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TECHNISCHES GEBIET
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Die offenbarte Technologie betrifft einen Optikfaser-Scanner, eine Beleuchtungsvorrichtung und eine Beobachtungsvorrichtung.
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{Bisheriger Stand der Technik}
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Der Stand der Technik kennt einen Optikfaser-Scanner, in dem das distale Ende einer Optikfaser von den Schwingungen von piezoelektrischen Elementen in Schwingung versetzt wird, um einen vom distalen Ende der Optikfaser über einem Subjekt ausgestrahlten Lichtstrahl abzutasten (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
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Der in PTL 1 offenbarte Optikfaser-Scanner umfasst ein Stellglied, in dem die vier piezoelektrischen Elemente mit der Optikfaser in einer umgebenden Beziehung hierzu verklebt sind und Leitungen zum Zuführen von Strom jeweils mit den piezoelektrischen Elementen verbunden sind.
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{Liste der Anführungen}
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{Patentliteratur}
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{PTL 1}
Japanisches offengelegtes Patent Nr.
2010-97083 a.k.a.
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{Zusammenfassung der Erfindung}
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{Technische Aufgabe}
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Wie in 7 dargestellt sind beim in PTL 1 offenbaren Optikfaser-Scanner die Leitungen jeweils auf äußeren Flächen der vier piezoelektrischen Elemente installiert. Da die Intervalle zwischen den piezoelektrischen Elementen klein sind, kann es eine schwierige Aufgabe sein, die Leitungen an den piezoelektrischen Elementen zu befestigen. Wenn die leitenden Abschnitte von zwei Leitungen einander berühren, was einen Kurzschluss verursacht, kann das Stellglied nicht ordnungsgemäß funktionieren.
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Die offenbarte Technologie wurde aufgrund der vorhergehenden Probleme entwickelt. Eine Aufgabe der offenbarten Technologie besteht im Bereitstellen eines Optikfaser-Scanners, einer Beleuchtungsvorrichtung und einer Beobachtungsvorrichtung, die ein genaues Anordnen von Leitungen in Bezug auf piezoelektrische Elemente zur besseren Montierbarkeit von Teilen ermöglichen.
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{Technische Lösung}
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Gemäß einem Aspekt der offenbarten Technologie wird ein Optikfaser-Scanner bereitgestellt umfassend:
- eine Optikfaser, durch die Licht geleitet wird;
- ein Schwingungen auf die Optikfaser übertragendes Schwingungsübertragungselement, wobei das Schwingungsübertragungselement ein darin definiertes Durchgangsloch aufweist, durch das sich die Optikfaser erstreckt;
- wenigstens ein auf einer äußeren Umfangsfläche des Schwingungsübertragungselements angeordnetes und einen distalen Endabschnitt der Optikfaser in Schwingung versetzendes piezoelektrisches Element;
- ein an einer proximalen Endseite des Schwingungsübertragungselements angeordnetes und die Optikfaser befestigendes Befestigungselement; und
- ein integral mit sich längs an diesem entlang zum Versorgen des piezoelektrischen Elements mit Spannung erstreckenden Leitungen integral kombiniertes Leitungshalteelement, wobei das Leitungshalteelement wenigstens einen proximalen Endabschnitt des piezoelektrischen Elements abdeckt,
- in dem das rohrförmige Leitungshalteelement einen Kontaktabschnitt zum Befestigen der Leitungen an einer äußeren Umfangsfläche des piezoelektrischen Elements in Kontakt damit aufweist.
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Gemäß dem vorliegenden Aspekt ist zum Befestigen von jedem der Leitungen in Position zu jedem der Mehrzahl von piezoelektrischen Elementen das rohrförmige Leitungshalteelement mit den darin integral vormontierten Leitungen über dem Schwingungsübertragungselement angeordnet, an dem das piezoelektrische Element geklebt ist, so dass jede der Leitungen genau in Bezug auf jedes der piezoelektrischen Elemente angeordnet ist. Die Leitungen können somit einfach in Position zu den piezoelektrischen Elementen befestigt werden. Somit nimmt die Montierbarkeit des Optikfaser-Scanners zu. Es kann ebenfalls das Leitungshalteelement selektiv über dem Befestigungselement angeordnet und in das Mittelloch im Befestigungselement eingeführt werden, zweckmäßigerweise durch eine Konstruktionsänderung je nach Zweck des Leitungshalteelements.
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Im vorhergehenden Aspekt kann das Leitungshalteelement aus einem thermisch schrumpfbaren Material oder einem optisch schrumpfbaren Material bestehen.
