JPH08211313A - 光ビームスキャナ - Google Patents
光ビームスキャナInfo
- Publication number
- JPH08211313A JPH08211313A JP3911295A JP3911295A JPH08211313A JP H08211313 A JPH08211313 A JP H08211313A JP 3911295 A JP3911295 A JP 3911295A JP 3911295 A JP3911295 A JP 3911295A JP H08211313 A JPH08211313 A JP H08211313A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- scanner
- light beam
- piezoelectric
- dimensionally
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造が簡単、かつ安定に動作する安価な光ビ
ームスキャナを提供すること。 【構成】 光ファイバ１の先端部から光ビームＬをター
ゲット面１２に対して照射する光ビームスキャナにおい
て、前記光ファイバ１の先端部に円筒状の圧電式スキャ
ナ２を被着し、この圧電式スキャナ２に通電を行うこと
により光ファイバ１を変位させ、光ファイバ１から出射
する光Ｌを三次元的に変位させるように構成した。
ームスキャナを提供すること。 【構成】 光ファイバ１の先端部から光ビームＬをター
ゲット面１２に対して照射する光ビームスキャナにおい
て、前記光ファイバ１の先端部に円筒状の圧電式スキャ
ナ２を被着し、この圧電式スキャナ２に通電を行うこと
により光ファイバ１を変位させ、光ファイバ１から出射
する光Ｌを三次元的に変位させるように構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば光走査型ｐＨ
画像装置などの光走査型デバイスに用いられる光ビーム
スキャナに関する。
画像装置などの光走査型デバイスに用いられる光ビーム
スキャナに関する。
【０００２】
【従来の技術】前記光走査型ｐＨ画像装置として、例え
ば、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.33（1994）pp L394-L307に記
載してあるように、ＳＰＶ（Surface-Photovoltage）方
式あるいはＬＡＰＳ（Light-Addressable Potentiometr
ic Sensor ）方式を採用して、界面での表面電位変化を
測定するものがある。このような装置においては、ＭＩ
Ｓ（金属Ｍ−絶縁体Ｉ−半導体Ｓ）構造のセンシング部
を横切るように光をスキャンし、このスキャンによって
半導体中において誘発された光電流を取り出すことによ
り測定を行うことができる。
ば、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.33（1994）pp L394-L307に記
載してあるように、ＳＰＶ（Surface-Photovoltage）方
式あるいはＬＡＰＳ（Light-Addressable Potentiometr
ic Sensor ）方式を採用して、界面での表面電位変化を
測定するものがある。このような装置においては、ＭＩ
Ｓ（金属Ｍ−絶縁体Ｉ−半導体Ｓ）構造のセンシング部
を横切るように光をスキャンし、このスキャンによって
半導体中において誘発された光電流を取り出すことによ
り測定を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来におい
ては、前記文献のFig.１に示されるように、前記センシ
ング部のスキャニングを、２個のミラーを用いてＸ方
向、Ｙ方向に自動的に行うようにしていたが、このよう
にミラーを用いたものでは、スキャニングの振幅が小さ
く、また、スキャニングの周波数を高くすると、動作が
不安定になり、位置情報も不確かとなるといった問題を
生ずる。このような問題を回避しようとすれば、装置全
体の構成が複雑になるとともに高価になるなど、その適
用分野に限界がある。
ては、前記文献のFig.１に示されるように、前記センシ
ング部のスキャニングを、２個のミラーを用いてＸ方
向、Ｙ方向に自動的に行うようにしていたが、このよう
にミラーを用いたものでは、スキャニングの振幅が小さ
