JP6129050B2 - 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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Description
本発明は、光ファイバスキャナ、照明装置および観察装置に関するものである。
従来、光ファイバを走査する光ファイバスキャナが知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の光ファイバスキャナは、筒状チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）アクチュエータと、ＰＺＴアクチュエータにより１方向または互いに交差する２方向に走査される光ファイバと、光ファイバを片持梁で支持する連結部材とを備えており、ＰＺＴアクチュエータを駆動して屈曲振動させることにより、連結部材を介して光ファイバに屈曲振動を伝播させるようになっている。また、特許文献１に記載の光ファイバスキャナは、ＰＺＴアクチュエータによりＸ軸方向およびＹ軸方向に発生する２方向の屈曲振動を振幅と位相を考慮しながら合成することにより、光ファイバをスパイラル走査させることができるようになっている。
しかしながら、特許文献１に記載の光ファイバスキャナは、ＰＺＴアクチュエータの先端側でのみ光ファイバを支持し基端側では光ファイバを支持する構成ではないため、ＰＺＴアクチュエータの内部で生成されるスパイラル走査の基となる２方向の屈曲振動がＰＺＴアクチュエータから基端側に逃げてしまう。その結果、ＰＺＴアクチュエータから基端側に逃げた振動が何らかの影響を受けて形状が変化してＰＺＴアクチュエータの内部に戻ってくることがあり、その場合は、ＰＺＴアクチュエータの内部の振動形状が不安定になり、それに伴ってスパイラル走査も不安定になる可能性が高いという問題がある。
また、特許文献１に記載の光ファイバスキャナは、これらのＰＺＴアクチュエータおよび光ファイバ等を収容する皮下金属チューブに対してＰＺＴアクチュエータの基端部がベースを介して固定されているため、ベースによりＰＺＴアクチュエータ自体の振動が阻害されてしまい、光ファイバに対してＰＺＴアクチュエータの振動が伝播され難くなるという問題がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、光ファイバを安定して屈曲振動させることができる光ファイバスキャナ、照明装置および観察装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、光を導光して先端から出射する光ファイバと、該光ファイバの側面に固定され、該光ファイバの径方向に分極を有し、該分極方向に交番電圧が印加されることにより前記光ファイバを振動させる複数の圧電素子と、前記光ファイバにおける前記圧電素子に対して基端側に間隔をあけた位置に発生する前記径方向の振動を抑制する振動抑制部とを備える光ファイバスキャナを提供する。
本発明は、光を導光して先端から出射する光ファイバと、該光ファイバの側面に固定され、該光ファイバの径方向に分極を有し、該分極方向に交番電圧が印加されることにより前記光ファイバを振動させる複数の圧電素子と、前記光ファイバにおける前記圧電素子に対して基端側に間隔をあけた位置に発生する前記径方向の振動を抑制する振動抑制部とを備える光ファイバスキャナを提供する。
本発明によれば、圧電素子に対してその分極方向に交番電圧を印加すると、圧電素子が分極方向に直交する方向、すなわち、光ファイバの長手方向に伸縮することによって振動が発生し、その振動が光ファイバに伝達されることにより光ファイバが振動する。これにより、光ファイバの先端から出射される光をその振動に応じて走査することができる。
この場合において、振動抑制部により、光ファイバにおける圧電素子よりも基端側の位置に発生する径方向の振動を抑制することで、圧電素子において発生する屈曲振動が光ファイバの基端側に逃げてしまうのを抑制することができる。仮に圧電素子から光ファイバの基端側に振動が逃げても、その振動が何らかの影響を受けて形状が変化して戻ってくるのを抑制することができる。これにより、圧電素子の振動形状および光ファイバの振動が不安定になるのを防止することができる。
