JPWO2016189627A1 - Optical fiber scanner, illumination device and observation device - Google Patents
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Abstract
本発明の光ファイバスキャナ(10)は、光ファイバ(11)と、先端から基端側に間隔をあけた位置において光ファイバ(11)の外周面に固定された筒状の共鳴防止のための弾性部(21)と、該弾性部(21)の外周面に固定され、所定の周波数の交番電圧が印加されることによって弾性部(21)に屈曲振動を発生させる圧電素子(23A,23B)と、圧電素子(23A,23B)よりも基端側において弾性部(21)に固定された固定部(25)とを備え、弾性部(21)が、交番電圧の所定の周波数とは異なる固有振動数を有する。An optical fiber scanner (10) of the present invention is provided for preventing resonance of a cylindrical shape fixed to an outer peripheral surface of an optical fiber (11) at a position spaced from the optical fiber (11) to the proximal end side. An elastic part (21) and piezoelectric elements (23A, 23B) that are fixed to the outer peripheral surface of the elastic part (21) and generate bending vibration in the elastic part (21) when an alternating voltage of a predetermined frequency is applied. And a fixed portion (25) fixed to the elastic portion (21) on the base end side of the piezoelectric elements (23A, 23B), and the elastic portion (21) is different from the predetermined frequency of the alternating voltage. Has a frequency.
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。 The present invention relates to an optical fiber scanner, an illumination device, and an observation device.
従来、片持梁光ファイバをチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)アクチュエータによって屈曲振動させて、片持梁光ファイバの先端から射出される光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。)。この光ファイバスキャナは、片持梁光ファイバおよび筒状のPZTアクチュエータを共通のベースによって片持ち梁状に保持し、PZTアクチュエータが発生した振動をベースを介して片持梁光ファイバに伝達している。 2. Description of the Related Art Conventionally, an optical fiber scanner that scans light emitted from the tip of a cantilever optical fiber by bending and vibrating a cantilever optical fiber by a lead zirconate titanate (PZT) actuator is known (for example, a patent). Reference 1). In this optical fiber scanner, a cantilever optical fiber and a cylindrical PZT actuator are held in a cantilever shape by a common base, and vibration generated by the PZT actuator is transmitted to the cantilever optical fiber via the base. Yes.
しかしながら、特許文献1の光ファイバスキャナは、筒状のPZTアクチュエータと該PZTアクチュエータの内側を通る片持梁光ファイバとの間に空隙が存在し、全体として剛性の低い構造となっている。低剛性の光ファイバスキャナは、共振したときに周波数の低い低次の振動モードが発生し易く、さらに低次の振動モードに起因して周波数の高い高次の振動モード(スプリアスモード)が発生する。高次の振動モードが光ファイバの本来の振動モードと重なる場合には、片持梁光ファイバの振動に他の部分が共鳴してしまい、単一の振動モードで光ファイバを安定的に振動させることができず、光を所望の軌跡に沿って安定的に走査することができないという問題がある。 However, the optical fiber scanner of Patent Document 1 has a structure having low rigidity as a whole because a gap exists between the cylindrical PZT actuator and the cantilever optical fiber passing through the inside of the PZT actuator. A low-rigidity optical fiber scanner tends to generate a low-order vibration mode having a low frequency when resonating, and a high-order vibration mode (a spurious mode) having a high frequency due to the low-order vibration mode. . When the higher-order vibration mode overlaps with the original vibration mode of the optical fiber, other parts resonate with the vibration of the cantilever optical fiber, and the optical fiber is stably vibrated in a single vibration mode. There is a problem that light cannot be stably scanned along a desired locus.