く、また、スキャニングの周波数を高くすると、動作が
不安定になり、位置情報も不確かとなるといった問題を
生ずる。このような問題を回避しようとすれば、装置全
体の構成が複雑になるとともに高価になるなど、その適
用分野に限界がある。
【０００４】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、構造が簡単、かつ安定に動作する安価な光ビ
ームスキャナを提供することを目的としている。
たもので、構造が簡単、かつ安定に動作する安価な光ビ
ームスキャナを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、光ファイバの先端部から光ビームをタ
ーゲット面に対して照射する光ビームスキャナにおい
て、前記光ファイバの先端部に円筒状の圧電式スキャナ
を被着し、この圧電式スキャナに通電を行うことにより
光ファイバを変位させ、光ファイバから出射する光を三
次元的に変位させるように構成したことを特徴としてい
る。
め、この発明は、光ファイバの先端部から光ビームをタ
ーゲット面に対して照射する光ビームスキャナにおい
て、前記光ファイバの先端部に円筒状の圧電式スキャナ
を被着し、この圧電式スキャナに通電を行うことにより
光ファイバを変位させ、光ファイバから出射する光を三
次元的に変位させるように構成したことを特徴としてい
る。
【０００６】
【作用】上記構成の光ビームスキャナにおいては、圧電
式スキャナに通電することによって、圧電式スキャナが
Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に変位し、光ファイバの先端部
を三次元的に変位させることができ、これによって、光
ファイバから出射される光ビームを三次元的に連続した
状態で変位させることができ、ターゲット面を三次元的
に走査することができる。
式スキャナに通電することによって、圧電式スキャナが
Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に変位し、光ファイバの先端部
を三次元的に変位させることができ、これによって、光
ファイバから出射される光ビームを三次元的に連続した
状態で変位させることができ、ターゲット面を三次元的
に走査することができる。
【０００７】
【実施例】図１は、この発明の光ビームスキャナＡを光
走査型ｐＨ画像装置に適用した例を示す図で、この図に
おいて、１は例えばレーザ光Ｌをガイドさせるための光
ファイバで、例えば外径８０μｍ、コア径５μｍという
ようにきわめて細い。
走査型ｐＨ画像装置に適用した例を示す図で、この図に
おいて、１は例えばレーザ光Ｌをガイドさせるための光
ファイバで、例えば外径８０μｍ、コア径５μｍという
ようにきわめて細い。
【０００８】２は前記光ファイバ１の先端部（図示例で
は上端部）近傍を外套するように光ファイバ１に被着さ
れる円筒状の圧電式スキャナで、圧電材料よりなる円筒
体３の外表面に銀をスパッタリングすることにより４つ
の電極４〜７を互いに接触しないように等分に配置形成
するとともに、内表面全面に銀をスパッタリングするこ
とにより一つの電極８を形成してなるものである。そし
て、外面に対向配置される電極４，６をＸ電極とし、他
の対向配置される電極５，７をＹ電極とし、内面の電極
８をＺ電極とし、これらの電極４〜８には、図示してな
い直流電源からの電圧が個別に付与される。
は上端部）近傍を外套するように光ファイバ１に被着さ
れる円筒状の圧電式スキャナで、圧電材料よりなる円筒
体３の外表面に銀をスパッタリングすることにより４つ
の電極４〜７を互いに接触しないように等分に配置形成
するとともに、内表面全面に銀をスパッタリングするこ
とにより一つの電極８を形成してなるものである。そし
て、外面に対向配置される電極４，６をＸ電極とし、他
の対向配置される電極５，７をＹ電極とし、内面の電極
８をＺ電極とし、これらの電極４〜８には、図示してな
い直流電源からの電圧が個別に付与される。
【０００９】９は前述のように構成された圧電式スキャ
ナ２を光ファイバ１の上端部において固定するための円
板状の固定部材で、その中心部に形成された孔に光ファ
イバ１が嵌入し、その外周面が圧電式スキャナ２の内周
面に密着している。１０は圧電式スキャナ２の上端部に
支持部材１１を介して設けられる集光レンズである。
ナ２を光ファイバ１の上端部において固定するための円
板状の固定部材で、その中心部に形成された孔に光ファ
