 6 dieser Ausführungsform mit Folgendem versehen: einer optischen Faser 8, die Beleuchtungslicht von der Lichtquelle 5 leitet; einem Schwingungsübertragungselement 11, das von einem vierkantrohrförmigen elastischen Element mit einer Durchgangsöffnung 10 gebildet wird, durch die die optische Faser 8 verläuft; vier piezoelektrischen Elementen (Aktuatoren) 12, die an vier Außenflächen 11a des Schwingungsübertragungselements 11 befestigt sind; einem Stützabschnitt 13, der die optische Faser 8 in Bezug auf das Gerätegehäuse 2 an einem Basisende des Schwingungsübertragungselements 11 stützt; und einem Erfassungsdrahtelement 14, das an dem Außenumfang der optischen Faser 8 angebracht ist.
  • Die piezoelektrischen Elemente 12 werden jeweils dazu gebracht, dass sie eine Biegeschwingung durch eine Schwingspannung durchführen, die zwischen Elektroden 15a und 15b angelegt wird, die auf beiden Flächen des piezoelektrischen Elements 12 in der Dickenrichtung angeordnet sind. Durch Bringen der piezoelektrischen Elemente 12 dazu, Biegeschwingungen durchzuführen, werden die Schwingungen an die optische Faser 8 mittels des Schwingungsübertragungselements 11 übertragen, und ein distales Ende 8a der optischen Faser 8, von dem Beleuchtungslicht emittiert wird, wird in Richtungen verschoben, die sich mit der Längsachse schneiden.
  • Die piezoelektrischen Elemente 12, die auf den entgegengesetzten Oberflächen des Schwingungsübertragungselements 11 angeordnet sind und die ein Paar bilden, sind derart angeordnet, dass die Vorderflächen und die Rückflächen davon in Bezug auf das Schwingungsübertragungselements 11 entgegengesetzt sind und an dem Schwingungsübertragungselement 11 befestigt sind, so dass die Polarisationsrichtungen in derselben Richtung ausgerichtet sind. Dementsprechend werden für jedes Paar von piezoelektrischen Elementen 12 die gleichen Spannungen an die Elektroden 15 angelegt, die sich an den Außenseiten befinden, wodurch es möglich gemacht wird, zu bewirken, dass das Paar von piezoelektrischen Elementen 12 die gleichen Biegeschwingungen produzieren. Spezifisch können die zwei Paare der vier piezoelektrischen Elemente 12 Biegeschwingungen in zwei Richtungen produzieren, die zueinander senkrecht sind.
  • Das Schwingungsübertragungselement 11 wird von einem elektrisch leitfähigen elastischen Element gebildet und ist an einer Position in der Längsachsenrichtung der optischen Faser 8 angeordnet, die sich entfernt von dem distalen Ende 8a um eine vorherbestimmte Lücke zu einem Basisende 8b hin der optischen Faser 8 entlang der Längsachsenrichtung befindet.
  • Das Erfassungsdrahtelement 14 ist ein elektrisch leitfähiger Drahtstab (beispielsweise Kupfer, Aluminium oder dergleichen). Das Erfassungsdrahtelement 14 erstreckt sich auf dem Außenumfang der optischen Faser 8 von einer Stelle, die näher zu dem Basisende 8b als der Stützabschnitt 13 ist, zu der Umgebung des distalen Endes 8a, wendet in der Umgebung des distalen Endes 8a, kehrt in der Längsachsenrichtung zurück und ist mit dem Schwingungsübertragungselement 11 in der Umgebung eines Endes 14a davon elektrisch verbunden.
  • Das Erfassungsdrahtelement 14, mit Ausnahme der Umgebung des Endes 14a, das mit dem Schwingungsübertragungselement 11 elektrisch verbunden ist, ist mit einer isolierenden Dünnschicht 16 beschichtet, die das Erfassungsdrahtelement 14 von dem Umfeld elektrisch isoliert.
  • Abschnitte des Erfassungsdrahtelements 14 sind an der optischen Faser 8 in 180°-Abständen in der Umfangsrichtung der optischen Faser 8 angebracht.
  • Die Fokussierlinse 7 ist an einem Abschnitt des Gerätegehäuses 2 befestigt, der näher zu dem distalen Ende als der optischen Faserscanner 6 ist, und fokussiert Beleuchtungslicht, das von dem optischen Faserscanner 6 gescannt wird, auf ein Beobachtungsziel.