特に、光ファイバスキャナの小型化を進めていったときに、片持梁光ファイバの寸法と、PZTアクチュエータおよびベースの寸法とが互いに近似し、これらの固有振動数も互いに近似するため、上記の共鳴がさらに生じ易くなり、光の走査の安定性を確保することが一層難しくなる。 In particular, when the miniaturization of the optical fiber scanner is promoted, the dimensions of the cantilever optical fiber and the dimensions of the PZT actuator and the base approximate each other, and their natural frequencies also approximate each other. Resonance is more likely to occur, making it more difficult to ensure light scanning stability.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、小型化したとしても光ファイバの振動を安定させて所望の走査軌跡を安定的に得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する。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an optical fiber scanner, an illuminating device, and an observation device that can stabilize a vibration of an optical fiber and stably obtain a desired scanning locus even if the size is reduced. An object is to provide an apparatus.
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の第1の態様は、光を導光して先端から射出する細長い光ファイバと、前記先端から基端側に間隔をあけた位置において前記光ファイバの外周面を覆うように前記光ファイバに固定された筒状の共鳴防止のための弾性部と、該弾性部の外周面に固定され、所定の周波数の交番電圧が印加されることによって前記光ファイバの長手方向に伸縮振動して前記弾性部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圧電素子と、前記圧電素子よりも基端側において前記弾性部に固定された固定部とを備え、前記弾性部が、前記交番電圧の所定の周波数とは異なる固有振動数を有する光ファイバスキャナである。In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
According to a first aspect of the present invention, there is provided an elongated optical fiber that guides light and emits it from a distal end, and the optical fiber so as to cover an outer peripheral surface of the optical fiber at a position spaced from the distal end to a proximal end side. A cylindrical elastic portion for preventing resonance, fixed to the outer peripheral surface of the elastic portion, and applied with an alternating voltage of a predetermined frequency to expand and contract in the longitudinal direction of the optical fiber, and A piezoelectric element that generates a bending vibration in a direction intersecting the longitudinal direction in the elastic part; and a fixed part fixed to the elastic part at a base end side of the piezoelectric element, wherein the elastic part includes the alternating voltage. An optical fiber scanner having a natural frequency different from the predetermined frequency.
本態様によれば、固定部を介して弾性部の基端部を周囲の部材に固定した状態において圧電素子に交番電圧を印加すると、固定部の位置を節とし、交番電圧の周波数に等しい周波数の屈曲振動が弾性部に発生し、該屈曲振動が光ファイバに伝達される。光ファイバの弾性部よりも先端側の部分(突出部)は、先端が自由端となる片持ち梁状に弾性部によって支持されているので、弾性部から伝達された屈曲振動によって光ファイバの先端が長手方向に交差する方向に振動し、光ファイバの先端から射出される光が該光の進行方向に交差する方向に走査される。 According to this aspect, when an alternating voltage is applied to the piezoelectric element in a state where the base end portion of the elastic portion is fixed to the surrounding member via the fixing portion, the frequency of the fixing portion is a node and the frequency is equal to the frequency of the alternating voltage. Bending vibration is generated in the elastic portion, and the bending vibration is transmitted to the optical fiber. The portion (projecting portion) on the tip side of the elastic portion of the optical fiber is supported by the elastic portion in a cantilever shape with the tip being a free end, so that the tip of the optical fiber is caused by the bending vibration transmitted from the elastic portion. Vibrates in a direction crossing the longitudinal direction, and light emitted from the tip of the optical fiber is scanned in a direction crossing the traveling direction of the light.