イバ１が嵌入し、その外周面が圧電式スキャナ２の内周
面に密着している。１０は圧電式スキャナ２の上端部に
支持部材１１を介して設けられる集光レンズである。
【００１０】１２は上記構成の光ビームスキャナＡによ
って光が三次元的に走査されて照射されるターゲット面
としてのセンシング部で、空乏層を有し、ダイオード特
性を示すＳｉ基板１３の上面に絶縁層としてのＳｉＯ2
層１４、金属層としてのＳｉ3 Ｎ4 層１５をスパッタリ
ングなどの手法によって順次形成してＭＩＳ構造のセン
シング部に形成されている。１６はセンシング部１２の
上面に立設される容器で、その内部に収容される水溶液
１７はセンシング部１２のＳｉ3 Ｎ4 層１５に直接接触
している。１８，１９は水溶液１７内に浸漬される動作
電極、比較電極で、Ｓｉ基板１３に適宜の逆バイアス電
圧を印加するためのポテンショスタット２０と接続され
ている。
って光が三次元的に走査されて照射されるターゲット面
としてのセンシング部で、空乏層を有し、ダイオード特
性を示すＳｉ基板１３の上面に絶縁層としてのＳｉＯ2
層１４、金属層としてのＳｉ3 Ｎ4 層１５をスパッタリ
ングなどの手法によって順次形成してＭＩＳ構造のセン
シング部に形成されている。１６はセンシング部１２の
上面に立設される容器で、その内部に収容される水溶液
１７はセンシング部１２のＳｉ3 Ｎ4 層１５に直接接触
している。１８，１９は水溶液１７内に浸漬される動作
電極、比較電極で、Ｓｉ基板１３に適宜の逆バイアス電
圧を印加するためのポテンショスタット２０と接続され
ている。
【００１１】２１はＳｉ基板１３に形成されたオーミッ
ク電極から取り出される電流量を電圧信号に変換する電
流−電圧変換器、２２はポテンショスタット２０に信号
を出力したり、電流−電圧変換器２１からの信号が入力
されるロックインアンプである。２３はロックインアン
プ２２と信号を授受したり、前記圧電式スキャナ２の電
極４〜８の電流源に対する制御信号を出力するＧＰ−Ｉ
Ｂボード、２４は制御・演算部としてのマイクロコンピ
ュータ（ＣＰＵ）である。
ク電極から取り出される電流量を電圧信号に変換する電
流−電圧変換器、２２はポテンショスタット２０に信号
を出力したり、電流−電圧変換器２１からの信号が入力
されるロックインアンプである。２３はロックインアン
プ２２と信号を授受したり、前記圧電式スキャナ２の電
極４〜８の電流源に対する制御信号を出力するＧＰ−Ｉ
Ｂボード、２４は制御・演算部としてのマイクロコンピ
ュータ（ＣＰＵ）である。
【００１２】上記構成の光走査型ｐＨ画像装置において
は、センシング部１２の上面の容器１６内に水溶液１７
を入れ、Ｓｉ基板１３に適宜の逆バイアス電圧を印加し
て直流電界の強さを一定にする。そして、光ビームスキ
ャナＡにおいては、レーザ光Ｌが光ファイバ１によって
導かれ、このレーザ光Ｌは集光レンズ１０によってセン
シング部１２のＳｉ基板１３における空乏層（ターゲッ
ト面）に対して照射される。このとき、圧電式スキャナ
２の電極４〜８に適宜通電を行うことにより、圧電式ス
キャナ２にＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に圧電歪みが生ず
る。例えば、電極４〜７に適宜の通電を行い、電極８に
は通電しないときは、圧電式スキャナ２にＸ方向、Ｙ方
向の圧電歪みが生じ、これに伴って光ファイバ１の光の
出射端（上端）の位置が二次元的（Ｘ，Ｙ方向）に変位
する。これによって、光ファイバ１から出射されるレー
ザ光Ｌを二次元的に連続した状態で変位させることがで
き、ターゲット面を二次元的に走査することができる。
したがって、この場合、二次元方向に順次スキャン操作
しながら照射していくことにより、センシング部１２に
接する水溶液１７のｐＨ濃度に応じた電荷が生ずる。
は、センシング部１２の上面の容器１６内に水溶液１７
を入れ、Ｓｉ基板１３に適宜の逆バイアス電圧を印加し
て直流電界の強さを一定にする。そして、光ビームスキ
ャナＡにおいては、レーザ光Ｌが光ファイバ１によって
導かれ、このレーザ光Ｌは集光レンズ１０によってセン
シング部１２のＳｉ基板１３における空乏層（ターゲッ
ト面）に対して照射される。このとき、圧電式スキャナ
２の電極４〜８に適宜通電を行うことにより、圧電式ス
キャナ２にＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に圧電歪みが生ず
る。例えば、電極４〜７に適宜の通電を行い、電極８に