  • Die Steuereinheit 9 legt Spannungen an die piezoelektrischen Elemente 12 auf der Basis einer vorherbestimmten Scanbahn an, die von einem Betrachter eingegeben wird, so dass Beleuchtungslicht, das von dem distalen Ende 8a der optischen Faser 8 emittiert wird, der vorherbestimmten Scanbahn folgt. Des Weiteren ist die Steuereinheit 9 mit den piezoelektrischen Elementen 12 und dem anderen Ende 14b des Erfassungsdrahtelements 14 elektrisch verbunden und legt Spannungen an eine Position an, an der eine Verschiebung der optischen Faser 8 während einer Schwingung gering ist.
  • Die Lichterfassungseinheit 4 ist mit folgendem versehen: optischen Detektionsfasern 17, die zurückgestrahltes Licht von dem Beobachtungsziel zu dem Basisende des Gerätegehäuses 2 hin lenken; und einen Lichtsensor 18, der die Intensität des zurückgestrahlten Lichts erfasst, das von den optischen Detektionsfasern 17 gelenkt wird.
  • Die Mehrzahl von optischen Detektionsfasern 17 sind an dem Außenumfang des Gerätegehäuses 2 befestigt, wobei distale Enden 17a nach vorne weisen, und sind in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet.
  • Der Lichtsensor 18 erfasst die Gesamtintensität des zurückgestrahlten Lichts, das von den optischen Detektionsfasern 17 empfangen wird.
  • Der Betrieb des so konfigurierten optischen Faserscanners 6, der Beleuchtungsvorrichtung 3 und des Beobachtungsgeräts 1 dieser Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben.
  • Um ein Beobachtungsziel durch Verwendung des Beobachtungsgeräts 1 dieser Ausführungsform zu beobachten, wird zunächst das distale Ende 8a der optischen Faser 8 dazu gebracht, dem Beobachtungsziel zugewandt zu sein, und die Steuereinheit 9 legt eine Spannung zwischen den zwei Elektroden 15a und 15b jedes der piezoelektrischen Elemente 12 an. Dementsprechend führen die piezoelektrischen Elemente 12 jeweils eine Biegeschwingung auf eine Weise durch, die der angelegten Spannung entspricht, wodurch das distale Ende 8a der optischen Faser 8 verschoben wird.
  • Wenn Beleuchtungslicht von der Lichtquelle 5 dazu gebracht wird, in die optische Faser 8 einzutreten, wird in diesem Zustand das Beleuchtungslicht, das durch die optische Faser 8 gelenkt wird, von dem distalen Ende 8a der optischen Faser 8 emittiert und das Beleuchtungslicht, das von der Fokussierlinse 7 fokussiert wird und zu einem Lichtspot geformt wird, kann auf dem Beobachtungsziel gescannt werden. Wenn das Beleuchtungslicht dann auf das Beobachtungsziel abgestrahlt wird, wird zurückgestrahltes Licht (reflektiertes Licht oder Fluoreszenz), das von dem Beobachtungsziel zurückkehrt, von den jeweiligen optischen Detektionsfasern 17 empfangen und wird von dem Lichtsensor 18 erfasst. Folglich werden die Scanposition und die Intensität des zurückgestrahlten Lichts in Verbindung miteinander gespeichert, wodurch es möglich gemacht wird, ein Bild eines Beobachtungsziels zu beziehen.
  • Wenn die schwingende optische Faser 8 aufgrund einer Belastungskonzentration oder einer anderen Ursache zerrissen oder verformt ist, wird in diesem Fall das Erfassungsdrahtelement 14, das entlang der optischen Faser 8 angeordnet ist, zerschnitten. Da das Erfassungsdrahtelement 14 mittels des Schwingungsübertragungselements 11 eine elektrische Reihenschaltung von den piezoelektrischen Elementen 12 zu der Steuereinheit 9 bildet, werden Spannungen, wenn das Erfassungsdrahtelement 14 zerschnitten ist, nicht an die piezoelektrischen Elemente 12 angelegt und die Bewegungen der piezoelektrischen Elemente 12 werden beendet oder unterbunden, so dass das Scannen, das von dem optischen Faserscanner 6 durchgeführt wird, beendet wird. Dementsprechend ist es möglich, die folgende Situation zu verhindern, in der eine Verschiebung des distalen Endes 8a der optischen Faser 8 fortgesetzt wird, während sie sich in einem anormalen Zustand befindet, in dem die optische Faser 8 zerrissen oder verformt ist, und dann Wärme durch Reibung zwischen dem Schwingungsübertragungselement 11 oder dem Stützabschnitt 13 und der optischen Faser 8 erzeugt wird, so dass die Temperatur des optischen Faserscanners 6 erhöht wird.