また、圧電素子と振動抑制部による光ファイバの振動の抑制位置との間に隙間を形成することで、圧電素子を光ファイバの長手方向に伸縮させ易くすることができる。これにより、振動抑制部により圧電素子自体の振動が阻害されて光ファイバに振動が伝播され難くなるのを防ぐことができる。
この結果、光ファイバを安定して屈曲振動させることができる。
この結果、光ファイバを安定して屈曲振動させることができる。
上記発明においては、前記圧電素子の少なくとも前記光ファイバの長手方向の両端部近傍を該光ファイバに接着して該圧電素子の振動を前記光ファイバに伝達する振動伝達部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、振動伝達部により、圧電素子の少なくとも両端部近傍から振動が光ファイバに伝播される。これにより、光ファイバの振動が光ファイバに効率的に伝播して、光ファイバを１方向に大きく屈曲振動させることができる。
このように構成することで、振動伝達部により、圧電素子の少なくとも両端部近傍から振動が光ファイバに伝播される。これにより、光ファイバの振動が光ファイバに効率的に伝播して、光ファイバを１方向に大きく屈曲振動させることができる。
上記発明においては、前記振動伝達部が前記圧電素子の全長にわたり配されていることとしてもよい。
このように構成することで、圧電素子から光ファイバに伝達される振動の伝達効率を向上することができる。
このように構成することで、圧電素子から光ファイバに伝達される振動の伝達効率を向上することができる。
上記発明においては、前記振動抑制部に一体化して形成され、前記圧電素子と前記振動伝達部との間に配されるニッケルまたは銅からなる中間部材を備えることとしてもよい。
このように構成することで、中間部材により光ファイバスキャナ全体の剛性を向上し、振動による光ファイバスキャナのねじれやふらつき、ファイバ折れ等を抑制することができる。
このように構成することで、中間部材により光ファイバスキャナ全体の剛性を向上し、振動による光ファイバスキャナのねじれやふらつき、ファイバ折れ等を抑制することができる。
上記発明においては、前記振動抑制部の振動を吸収する樹脂材料により形成された振動吸収部材を備えることとしてもよい。
このように構成することで、振動吸収部材により、振動抑制部から外部に振動が洩れ出るのを抑制することができる。これにより、振動抑制部により光ファイバの圧電素子よりも基端側において発生する径方向の振動を安定して抑制し、光ファイバから出射する光の出射方向を安定させることができる。
このように構成することで、振動吸収部材により、振動抑制部から外部に振動が洩れ出るのを抑制することができる。これにより、振動抑制部により光ファイバの圧電素子よりも基端側において発生する径方向の振動を安定して抑制し、光ファイバから出射する光の出射方向を安定させることができる。
本発明は、上記いずれかの光ファイバスキャナと、前記光ファイバにより導光する前記光を発生する光源と、前記光ファイバから出射される光を集光する集光レンズとを備える照明装置を提供する。
本発明によれば、光ファイバを安定して屈曲振動させる光ファイバスキャナにより、光源から発せられた光を精度よく走査させて、集光レンズにより被写体の所望の位置に照射することができる。
本発明によれば、光ファイバを安定して屈曲振動させる光ファイバスキャナにより、光源から発せられた光を精度よく走査させて、集光レンズにより被写体の所望の位置に照射することができる。
本発明は、上記の照明装置と、該照明装置によって被写体に光が照射されることにより、該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。
本発明によれば、照明装置により光が安定して走査された被写体上の所望の範囲から戻る戻り光が光検出部により検出される。したがって、被写体の所望の観察範囲の画像情報を取得することができる。
本発明によれば、照明装置により光が安定して走査された被写体上の所望の範囲から戻る戻り光が光検出部により検出される。したがって、被写体の所望の観察範囲の画像情報を取得することができる。