は通電しないときは、圧電式スキャナ２にＸ方向、Ｙ方
向の圧電歪みが生じ、これに伴って光ファイバ１の光の
出射端（上端）の位置が二次元的（Ｘ，Ｙ方向）に変位
する。これによって、光ファイバ１から出射されるレー
ザ光Ｌを二次元的に連続した状態で変位させることがで
き、ターゲット面を二次元的に走査することができる。
したがって、この場合、二次元方向に順次スキャン操作
しながら照射していくことにより、センシング部１２に
接する水溶液１７のｐＨ濃度に応じた電荷が生ずる。
【００１３】前記電荷は、前記空乏層の電界勾配にも変
化を与える。このような状態において、空乏層内へ一定
強さのレーザ光Ｌを照射することにより、光キャリアの
電流量が発生し、この電流量は、センシング部１２に接
する水溶液１７のｐＨ濃度に応じたものとなっている。
化を与える。このような状態において、空乏層内へ一定
強さのレーザ光Ｌを照射することにより、光キャリアの
電流量が発生し、この電流量は、センシング部１２に接
する水溶液１７のｐＨ濃度に応じたものとなっている。
【００１４】そして、前記プローブ用のレーザ光Ｌを前
記空乏層に対してそのＸ，Ｙ方向に順次スキャン操作し
ながら照射していくことにより、その位置毎の電荷量に
応じた電流量を取り出すことができ、位置信号（Ｘ，
Ｙ）と電流量によりｐＨ濃度を表す二次元画像を得るこ
とができる。
記空乏層に対してそのＸ，Ｙ方向に順次スキャン操作し
ながら照射していくことにより、その位置毎の電荷量に
応じた電流量を取り出すことができ、位置信号（Ｘ，
Ｙ）と電流量によりｐＨ濃度を表す二次元画像を得るこ
とができる。
【００１５】この発明は、上記実施例に限られるもので
はなく、例えば光ファイバ１によってガイドされる光と
しては、レーザ光のほかに、可視光、近赤外光、赤外
光、紫外線、Ｘ線などいずれの電磁波を用いてもよい。
また、電極４〜７の数は任意であり、その極性の配置も
任意に設定することができる。
はなく、例えば光ファイバ１によってガイドされる光と
しては、レーザ光のほかに、可視光、近赤外光、赤外
光、紫外線、Ｘ線などいずれの電磁波を用いてもよい。
また、電極４〜７の数は任意であり、その極性の配置も
任意に設定することができる。
【００１６】また、電極７に適宜の電流を通電した場
合、圧電式スキャナ２はＺ方向に変位するが、ターゲッ
ト面１２が平らな面でないような場合、好適に走査する
ことができる。
合、圧電式スキャナ２はＺ方向に変位するが、ターゲッ
ト面１２が平らな面でないような場合、好適に走査する
ことができる。
【００１７】そして、上述の実施例では装置全体を光走
査型ｐＨ画像装置に形成してあったが、これに限られる
ものではなく、光ファイバ１によって光が照射されるタ
ーゲットとしては、任意の構成とすることができ、例え
ば顕微鏡やＸ線顕微鏡における光の二次元的走査などナ
ノメータ〜数１００μｍの範囲における光の走査にも用
いることができ、光学装置全般に広く適用することがで
きる。
査型ｐＨ画像装置に形成してあったが、これに限られる
ものではなく、光ファイバ１によって光が照射されるタ
ーゲットとしては、任意の構成とすることができ、例え
ば顕微鏡やＸ線顕微鏡における光の二次元的走査などナ
ノメータ〜数１００μｍの範囲における光の走査にも用
いることができ、光学装置全般に広く適用することがで
きる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の光ビー
ムスキャナは、光ファイバの先端部に円筒状の圧電式ス
キャナを被着し、この圧電式スキャナに通電を行うこと
により光ファイバを変位させ、光ファイバから出射する
光を三次元的に変位させるように構成しているので、構
造が簡単で安価であり、しかも安定に動作することがで
き、光学装置における光の三次元的な走査、特に微小な
範囲における走査に有用である。
ムスキャナは、光ファイバの先端部に円筒状の圧電式ス
キャナを被着し、この圧電式スキャナに通電を行うこと
により光ファイバを変位させ、光ファイバから出射する
光を三次元的に変位させるように構成しているので、構
造が簡単で安価であり、しかも安定に動作することがで
き、光学装置における光の三次元的な走査、特に微小な
範囲における走査に有用である。
【図１】この発明の光ビームスキャナを適用した光走査
型ｐＨ画像装置を概略的に示す図である。
型ｐＨ画像装置を概略的に示す図である。
１…光ファイバ、２…圧電式スキャナ、１２…ターゲッ