  • Wenn das Erfassungsdrahtelement 14 zerschnitten ist, wird spezifisch das Scannen, das von dem optischen Faserscanner 6 durchgeführt wird, sofort beendet oder unterbunden; somit besteht ein Vorteil, dass es möglich ist, zu verhindern, dass das Scannen mit einer gestörten Scanbahn fortgesetzt wird.
  • Da das Erfassungsdrahtelement 14 auch als ein Erdungsleiter für die Steuereinheit 9 dient, besteht in diesem Fall ein Vorteil, dass das elektrische Potential in einen instabilen Zustand gesetzt werden kann, wenn das Erfassungsdrahtelement 14 zerschnitten ist.
  • Da das Erfassungsdrahtelement 14 mit dem Isolierelement 16 beschichtet ist, mit Ausnahme der Umgebung des Endes 14a des Erfassungsdrahtelements 14, besteht in diesem Fall ein Vorteil, dass die Einwirkung von einem externen elektrischen Feld auf das Erfassungsdrahtelement 14 verringert wird, was es möglich macht, ein Zerreißen und eine Verformung der optischen Faser 8 genau zu erfassen.
  • Da das Erfassungsdrahtelement 14 in der Umgebung des distalen Endes 8a wendet und in der Längsachsenrichtung zurückkehrt, ist es in diesem Fall nicht erforderlich, dass ein Draht zum elektrischen Verbinden mit der Steuereinheit 9 mit dem distalen Ende 8a der optischen Faser 8 verbunden wird, und es ist somit möglich, eine Verlagerung in der Scanbahn zu verhindern, die von dem Draht verursacht werden würde, und die Scanbahn des distalen Endes 8a der optischen Faser 8 genau zu steuern.
  • Da die Abschnitte des Erfassungsdrahtelements 14, die sich auf dem Außenumfang der optischen Faser 8 erstrecken und darauf zurückkehren, in 180°-Abständen in der Umfangsrichtung der optischen Faser 8 angeordnet sind, ist es in diesem Fall möglich zu verhindern, dass das Gewichtsgleichgewicht der optischen Faser 8 in der Umfangsrichtung durch das Erfassungsdrahtelement 14 in ein Ungleichgewicht gebracht wird, und die Scanbahn des distalen Endes 8a der optischen Faser 8 genau zu steuern.
  • In dieser Ausführungsform ist ein beispielhaftes Erfassungsdrahtelement, das sich auf der optischen Faser 8 von einer Stelle erstreckt, die näher zu dem Basisende 8b als der Stützabschnitt 13 ist, und das in der Umgebung des distalen Endes 8a wendet, um zurückzukehren, als das Erfassungsdrahtelement 14 gezeigt; das Erfassungsdrahtelement ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Erfassungsdrahtelement 14 kann beispielsweise auf dem Außenumfang der optischen Faser 8 an einem Bereich von dem Schwingungsübertragungselement 11 zu der Umgebung des distalen Endes 8a angebracht sein oder kann darauf nur an einem Bereich in der Umgebung eines distalen Endes des Schwingungsübertragungselements 11 angebracht sein, an dem eine Konzentration einer Belastung verhältnismäßig wahrscheinlich ist.
  • Obwohl das Erfassungsdrahtelement 14, das von einem Drahtstab gebildet wird, in dieser Ausführungsform als ein beispielhaftes Erfassungsdrahtelement gezeigt ist, ist das Erfassungsdrahtelement nicht darauf beschränkt, und ein Erfassungsdrahtelement 19, wie in den 3 und 4 gezeigt, kann von einer Dünnschicht gebildet werden, die aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist.
  • Spezifisch kann zunächst das Erfassungsdrahtelement 19, das sich auf einem Teil der optischen Faser 8 in der Umfangsrichtung von einer Stelle, die nahe dem Basisende 8b ist, zu der Umgebung des distalen Endes 8a erstreckt, in der Umgebung des distalen Endes 8a wendet und sich weiter zu einer Zwischenposition erstreckt, auf dem Außenumfang der optischen Faser 8 durch Beschichten gebildet werden und dann kann die gesamte Außenfläche eines Abschnitts des Erfassungsdrahtelements 19, das sich auf dem Außenumfang der optischen Faser 8 nahe einer Seite eines Endes 19b erstreckt und darauf zurückkehrt, mit einem Isolierelement (hierin im Folgenden einfach als isolierende Dünnschicht bezeichnet) 20 beschichtet werden, bei dem es sich um eine Dünnschicht mit elektrischen Isolierungseigenschaften handelt.