本発明によれば、光ファイバを安定して屈曲振動させることができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る光ファイバスキャナ、照明装置および観察装置について図面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、図１に示すように、被写体に照明光を照射する照明装置１と、照明光が照射されることにより被写体から戻る戻り光を検出する光検出器（光検出部）３と、これらの照明装置１および光検出器３の制御等を行う制御装置５とを備えている。
本実施形態に係る観察装置１００は、図１に示すように、被写体に照明光を照射する照明装置１と、照明光が照射されることにより被写体から戻る戻り光を検出する光検出器（光検出部）３と、これらの照明装置１および光検出器３の制御等を行う制御装置５とを備えている。
照明装置１は、照明光を発生する光源１１と、光源１１から発せられた照明光を導光して先端から出射する照明用光ファイバ２１を有する光ファイバスキャナ２０と、照明用光ファイバ２１から出射された照明光を集光する集光レンズ１３と、これらの光ファイバスキャナ２０および集光レンズ１３を収納する細長い筒状の外筒１５と、外筒１５の外周面を被覆する被覆部材１７と、外筒１５と被覆部材１７との間に配され、被写体からの戻り光を光検出器３に導光する複数の検出用光ファイバ１９とを備えている。
光源１１および光検出器３は、外筒１５の外部でその長手方向の一端側に配置されている。外筒１５の長手方向の光源１１や光検出器３側の端部を基端部、反対側の端部を先端部とする。
光ファイバスキャナ２０は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、照明用光ファイバ２１と、照明用光ファイバ２１の側面に固定された４枚の圧電素子２３と、照明用光ファイバ２１を外筒１５に固定する固定部（振動抑制部）２５とを備えている。
照明用光ファイバ２１は、ガラス材からなる細長い円筒形状を有しており、外筒１５の長手方向に沿って配されている。また、照明用光ファイバ２１は、一端が外筒１５の基端部の外部で光源１１に接続され、他端が外筒１５の内部の先端部近傍に配されている。この照明用光ファイバ２１は、光源１１から一端に入射された光を導光して他端から出射するようになっている。
圧電素子２３は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電セラミックス材料からなり、細長い板状に形成されている。また、圧電素子２３は、表面に＋の電極処理が施され、裏面に−の電極処理が施されており、＋極から−極に向かう方向、すなわち、板厚方向に分極が施されている。
これら４枚の圧電素子２３は、照明用光ファイバ２１の長手方向の同位置において周方向に略９０度ずつ位置をずらして配され、照明用光ファイバ２１の径方向にそれぞれ分極方向を一致させて固定されている。また、図２（ｂ）において分極の向きを矢印で示すように、照明用光ファイバ２１の径方向に対向する一対の圧電素子２３（以下、単に「一対の圧電素子２３」という。）どうしが、それぞれ分極の向きを同一方向に向けて配されている。
また、圧電素子２３は、導電性のエポキシ系接着剤（以下、単に「接着剤」という。振動伝達部。）２７により、長手方向の両端部近傍が照明用光ファイバ２１の側面に接着されている。接着剤２７は、圧電素子２３の振動を照明用光ファイバ２１に伝達するようになっている。
この接着剤２７は、４枚の圧電素子２３の裏面側電極と電気的に接合していることから、圧電素子２３を駆動する際の共通ＧＮＤとして機能することができるようになっている。これにより、駆動用のリード線（ＧＮＤ）１４Ｇが、圧電素子２３における照明用光ファイバ２１の先端側の端部に塗布された接着剤２７を介して圧電素子２３に接合されている。
４枚の圧電素子２３のうち、一方の一対の圧電素子２３の電極面にはそれぞれＡ相を構成する駆動用のリード線１４Ａが導電性接着剤により接合され、他方の一対の圧電素子２３の電極面にはそれぞれＢ相を構成する駆動用のリード線１４Ｂが導電性接着剤により接合されている。
これらの圧電素子２３は、リード線１４Ａまたはリード線１４Ｂにより、分極方向に交番電圧が印加されると、分極方向に対して直交する方向に伸縮する振動（横効果）を発生するようになっている。また、一対の圧電素子２３の一方が縮むと同時に他方が伸びるように伸縮するようになっている。これにより、一対の圧電素子２３は、接着剤２７を介してその振動を照明用光ファイバ２１に伝達し、照明用光ファイバ２１の先端を長手方向に交差する方向に振動させることができるようになっている。
