JP2015198697A - 光ファイバスキャナ、照明装置および観察装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光を導光して先端から射出可能な細長い光ファイバと、該光ファイバの外周面に設けられ、交番電圧の印加によって前記光ファイバの長手方向に伸縮振動することにより前記光ファイバの先端部分に前記長手方向に交差する方向の屈曲振動を発生させる駆動用圧電素子と、前記光ファイバの前記先端部分の外周面に設けられた検出用圧電素子と、前記駆動用圧電素子に前記交番電圧を印加するとともに、前記検出用圧電素子が発生する電圧に基づいて前記交番電圧を制御する制御部とを備える光ファイバスキャナを提供する。
この場合に、光ファイバの先端部分の屈曲振動に伴って検出用圧電素子に変形が生じ、該検出用圧電素子が、光ファイバの先端部分の屈曲振動に対応して振動する電圧を発生する。
このようにすることで、検出用圧電素子が発生する電圧の振動は、光ファイバの先端部分の屈曲振動により一致したものとなり、光ファイバの振動状態をより高い感度で検出することができる。
このようにすることで、一対の検出用圧電素子が発生する電圧間の差動電圧に基づいて、光ファイバの振動状態をさらに高い感度で検出することができる。
このようにすることで、圧電素子の伸縮振動を振動伝達部によって光ファイバに効率良く伝達することができる。
このようにすることで、導電部が、駆動用圧電素子および検出用圧電素子の共通のGND電極として機能するので、GNDリード線を1本に減らすことができる。
このようにすることで、光ファイバの先端部分の屈曲振動に伴って検出用圧電素子が発生する電圧が大きくなるので、光ファイバの先端部分の振動状態をさらに高い感度で検出することができる。
また、本発明は、上記に記載の照明装置と、該照明装置によって照明光が被写体に照射されることにより前記被写体から戻る戻り光を検出する光検出部とを備える観察装置を提供する。
本発明の第1の実施形態に係る光ファイバスキャナ1、照明装置20および観察装置100について、図1から図6を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る観察装置100は、内視鏡のようなプローブ型の観察装置であり、図1に示されるように、被写体Xの表面に照明光Lを照射する照明装置20と、被写体Xからの照明光Lの戻り光L’を検出するための検出用光ファイバ31および光検出器(光検出部)32とを備えている。
光源23は、外筒22の基端側に配置され、光ファイバ2の基端が接続されている。
光検出器32は、外筒22の基端側に配置されており、検用出光ファイバの基端に接続されている。
なお、検出用圧電素子5A,5Bは、エアロゾルデポジション法(AD法)等を用いて光走査部2bの外周面に形成された、圧電セラミック材料の膜から構成されていてもよい。
本実施形態に係る観察装置100を用いて被写体Xを観察するには、照明レンズ21を被写体Xに対向配置した状態で光源23から光ファイバ2に照明光Lを供給し、光ファイバ2の先端2aを振動させることによって被写体X上で照明光Lを走査する。
例えば、図3(a),(b)に示されるように、弾性部材3が円筒状であってもよい。あるいは、図4(a),(b)に示されるように、弾性部材3を省略し、光ファイバ2の外周面に直接、駆動用圧電素子4A,4B,4C,4Dを接触してもよい。
次に、本発明の第2の実施形態に係る光ファイバスキャナ101、照明装置および観察装置について、図7から図9を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る照明装置および観察装置は、図1の照明装置20および観察装置100において光ファイバスキャナ1を光ファイバスキャナ101に変更したものである。
本実施形態に係る光ファイバスキャナ101、照明装置および観察装置の作用は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
次に、本発明の第3の実施形態に係る光ファイバスキャナ102、照明装置および観察装置について、図10から図12を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る照明装置および観察装置は、図1の照明装置20および観察装置100において光ファイバスキャナ1を光ファイバスキャナ102に変更したものである。
本実施形態に係る光ファイバスキャナ102、照明装置および観察装置のその他の作用および効果は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
次に、本発明の第4の実施形態に係る光ファイバスキャナ103、照明装置および観察装置について、図13から図15を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る照明装置および観察装置は、図1の照明装置20および観察装置100において光ファイバスキャナ1を光ファイバスキャナ102に変更したものである。
本実施形態に係る光ファイバスキャナ103、照明装置および観察装置のその他の作用および効果は、第1から第3の実施形態と同様であるので説明を省略する。
2 光ファイバ
2a 先端
2b 光走査部(先端部分)
3 弾性部材(振動伝達部)
4A,4B,4C,4D 駆動用圧電素子
5A,5B 検出用圧電素子
6 制御部
7 固定部材
8A,8B 駆動用リード線
9 GNDリード線
10 検出用リード線
11 導電部
12 接着剤
20 照明装置
21 照明レンズ
22 外筒
23 光源
31 検出用光ファイバ
32 光検出器
100 観察装置
L 照明光
L’ 戻り光
X 被写体
Claims (8)
- 光を導光して先端から射出可能な細長い光ファイバと、
該光ファイバの外周面に設けられ、交番電圧の印加によって前記光ファイバの長手方向に伸縮振動することにより前記光ファイバの先端部分に前記長手方向に交差する方向の屈曲振動を発生させる駆動用圧電素子と、
前記光ファイバの前記先端部分の外周面に設けられた検出用圧電素子と、
前記駆動用圧電素子に前記交番電圧を印加するとともに、前記検出用圧電素子が発生する電圧に基づいて前記交番電圧を制御する制御部とを備える光ファイバスキャナ。 - 前記検出用圧電素子は、前記光ファイバの外周面の、前記先端部分が屈曲振動する方向に対向する2つの位置のうち少なくとも一方に設けられている請求項1に記載の光ファイバスキャナ。
- 一対の前記検出用圧電素子が、前記2つの位置の両方に設けられている請求項2に記載の光ファイバスキャナ。
- 前記光ファイバの外周面と前記駆動用圧電素子との間に設けられた筒状の弾性体からなる振動伝達部を備える請求項1から請求項3のいずれかに記載の光ファイバスキャナ。
- 前記光ファイバの前記先端部分の外周面と前記駆動用圧電素子および検出用圧電素子との間に設けられ、前記駆動用圧電素子および検出用圧電素子と電気的に接続される筒状の導電部を備える請求項1から請求項4のいずれかに記載の光ファイバスキャナ。
- 前記検出用圧電素子が、前記先端部分の略全長にわたって設けられている請求項1から請求項5のいずれかに記載の光ファイバスキャナ。
- 請求項1から請求項6のいずれかに記載の光ファイバスキャナと、
該光ファイバスキャナの基端側に配置され、前記光ファイバに照明光を供給する光源と、
前記光ファイバスキャナの先端側に配置され、前記光ファイバの先端から射出される照明光を被写体に集光する照明レンズと、
前記光ファイバスキャナおよび前記照明レンズを収容する細長い外筒とを備える照明装置。 - 請求項7に記載の照明装置と、
該照明装置によって照明光が被写体に照射されることにより前記被写体から戻る戻り光を検出する光検出部とを備える観察装置。
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