  • Dementsprechend kann von den zwei Abschnitten, die sich auf dem Außenumfang der optischen Faser 8 erstrecken und auf diesem zurückkehren, der Abschnitt nahe dem Ende 19a elektrisch leitfähig mit dem Schwingungsübertragungselement 11 sein und der Abschnitt nahe dem Ende 19b kann von dem Schwingungsübertragungselement 11 isoliert sein.
  • Dadurch kann das Erfassungsdrahtelement 19 einfach auf dem Außenumfang der optischen Faser 8 ausgebildet werden und das Erfassungsdrahtelement 19 wird einfach durch ein Zerreißen oder eine Verformung der optischen Faser 8 beeinflusst; somit kann die Empfindlichkeit zur Erfassung eines Zerreißens oder einer Verformung der optischen Faser 8 weiter verbessert werden.
  • Wie in den 5A bis 6D gezeigt, ist es auch möglich, ein Erfassungsdrahtelement 21 als das Erfassungsdrahtelement einzusetzen, das von zwei Schichten von Dünnschichten 21a und 21b gebildet wird, die auf laminierte Weise in der radialen Richtung der optischen Faser 8 ausgebildet werden, wobei die isolierende Dünnschicht 20 dazwischen eingeschoben ist, und die dazu gebracht werden, Elektrizität dazwischen durch partielles Eindringen in die isolierende Dünnschicht 20 an einer Stelle, die nahe dem distalen Ende 8a der optischen Faser 8 ist, zu leiten.
  • Um das Erfassungsdrahtelement 21 zu konfigurieren, wie in den 5A bis 5D gezeigt, wird zunächst der gesamte Außenumfang der optischen Faser 8 mit der Dünnschicht 21a beschichtet, die aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist, der gesamte Außenumfang der Dünnschicht 21a wird mit der isolierenden Dünnschicht 20 beschichtet und der gesamte Außenumfang der isolierenden Dünnschicht 20 wird weiter mit der Dünnschicht 21b beschichtet. Als Nächstes werden beide Enden der isolierenden Dünnschicht 20 und der Dünnschicht 21b in einer Richtung angefast, die sich mit der Längsachse schneidet, so dass die Dünnschicht 21a in der radialen Richtung freigelegt wird. Dann wird ein elektrisch leitfähiger Klebstoff 22 in einen angefasten Abschnitt, der nahe dem distalen Ende 8a ist, gefüllt, um die zwei Dünnschichten 21a und 21b dazu zu bringen, Elektrizität dazwischen zu leiten.
  • Anstelle des oben beschriebenen Verfahrens, wie in den 6A bis 6D gezeigt, wird zunächst der gesamte Außenumfang der optischen Faser 8 mit der Dünnschicht 21a beschichtet, die aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist, beide Enden der Beschichtungsdünnschicht 21a werden mit Masken 23 bedeckt und ein Außenumfang der Dünnschicht 21a, der zwischen den Masken 23 freigelegt ist, wird mit der isolierenden Dünnschicht 20 beschichtet. Dann wird ein Abschnitt auf dem Außenumfang der isolierenden Dünnschicht 20 zwischen einer Maske 23, die sich an einer Position in der Längsrichtung der optischen Faser 8 befindet, und einer Maske 23, die sich an einer Position befindet, die etwas näher zu dem distalen Ende als das distale Ende der isolierenden Dünnschicht 20 ist, mit der Dünnschicht 21b beschichtet und die zwei Dünnschichten 21a und 21b können an einer Position verbunden sein, die nahe dem distalen Ende 8a ist.
  • Mit diesen Verfahren können die Dünnschichten 21a und 21b, die auf laminierte Weise ausgebildet werden, wobei die isolierende Dünnschicht 20 dazwischen eingeschoben ist, derart angeordnet werden, dass sie an einem elektrisch leitfähigen Abschnitt nahe dem distalen Ende 8a der optischen Faser 8 in der radialen Richtung wenden und in der Längsrichtung zurückkehren.