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Mit dieser Anordnung können die Leitungen problemlos eng an den piezoelektrischen Elementen gehalten und befestigt werden, einfach wenn das Leitungshalteelement thermisch oder optisch geschrumpft wird, nachdem es in Bezug auf die piezoelektrischen Elemente angeordnet wurde.
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Im vorhergehenden Aspekt kann der Optikfaser-Scanner ein ringförmiges Drückelement aus einem elastischen Material, das den Kontaktabschnitt gegen die äußere Umfangsfläche des piezoelektrischen Elements drückt, umfassen.
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Mit dieser Anordnung kann der Kontaktabschnitt des Leitungshalteelements gegen das piezoelektrische Element mit den darin montierten Leitungen unter elastischen Kräften des Druckelements gedrückt werden, wodurch die Leitungen und die piezoelektrischen Elemente in engeren Kontakt miteinander gebracht werden.
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Im vorhergehenden Aspekt kann wenigstens ein proximaler Endabschnitt des Leitungshalteelements aus einem Material bestehen, das härter ist als ein distaler Endabschnitt des Leitungshalteelements.
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Mit dieser Anordnung kann, wenn der Optikfaser-Scanner montiert wird, der harte Abschnitt des Leitungshalteelements von einem Werkzeug wie einer Pinzette gegriffen werden, so dass das Leitungshalteelement einfach an der äußeren Umfangsfläche des piezoelektrischen Elements befestigt werden kann. Ferner wird verhindert, dass ein elastischer Abschnitt des Leitungshaltelements verformt wird, und es wird verhindert, dass die im Leitungshalteelement enthaltenen Leitungen beschädigt werden.
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Im vorhergehenden Aspekt kann das Befestigungselement integral mit dem Leitungshalteelement kombiniert sein.
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Mit dieser Anordnung ermöglicht das Befestigungselement, das vorab integral mit dem Leitungshalteelement kombiniert ist, ein einfacheres Montieren des Optikfaser-Scanners als bei einem Optikfaser-Scanner, bei dem das Befestigungselement getrennt und unabhängig enthalten ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der offenbarten Technologie wird eine Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt, umfassend eine Lichtquelle, einen Optikfaser-Scanner wie zuvor beschrieben, wobei der Optikfaser-Scanner Licht von der Lichtquelle abtastet, und eine vom Optikfaser-Scanner abgetastetes Licht fokussierende Kondensorlinse.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der offenbarten Technologie wird eine Beobachtungsvorrichtung bereitgestellt, umfassend eine Beleuchtungsvorrichtung wie zuvor beschrieben und einen von einem Subjekt zurückstrahlendes Licht, wenn Licht von der Beleuchtungsvorrichtung auf das Subjekt angewendet wird, erfassenden Lichtdetektor.
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{Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung}
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Die offenbarte Technologie ist insofern vorteilhaft, als dass Leitungen genau in Bezug auf piezoelektrische Elemente zur besseren Montierbarkeit von Teilen angeordnet werden können.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Längsschnittansicht zur Darstellung einer Beobachtungsvorrichtung und einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der offenbarten Technologie.
- 2A zeigt eine Längsschnittansicht zur Darstellung eines Optikfaser-Scanners gemäß der Ausführungsform der offenbarten Technologie, der in der in 1 dargestellten Beobachtungsvorrichtung integriert ist.
- 2B zeigt eine Perspektivansicht eines im in 2A dargestellten Optikfaser-Scanner integrierten Leitungshalteelements.
- 2C zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A durch den in 2A dargestellten Optikfaser-Scanner.
- 3A zeigt eine vergrößerte Teilansicht zur Darstellung einer Modifikation des in 2A dargestellten Optikfaser-Scanners.
- 3B zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A durch den in 3A dargestellten Optikfaser-Scanner.
- 4 zeigt eine vergrößerte Teilansicht zur Darstellung einer ersten Modifikation des in 2B dargestellten Leitungshalteelements.
- 5 zeigt eine vergrößerte Teilansicht zur Darstellung einer zweiten Modifikation des in 2B dargestellten Leitungshalteelements.
- 6 zeigt eine vergrößerte Teilansicht zur Darstellung einer dritten Modifikation des in 2B dargestellten Leitungshalteelements.
- 7 zeigt eine Längsschnittansicht zur Darstellung eines Optikfaser-Scanners gemäß dem Stand der Technik.
