WO2017168809A1 - 光ファイバスキャナ、照明装置および観察装置 - Google Patents

光ファイバスキャナ、照明装置および観察装置 Download PDF

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fixing member
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peripheral surface
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博一 横田
靖明 葛西
博士 鶴田
卓志 安見
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オリンパス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber scanner, an illumination device, and an observation device.
  • an optical fiber scanner that includes an optical fiber and a piezoelectric element fixed to the outer peripheral surface of the optical fiber, scans light emitted from the tip of the optical fiber by bending and vibrating the optical fiber by expansion and contraction of the piezoelectric element.
  • Patent Document 1 In order to scan light two-dimensionally, it is necessary to generate bending vibrations in two optical axis directions (X direction and Y direction) orthogonal to each other in the optical fiber. For this reason, in the optical fiber scanner of Patent Document 1, the piezoelectric element for the X direction and the piezoelectric element for the Y direction are arranged at a position shifted by 90 ° in the circumferential direction of the optical fiber.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an optical fiber scanner capable of improving assembly accuracy and obtaining stable scanning performance, and an illumination device and an observation device including the same.
  • an optical fiber having a longitudinal axis and emitting light from a distal end portion is fixed to the outer peripheral surface of the optical fiber at a position closer to the proximal end portion of the optical fiber than the distal end portion.
  • a first vibrating section that is adjacent to the optical fiber in the first radial direction of the optical fiber and expands and contracts in the longitudinal direction of the optical fiber by applying a voltage
  • a second vibrating section that is adjacent to the optical fiber in a second radial direction of the optical fiber that intersects the first radial direction and that expands and contracts in the longitudinal direction of the optical fiber by application of a voltage
  • a connecting portion that connects the vibrating portion and the second vibrating portion, wherein the first vibrating portion has a first inner surface that abuts an outer peripheral surface of the optical fiber, and the second vibrating portion is , Arranged at an angle with the first inner surface, An optical fiber scanner having a second inner surface abuts the outer peripheral surface of serial optical fibers.
  • the first vibrating portion when a voltage is applied to the first vibrating portion, the first vibrating portion is deformed in the longitudinal direction of the optical fiber, so that the optical fiber is moved in the first radial direction.
  • the optical fiber is bent and deformed, and the tip of the optical fiber is displaced in the first radial direction.
  • the light emitted from the tip of the optical fiber is scanned in the first radial direction.
  • the second vibrating portion when a voltage is applied to the second vibrating portion, the second vibrating portion is deformed in the longitudinal direction of the optical fiber, whereby the optical fiber is bent and deformed in the second radial direction, and the tip of the optical fiber is deformed. Is displaced in the second radial direction.
  • the light emitted from the tip of the optical fiber is scanned in the second radial direction intersecting the first radial direction. Therefore, light can be scanned two-dimensionally by simultaneously applying a voltage to the first vibrating portion and the second vibrating portion.
  • each of the first vibrating portion and the second vibrating portion is configured as a part of a fixed member made of a single member, the relative position between the first vibrating portion and the second vibrating portion. Is fixed. Further, in the assembly process of the optical fiber scanner, the optical fiber is brought into a predetermined position with respect to the fixing member by abutting the outer peripheral surface of the optical fiber against the first inner surface and the second inner surface that form an angle with each other in the radial direction. Positioned. Therefore, the relative position between the three parts of the first vibration part, the second vibration part, and the optical fiber is uniquely determined. Thereby, the assembly accuracy of the optical fiber scanner can be improved and stable scanning performance can be obtained.
  • connection portion may have a vibration absorption higher than that of the first vibration portion and the second vibration portion.
  • the outer portion of the connecting portion located on the opposite side of the optical fiber has a higher vibration absorption than the vibration absorption of the first vibration portion and the second vibration portion. It is preferable to have. By doing in this way, when improving the vibration absorptivity of a connection part using the material different from a 1st vibration part and a 2nd vibration part, the process of a connection part can be made easy.
  • the fixing member may have a third inner surface that is provided on the opposite side of the first inner surface of the optical fiber and contacts the outer peripheral surface of the optical fiber.
  • the optical fiber can be inserted in the radial direction from the opening into the space surrounded by the first inner surface, the second inner surface, and the third inner surface.
  • the optical fiber can be held more stably by supporting the outer peripheral surface of the optical fiber at three points whose positions are different in the circumferential direction by the three inner surfaces.
  • the optical fiber further includes a third vibration part that is provided on the opposite side of the first vibration part and expands and contracts in the longitudinal direction of the optical fiber when a voltage is applied.
  • the vibrating portion may have the third inner surface.
  • the fixing member may be opened in the second radial direction on the side opposite to the second inner surface of the optical fiber.
  • the first inner surface and the third inner surface have a dimension larger than the radius of the optical fiber in the second radial direction, and the fixing member of the optical fiber
  • the opening on the side opposite to the second inner surface may have a dimension larger than the diameter of the optical fiber in a direction perpendicular to the second radial direction.
  • the dimension of the second vibration part in the second radial direction is larger than the dimensions of the first vibration part and the third vibration part in the first radial direction. May be.