  • In dieser Ausführungsform, wie in 7 gezeigt, kann in dem optischen Faserscanner 6 ein elektrisch leitfähiger Klebstoff 22 in Räume, die zwischen dem Innenumfang der Durchgangsbohrung 10 und dem Außenumfang der optischen Faser 8 existieren, in der Durchgangsöffnung 10 des Schwingungsübertragungselements 11 gefüllt werden.
  • Mit dieser Struktur werden die Adhäsionseigenschaften der optischen Faser 8, des Erfassungsdrahtelements 14, des Isolierelements 16 und des Schwingungsübertragungselements 11 durch Füllen der Räume verbessert, was es möglich macht, die Effizienz des Übertragens von Schwingungen von den piezoelektrischen Elementen 12 weiter zu verbessern.
  • In dieser Ausführungsform werden, was die piezoelektrischen Elemente 12 betrifft, Spannungen schwingend an die vier piezoelektrischen Elemente 12 angelegt, um sie dazu zu bringen, Biegeschwingungen durchzuführen; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und ein einziges piezoelektrisches Element 12 kann beispielsweise eine Biegeschwingung durchführen. Des Weiteren ist die Scanbahn nicht auf eine zweidimensionale Bahn beschränkt und kann eine eindimensionale Bahn sein, solange sie in einer Richtung ist, die optische Achse S schneidet.
  • In dieser Ausführungsform ist ein beispielhafter Fall, in dem die piezoelektrischen Elemente 12 an dem Schwingungsübertragungselement 11 befestigt sind und indirekt an der optischen Faser 8 befestigt sind, gezeigt; stattdessen ist es jedoch auch möglich, die piezoelektrischen Elemente 12 direkt an dem Außenumfang der optischen Faser 8 zu befestigen, ohne das Schwingungsübertragungselement 11 zu verwenden.
  • In dieser Ausführungsform ist ein beispielhafter optischer Faserscanner, in dem die Außenfläche des Erfassungsdrahtelements 14, das an der optischen Faser 8 angebracht ist, mit dem Isolierelement 16 bedeckt ist, als der optische Faserscanner 6 gezeigt; stattdessen ist es jedoch auch möglich, wie in den 8 und 9 gezeigt, einen optische Faserscanner 24 einzusetzen, in dem ein Teil des Innenumfangs der Durchgangsöffnung 10 eines Schwingungsübertragungselements 25 in der Umfangsrichtung mit der isolierenden Dünnschicht 20 beschichtet ist und der restliche Teil davon mit einer elektrisch leitfähigen Dünnschicht 41 beschichtet ist.
  • Da nur das Erfassungsdrahtelement 19, das eine Dünnschicht ist, an dem Außenumfang der optischen Faser 8 angebracht ist, ist es mit dieser Struktur möglich, den Widerstand gegenüber Zerreißen und Verformung der optischen Faser 8 zu verringern, was die Erfassungsgenauigkeit des Erfassungsdrahtelements 19 weiter verbessert.
  • In dieser Ausführungsform ist das Erfassungsdrahtelement 14, von dem beide Enden 14a und 14b an Stellen angeordnet sind, die näher zu dem Basisende 8b als das distale Ende des Schwingungsübertragungselements 11 sind, als ein Beispiel gezeigt; stattdessen ist es jedoch auch möglich, wie in 10 gezeigt, ein Erfassungsdrahtelement 26 einzusetzen, das an dem gesamten Außenumfang der optischen Faser 8 von dem Schwingungsübertragungselement 11 zu der Umgebung des distalen Endes 8a angebracht ist und das von einer Dünnschicht gebildet wird, die aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist.
  • Spezifisch wird zunächst das Erfassungsdrahtelement 26, das sich auf dem gesamten Außenumfang der optischen Faser 8 von dem Schwingungsübertragungselement 11 zu der Umgebung des distalen Endes 8a erstreckt, durch Beschichtung gebildet und ein Ende 26a des Erfassungsdrahtelements 26 ist mit dem Schwingungsübertragungselement 11 elektrisch verbunden. Dann wird eine Verdrahtung in der Umgebung des distalen Endes 8a der optischen Faser 8 durchgeführt, um Elektrizität zwischen der Umgebung des anderen Endes 26b des Erfassungsdrahtelements 26 und der Steuereinheit 9 zu leiten.