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{Beschreibung der Ausführungsform}
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Nachfolgend sind ein Optikfaser-Scanner 11, eine Beleuchtungsvorrichtung 2 und eine Beobachtungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der offenbarten Technologie in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt eine Längsschnittansicht zur Darstellung der Beobachtungsvorrichtung und der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der offenbarten Technologie. 2A zeigt eine Längsschnittansicht zur Darstellung des Optikfaser-Scanners gemäß der Ausführungsform der offenbarten Technologie, der in der in 1 dargestellten Beobachtungsvorrichtung integriert ist. 2B zeigt eine Perspektivansicht eines im in 2A dargestellten Optikfaser-Scanner integrierten Leitungshalteelements. 2C zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A durch den in 2A dargestellten Optikfaser-Scanner.
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Wie in 1 dargestellt umfasst die Beobachtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Beleuchtungslicht auf ein Subjekt anwendende Beleuchtungsvorrichtung 2, einen zurückstrahlendes Licht, das vom Subjekt zurückgestrahlt wird, erfassenden Lichtdetektor 3 und ein die Beleuchtungsvorrichtung 2 steuerndes Steuergerät 7.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Lichtquelle 5, den Licht von der Lichtquelle 5 abtastenden Optikfaser-Scanner 11, eine näher am distalen Ende der Beleuchtungsvorrichtung 2 als der Optikfaser-Scanner 11 angeordnete und vom Optikfaser-Scanner 11 ausgestrahltes Beleuchtungslicht fokussierende Kondensorlinde 6 und einen Rahmen 8 in der Form eines schlanken Rohrs, das den Optikfaser-Scanner 11 und die Kondensorlinse 6 darin aufnimmt.
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Wie in 1 und 2A dargestellt umfasst der Optikfaser-Scanner 11 eine das Licht von der Lichtquelle 5 leitende und Licht von ihrem distalen Ende ausstrahlende Optikfaser 10, ein elastisches Element oder Schwingungsübertragungselement 14 in der Form eines viereckigen Prismas aus einem elektrisch leitenden, elastischen Material, in dem ein Durchgangsloch 17 definiert ist, durch das sich die Optikfaser 10 erstreckt, vier an äußeren Umfangsflächen des elastischen Elements 14 angeordnete piezoelektrische Elemente 12 und ein an der proximalen Endseite des elastischen Elements 14 angeordnetes und die Optikfaser 10 in Position befestigendes Befestigungselement 13.
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Wie in 2B dargestellt umfasst der Optikfaser-Scanner 11 ebenfalls ein rohrförmiges leitungsmontiertes Rohr oder Leitungshalteelement 16, mit dem Leitungen 22 integral kombiniert sind, die sich längs entlang von diesem erstrecken, um die piezoelektrischen Elemente 12 mit Wechselspannungen zu versorgen. Insbesondere sind vier Leitungen 22, jeweils einem der vier auf den äußeren Umfangsflächen des elastischen Elements 14 angeordneten piezoelektrischen Elemente 12 entsprechend, auf einer inneren Umfangsfläche des leitungsmontierten Rohrs 16 angeordnet und diese erstrecken sich längs entlang des leitungsmontierten Rohrs 16. Die Leitungen 22 sind im Winkel in 90°-Intervallen in den Umfangsrichtungen des leitungsmontierten Rohrs 16 beabstandet. Wie in 2B dargestellt sind Leitungen 25 jeweils mit den distalen Enden der Leitungen 22 verbunden, so dass die Leitungen 22 elektrisch mit entsprechenden äußeren Umfangsflächen der entsprechenden piezoelektrischen Elemente 12 durch die Leitungen 25 verbunden sind.
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Die Spannungen werden auf die entsprechenden piezoelektrischen Elemente 12 über die auf den äußeren Umfangsflächen der piezoelektrischen Elemente 12 angeordneten Leitungen 22 angewendet. Insbesondere wenn angenommen wird, dass die Längsachse des Optikfaser-Scanners 11 als eine Z-Achse und die zwei Querachsen des Optikfaser-Scanners 11, die senkrecht zueinander und zur Z-Achse sind, als eine X-Achse und eine Y-Achse bezeichnet werden, wird eine Wechselspannung in einer A-Phase auf die zwei piezoelektrischen Elemente 12, die entlang der X-Achse einander gegenüberliegend sind, angewendet und eine Wechselspannung in einer B-Phase wird auf die zwei piezoelektrischen Elemente 12, die entlang der Y-Achse einander gegenüberliegend sind, angewendet. Wenn die Wechselspannung auf die piezoelektrischen Elemente 12 angewendet werden, wird das elastische Element 14 biegend in Schwingung versetzt. Die Schwingungen des elastischen Elements 14 werden auf die Optikfaser 10 übertragen, verschieben das distale Ende der Optikfaser 10, von dem das Beleuchtungslicht ausgestrahlt wird, und versetzen es in Schwingung in Richtungen, die quer zur Längsachse des Optikfaser-Scanners 11 sind.