固定部２５は、ステンレス等の金属材料からなり、円環状に形成されている。固定部２５には、リード線１４Ｇを通す貫通孔２５ａが形成されている。この固定部２５は、圧電素子２３と同様に、導電性のエポキシ系接着剤２７により、外周面が外筒１５の内壁に接着され、内周面が照明用光ファイバ２１の側面に接着されている。
また、固定部２５は、照明用光ファイバ２１における圧電素子２３に対して基端側に間隔をあけた位置に固定されており、照明用光ファイバ２１のこの位置において発生する径方向の振動を抑制することができるようになっている。圧電素子２３と固定部２５との隙間は、少なくとも圧電素子２３における分極方向に交差する方向の伸縮が妨げられない程度に離すことが望ましい。
集光レンズ１３は、外筒１５の長手方向の先端に設けられており、照明用光ファイバ２１からの照明光を集光して外筒１５の先端から出射するようになっている。
検出用光ファイバ１９は、ガラス材からなる細長い円筒形状を有しており、外筒１５の長手方向に沿って配されている。これらの検出用光ファイバ１９は、外筒１５の周方向に互いに間隔をあけて配されている。また、検出用光ファイバ１９は、一端が外筒１５の先端に配され、他端が光検出器３に接続されており、一端から入射した戻り光を光検出器３に導光するようになっている。
制御装置５は、照明装置１および光検出器３の制御の他、光検出器３により戻り光が検出されると、その戻り光を輝度に相当する電気信号に変換するようになっている。また、制御装置５は、光ファイバスキャナ２０による照明光の走査位置に関する情報（走査位置情報）を読み出し、走査位置情報と戻り光の電気信号とを対応付けて、画像情報を生成することができるようになっている。
このように構成された光ファイバスキャナ２０、照明装置１および観察装置１００の作用について説明する。
本実施形態に係る光ファイバスキャナ２０、照明装置１および観察装置１００を用いて被写体を観察するには、まず、外筒１５の先端を被写体に向けて配置し、光源１１から照明光を発生させる。光源１１から発せられた照明光は、照明用光ファイバ２１により導光されて先端から出射し、集光レンズ１３により被写体に照射される。
本実施形態に係る光ファイバスキャナ２０、照明装置１および観察装置１００を用いて被写体を観察するには、まず、外筒１５の先端を被写体に向けて配置し、光源１１から照明光を発生させる。光源１１から発せられた照明光は、照明用光ファイバ２１により導光されて先端から出射し、集光レンズ１３により被写体に照射される。
照明光が照射されることにより被写体において反射光や蛍光等の戻り光が発生すると、その戻り光は検出用光ファイバ１９により受光されて導光され、光検出器３により検出される。そして、制御装置５によりその戻り光が電気信号に変換され、光ファイバスキャナ２０の走査位置情報と対応付けられて画像情報に変換される。これにより、照明光が照射された被写体の画像を取得することができる。
次に、光ファイバスキャナ２０による照明光の走査について説明する。
光ファイバスキャナ２０により照明光を走査するには、まず、圧電素子２３における照明用光ファイバ２１の先端側の端部近傍が節、照明用光ファイバ２１の先端近傍が腹となるような照明用光ファイバ２１の屈曲共振周波数を励起させる。
光ファイバスキャナ２０により照明光を走査するには、まず、圧電素子２３における照明用光ファイバ２１の先端側の端部近傍が節、照明用光ファイバ２１の先端近傍が腹となるような照明用光ファイバ２１の屈曲共振周波数を励起させる。
一方の一対の圧電素子２３（以下、Ａ相の圧電素子２３とする。）に屈曲共振周波数に対応する交番電圧を印加すると、これらＡ相の圧電素子２３により照明用光ファイバ２１の先端部分を長手方向に交差する一方向（例えば、Ｘ軸（Ａ相）方向とする。）に振らせることができる。
同様に、他方の一対の圧電素子２３（以下、Ｂ相の圧電素子２３とする。）に屈曲共振周波数に対応する交番電圧を印加すると、これらＢ相の圧電素子２３により、照明用光ファイバ２１の先端部分をＸ軸方向に直交する一方向（例えば、Ｙ軸（Ｂ相）方向とする。）に振らせることができる。