  • Wie in den 11 und 12 gezeigt, ist es auch möglich, Erfassungsdrahtelemente 28 einzusetzen, die von vier elektrisch leitfähigen Drahtstäben gebildet werden, die sich auf dem Außenumfang der optischen Faser 8 von der Umgebung des distalen Endes 8a der optischen Faser 8 zu dem Basisende eines Schwingungsübertragungselements 27 hin erstrecken.
  • In diesem Fall sind elektrisch isolierende Schichten 29, die vier Abschnitte in dem Schwingungsübertragungselement 27 definieren, entlang diagonaler Linien im Querschnitt des Schwingungsübertragungselements 27 vorgesehen, so dass die piezoelektrischen Elemente 12, die an Außenflächen 27a befestigt sind, nicht elektrisch miteinander verbunden sind und die elektrisch isolierenden Abschnitte des Schwingungsübertragungselements 27 einzeln mit den entsprechenden Erfassungsdrahtelementen 28 elektrisch verbunden sind.
  • Mit dieser Struktur sind die piezoelektrischen Elemente 12 auf das elektrische Erdungspotential eingestellt und die piezoelektrischen Elemente 12 können einzeln angetrieben werden.
  • Als Nächstes wird eine Beleuchtungsvorrichtung 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • In dieser Ausführungsform werden identische Zeichen Abschnitten mit Konfigurationen zugeteilt, die denen der oben beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung 3 der ersten Ausführungsform gemein sind, und eine Beschreibung dieser wird weggelassen.
  • Wie in 13 gezeigt, unterscheidet sich die Beleuchtungsvorrichtung 30 dieser Ausführungsform von der Beleuchtungsvorrichtung 3 der ersten Ausführungsform darin, dass die Beleuchtungsvorrichtung 30 mit einer Erfassungseinheit 31, die ein Zerschneiden des Erfassungsdrahtelements 14 erfasst, und einem Blockiermittel 32 versehen ist, das auf der Basis eines Erfassungsergebnisses von der Erfassungseinheit 31 nicht zulässt, dass Beleuchtungslicht von der Lichtquelle 5 in die optische Faser 8 eintritt.
  • Die Erfassungseinheit 31 ist eine Schaltung, die einen schwachen Strom zwischen beiden Enden 14a und 14b des Erfassungsdrahtelements 14 anlegt und die den Spannungswert desselben erfasst. Wenn das Erfassungsdrahtelement 14 zerschnitten wird, wird die Schaltung unterbrochen; somit wird der von der Erfassungseinheit 31 erfasste Spannungswert null, was es möglich macht, zu bestimmen, dass die optische Faser 8 zerrissen oder verformt ist.
  • Das Blockiermittel 32 ist eine Blende zum Blockieren von Beleuchtungslicht von der Lichtquelle 5. Das Blockiermittel 32 blockiert einen Lichtweg zwischen der Lichtquelle 5 und der optischen Faser 8, wenn die Erfassungseinheit 31 ein Zerschneiden des Erfassungsdrahtelements 14 erfasst.
  • Der Betrieb der so konfigurierten Beleuchtungsvorrichtung 30 dieser Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben.
  • In der Beleuchtungsvorrichtung 30 dieser Ausführungsform legt die Steuereinheit 9 Spannungen an die piezoelektrischen Elemente 12 an, um das distale Ende 8a der optischen Faser 8 zu verschieben. In diesem Zustand wird Beleuchtungslicht von der Lichtquelle 5 zu der optischen Faser 8 gelenkt, wodurch es möglich gemacht wird, Beleuchtungslicht, das von dem distalen Ende 8a der optischen Faser 8 auf ein Beobachtungsziel emittiert wird, zu scannen.
  • Wenn das Erfassungsdrahtelement 14 zerschnitten ist, wird zu diesem Zeitpunkt die Schaltung, die eine elektrische Reihenschaltung von den piezoelektrischen Elementen 12 zu der Steuereinheit 9 bildet, unterbrochen; somit werden die Biegewendungen der piezoelektrischen Elemente 12 beendet und die Erfassungseinheit 31 erfasst das Zerschneiden des Erfassungsdrahtelements 14 aufgrund der Unterbrechung der Schaltung zwischen beiden Enden 14a und 14b des Erfassungsdrahtelements 14. Wenn die Erfassungseinheit 31 das Zerschneiden des Erfassungsdrahtelements 14 erfasst, sendet die Erfassungseinheit 31 ein Antriebssignal an die Blende, um die Blende zu aktivieren, und die aktivierte Blende blockiert Beleuchtungslicht von der Lichtquelle 5, bevor das Licht in das Basisende 8b der optischen Faser 8 eintritt.