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Jedes der piezoelektrischen Elemente 12 besteht aus einem piezoelektrischen Keramikmaterial wie beispielsweise Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) o. Ä. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wie in 2C dargestellt sind die vier piezoelektrischen Elemente 12, jeweils in der Form einer flachen Platte, als mit den vier äußeren Umfangsflächen des elastischen Elements 14, das eine quadratische Querschnittsform aufweist, mit einem Klebstoff 20 verklebt dargestellt. Die piezoelektrischen Elemente 12 sind aber nicht auf vier piezoelektrische Elemente in der Form von flachen Platten beschränkt. Es können beispielsweise auch ein oder zwei piezoelektrische Elemente in U-Form oder L-Form verwendet werden, die biaxial schwingen können.
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Das elastische Element 14 weist die Form eines viereckigen Prismas mit dem Durchgangsloch 17 darin definiert mit der Optikfaser 10 sich durch dieses entlang der Längsachse hiervon erstreckend auf. Das elastische Element 14 besteht aus einem elektrisch leitenden, elastischen Material. Wie in 2A dargestellt ist das elastische Element 14 in einer Zwischenposition entlang der Längsachse hiervon vom distalen Ende der Optikfaser 10 zur proximalen Endseite hiervon angeordnet.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das elastische Element 14 als in der Form eines viereckigen Prismas vorliegend dargestellt. Das elastische Element 14 ist aber nicht auf solch eine Form beschränkt, sondern kann in der Form eines polygonalen Prismas oder einer hohlzylindrischen Form vorliegen, sofern es ermöglicht, die zum biaxialen Schwingen ausgebildeten piezoelektrischen Elemente 12 mit diesem zu verkleben.
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Wie in 2C dargestellt ist das Befestigungselement 13 ein im Wesentlichen ringförmiges, elektrisch leitendes Element mit einem darin definierten Mittelloch, das eine quadratische Querschnittsform aufweist. Das Befestigungselement 13 ist mit dem Klebstoff 20 am elastischen Element 14 näher am proximalen Ende als die piezoelektrischen Elemente 12, im Mittelloch montiert, befestigt. Wie in 2C dargestellt weist das Befestigungselement 13 vier in einer äußeren Umfangsfläche hiervon definierte und in 90°-Intervallen im Umfang beabstandete Leitungskerben 23 auf, wobei sich die Leitungskerben 23 entlang der Längsachse des Optikfaser-Scanners 11 erstrecken.
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Die äußere Umfangsfläche des Befestigungselements 13 ist an einer inneren Wandfläche des Rahmens 8 befestigt. Das elastische Element 14 wird auf eine vorkragende Weise vom Befestigungselement 13 gestützt. Die Optikfaser 10 weist einen auf eine vorkragende Weise mit dem distalen Ende als freies Ende vom elastischen Element 14 gestützten distalen Endabschnitt auf.
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Eine Masseleitung 24 ist mit einer proximalen Endseite des elastischen Elements 14 verbunden.
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Wie in 2A und 2C dargestellt werden, wenn das leitungsmontierte Rohr 16 in abdeckender Beziehung zum Befestigungselement 13 angeordnet ist und sich von einer proximalen Endseite der Optikfaser 10 zu einer distalen Endseite hiervon erstreckt, die auf der inneren Umfangsseite des leitungsmontierten Rohrs 16 angeordneten Leitungen 22 in den im Befestigungselement 13 angeordneten Leitungskerben 23 aufgenommen. Die Leitungen 22 werden somit ohne Kontakt miteinander gehalten.
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Das leitungsmontierte Rohr 16 weist an einem distalen Ende hiervon einen Kontaktbereich oder Kontaktabschnitt 18 auf, in dem die mit den distalen Enden der Leitungen 22 verbundenen Leitungen 25 in Kontakt mit und befestigt an äußeren Umfangsflächen der entsprechenden piezoelektrischen Elemente 12 gehalten werden.