Ａ相の圧電素子２３によるＸ軸方向の振動とＢ相の圧電素子２３によるＹ軸方向の振動とを同時に発生させて、これらＡ相の圧電素子２３およびＢ相の圧電素子２３に印加する交番信号の位相をπ／２ずらすと、照明用光ファイバ２１の先端部の振動が円軌跡を描く。この状態でＡ相の圧電素子２３およびＢ相の圧電素子２３に印加する交番電圧の大きさを徐々に増減（電圧変調）させると、照明用光ファイバ２１の先端がスパイラル状に振動する。これにより、照明用光ファイバ２１の先端から出射する照明光を被写体上でスパイラル走査させることができる。
この場合において、固定部２５により、照明用光ファイバ２１における圧電素子２３よりも基端側の位置に発生する径方向の振動を抑制することで、照明用光ファイバ２１の基端部に節を形成し、圧電素子２３において発生する屈曲振動が照明用光ファイバ２１の基端側に逃げてしまうのを抑制することができる。また、仮に圧電素子２３から照明用光ファイバ２１の基端側に振動が逃げたとしても、その振動が何らかの影響を受けて形状が変化して戻ってくるのを抑制することができる。これにより、圧電素子２３の振動形状および照明用光ファイバ２１の振動が不安定になるのを防止することができる。
また、圧電素子２３と固定部２５による照明用光ファイバ２１の固定位置との間に隙間を形成することで、固定部２５によって妨げられることなく圧電素子２３を照明用光ファイバ２１の長手方向に伸縮させ易くすることができる。これにより、固定部２５によって圧電素子２３自体の振動が阻害されて照明用光ファイバ２１に振動が伝播され難くなるのを防ぐことができる。
したがって、本実施形態に係る光ファイバスキャナ２０によれば、照明用光ファイバ２１を安定して屈曲振動させ、被写体上で安定したスパイラル走査を行うことができる。また、本実施形態に係る照明装置１によれば、光源１１から発せられた光を精度よく走査させて被写体の所望の位置に照射することができる。さらに、本実施形態に係る観察装置１００によれば、被写体の所望の観察範囲の画像情報を取得することができる。
本実施形態は以下のように変形することができる。
本実施形態においては、接着剤２７により圧電素子２３の長手方向の両端部近傍を照明用光ファイバ２１の側面に接着することとしたが、第１変形例としては、図３に示すように、接着剤２７により、圧電素子２３の長手方向の全長にわたり照明用光ファイバ２１の側面に接着することとしてもよい。この場合、圧電素子２３と固定部２５との間の隙間を含め、圧電素子２３から固定部２５まで照明用光ファイバ２１の長手方向に連続して接着剤２７を充填することとしてもよい。
本実施形態においては、接着剤２７により圧電素子２３の長手方向の両端部近傍を照明用光ファイバ２１の側面に接着することとしたが、第１変形例としては、図３に示すように、接着剤２７により、圧電素子２３の長手方向の全長にわたり照明用光ファイバ２１の側面に接着することとしてもよい。この場合、圧電素子２３と固定部２５との間の隙間を含め、圧電素子２３から固定部２５まで照明用光ファイバ２１の長手方向に連続して接着剤２７を充填することとしてもよい。
このようにすることで、圧電素子２３から照明用光ファイバ２１に伝達される振動の伝達効率を向上することができる。
また、圧電素子２３の裏面電極が接着剤２７を介して固定部２５と電気的に接合されることにより、固定部２５を４枚の圧電素子２３の共通ＧＮＤ電極として使用することができる。上記本実施形態の構成では圧電素子２３と照明用光ファイバ２１とを接着する接着剤２７の充填範囲が狭く、圧電素子２３の駆動用の共通ＧＮＤとなる場所が接着剤２７を充填した部分しかないため、光ファイバスキャナ２０の先端付近に接続したリード線１４Ｇを光ファイバスキャナ２０の基端側に引き回す必要があったが、本変形例によれば、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、固定部２５に貫通孔２５ａを設ける必要がなくなるとともに、固定部２５にリード線１４Ｇを直接配線することができ、配線処理が容易になる。