  • Spezifisch besteht ein Vorteil, dass, wenn das Erfassungsdrahtelement 14 aufgrund eines Zerreißens oder einer Verformung der optischen Faser 8 zerschnitten wird, eine Verschiebung des distalen Endes 8a der optischen Faser 8 und eine Emission von Beleuchtungslicht von dem distalen Ende 8a sofort beendet werden können.
  • Da eine Emission von Beleuchtungslicht von dem distalen Ende 8a der optischen Faser 8 nicht fortgesetzt wird, während sie sich in einem anormalen Zustand befindet, in dem die optische Faser 8 zerrissen ist, ist es in diesem Fall möglich, zu verhindern, dass Beleuchtungslicht lange auf einen Punkt abgestrahlt wird.
  • In dieser Ausführungsform ist ein Blockiermittel unter Verwendung einer Blende als ein Beispiel des Blockiermittels 32 gezeigt; das Blockiermittel ist jedoch nicht darauf beschränkt und es ist beispielsweise auch möglich, eine Konfiguration einzusetzen, in der, wenn die Erfassungseinheit 31 ein Zerschneiden des Erfassungsdrahtelements 14 erfasst, ein Draht zum Zuführen von elektrischer Energie von einer Energiequelle (nicht gezeigt) zu der Lichtquelle 5 elektrisch blockiert wird.
  • In dieser Ausführungsform erfasst die Erfassungseinheit 31 einen Spannungswert; stattdessen ist es jedoch auch möglich, eine elektrische Größe für das Erfassen eines Zerschneidens des Erfassungsdrahtelements 14 zu erfassen, beispielsweise einen Widerstandswert, einen Stromwert, einen Kapazitätswert usw..
  • Als Nächstes wird eine Beleuchtungsvorrichtung 33 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Wie in 14 gezeigt, unterscheidet sich die Beleuchtungsvorrichtung 33 dieser Ausführungsform von der Beleuchtungsvorrichtung 3 der ersten Ausführungsform darin, dass eine Schaltung, die die Lichtquelle 5 und eine Lichtquellenantriebseinheit 34 in Reihe umfasst, parallel zu einer Schaltung, in der die Steuereinheit 9 Spannungen an die piezoelektrischen Elemente 12 anlegt, vorgesehen ist.
  • Spezifisch ist die Lichtquellenantriebseinheit 34 mit dem Schwingungsübertragungselement 11 mittels der Lichtquelle 5 verbunden, wobei die Schaltung von dem Schwingungsübertragungselement 11 zu der Erde mittels des Erfassungsdrahtelements 14 mit der Antriebsschaltung gemein ist, in der die Steuereinheit 9 die piezoelektrischen Elemente 12 antreibt. Das Erfassungsdrahtelement 14 dient als ein Erdungsleiter, der für die Steuereinheit 9 und die Lichtquellenantriebseinheit 34 gemein ist.
  • Der Betrieb der so konfigurierten Beleuchtungsvorrichtung 33 dieser Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben.
  • In der Beleuchtungsvorrichtung 33 dieser Ausführungsform legt die Steuereinheit 9 Spannungen an die piezoelektrischen Elemente 12 an, um das distale Ende 8a der optischen Faser 8 zu verschieben, und die Lichtquellenantriebseinheit 34 wird angetrieben, um zu bewirken, dass die Lichtquelle 5 Licht produziert, wodurch es möglich gemacht wird, das Beleuchtungslicht von der Lichtquelle 5 auf einem Beobachtungsziel zu scannen.