この場合に、圧電素子と光ファイバとの間に弾性部が設けられていることにより、光ファイバスキャナは全体として剛性の高い構造となっているので、低次モードの振動が発生し難い。さらに、弾性部は交番電圧の周波数とは異なる固有振動数を有しているので、光ファイバの突出部の屈曲振動に弾性部が共鳴振動することがなく、弾性部は共鳴防止手段として機能する。したがって、所定の周波数以外の周波数の振動モードの発生が防止され、光ファイバの突出部は、単一の周波数の振動モードで安定的に振動し続ける。これにより、光ファイバの振動を安定させて所望の走査軌跡を安定的に得ることができる。 In this case, since the elastic portion is provided between the piezoelectric element and the optical fiber, the optical fiber scanner has a highly rigid structure as a whole, so that low-order mode vibration hardly occurs. Further, since the elastic portion has a natural frequency different from the frequency of the alternating voltage, the elastic portion does not resonate with the bending vibration of the protruding portion of the optical fiber, and the elastic portion functions as a resonance prevention means. . Therefore, generation of vibration modes having frequencies other than the predetermined frequency is prevented, and the protruding portion of the optical fiber continues to vibrate stably in the vibration mode having a single frequency. Accordingly, it is possible to stably obtain a desired scanning locus by stabilizing the vibration of the optical fiber.
上記第1の態様においては、前記弾性部の固有振動数が、前記交番電圧の所定の周波数よりも小さくてもよい。
弾性部の固有振動数は、弾性部の外径が小さい程、小さくなる。したがって、弾性部の固有振動数が光ファイバの突出部の固有振動数よりも小さくなるように弾性部の外径を小さくすることによって、光ファイバスキャナを細径化することができる。In the first aspect, the natural frequency of the elastic portion may be smaller than a predetermined frequency of the alternating voltage.
The natural frequency of the elastic part becomes smaller as the outer diameter of the elastic part is smaller. Therefore, the diameter of the optical fiber scanner can be reduced by reducing the outer diameter of the elastic portion so that the natural frequency of the elastic portion is smaller than the natural frequency of the protruding portion of the optical fiber.
上記第1の態様においては、前記弾性部の固有振動数が、前記交番電圧の所定の周波数よりも大きくてもよい。
このようにすることで、交番電圧の印加開始時に交番電圧の周波数を、所定の周波数よりも小さい周波数から所定の周波数まで増大させる過程における弾性部の共鳴を防止することができる。また、弾性部の固有振動数は、弾性部の長手方向の寸法が小さい程、大きくなる。したがって、弾性部の固有振動数が光ファイバの突出部の固有振動数よりも大きくなるように弾性部の長さを小さくすることによって、固定部よりも先端側の硬質な部分を短くすることができる。In the first aspect, the natural frequency of the elastic portion may be larger than a predetermined frequency of the alternating voltage.
By doing so, it is possible to prevent the resonance of the elastic part in the process of increasing the frequency of the alternating voltage from a frequency smaller than the predetermined frequency to a predetermined frequency at the start of application of the alternating voltage. Further, the natural frequency of the elastic part increases as the size of the elastic part in the longitudinal direction decreases. Therefore, by shortening the length of the elastic portion so that the natural frequency of the elastic portion is larger than the natural frequency of the protruding portion of the optical fiber, the hard portion on the tip side of the fixed portion can be shortened. it can.
上記第1の態様においては、前記弾性部が、円筒状または角筒状であってもよい。
本発明の第2の態様は、照明光を発生する光源と、該光源からの照明光を走査させる上記いずれかに記載の光ファイバスキャナとを備える照明装置である。
本発明の第3の態様は、上記に記載の照明装置と、該照明装置からの照明光が被写体に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部と、前記圧電素子に前記所定の周波数の交番電圧を供給する電圧供給部とを備える観察装置である。In the first aspect, the elastic portion may be cylindrical or rectangular.
A second aspect of the present invention is an illumination device including a light source that generates illumination light and the optical fiber scanner according to any one of the above that scans illumination light from the light source.
According to a third aspect of the present invention, the illumination device described above, a light detection unit that detects return light returning from the subject when the illumination light from the illumination device is irradiated on the subject, and the piezoelectric element are provided. And a voltage supply unit that supplies an alternating voltage having the predetermined frequency.
本発明によれば、小型化したとしても光ファイバの振動を安定させて所望の走査軌跡を安定的に得ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that a desired scanning locus can be stably obtained by stabilizing the vibration of the optical fiber even if the size is reduced.