  • the resonance frequency of the bending vibration of the optical fiber in the first radial direction becomes close to the resonance frequency of the bending vibration of the optical fiber in the second radial direction. Therefore, when the optical fiber is bent and vibrated by applying alternating voltages to the three vibrating portions, the bending vibration of the optical fiber can be further stabilized.
  • the fixing member includes the first fixing member including the first vibrating portion, the second vibrating portion, and the connecting portion, and the second inner surface of the optical fiber.
  • a second fixing member that is provided on the opposite side and includes a fourth vibrating portion having a fourth inner surface that contacts the outer peripheral surface of the optical fiber, and the first fixing member and the second fixing member However, they may be arranged adjacent to each other in the circumferential direction around the longitudinal axis, and assembled in a close-contact state in a cylindrical shape surrounding the outer peripheral surface of the optical fiber.
  • the first fixing member and The second fixing member can be attached to the first fixing member such that the second fixing member forms a cylinder. Furthermore, the optical fiber can be held more stably by supporting the outer peripheral surface of the optical fiber at four points whose positions are different in the circumferential direction by the four inner surfaces.
  • the fixing member includes a first fixing member including the first vibrating portion, the second vibrating portion, and the connecting portion, and the first inner surface of the optical fiber.
  • a third vibrating portion provided on the opposite side and having a third inner surface that contacts the outer peripheral surface of the optical fiber, and provided on the opposite side of the second inner surface of the optical fiber, the outer periphery of the optical fiber
  • a second fixing member including a fourth vibrating portion having a fourth inner surface that contacts the surface, and a second connecting portion connecting the third vibrating portion and the fourth vibrating portion.
  • the first fixing member and the second fixing member may be assembled in close contact with each other in a cylindrical shape adjacent to each other in the circumferential direction around the longitudinal axis and surrounding the outer peripheral surface of the optical fiber.
  • the first fixing member and The second fixing member can be attached to the first fixing member such that the second fixing member forms a cylinder. Furthermore, the optical fiber can be held more stably by supporting the outer peripheral surface of the optical fiber at four points whose positions are different in the circumferential direction by the four inner surfaces.
  • the first fixing member and the second fixing member have chamfered portions along at least a part of the longitudinal direction at both ends in the circumferential direction, and the first fixing The member and the second fixing member may be assembled in a close contact state by bringing the chamfered portions into close contact with each other. By doing in this way, it can assemble easily so that a 1st fixing member and a 2nd fixing member may mutually adhere.
  • a metal coating that covers the outer peripheral surface from the proximal end of the optical fiber to the vicinity of the distal end of the fixing member may be provided on the outer peripheral surface of the optical fiber.
  • the optical fiber may have a prismatic shape having side surfaces in the first radial direction and the second radial direction. In this way, the first radial vibration and the second radial vibration of the optical fiber can be reliably separated from each other.
  • an illuminating apparatus including a light source that generates illumination light and an optical fiber scanner according to the first aspect in which a proximal end of the optical fiber is connected to the light source.
  • the illumination device according to the second aspect, a light detection unit that detects return light returning from the subject by irradiating the subject with illumination light from the illumination device, and the fixed unit. It is an observation apparatus provided with the voltage supply part which supplies the said voltage to the said 1st vibration part and said 2nd vibration part of a member.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an observation apparatus according to a first embodiment of the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view along the longitudinal axis which shows the internal structure of the insertion part front-end
  • the observation apparatus 100 includes an endoscope 20 having an elongated insertion portion 20a, a control device main body 30 connected to the endoscope 20, and the control device main body 30. And a display 40 connected thereto.
  • the observation apparatus 100 scans illumination light emitted from the distal end of the insertion portion 20a of the endoscope 20 along the spiral scanning locus B on the subject A, and acquires an image of the subject A. It is a mirror device.
  • the observation device 100 includes a lighting device 10 that irradiates the subject A with illumination light, and a light detection device such as a photodiode that detects return light that returns from the subject A when the illumination light is irradiated. And a drive control device (voltage supply unit) 70 for driving and controlling the illumination device 10 and the photodetector 60.
  • the photodetector 60 and the drive control device 70 are provided in the control device main body 30.
  • the illuminating device 10 is provided in the control device main body 30 and generates an illuminating light.
  • the illuminating device 10 is provided in the insertion portion 20a.
  • the illuminating device 10 guides the illuminating light emitted from the light source 50 and emits it from the tip.
  • An optical fiber scanner 1 having an optical fiber 2, a condensing lens 11 that is disposed on the tip side of the optical fiber 2 and collects illumination light emitted from the optical fiber 2, and the optical fiber scanner 1 and the condensing lens 11.
  • a long and narrow cylindrical frame 12 that accommodates the light and a circumferential arrangement on the outer peripheral surface of the frame 12, and return light from the subject A (for example, reflected light or fluorescence of illumination light) is detected.
  • a plurality of optical fibers for detection 13 that are guided to the device 60.