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Das leitungsmontierte Rohr 16 besteht aus einem elastischen Material. Insbesondere kann das leitungsmontierte Rohr 16 ein thermisch schrumpfbares Rohr, das beim Erwärmen schrumpft, oder ein optisch schrumpfbares Rohr, das schrumpft, wenn es mit einem Strahl im nahen Infrarotbereich o. Ä. bestrahlt wird, sein. Das thermisch schrumpfbare Rohr kann beispielsweise aus einem Polyolefinkunststoff, einem Fluorkunststoff oder einem Silikonkunststoff bestehen. Das optisch schrumpfbare Rohr kann beispielsweise ebenfalls aus Isopropylacrylamid o. Ä. bestehen.
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Das leitungsmontierte Rohr 16 kann aus einem transparenten Material bestehen, so dass die Leitungen 22 und die piezoelektrischen Elemente 12 optisch auf ihre entsprechende Beziehung überprüft werden können, wenn die Leitungen 22 auf den entsprechenden piezoelektrischen Elemente 12 anzuordnen sind. Alternativ können Markierungen zum Unterstützen beim Anordnen der Leitungen 22 und der piezoelektrischen Elemente 12 zueinander auf der äußeren Umfangsfläche des leitungsmontierten Rohrs 16 angebracht werden.
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Die Leitungen 22 und die Masseleitung 24 bestehen aus einem elektrisch leitenden Leitungsmaterial wie beispielsweise Kupfer, Aluminium o. Ä.
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Jede der Leitungen 22 und der Masseleitung 24 weist mit dem Steuergerät 7 verbundene proximale Enden auf und die Lichtquelle 5 ist mit dem proximalen Ende der Optikfaser 10 verbunden.
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Die Leitungen 22 sind jeweils mit einem dünnen Isolierfilm beschichtet, der diese vor der Umgebung elektrisch isoliert, mit Ausnahme der Leitungen 25, die mit den piezoelektrischen Elementen 12 elektrisch verbunden sind. Da die Leitungen 22 mit Ausnahme der Leitungen 25 mit dem Isoliermaterial beschichtet sind, sind die Leitungen 22 weniger empfindlich für äußere elektrische Felder.
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Wenn das Befestigungselement 13 aus einem Isoliermaterial besteht, sind die Leitungen 22 gegebenenfalls nicht mit einem dünnen Isolierfilm beschichtet.
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Nachfolgend ist der Betrieb des Optikfaser-Scanners 11, der Beleuchtungsvorrichtung 2 und der Beobachtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die wie zuvor beschrieben aufgebaut sind, beschrieben.
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Zum Beobachten eines Subjekts mit der Beobachtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Steuergerät 7 so betrieben, dass Beleuchtungslicht von der Lichtquelle 5 zur Optikfaser 10 geliefert wird und Wechselspannungen mit einer vorgegebenen Antriebsfrequenz durch die Leitungen 22 auf die piezoelektrischen Elemente 12 angewendet werden.
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Wenn die A-Phase-Wechselspannung auf die zwei piezoelektrischen Elemente 12 angewendet wird, die einander gegenüber entlang der X-Achse angeordnet sind, wird eines der zwei piezoelektrischen Elemente 12 längs gedehnt und das andere piezoelektrische Element 12 wird längs zusammengezogen. Das distale Ende der Optikfaser 10 wird somit entlang der X-Achse in Schwingung versetzt, um das vom distalen Ende der Optikfaser 10 entlang der X-Achse am Subjekt ausgestrahlte Beleuchtungslicht abzutasten.
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Ebenso wird, wenn die B-Phase-Wechselspannung auf die zwei piezoelektrischen Elemente 12 angewendet wird, die einander gegenüber entlang der Y-Achse angeordnet sind, eines der zwei piezoelektrischen Elemente 12 längs gedehnt und das andere piezoelektrische Element 12 wird längs zusammengezogen. Das distale Ende der Optikfaser 10 wird somit entlang der Y-Achse in Schwingung versetzt, um das vom distalen Ende der Optikfaser 10 entlang der Y-Achse am Subjekt ausgestrahlte Beleuchtungslicht abzutasten.
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Vom Subjekt zurückgestrahltes Licht wird von einer nicht dargestellten empfangenden Optikfaser empfangen und dessen Stärke wird vom Lichtdetektor 3 erfasst. Das Steuergerät 7 steuert den Lichtdetektor 3 zum Erfassen des zurückgestrahlten Lichts synchron mit einem Abtastzeitraum des Beleuchtungslichts und erzeugt ein Bild des Subjekts durch Verknüpfen einer erfassten Stärke des zurückgestrahlten Lichts mit einer Abtastposition des Beleuchtungslichts. Das erzeugte Bild wird an eine nicht dargestellte Anzeige ausgegeben, die das Bild darauf anzeigt.