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、内視鏡装置であり、図1に示されるように、照明光を発生させる光源1と、被写体(図示略)に照明光を照射する照明装置3と、照明光が照射されることによって被写体から戻る戻り光を検出するフォトダイオードのような光検出器(光検出部)5と、照明装置3および光検出器5を駆動制御する駆動制御装置(電圧供給部)7とを備えている。An optical fiber scanner, an illumination device, and an observation device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
An
照明装置3は、光源1から発せられた照明光を導光して先端から射出する照明用光ファイバ11を有する光ファイバスキャナ10と、照明用光ファイバ11よりも先端側に配置され、照明用光ファイバ11から射出された照明光を集光させる集光レンズ13と、光ファイバスキャナ10および集光レンズ13を収納する細長い筒状の枠体15と、枠体15の外周面上に周方向に配列して設けられ、被写体からの戻り光(例えば、照明光の反射光または蛍光)を光検出器5に導光する複数の検出用光ファイバ17とを備えている。
The illuminating device 3 includes an
光源1および光検出器5は、光ファイバスキャナ10の基端側に配置されている。
光ファイバスキャナ10は、図2Aに示されるように、マルチモードファイバまたはシングルモードファイバのような照明用光ファイバ(光ファイバ)11と、照明用光ファイバ11の先端から基端側に間隔をあけた位置に設けられた弾性材料からなる弾性部21と、該弾性部21に固定された4枚の圧電素子23A,23Bと、弾性部21の基端部を枠体15に固定する固定部25と、圧電素子23A,23Bに交番電圧を供給するためのリード線27A,27Bとを備えている。The light source 1 and the photodetector 5 are disposed on the proximal end side of the
As shown in FIG. 2A, the
照明用光ファイバ11は、細長いガラス材からなり、枠体15の長手方向に沿って配されている。照明用光ファイバ11の先端は枠体15の内部の先端部近傍に配されている。照明用光ファイバ11の基端は枠体15の基端から外部へ延びて光源1に接続されている。以下、照明用光ファイバ11の長手方向をZ方向とし、照明用光ファイバ11の互いに直交する2つの半径方向をX方向およびY方向とする。
The illumination
弾性部21は、弾性を有する金属、例えばニッケルや銅等からなる円筒状の部材であり、長手軸に沿って貫通する嵌合孔21aを有している。照明用光ファイバ11は嵌合孔21a内に挿入されており、嵌合孔21aの内面と照明用光ファイバ11の外周面とは、エポキシ系接着剤によって互いに接着固定されている。以下、弾性部21の先端面から先端側に突出している照明用光ファイバ11の先端部分を突出部11aという。なお、弾性部21は、後述する共鳴防止機能を効果的に発揮することができれば、必ずしも弾性材料のみから構成される必要はない。
The
圧電素子23A,23B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る矩形の平板状である。圧電素子23A,23B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、これによって+極から−極に向かって板厚方向に分極している。図中の矢印Pは、圧電素子23A,23Bの分極方向を示している。
The
4枚の圧電素子は、2枚のA相用の圧電素子23Aと2枚のB相用の圧電素子23Bとからなる。A相用の圧電素子23AおよびB相用の圧電素子23Bは、図2Bに示されるように、弾性部21の周方向に均等な間隔をあけて交互に配列し、弾性部21の外周面に固定されている。X方向に互いに対向する2枚のA相用の圧電素子23Aは、分極方向がX方向の同一方向を向くように配置され、Y方向に互いに対向する2枚のB相用の圧電素子23Bは、分極方向がY方向の同一方向を向くように配置されている。
The four piezoelectric elements are composed of two A-phase
固定部25は、円筒状の部材であり、弾性部21の、圧電素子23A,23Bよりも基端側に位置する基端部に嵌合して弾性部21の基端部の外周面に固定されている。固定部25の外周面は、枠体15の内壁に固定されている。これにより、弾性部21は、先端を自由端とする片持ち梁状に固定部25によって支持され、照明用光ファイバ11の突出部11aは、先端を自由端とする片持ち梁状に弾性部21によって支持されている。また、固定部25は、4枚の圧電素子23A,23Bの弾性部21側の電極と電気的に接続されており、圧電素子23A,23Bを駆動する際の共通GNDとして機能するようになっている。
The fixing