  • the optical fiber scanner 1 includes an optical fiber 2, a fixing member 3 fixed to the outer peripheral surface of the optical fiber 2, and an optical fiber 2 on the proximal side of the fixing member 3. And a fixing portion 4 for fixing the optical fiber 2 to the frame body 12.
  • the optical fiber 2 is a multimode fiber or a single mode fiber, and is made of a cylindrical glass material having a longitudinal axis.
  • the optical fiber 2 is arranged along the longitudinal direction of the frame body 12 and extends from the base end of the frame body 12 to the control device main body 30.
  • the distal end of the optical fiber 2 is disposed in the vicinity of the distal end portion inside the frame body 12, and the proximal end of the optical fiber 2 is connected to the light source 50 in the control device main body 30.
  • the fixing member 3 is provided on the outer peripheral surface of the optical fiber 2 at a position closer to the proximal end of the optical fiber 2 than the distal end of the optical fiber 2, and a distal end portion (hereinafter referred to as “protrusion”) 2 a of the optical fiber 2. Protrudes from the distal end surface of the fixing member 3.
  • the longitudinal direction of the optical fiber 2 is defined as a Z direction
  • two radial directions of the optical fiber 2 that are orthogonal to each other are defined as an X direction (first radial direction) and a Y direction (second radial direction).
  • the cross-sectional shape of the fixing member 3 in the XY plane is an L-shape that is in contact with two cylindrical inner surfaces 51 a and 52 a perpendicular to the cylindrical outer peripheral surface of the optical fiber 2. is there.
  • the two inner surfaces 51a and 52a and the outer peripheral surface of the optical fiber 2 are fixed with an adhesive.
  • the fixing member 3 is made of a piezoelectric material that is homogeneous throughout (for example, lead zirconate titanate) and has a seamless integrated structure. Such a fixing member 3 is produced, for example, by cutting out from a prismatic piezoelectric material.
  • the fixing member 3 includes a first vibrating portion 51 adjacent to the optical fiber 2 in the X direction, a second vibrating portion 52 adjacent to the optical fiber 2 in the Y direction, and the first vibrating portion 51 and the second vibrating portion.
  • the connection part 6 which connects the part 52 is comprised.
  • the connecting portion 6 is provided between an end portion of the first vibrating portion 51 located on the second vibrating portion 52 side and an end portion of the second vibrating portion 52 located on the first vibrating portion 51 side. It has been.
  • the distal end side and the proximal end side of the fixing member 3 are opened in the Z direction, and the side of the fixing member 3 opposite to the first vibrating part 51 and the side opposite to the second vibrating part 52 of the optical fiber 2 are They are open in the X direction and Y direction, respectively. Accordingly, in the assembly process of the optical fiber 2 and the fixing member 3, the optical fiber 2 can be brought into contact with the inner surfaces 51a and 52a by approaching the inner surfaces 51a and 52a in the radial direction.
  • the first vibrating portion 51 is a flat first inner surface 51a that abuts against the outer peripheral surface of the optical fiber 2, and a first inner surface 51a that is located outside the first inner surface 51a in the X direction and faces the first inner surface 51a. 1 outer surface 51b.
  • the first inner surface 51 a is disposed parallel to the Z direction along the tangent line in the Y direction of the outer peripheral surface of the optical fiber 2.
  • Electrodes 71a and 71b are respectively formed on the first inner surface 51a and the first outer surface 51b, and the piezoelectric material is polarized in the X direction in a region between the first inner surface 51a and the first outer surface 51b.
  • region 51c which expands-contracts in a Z direction by the application of the voltage between electrodes 71a and 71b is formed.
  • An arrow P in the figure indicates the polarization direction of the piezoelectric material.
  • the second vibrating portion 52 is a flat second inner surface 52a that abuts on the outer peripheral surface of the optical fiber 2, and is positioned on the outer side in the Y direction with respect to the second inner surface 52a, and faces the second inner surface 52a. 2 outer surfaces 52b.
  • the second inner surface 52 a is disposed in parallel with the Z direction along the tangent line in the X direction of the outer peripheral surface of the optical fiber 2.
  • Electrodes 72a and 72b are respectively formed on the second inner surface 52a and the second outer surface 52b, and the piezoelectric material is polarized in the Y direction in a region between the second inner surface 52a and the second outer surface 52b.
  • a second piezoelectric active region 52c is formed between the second inner surface 52a and the second outer surface 52b.
  • the second piezoelectric active region 52c expands and contracts in the Z direction when a voltage is applied between the electrodes 72a and 72b.
  • the electrodes 71a and 71b of the first vibrating part 51 are arranged so as to straddle the central axis of the optical fiber 2 in the Y direction.
  • the electrodes 71a and 71b are preferably arranged so that the dimensions on both sides of the central axis of the optical fiber 2 are equal.
  • the electrodes 72 a and 72 b of the second vibrating section 52 are arranged so as to straddle the central axis of the optical fiber 2 in the X direction.
  • the electrodes 72a and 72b are preferably arranged so that the dimensions on both sides of the central axis of the optical fiber 2 are equal.
  • the lead wire 8A for A phase is connected to the electrode 71b
  • the lead wire 8B for B phase is connected to the electrode 72b
  • the lead wire 8G for GND is connected to the electrode 71a or the electrode 72a.