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Nachfolgend ist ein Prozess zum Herstellen des Optikfaser-Scanners 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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Zunächst wird ein vorgegebener Bereich des distalen Endes der Optikfaser 10 längs in das Durchgangsloch 17 im elastischen Element 14 eingeführt. Anschließend werden die vier piezoelektrischen Elemente 12 in der Form von flachen Platten jeweils mit den vier Flächen des elastischen Elements 14 in der Form eines viereckigen Prismas mit dem Klebstoff 20 verklebt. Anschließend wird das elastische Element 14, das näher am proximalen Ende als die piezoelektrischen Elemente 12 angeordnet ist, in das Mittelloch im Befestigungselement 13 montiert und daran mit dem Klebstoff 20 befestigt. Der proximale Endabschnitt des elastischen Elements 14 ist mit der Masseleitung 24 verbunden.
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Anschließend wird das leitungsmontierte Rohr 16 aus einem thermisch schrumpfbaren Material, das Elastizität aufweist, in abdeckender Beziehung zum Befestigungselement 13 angeordnet, so dass es sich von der proximalen Endseite der Optikfaser zur distalen Endseite hiervon erstreckt. Zu diesem Zeitpunkt wird das leitungsmontierte Rohr 16 gedehnt und über der äußeren Umfangsfläche des Befestigungselements 13 angeordnet, wobei es wenigstens die äußeren Umfangsflächen der proximalen Enden der piezoelektrischen Elemente 12 abdeckt.
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Das leitungsmontierte Rohr 16 wird im Umfang gedreht und so angeordnet, dass die Leitungen 25 der vier Leitungen 22, die auf der inneren Umfangsfläche des leitungsmontierten Rohrs 16 angeordnet und im Winkel in 90°-Intervallen in den Umfangsrichtungen beabstandet sind, jeweils auf den äußeren Umfangsflächen der vier piezoelektrischen Elemente 12 angeordnet sind. Zu diesem Zeitpunkt ist wie in 2C dargestellt, da die vier Leitungskerben 23, die sich entlang der Längsachse des Optikfaser-Scanners 11 erstrecken, auf der äußeren Umfangsfläche des Befestigungselements 13 definiert und 90°-Intervallen im Umfang beabstandet sind, wenn die vier Leitungen 22 jeweils so angeordnet sind, dass sie in den Leitungskerben 23 aufgenommen sind, jede der Leitungen 22 oberhalb jede der äußeren Umfangsflächen der piezoelektrischen Elemente 12 angeordnet. Es wird verhindert, dass die Leitungen 22, die in den Leitungskerben 23 aufgenommen sind, einander berühren.
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Anschließend wird eine Vorderfläche des leitungsmontierten Rohrs 16 gleichmäßig auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt, um ein radiales thermisches Schrumpfen des leitungsmontierten Rohrs 16 zu bewirken. Das leitungsmontierte Rohr 16, das somit thermisch geschrumpft ist, verbindet die Leitungen 22 mit den piezoelektrischen Elementen 12. Zu diesem Zeitpunkt kann die innere Umfangsfläche des leitungsmontierten Rohrs 16 mit einer dünnen Schicht des Klebstoffs 20 beschichtet werden und der Klebstoff 20 kann mit Wärme zum unmittelbaren Kleben und Befestigen der Leitungen 22 an den piezoelektrischen Elementen 12 geschmolzen werden. Das elastische Element 14 und das Befestigungselement 13 können aus einem wärmebeständigen Material bestehen, um thermische Schäden an den piezoelektrischen Elementen 12 zu verringern.
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Das leitungsmontierte Rohr 16 kann statt ein thermisch schrumpfbares Rohr ein optisch schrumpfbares Rohr sein, das schrumpft, wenn es mit Licht bestrahlt wird.
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Wie zuvor beschrieben wird zum Befestigen der Leitungen 22 in Position zu den entsprechenden piezoelektrischen Elementen 12 das rohrförmige leitungsmontierte Rohr 16 mit den darin integral vormontierten Leitungen 22 zum genauen Anordnen von jeder der Leitungen 22 in Bezug auf jedes der piezoelektrischen Elemente 12 verwendet. Die Leitungen 22 können somit einfach in Position befestigt werden. Somit nimmt die Montierbarkeit des Optikfaser-Scanners 11 zu.