2枚のA相用の圧電素子23Aには、A相用のリード線27Aが導電性接着剤によって接合されている。2枚のB相用の圧電素子22Bには、B相用のリード線27Bが導電性接着剤によって接合されている。固定部25には、GNDリード線27Gが接合されている。固定部25には、周方向に間隔をあけた4箇所にZ方向に延びる溝が形成されており、各溝内にリード線27A,27Bが1本ずつ収容されている。各リード線27A,27B,27Gは、駆動制御装置7に接続されている。
A
照明用光ファイバ11の突出部11aおよび弾性部21は、上述のように、各々の先端を自由端とする片持ち梁構造を有する。したがって、照明用光ファイバ11の突出部11aおよび弾性部21の固有振動数F1,F2(Hz)は、各々のヤング率E(N/m2)、断面2次モーメントI(m4)、XY平面における断面積A(m2)、Z方向の長さL(m)、密度ρ(Kg/m3)を用いて、下式(1)によってそれぞれ表される。λは、振動モードによって決まる無次元の係数である。As described above, the projecting
照明用光ファイバ11の突出部11aの断面2次モーメントI1および断面積A1は、照明用光ファイバ11の直径φ1を用いて下式(2)および(3)のように表される。弾性部21の断面2次モーメントI2および断面積A2は、弾性部21の外径φoutおよび内径φinを用いて下式(4)および(5)のように表される。したがって、式(1),(2),(3)から照明用光ファイバ11の突出部11aの固有振動数F1を求めることができ、式(1),(4),(5)から弾性部21の固有振動数F2を求めることができる。式(1),(4),(5)から分かるように、弾性部21の固有振動数F2は、材料の密度ρ、外径φout、内径φin、および長さLに依存する。
The cross-sectional secondary moment I1 and the cross-sectional area A1 of the
駆動制御装置7は、リード線27Aを介してA相用の圧電素子23Aに所定の駆動周波数を有するA相の交番電圧を印加し、リード線27Bを介してB相用の圧電素子23Bに所定の駆動周波数を有するB相の交番電圧を印加する。所定の駆動周波数は、照明用光ファイバ11の突出部11aの固有振動数F1と等しい周波数または固有振動数F1の近傍の周波数に設定される。駆動制御装置7は、位相が互いにπ/2だけ異なり、かつ、振幅が正弦波状に時間変化するA相の交番電圧およびB相の交番電圧を各リード線27A,27Bに供給する。
The
ここで、弾性部21は、交番電圧の所定の駆動周波数とは異なる固有振動数F2を有するように、すなわち、照明用光ファイバ11の突出部11aの固有振動数F1とは異なる固有振動数F2を有するように、材料および各寸法φout,φin,Lが設計されている。
Here, the
次に、このように構成された光ファイバスキャナ10、照明装置3および観察装置100の作用について説明する。
本実施形態に係る観察装置100を用いて被写体を観察するには、駆動制御装置7を作動させ、光源1から照明用光ファイバ11に照明光を供給させるとともに、リード線27A,27Bを介して圧電素子23A,23Bに所定の駆動周波数を有する交番電圧を印加させる。Next, operations of the
In order to observe a subject using the
A相の交番電圧が印加されたA相用の圧電素子23Aは、分極方向に直交するZ方向に伸縮振動する。このときに、2枚の圧電素子23Aのうち、一方がZ方向に縮み、他方がZ方向に伸びることにより、弾性部21に、固定部25の位置を節とするX方向の屈曲振動が励起される。そして、弾性部21の屈曲振動が照明用光ファイバ11に伝達されることにより、突出部11aが交番電圧の駆動周波数と等しい周波数でX方向に屈曲振動して光ファイバ11の先端がX方向に振動し、先端から射出される照明光がX方向に直線的に走査される。
The A-phase
B相の交番電圧が印加されたB相用の圧電素子23Bは、分極方向に直交するZ方向に伸縮振動する。このときに、2枚の圧電素子23Bのうち、一方がZ方向に縮み、他方がZ方向に伸びることにより、弾性部21に固定部25の位置を節とするY方向の屈曲振動が励起される。そして、弾性部21の屈曲振動が照明用光ファイバ11に伝達されることにより、突出部11aが交番電圧の駆動周波数と等しい周波数でY方向に屈曲振動し、先端から射出される照明光がY方向に直線的に走査される。
The B-phase
ここで、A相の交番電圧の位相とB相の交番電圧の位相とは互いにπ/2ずれており、かつ、A相の交番電圧およびB相の交番電圧の振幅が正弦波状に時間変化することによって、照明用光ファイバ11の先端がスパイラル状の軌跡に沿って振動し、照明光が被写体上においてスパイラル状の軌跡に沿って2次元的に走査される。また、駆動周波数は突出部11aの固有振動数F1と等しいまたは近傍の周波数であるので、突出部11aを効率的に励振させることができる。