また、圧電素子２３の裏面電極が接着剤２７を介して固定部２５と電気的に接合されることにより、固定部２５を４枚の圧電素子２３の共通ＧＮＤ電極として使用することができる。上記本実施形態の構成では圧電素子２３と照明用光ファイバ２１とを接着する接着剤２７の充填範囲が狭く、圧電素子２３の駆動用の共通ＧＮＤとなる場所が接着剤２７を充填した部分しかないため、光ファイバスキャナ２０の先端付近に接続したリード線１４Ｇを光ファイバスキャナ２０の基端側に引き回す必要があったが、本変形例によれば、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、固定部２５に貫通孔２５ａを設ける必要がなくなるとともに、固定部２５にリード線１４Ｇを直接配線することができ、配線処理が容易になる。
第２変形例としては、図５に示すように、圧電素子２３と接着剤２７との間に配される中間部材３１を備えることとしてもよい。
中間部材３１は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、照明用光ファイバ２１を通す貫通孔を有する円筒状に形成することとすればよい。また、中間部材３１は、例えば、ニッケルまたは銅を材料として固定部２５に一体化して形成し、固定部２５の径方向の厚さ寸法と比較して厚さを薄くすることとすればよい。
中間部材３１は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、照明用光ファイバ２１を通す貫通孔を有する円筒状に形成することとすればよい。また、中間部材３１は、例えば、ニッケルまたは銅を材料として固定部２５に一体化して形成し、固定部２５の径方向の厚さ寸法と比較して厚さを薄くすることとすればよい。
また、接着剤２７により、固定部２５の内周面の他、少なくとも中間部材３１の内周面における照明用光ファイバ２１の先端側端部を照明用光ファイバ２１に接着することとすればよい。
このようにすることで、中間部材３１により光ファイバスキャナ２０全体の剛性を向上し、振動による光ファイバスキャナ２０のねじれやふらつき、照明用光ファイバ２１が折れるのを抑制することができる。
このようにすることで、中間部材３１により光ファイバスキャナ２０全体の剛性を向上し、振動による光ファイバスキャナ２０のねじれやふらつき、照明用光ファイバ２１が折れるのを抑制することができる。
本変形例においては、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、接着剤２７により、中間部材３１の内周面全体を照明用光ファイバ２１の側面に接着することとしてもよい。 このようにすることで、圧電素子２３から照明用光ファイバ２１に伝達される振動の伝達効率を向上することができる。
本変形例においては、図８に示すように、中間部材３１が照明用光ファイバ２１を通す貫通孔を有する四角柱状に形成することとしてもよい。
この場合、接着剤２７により、中間部材３１の４つの外側面に圧電素子２３の表面全体または裏面全体を接着することとすればよい。
この場合、接着剤２７により、中間部材３１の４つの外側面に圧電素子２３の表面全体または裏面全体を接着することとすればよい。
また、図６（ａ）のように、固定部２５の内周面の他、接着剤２７により、少なくとも中間部材３１の内周面における照明用光ファイバ２１の先端側端部を照明用光ファイバ２１に接着することとしてもよいし、図７（ａ）のように、接着剤２７により、中間部材３１の内周面全体を照明用光ファイバ２１の側面に接着することとしてもよい。
このようにすることで、圧電素子２３を面接触により固定し、組立性の向上と共に振動伝達力を向上することができる。
このようにすることで、圧電素子２３を面接触により固定し、組立性の向上と共に振動伝達力を向上することができる。
第３変形例としては、図９および図１０に示すように、ゴムやシリコンといったある程度の強度を持つ樹脂材料により形成された円環状の振動吸収部材３３を備え、この振動吸収部材３３を固定部２５の外周面と外筒１５の内周面との間に配置することとしてもよい。
このようにすることで、振動吸収部材３３により、固定部２５から外部に振動が洩れ出るのを抑制することができる。これにより、固定部２５によって照明用光ファイバ２１の圧電素子２３よりも基端側において発生する径方向の振動を吸収し、照明用光ファイバ２１を安定して固定できる。その結果、照明用光ファイバ２１から出射する照明光の出射方向を安定させることができる。