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Da ein thermisch schrumpfbares Rohr oder ein optisch schrumpfbares Rohr als leitungsmontiertes Rohr 16 verwendet wird, können die Leitungen 22 einfach eng aneinandergehalten und an den piezoelektrischen Elementen 12 befestigt werden, wenn das leitungsmontierte Rohr 16 thermisch oder optisch geschrumpft wird.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das leitungsmontierte Rohr 16 gedehnt und über der äußeren Umfangsfläche des Befestigungselements 13 angeordnet, wodurch es wenigstens die äußeren Umfangsflächen der proximalen Enden der piezoelektrischen Elemente 12 abdeckt, um die Leitungen 22 an den piezoelektrischen Elementen 12 in engem Kontakt damit zu befestigen. Allerdings kann wie in 3A und 3B dargestellt das leitungsmontierte Rohr 16 vorab über den äußeren Umfangsflächen der piezoelektrischen Elemente 12 angeordnet werden, um die Leitungen 22 und die piezoelektrischen Elemente 12 anzuordnen, nachdem das leitungsmontierte Rohr 16 gegebenenfalls geschrumpft wird, um die Leitungen 22 und die piezoelektrischen Elemente 12 miteinander zu befestigen. Anschließend kann das leitungsmontierte Rohr 16 im Mittelloch im Befestigungselement 13 montiert und damit mit dem Klebstoff 20 verbunden werden. Die Modifikation kann geeigneterweise durch eine Konstruktionsänderung entsprechend einem Zweck des leitungsmontierten Rohrs 16 ausgeführt werden.
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Wie in 4 dargestellt kann das leitungsmontierte Rohr 16 ein hartes Element 19 in einem proximalen Endabschnitt hiervon aufweisen, das aus einem harten Metall oder Kunststoffmaterial besteht, das härter ist als ein anderer Abschnitt des leitungsmontierten Rohrs 16.
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Mit dieser Anordnung kann, wenn der Optikfaser-Scanner 11 montiert ist, das harte Element 19 des leitungsmontierten Rohrs 16 von einem Werkzeug wie einer Pinzette gegriffen werden, so dass verhindert wird, dass der andere elastische Abschnitt des leitungsmontierten Rohrs 16 verformt oder beschädigt wird, um zu verhindern, dass die Leitungen 22 auf dem leitungsmontierten Rohr 16 beschädigt oder zerbrochen werden. Ferner kann das leitungsmontierte Rohr 16 einfach an den äußeren Umfangsflächen der piezoelektrischen Elemente 12 befestigt werden.
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Zusätzlich kann wie in 5 dargestellt das leitungsmontierte Rohr 16 ferner einen ringförmigen Drücker oder ein ringförmiges Druckelement 26 aus einem elastischen Material wie Gummi o. Ä. zum Drücken des Kontaktbereichs 18, in dem die Leitungen 25 angeordnet sind, gegen die äußeren Umfangsflächen der piezoelektrischen Elemente 12 umfassen.
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Mit dieser Anordnung kann der Kontaktbereich 18 des leitungsmontierten Rohrs 16 gegen die piezoelektrischen Elemente 12 unter elastischen Kräften des Drückers 26 gedrückt werden, wodurch die Leitungen 22 und die piezoelektrischen Elemente 12 in engen Kontakt miteinander gebracht werden.
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Die piezoelektrischen Elemente 12 und die Leitungen 22 können sicherer aneinander befestigt werden, weil die Leitungen 22 durch das Schrumpfen des leitungsmontierten Rohrs 16 und zusätzlich durch die elastischen Kräfte des Drückers eng gegen die piezoelektrischen Elemente 12 gehalten und an diesen befestigt werden.
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Ferner kann wie in 6 dargestellt ein Befestigungselement 13' vorab über der äußeren Umfangsfläche des leitungsmontierten Rohrs 16 montiert werden, so dass dies eine integral kombinierte Struktur darstellen können.
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Mit dieser Anordnung kann der Optikfaser-Scanner 11 einfacher montiert werden als der Optikfaser-Scanner, bei dem das Befestigungselement 13 getrennt und unabhängig enthalten ist.