  • the lead wires 8A, 8B, 8G are connected to a drive control device 70 in the control device main body 30.
  • a conductive adhesive or solder is used to connect the electrodes 71a, 71b, 72a, 72b and the lead wires 8A, 8B, 8G.
  • the electrodes 71a and 72a shown in FIGS. 3 and 4 are formed on the entire inner surfaces 51a and 52a and connected to each other. Instead, as shown in FIG. 5, the electrodes 71a and 72a are connected to each other. May be formed only on a part of the inner surfaces 51a and 52a, respectively, and may be separated from each other. In this case, one GND lead wire 8G is connected to each of the electrode 71a and the electrode 72a.
  • the electrodes 71b and 72b formed on the outer surfaces 51b and 52b may also be formed only on a part of the outer surfaces 51b and 52b, as shown in FIG.
  • the fixing part 4 is made of a cylindrical member and is provided on the outer side in the radial direction of the optical fiber 2.
  • the inner peripheral surface of the fixing portion 4 is fixed to the outer peripheral surface of the optical fiber 2 with an adhesive, and the outer peripheral surface of the fixing portion 4 is fixed to the inner wall of the frame body 12. Thereby, the optical fiber 2 is supported by the fixing portion 4 in a cantilever shape having a free end at the tip.
  • the drive controller 70 applies an A-phase alternating voltage having a predetermined drive frequency to the electrode 71b via the A-phase lead wire 8A, and performs a predetermined drive to the electrode 72b via the B-phase lead wire 8B.
  • a B-phase alternating voltage having a frequency is applied.
  • the predetermined drive frequency is set to a frequency that is equal to or close to the natural frequency of the protruding portion 2a of the optical fiber 2.
  • the drive control device 70 converts the A-phase alternating voltage and the B-phase alternating voltage whose phases are different from each other by ⁇ / 2 and whose amplitude changes in a sine wave shape into a sine wave shape as the A-phase lead wires 8A and B-phase. Are respectively supplied to the lead wires 8B.
  • the drive control device 70 is operated, illumination light is supplied from the light source 50 to the optical fiber 2, and electrodes are connected via the lead wires 8A and 8B. An alternating voltage having a predetermined drive frequency is applied to 71b and 72b.
  • the second piezoelectric active region 52c expands and contracts in the Z direction perpendicular to the polarization direction.
  • the bending vibration in the Y direction with the position of the fixing portion 4 as a node and the tip of the optical fiber 2 as an antinode is excited by the protruding portion 2a of the optical fiber 2, and the tip of the optical fiber 2 vibrates in the Y direction.
  • the illumination light emitted from the tip of the optical fiber 2 is linearly scanned in the Y direction.
  • the phase of the A-phase alternating voltage and the phase of the B-phase alternating voltage are shifted from each other by ⁇ / 2, and the amplitudes of the A-phase alternating voltage and the B-phase alternating voltage change in a sine wave shape over time.
  • the tip of the optical fiber 2 vibrates along a spiral trajectory, and the illumination light is scanned two-dimensionally on the subject A along the spiral trajectory.
  • the drive frequency is equal to or near the natural frequency of the protrusion 2a, the protrusion 2a can be excited efficiently.
  • Return light from the subject A is received by a plurality of optical fibers 13, and the intensity thereof is detected by a photodetector 60.
  • the drive control device 70 causes the photodetector 60 to detect return light in synchronization with the scanning period of the illumination light, and generates an image of the subject A by associating the detected intensity of the return light with the scanning position of the illumination light. .
  • the generated image is output from the control device main body 30 to the display 40 and displayed on the display 40.
  • an assembling method of the optical fiber scanner 1 will be described.
  • an adhesive is applied to the first inner surface 51a and the second inner surface 52a of the fixing member 3.
  • the relative position of the optical fiber 2 and the fixing member 3 is determined so that the outer peripheral surface of the optical fiber 2 abuts both the first inner surface 51a and the second inner surface 52a.
  • the adhesive is cured to fix the fixing member 3 to the outer peripheral surface of the optical fiber 2. Thereby, the optical fiber 2 and the fixing member 3 can be assembled.
  • the two vibrating portions 51 and 52 for bending and vibrating the optical fiber 2 in the X direction and the Y direction are respectively a part of the fixed member 3 formed from a single member. is there. That is, the relative position between the first vibrating part 51 and the second vibrating part 52 is fixed. Further, the optical fiber 2 is positioned at a predetermined position with respect to the fixing member 3 by abutting the outer peripheral surface of the optical fiber 2 against two inner surfaces 51 a and 52 a which are perpendicular to each other of the fixing member 3. Therefore, the relative position among the first vibrating part 51, the second vibrating part 52, and the optical fiber 2 can be uniquely determined. Thereby, there is an advantage that the assembly accuracy of the optical fiber scanner 1 can be improved, and the optical fiber scanner 1 having a desired scanning performance can be stably manufactured.
  • the fixing member 3 has a seamless integrated structure. Instead of this, the three members constituting the first vibrating portion 51, the second vibrating portion 52, and the connecting portion 6 are replaced.