  • Wenn das Erfassungsdrahtelement 14 zerschnitten wird, wird in diesem Fall die Schaltung, die das Erfassungsdrahtelement 14 umfasst, unterbrochen und das elektrische Potential an der Steuereinheit 9 und der Lichtquellenantriebseinheit 34 wird instabil; somit werden Biegeschwingungen der piezoelektrischen Elemente 12 und eine Lichtemission der Lichtquelle 5 sofort beendet oder unterbunden. Wenn die optische Faser 8 zerrissen oder verformt ist, ist es folglich möglich, das Scannen, das von dem Optischer Faserscanner 6 durchgeführt wird, zu beenden und eine übermäßige Wärmeerzeugung an der Lichtquelle 5, die von dem Produzieren von Beleuchtungslicht verursacht wird, zu verhindern.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Beobachtungsgerät
    3, 30, 33
    Beleuchtungsvorrichtung
    4
    Lichterfassungseinheit
    5
    Lichtquelle
    6, 24
    Optischer Faserscanner
    7
    Fokussierlinse
    8
    optische Faser
    11, 25, 27
    Schwingungsübertragungselement
    12
    Piezoelektrisches Element (Aktuator)
    14, 19, 21, 26, 28
    Erfassungsdrahtelement
    16, 20
    Isolierelement (isolierende Dünnschicht)
    32
    Blockiermittel
    34
    Lichtquellenantriebseinheit

Claims (11)

  1. Optischer Faserscanner, der umfasst: eine optische Faser, die Licht, das von einer Lichtquelle produziert wird, leitet; einen Aktuator, der an einer Zwischenposition der optischen Faser in einer Längsachsenrichtung befestigt ist und der ein distales Ende der optischen Faser durch eine Biegeschwingung verschiebt; und ein elektrisch leitfähiges Erfassungsdrahtelement, das sich in einem Zustand, in dem es an einem Außenumfang der optischen Faser angebracht ist, zumindest zwischen dem Aktuator und dem distalen Ende der optischen Faser über einen vorherbestimmten Bereich in der Längsachsenrichtung erstreckt.
  2. Optischer Faserscanner nach Anspruch 1, wobei das Erfassungsdrahtelement sich von dem Aktuator zu der Umgebung des distalen Endes der optischen Faser erstreckt.
  3. Optischer Faserscanner nach Anspruch 1 oder 2, der weiterhin ein Isolierelement umfasst, das elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist und das das Erfassungsdrahtelement zwischen dem Aktuator und dem distalen Ende der optischen Faser beschichtet.
  4. Optischer Faserscanner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Erfassungsdrahtelement so angeordnet ist, dass es an einer Stelle wendet, die nahe dem distalen Ende der optischen Faser ist, und auf dem Außenumfang der optischen Faser in der Längsachsenrichtung zurückkehrt.
  5. Optischer Faserscanner nach Anspruch 4, wobei Abschnitte des Erfassungsdrahtelements, die sich auf dem Außenumfang der optischen Faser erstrecken und darauf zurückkehren, in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der optischen Faser angeordnet sind.
  6. Optischer Faserscanner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Erfassungsdrahtelement von einer Dünnschicht gebildet wird.
  7. Optischer Faserscanner nach Anspruch 6, wobei das Erfassungsdrahtelement von zwei Schichten von Dünnschichten gebildet wird, die auf laminierte Weise in der radialen Richtung der optischen Faser ausgebildet sind, wobei eine isolierende Dünnschicht, die aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist, dazwischen eingeschoben ist, und die dazu gebracht werden, Elektrizität durch partielles Durchdringen der isolierenden Dünnschicht an einer Stelle, die nahe dem distalen Ende der optischen Faser ist, gegenseitig zu leiten.
  8. Optischer Faserscanner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, der weiterhin ein rohrförmiges Schwingungsübertragungselement umfasst, das eine Durchgangsöffnung aufweist, durch die die optische Faser verläuft, und auf dessen Außenfläche der Aktuator befestigt ist, wobei der Aktuator von einem piezoelektrischen Element gebildet wird, das eine Biegeschwingung durchführt, wenn eine Schwingspannung daran angelegt wird; und das Schwingungsübertragungselement aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist und zwischen dem Aktuator und einem Ende des Erfassungsdrahtelements elektrisch in Reihe geschaltet ist.
  9. Beleuchtungsvorrichtung, die umfasst: eine Lichtquelle, die Licht produziert; einen optischen Faserscanner nach einem der Ansprüche 1 bis 8; eine Fokussierlinse, die Licht fokussiert, das von dem optischen Faserscanner gescannt wird; und ein Blockiermittel, das Licht blockiert, das von der Lichtquelle in die optische Faser eintritt, wenn das Erfassungsdrahtelement zerschnitten ist.
  10. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9, die weiterhin eine Lichtquellenantriebseinheit umfasst, die die Lichtquelle antreibt, wobei die Lichtquellenantriebseinheit mittels des Erfassungsdrahtelements geerdet ist.
  11. Beobachtungsgerät, das umfasst: eine Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10 und eine Lichterfassungseinheit, die zurückgestrahltes Licht von einem Beobachtungsziel empfängt, wenn die Beleuchtungsvorrichtung Licht auf das Beobachtungsziel abstrahlt.
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