ト面、Ｌ…光ビーム。
ト面、Ｌ…光ビーム。
Claims (1)
- 【請求項１】 光ファイバの先端部から光ビームをター
ゲット面に対して照射する光ビームスキャナにおいて、
前記光ファイバの先端部に円筒状の圧電式スキャナを被
着し、この圧電式スキャナに通電を行うことにより光フ
ァイバを変位させ、光ファイバから出射する光を三次元
的に変位させるように構成したことを特徴とする光ビー
ムスキャナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3911295A JPH08211313A (ja) | 1995-02-04 | 1995-02-04 | 光ビームスキャナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3911295A JPH08211313A (ja) | 1995-02-04 | 1995-02-04 | 光ビームスキャナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08211313A true JPH08211313A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=12544005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3911295A Pending JPH08211313A (ja) | 1995-02-04 | 1995-02-04 | 光ビームスキャナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08211313A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7583872B2 (en) * | 2007-04-05 | 2009-09-01 | University Of Washington | Compact scanning fiber device |
| KR101137394B1 (ko) * | 2010-07-05 | 2012-04-20 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 레이저 빔 조사 장치 및 상기 레이저 빔 조사 장치를 포함하는 기판 밀봉 장치 |
| US9066651B2 (en) | 2007-01-10 | 2015-06-30 | University Of Washington | Scanning beam device calibration |
-
1995
- 1995-02-04 JP JP3911295A patent/JPH08211313A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9066651B2 (en) | 2007-01-10 | 2015-06-30 | University Of Washington | Scanning beam device calibration |
| US9639934B2 (en) | 2007-01-10 | 2017-05-02 | University Of Washington | Scanning beam device calibration |
| US7583872B2 (en) * | 2007-04-05 | 2009-09-01 | University Of Washington | Compact scanning fiber device |
| KR101137394B1 (ko) * | 2010-07-05 | 2012-04-20 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 레이저 빔 조사 장치 및 상기 레이저 빔 조사 장치를 포함하는 기판 밀봉 장치 |
| US8413701B2 (en) | 2010-07-05 | 2013-04-09 | Samsung Display Co., Ltd. | Laser beam irradiation apparatus and substrate sealing apparatus including the same |
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