  • the fixing member 3 which consists of a single member as a whole may be formed by joining a block mutually.
  • the entire connection portion 6 is made of a piezoelectric material. Instead, as shown in FIGS. 6 and 7, at least a part of the connection portion 6 is a first vibrating portion.
  • the vibration absorbing member 9 may have a vibration absorption higher than at least one of the first vibration portion 51 and the second vibration portion 52.
  • only a part of the connection portion 6 is composed of the vibration absorbing member 9.
  • the entire connection portion 6 is composed of a vibration absorbing member 9.
  • the material of the vibration absorbing member 9 is preferably a hard resin such as PEEK, engineer plastic or elastomer. As shown in FIG. 6, when the vibration absorbing member 9 is provided only in a part of the connecting portion 6, the vibration absorbing member 9 is provided in the outer portion of the connecting portion 6 that is located on the side opposite to the optical fiber 2. It is preferred that By doing in this way, the process of the connection part 6 can be made easy.
  • the single fixing member 3 is provided, but instead of this, as shown in FIG. 8, the rectangular tube surrounding the optical fiber 2 is formed together with the fixing member 3.
  • the second fixing member 301 has an L-shaped transverse cross-sectional shape that is in contact with two flat inner surfaces 53 a and 54 a perpendicular to the outer peripheral surface of the optical fiber 2 in the XY plane. Have.
  • the second fixing member 301 includes a third vibrating portion 53 adjacent to the optical fiber 2 in the X direction on the side opposite to the first vibrating portion 51, and the optical fiber 2 on the side opposite to the second vibrating portion 52. And a fourth vibration part 54 adjacent in the Y direction, and a connection part (second connection part) 601 that connects the third vibration part 53 and the fourth vibration part 54.
  • the third vibrating part 53 has the same configuration as the first vibrating part 51. That is, the third vibrating portion 53 has a flat third inner surface 53 a that faces the first inner surface 51 a with the optical fiber 2 sandwiched in the X-diameter direction and abuts against the outer peripheral surface of the optical fiber 2.
  • An electrode 73a to which another GND lead wire 8G is connected is formed on the inner surface 53a of the third vibrating section 53, and another A phase is formed on the outer surface 53b of the third vibrating section 53.
  • An electrode 73b to which the lead wire 8A is connected is formed.
  • a third piezoelectric active region 53c that expands and contracts in the Z direction is formed between the inner surface 53a and the outer surface 53b.
  • the fourth vibration part 54 has the same configuration as the second vibration part 52.
  • the fourth vibrating portion 54 has a flat fourth inner surface 54a that faces the second inner surface 52a with the optical fiber 2 sandwiched in the Y-diameter direction and abuts against the outer peripheral surface of the optical fiber 2a.
  • An electrode 74a connected to the electrode 73a is formed on the inner surface 54a of the fourth vibrating part 54, and another lead wire 8B for B phase is connected to the outer surface 54b of the fourth vibrating part 54.
  • An electrode 74b is formed.
  • a fourth piezoelectric active region 54c that expands and contracts in the Z direction is formed between the inner surface 54a and the outer surface 54b.
  • the relative position between the optical fiber 2 and the first fixing member 3 is determined so that the outer peripheral surface of the optical fiber 2 abuts against the first and second inner surfaces 51a and 52a, and then the second The fixing member 301 is positioned with respect to the first fixing member 3 and the optical fiber 2 so that the third and fourth inner surfaces 53 a and 54 a abut against the outer peripheral surface of the optical fiber 2.
  • the end portion of the first vibrating portion 51 and the end portion of the fourth vibrating portion 54 that are adjacent in the circumferential direction are in close contact with each other, and the end portion of the second vibrating portion 52 that is adjacent in the circumferential direction is
  • the shape of both end portions in the circumferential direction of the second fixing member 301 is designed so that the end portions of the three vibrating portions 53 are in close contact with each other.
  • the adhesive is cured to fix the fixing members 3 and 301 to the outer peripheral surface of the optical fiber 2.
  • the optical fiber 2 can be protected by the fixing member 3, 301 that covers the outer peripheral surface of the optical fiber 2 over the entire circumference. Further, since the optical fiber 2 is vibrated by the stretching vibration of the two piezoelectric active regions 51c, 53c; 52c, 54c in the X direction and the Y direction, respectively, a larger vibration amplitude can be obtained.
  • the optical fiber scanner 101 includes a third member in which the fixing member 31 is adjacent to the optical fiber 2 in the X direction on the side opposite to the first vibrating portion 51.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that it further includes a vibrating portion 53 and another connecting portion 61 that connects the third vibrating portion 53 and the second vibrating portion 52.
  • the connecting portion 61 is provided between an end portion of the third vibrating portion 53 located on the second vibrating portion 52 side and an end portion of the second vibrating portion 52 located on the third vibrating portion 53 side. It has been. Accordingly, the cross-sectional shape of the fixing member 31 in the XY plane is a U-shape having two right-angled corners, and the fixing member 31 is opened on the side opposite to the second vibrating portion 52 of the optical fiber 2. Yes.