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Zuvor wurden verschiedene Ausführungsformen der offenbarten Technologie beschrieben; diese wurden aber nur beispielhaft und nicht einschränkend dargestellt. Ebenso können die verschiedenen Diagramme eine Beispielschematik oder eine andere Konfiguration für die offenbarte Technologie darstellen, um das Verständnis der Merkmale und Funktionalität zu unterstützen, welche die offenbarte Technologie umfassen kann. Die offenbarte Technologie ist nicht auf die dargestellte Beispielschematik oder Konfigurationen beschränkt; die gewünschten Merkmale können auch durch eine Vielfalt von alternativen Darstellungen und Konfigurationen ausgeführt werden. Einem Fachmann ist klar, wie alternative funktionale, logische oder physische Anordnungen und Konfigurationen ausgeführt werden können, um die gewünschten Merkmale der hier offenbarten Technologie auszuführen.
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Obgleich die offenbarte Technologie zuvor in der Form von verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen und Ausführungen beschrieben ist, sind die verschiedenen Merkmale, die Aspekte und die Funktionalität wie in einem oder mehreren der einzelnen Ausführungsformen beschrieben in ihrer Anwendbarkeit nicht auf die bestimmte Ausführungsform beschränkt, mit der diese beschrieben sind, sondern sie können alleine oder in verschiedenen Kombinationen auf eine oder mehrere der Ausführungsformen der offenbarten Technologie angewendet werden, ungeachtet dessen, ob solche Ausführungsformen beschrieben sind oder nicht oder solche Merkmale als ein Teil einer beschriebenen Ausführungsform dargestellt sind oder nicht. Somit sind Breite und Umfang der hier offenbarten Technologie nicht auf eine der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt.
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Begriffe und Redewendungen, die im vorliegenden Dokument verwendet sind, und Variationen hiervon sind als offen zu verstehen, wenn nichts Abweichendes angegeben ist. Als Beispiele für den vorhergehenden Sachverhalt ist der Begriff „umfassend“ als „umfassend, ohne Einschränkung“ o. Ä. bedeutend zu verstehen; der Begriff „Beispiel“ wird zum Nennen von beispielhaften Exemplaren des betreffenden Gegenstands verwendet, nicht als eine vollständige oder beschränkende Liste hiervon; die Begriffe „ein“, „eine“ sind als „wenigstens ein/eine“ „ein/eine oder mehr“ o. Ä. zu verstehen; und Adjektive wie „herkömmlich“, „üblich“, „normal“, „standardmäßig“, „nach dem Stand der Technik“ und Begriffe mit ähnlicher Bedeutung dürfen nicht als den beschriebenen Gegenstand auf einen bestimmten Zeitraum oder auf einen zu einer bestimmten Zeit verfügbaren Gegenstand beschränkend verstanden werden, sondern sind als herkömmliche, übliche, normale oder standardmäßige Technologien umfassend zu verstehen, die jetzt oder zu einem beliebigen Zeitpunkt in der Zukunft verfügbar oder bekannt sein können. Ebenso gilt, dass, wenn sich das vorliegende Dokument auf Technologien bezieht, die einem Fachmann offensichtlich oder bekannt sind, solche Technologien solche umfassen, die einem Fachmann jetzt oder zu einem beliebigen Zeitpunkt in der Zukunft offensichtlich oder bekannt sind.
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Das Vorhandensein von verbreiternden Wörtern und Redewendungen wie „ein/eine oder mehr“, „wenigstens“, „aber nicht beschränkt auf“ oder anderen ähnlichen Redewendungen in einigen Fällen ist nicht so zu verstehen, dass dies bedeutet, dass der engere Fall in Fällen beabsichtigt oder erforderlich ist, in denen solche verbreiternden Redewendungen gegebenenfalls fehlen. Ferner sind die verschiedenen hier dargestellten Ausführungsformen in der Form von beispielhaften Schemata, Blockdiagrammen und anderen Abbildungen dargestellt. Einem Fachmann wird beim Lesen des vorliegenden Dokuments klar, dass die dargestellten Ausführungsformen und ihre verschiedenen Alternativen ohne Beschränkung auf die dargestellten Beispiele ausgeführt werden können. Beispielsweise sind Blockdiagramme und ihre dazugehörige Beschreibung nicht so zu verstehen, dass sie eine bestimmte Konfiguration erfordern.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beobachtungsvorrichtung
- 2
- Beleuchtungsvorrichtung
- 5
- Lichtquelle
- 10
- Optikfaser
- 11
- Optikfaser-Scanner
- 12
- Piezoelektrisches Element
- 13, 13'
- Befestigungselement
- 14
- Elastisches Element oder Schwingungsübertragungselement
- 16
- Leitungsmontiertes Rohr oder Leitungshalteelement
- 22
- Leitungen
- 26
- Drücker oder Druckelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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