Here, the phase of the A-phase alternating voltage and the phase of the B-phase alternating voltage are shifted from each other by π / 2, and the amplitudes of the A-phase alternating voltage and the B-phase alternating voltage change in a sine wave shape over time. As a result, the tip of the illumination
被写体からの戻り光は、複数本の検出用光ファイバ17によって受光され、その強度が光検出器5によって検出される。駆動制御装置7は、照明光の走査周期と同期して光検出器5に戻り光を検出させ、検出された戻り光の強度を照明光の走査位置と対応付けることによって被写体の画像を生成する。
The return light from the subject is received by a plurality of detection
この場合に、本実施形態によれば、圧電素子23A,23Bと照明用光ファイバ11との間に弾性部21が設けられていることにより、光ファイバスキャナ10は全体として剛性の高い構造を有するので、駆動周波数よりも低い周波数の低次の振動モードが発生し難い。さらに、弾性部21の固有振動数F2が交番電圧の駆動周波数とは異なっているので、照明用光ファイバ11の突出部11aの駆動周波数での振動に共鳴して弾性部21が振動してしまうことが防止される。したがって、駆動周波数とは異なる周波数の振動モードが発生してしまうことがなく、照明用光ファイバ11には単一の振動モードのみが発生する。これにより、照明用光ファイバ11の突出部11aを所定の駆動周波数で安定的に振動させ続けることができ、所望のスパイラル状の軌跡に沿って照明光を安定的に走査することができる。
In this case, according to the present embodiment, since the
特に、光ファイバスキャナ10の小型化を進めていったときに、突出部11aと弾性部21との寸法差が小さくなり、突出部11aの固有振動数F1と弾性部21の固有振動数F2とが互いに近似するようになる。したがって、小型の光ファイバスキャナ10においては、突出部11aの振動に伴って弾性部21が共鳴振動し易く、駆動周波数以外の周波数の振動モードが発生し易い。本実施形態によれば、弾性部21の材料の選定および寸法L,φout,φinの設計によって、照明用光ファイバ11の突出部11aの固有振動数F1と弾性部21の固有振動数F2との差を確保し、弾性部21の共鳴振動を確実に防止することができる。
In particular, when the miniaturization of the
本実施形態においては、弾性部21の固有振動数F2が、交番電圧の駆動周波数よりも小さくてもよい。
駆動制御装置7から圧電素子23A,23Bへの交番電圧の供給開始時には、突出部11aの振動振幅が徐々に増大するように、駆動周波数よりも小さい周波数から駆動周波数まで周波数をスイープさせる。したがって、弾性部21の固有振動数F2を交番電圧の駆動周波数よりも大きくすることによって、交番電圧の周波数のスイープの途中で弾性部21が共鳴振動してしまうことを防止することができる。In the present embodiment, the natural frequency F2 of the
When the supply of the alternating voltage from the
弾性部21の固有振動数F2を交番電圧の駆動周波数よりも小さくするためには、図3に示されるように、弾性部21の長さLを短縮することが好ましい。このようにすることで、固定部25よりも先端側の、枠体15に覆われた硬質な部分のZ方向の長さを短縮することができる。
In order to make the natural frequency F2 of the
あるいは、本実施形態においては、弾性部21の固有振動数F2が、交番電圧の駆動周波数よりも大きくてもよい。
弾性部21の固有振動数F2を交番電圧の駆動周波数よりも大きくするためには、図4に示されるように、弾性部21の外径φout’を小さくすることが好ましい。このようにすることで、光ファイバスキャナ10を細径化することができる。Or in this embodiment, the natural frequency F2 of the
In order to make the natural frequency F2 of the
また、本実施形態においては、弾性部21が円筒状であることとしたが、これに代えて、図5に示されるように、角筒状であってもよい。図5には、一例として正四角筒状の弾性部21を示している。正四角筒状の弾性部21の断面2次モーメントI2’および断面積A2’は、一辺の長さdを用いて下式(6)および(7)によってそれぞれ表される。Further, in the present embodiment, the
1 光源
3 照明装置
5 光検出器(光検出部)
7 駆動制御装置(電圧供給部)
10 光ファイバスキャナ
11 照明用光ファイバ(光ファイバ)
13 集光レンズ
15 枠体