  • the fixing member 31 is formed of a uniform piezoelectric material (for example, lead zirconate titanate) throughout and has a seamless integrated structure. Such a fixing member 31 is produced, for example, by cutting out from a prismatic piezoelectric material.
  • the third vibrating portion 53 is a flat third inner surface 53a that abuts on the outer peripheral surface of the optical fiber 2, and is positioned on the outer side in the X direction with respect to the third inner surface 53a and faces the third inner surface 53a. 3 outer surfaces 53b. Therefore, the optical fiber 2 is disposed in a space surrounded by the three inner surfaces 51a, 52a, 53a, and the outer peripheral surface of the optical fiber 2 is the inner surfaces 51a, 52a, 53a at three points shifted by 90 ° in the circumferential direction. Is supported by.
  • the width dimension W in the X direction of the opening on the opposite side of the optical fiber 2 from the second vibrating portion 52 is equal to or larger than the diameter of the optical fiber 2. Therefore, in the assembly process of the optical fiber scanner 101, the optical fiber 2 can be inserted in the radial direction into the space surrounded by the three inner surfaces 51a, 52a, 53a.
  • the third inner surface 53 a is disposed in parallel with the Z direction along the tangent line in the Y direction of the outer peripheral surface of the optical fiber 2.
  • the height dimension H in the Y direction of the first inner surface 51a and the third inner surface 53a is such that the central axis of the optical fiber 2 is located in a space surrounded by the three inner surfaces 51a, 52a, 53a. It is larger than the radius.
  • Electrodes 73a and 73b are respectively formed on the third inner surface 53a and the third outer surface 53b, and the piezoelectric material is polarized in the X direction in the region between the third inner surface 53a and the third outer surface 53b.
  • a third piezoelectric active region 53c is formed between the third inner surface 53a and the third outer surface 53b, which expands and contracts in the Z direction when a voltage is applied between the electrodes 73a and 73b.
  • the electrodes 73a and 73b are disposed so as to straddle the central axis of the optical fiber 2 in the Y direction.
  • the electrodes 73a and 73b are preferably arranged so that the dimensions on both sides of the central axis of the optical fiber 2 are equal.
  • the electrodes 73a and 73b may be formed only on part of the inner surface 53a and the outer surface 53b, respectively, like the electrodes 71a, 72a, 71b, and 72b shown in FIG.
  • the other lead wire 8A for A phase is connected to the electrode 73b.
  • the drive controller 70 applies an A-phase alternating voltage to the electrode 73b via the A-phase lead wire 8A.
  • the polarization direction of the first piezoelectric active region 51c and the polarization direction of the third piezoelectric active region 53c face the same side in the X direction. Accordingly, when an A-phase alternating voltage is simultaneously applied to the electrode 71b and the electrode 73b, one of the first piezoelectric active region 51c and the third piezoelectric active region 53c contracts in the Z direction and the other in the Z direction. By extending, the bending vibration in the X direction is excited in the protruding portion 2 a of the optical fiber 2.
  • the thickness dimension in the X direction of the first and third piezoelectric active regions 51c and 53c (that is, the distance between the electrodes 71a and 71b and the distance between the electrodes 73a and 73b) and the second piezoelectric active region 52c in the Y direction.
  • the thickness dimension (that is, the distance between the electrodes 72a and 72b) is equal to each other.
  • the drive controller 70 supplies the electrode 72b with a B-phase alternating voltage having a magnitude twice that of the A-phase alternating voltage.
  • the amplitude of the bending vibration in the X direction by the first vibrating portion 51 and the third vibrating portion 53 and the amplitude of the bending vibration in the Y direction by the second vibrating portion 52 are equal to each other, and the light scanning locus
  • the overall shape is a perfect circle.
  • an adhesive is applied to the first inner surface 51a, the second inner surface 52a, and the third inner surface 53a of the fixing member 31.
  • the optical fiber 2 is inserted in a radial direction into a space surrounded by the three inner surfaces 51a, 52a, and 53a, and the optical fiber 2 is inserted into all of the first inner surface 51a, the second inner surface 52a, and the third inner surface 53a.
  • the relative positions of the optical fiber 2 and the fixing member 31 are determined so that the outer peripheral surfaces of the two abut each other.
  • the adhesive is cured to fix the fixing member 31 to the outer peripheral surface of the optical fiber 2. Thereby, the optical fiber 2 and the fixing member 31 can be assembled.
  • the three vibrating portions 51, 52, 53 for bending and vibrating the optical fiber 2 in the X direction and the Y direction are each of the fixed member 3 formed from a single member. It is a part. That is, the relative positions of the first vibrating unit 51, the second vibrating unit 52, and the third vibrating unit 53 are fixed. Furthermore, the optical fiber 2 is positioned at a predetermined position with respect to the fixing member 31 by abutting the outer peripheral surface of the optical fiber 2 against the three inner surfaces 51 a, 52 a, 53 a of the fixing member 31. Therefore, the relative positions among the first vibrating unit 51, the second vibrating unit 52, the third vibrating unit 53, and the optical fiber 2 can be uniquely determined. Thereby, there is an advantage that the assembly accuracy of the optical fiber scanner 101 can be improved, and the optical fiber scanner 101 having a desired scanning performance can be stably manufactured.