本変形例においては、振動吸収部材３３は、図９および図１０に示すように、固定部２５の外周面全体に設けることとしてもよいし、図１１に示すように、固定部２５の外周面における軸方向の基端側のみに部分的に設けたり、あるいは、図１２に示すように、固定部２５の外周面における軸方向の先端側のみに部分的に設けたりすることとしてもよい。
第４変形例としては、図１３に示すように、照明用光ファイバ２１の長手方向における圧電素子２３と固定部２５との隙間を周方向の全域にわたり接着剤等の弾性部材３５で埋めることとしてもよい。
このようにすることで、圧電素子２３と固定部２５との間に露出する照明用光ファイバ２１を弾性部材３５により覆い、光ファイバスキャナ２０の剛性を向上することができる。これにより、振動による光ファイバスキャナ２０のねじれやふらつき、照明用光ファイバ２１の折れ等を抑制することができる。
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の一実施形態およびその変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態およびその変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。
また、上記一実施形態においては、照明用光ファイバ２１の側面に４枚の圧電素子２３を固定した構成を例示して説明したが、圧電素子２３により照明用光ファイバ２１を振動させることができればよく、圧電素子２３の数はこれに限定されるものではない。例えば、一方の一対の圧電素子２３だけを用いる構成でもよいし、３枚の圧電素子２３を照明用光ファイバ２１の周方向に等間隔に固定したような構成でもよい。このようにした場合も、固定部２５により、圧電素子２３の振動形状および照明用光ファイバ２１の振動が不安定になるのを防止するとともに、圧電素子２３を照明用光ファイバ２１の長手方向に伸縮させ易くすることができ、これにより、照明用光ファイバ２１を安定して屈曲振動させることができる。
１ 照明装置
３ 光検出器（光検出部）
１１ 光源
１３ 集光レンズ
２０ 光ファイバスキャナ
２１ 照明用光ファイバ（光ファイバ）
２３ 圧電素子
２５ 固定部（振動抑制部）
２７ 接着剤（振動伝達部）
３１ 中間部材
３３ 振動吸収部材
１００ 観察装置
３ 光検出器（光検出部）
１１ 光源
１３ 集光レンズ
２０ 光ファイバスキャナ
２１ 照明用光ファイバ（光ファイバ）
２３ 圧電素子
２５ 固定部（振動抑制部）
２７ 接着剤（振動伝達部）
３１ 中間部材
３３ 振動吸収部材
１００ 観察装置
Claims (7)
- 光を導光して先端から出射する光ファイバと、
該光ファイバの側面に固定され、該光ファイバの径方向に分極を有し、該分極方向に交番電圧が印加されることにより前記光ファイバを振動させる複数の圧電素子と、
前記光ファイバにおける前記圧電素子に対して基端側に間隔をあけた位置に発生する前記径方向の振動を抑制する振動抑制部とを備える光ファイバスキャナ。 - 前記圧電素子の少なくとも前記光ファイバの長手方向の両端部近傍を該光ファイバに接着して該圧電素子の振動を前記光ファイバに伝達する振動伝達部を備える請求項１に記載の光ファイバスキャナ。
- 前記振動伝達部が前記圧電素子の全長にわたり配されている請求項２に記載の光ファイバスキャナ。
- 前記振動抑制部に一体化して形成され、前記圧電素子と前記振動伝達部との間に配されるニッケルまたは銅からなる中間部材を備える請求項２または請求項３に記載の光ファイバスキャナ。
- 前記振動抑制部の振動を吸収する樹脂材料により形成された振動吸収部材を備える請求項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。
- 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と、
前記光ファイバにより導光する前記光を発生する光源と、
前記光ファイバから出射される光を集光する集光レンズとを備える照明装置。 - 請求項６に記載の照明装置と、
該照明装置によって被写体に光が照射されることにより、該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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