17 検出用光ファイバ
21 弾性部
21a 嵌合孔
23A,23B 圧電素子
25 固定部
27A,27B,27G リード線
100 観察装置DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 3 Illumination device 5 Light detector (light detection part)
7 Drive control device (voltage supply unit)
10
13 condensing
Claims (6)
前記先端から基端側に間隔をあけた位置において前記光ファイバの外周面を覆うように前記光ファイバに固定された筒状の共鳴防止のための弾性部と、
該弾性部の外周面に固定され、所定の周波数の交番電圧が印加されることによって前記光ファイバの長手方向に伸縮振動して前記弾性部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圧電素子と、
前記圧電素子よりも基端側において前記弾性部に固定された固定部とを備え、
前記弾性部が、前記交番電圧の所定の周波数とは異なる固有振動数を有する光ファイバスキャナ。An elongated optical fiber that guides light and emits it from the tip;
A cylindrical elastic portion for preventing resonance that is fixed to the optical fiber so as to cover the outer peripheral surface of the optical fiber at a position spaced from the distal end to the proximal end side;
The elastic portion is fixed to the outer peripheral surface of the elastic portion, and an alternating voltage having a predetermined frequency is applied to cause stretching vibration in the longitudinal direction of the optical fiber to generate bending vibration in the direction intersecting the longitudinal direction in the elastic portion. A piezoelectric element;
A fixed portion fixed to the elastic portion on the base end side of the piezoelectric element,
An optical fiber scanner in which the elastic portion has a natural frequency different from a predetermined frequency of the alternating voltage.
該光源からの照明光を走査させる請求項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とを備える照明装置。A light source that generates illumination light;
An illuminating device comprising the optical fiber scanner according to any one of claims 1 to 4, wherein the illuminating light from the light source is scanned.
該照明装置からの照明光が被写体に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部と、
前記圧電素子に前記所定の周波数の交番電圧を供給する電圧供給部とを備える観察装置。A lighting device according to claim 5;
A light detection unit that detects return light returning from the subject by irradiating the subject with illumination light from the illumination device; and
An observation apparatus comprising: a voltage supply unit that supplies an alternating voltage having the predetermined frequency to the piezoelectric element.
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