  • the thickness dimensions of the three piezoelectric active regions 51c, 52c, and 53c are all equal, but instead, as shown in FIG. 11, the second piezoelectric active region 52c is the first piezoelectric active region 52c.
  • the first and third piezoelectric active regions 51c and 53c may have a larger thickness dimension.
  • the alternating voltages of the A phase and the B phase are equal.
  • the amplitudes of the bending vibrations of the protrusions 2a in the X and Y directions are equal. That is, since it is only necessary to supply an alternating voltage having the same magnitude to all the electrodes 71b, 72b, 73b, the control of the alternating voltage can be facilitated.
  • a support member made of a material other than the piezoelectric material may be provided instead of the third vibrating portion 53.
  • the support member has an inner surface (third inner surface) that contacts the outer peripheral surface of the optical fiber 2 so that the outer peripheral surface of the optical fiber 2 is supported by the fixing member 31 at three points in the circumferential direction.
  • a vibration absorbing member 9 as shown in FIGS. 6 and 7 may be provided in the connecting portions 6 and 61.
  • the single fixing member 31 is provided, but instead of this, as shown in FIG. 12, the rectangular tube surrounding the optical fiber 2 is formed so as to be formed together with the fixing member 31.
  • Another member (second fixing member) 311 arranged adjacent to the member (first fixing member) 31 in the circumferential direction may be further provided.
  • the second fixing member 311 has a flat plate shape that is in contact with the outer peripheral surface of the optical fiber 2 by a flat inner surface 54a, and is adjacent to the optical fiber 2 in the Y direction on the side opposite to the second vibrating portion 52.
  • the unit 54 is provided.
  • the fourth vibration unit 54 has the same configuration as the fourth vibration unit 54 of FIG. 8 described in the first embodiment. That is, the fourth vibrating portion 54 in the present modification has a flat fourth inner surface 54a that faces the second inner surface 2a with the optical fiber 2 sandwiched in the Y-radial direction, and the inner surface 54a and the outer surface 54b. A fourth piezoelectric active region 54c extending and contracting in the Z direction is formed therebetween.
  • the relative position between the optical fiber 2 and the first fixing member 31 is determined so that the outer peripheral surface of the optical fiber 2 abuts against the first, second, and third inner surfaces 51a, 52a, 53a.
  • the second fixing member 311 is positioned with respect to the first fixing member 31 and the optical fiber 2 so that the fourth inner surface 54 a abuts against the outer peripheral surface of the optical fiber 2.
  • the end portion of the first vibrating portion 51 and the end portion of the fourth vibrating portion 54 that are adjacent in the circumferential direction are in close contact with each other, and the end portion of the third vibrating portion 53 that is adjacent in the circumferential direction is
  • the shape of both end portions of the second fixing member 311 is designed so that the end portions of the four vibrating portions 54 are in close contact with each other.
  • the adhesive is cured to fix the fixing members 31 and 311 to the outer peripheral surface of the optical fiber 2.
  • the optical fiber 2 can be protected by the fixing member 3, 301 that covers the outer peripheral surface of the optical fiber 2 over the entire circumference. Further, since the optical fiber 2 is vibrated by the stretching vibration of the two piezoelectric active regions 51c, 53c; 52c, 54c in the X direction and the Y direction, respectively, a larger vibration amplitude can be obtained.
  • the optical fiber 2 whose outer peripheral surface is covered with a metal coating from the proximal end to the vicinity of the distal ends of the fixing members 3 and 31 may be used.
  • solder suitable for precise joining can be used for joining the optical fiber 2 and the inner surfaces 51 a, 52 a, 53 a of the fixing members 3, 31.
  • Assembling accuracy can be further improved.
  • the optical fiber 2 can be protected by the metal coating, and the optical fiber 2 can be prevented from being damaged during assembly.
  • the electrodes 71a, 72a, 73a of the inner surfaces 51a, 52a, 53a are electrically connected to the fixed part 4 via the metal coating, the single fixed GND 4 is used for the fixed part 4 instead of the electrodes 71a, 72a, 73a. It is possible to connect the lead wire 8G to allow the fixing portion 4 to function as a common GND electrode. Thereby, there exists an advantage that the wiring operation
  • the chamfered portions 14 and 15 may be provided at the end portions of the fixing members 3 and 301 in the circumferential direction.
  • the chamfered portions 14 and 15 are formed so as to be in close contact with each other when the first fixing member 3 and the second fixing member 301 are assembled into a rectangular tube shape.
  • flat chamfered portions 14 and 15 are shown in FIG. 13, the chamfered portions 14 and 15 may have irregularities or may be curved surfaces.
  • the chamfered portions 14 and 15 may be formed over the entire length in the longitudinal direction of the fixing members 3 and 301 or may be formed only in a part in the longitudinal direction. By providing the chamfered portions 14 and 15 as described above, the two fixing members 3 and 301 can be easily assembled to each other.
  • the optical fiber 2 has a cylindrical shape. Instead, as shown in FIG. 13, two side surfaces facing the X direction and the Y direction are used. A quadrangular columnar optical fiber 21 having two side surfaces facing each other may be used. The optical fiber 21 is positioned with respect to the fixing member such that at least two side surfaces abut against the two inner surfaces 51a and 52a of the fixing member.
  • FIG. 13 shows, as an example, a combination of a square columnar optical fiber 21 and two fixing members 3 and 301, but the optical fiber 21 may be combined with any of the fixing members described so far. . In this way, by using the rectangular columnar optical fiber 21, the vibration in the X direction and the vibration in the Y direction of the optical fiber 2 can be reliably separated from each other.

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Abstract

光ファイバスキャナ（１）は、光ファイバ（２）と、該光ファイバ（２）の外周面に固定された固定部材（３）とを備え、該固定部材（３）が、光ファイバ（３）の互いに交差する径方向において光ファイバ（３）とそれぞれ隣接し光ファイバ（３）の長手方向に伸縮する２つの振動部（５１，５２）と、該２つの振動部（５１，５２）を接続する接続部（６）とを備え、２つの振動部（５１，５２）が、光ファイバ（３）の外周面に突き当たる内面をそれぞれ有する。

Description

光ファイバスキャナ、照明装置および観察装置
　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、光ファイバと該光ファイバの外周面に固定された圧電素子とを備え、圧電素子の伸縮によって光ファイバを屈曲振動させて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。）。光を２次元的に走査するためには、互いに直交する２軸方向（Ｘ方向およびＹ方向）の屈曲振動を光ファイバに発生させる必要がある。そのため、特許文献１の光ファイバスキャナにおいては、光ファイバの周方向に９０°ずれた位置にＸ方向用の圧電素子とＹ方向用の圧電素子を配置している。
特開２０１４－７１４２３号公報
　しかしながら、円筒状の光ファイバの外周面に平板状の圧電素子を貼り付ける作業は難しく、各圧電素子の貼り付け位置に誤差が生じ得る。光ファイバスキャナによる光の走査軌跡の形状は、Ｘ方向用の圧電素子とＹ方向用の圧電素子との相対位置に影響されるので、光ファイバへの圧電素子の貼り付け位置にずれが生じると、光の走査軌跡にも理想の走査軌跡からのずれが生じる。その結果、光ファイバスキャナの走査性能に個体差が生じ、安定した走査性能を得ることが難しいという問題がある。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、組立精度を向上して安定した走査性能を得ることができる光ファイバスキャナおよびこれを備える照明装置および観察装置を提供することを目的とする。
　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、長手軸を有し、先端部から光を射出する光ファイバと、前記先端部よりも前記光ファイバの基端部側の位置において前記光ファイバの外周面に固定された固定部材とを備え、該固定部材が、前記光ファイバの第１の径方向において前記光ファイバと隣接し、電圧の印加によって前記光ファイバの長手方向に伸縮する第１の振動部と、前記第１の径方向と交差する前記光ファイバの第２の径方向において前記光ファイバと隣接し、電圧の印加によって前記光ファイバの長手方向に伸縮する第２の振動部と、前記第１の振動部と前記第２の振動部とを接続する接続部とを備え、前記第１の振動部が、前記光ファイバの外周面に突き当たる第１の内面を有し、前記第２の振動部が、前記第１の内面と角度を成して配置され、前記光ファイバの外周面に突き当たる第２の内面を有する光ファイバスキャナである。
　本発明の第１の態様によれば、第１の振動部に電圧が印加されると、該第１の振動部が光ファイバの長手方向に変形することによって光ファイバが第１の径方向に屈曲変形し、光ファイバの先端が第１の径方向に変位する。これにより、光ファイバの先端から射出される光が第１の径方向に走査される。同様に、第２の振動部に電圧が印加されると、該第２の振動部が光ファイバの長手方向に変形することによって光ファイバが第２の径方向に屈曲変形し、光ファイバの先端が第２の径方向に変位する。これにより、光ファイバの先端から射出される光が、第１の径方向に交差する第２の径方向に走査される。したがって、第１の振動部および第２の振動部に同時に電圧を印加することによって、光を２次元的に走査することができる。
　この場合に、第１の振動部および第２の振動部はそれぞれ、単一の部材からなる固定部材の一部分として構成されているので、第１の振動部と第２の振動部との相対位置は固定である。さらに、光ファイバスキャナの組立工程において、互いに角度を成す第１の内面および第２の内面に光ファイバの外周面を径方向に突き当てることによって、固定部材に対して光ファイバが所定の位置に位置決めされる。したがって、第１の振動部、第２の振動部および光ファイバの３者間の相対位置が一意に決まる。これにより、光ファイバスキャナの組立精度を向上し、安定した走査性能を得ることができる。
　上記第１の態様においては、前記接続部の少なくとも一部分が、前記第１の振動部および前記第２の振動部の振動吸収性よりも高い振動吸収性を有していてもよい。
　このようにすることで、第１の振動部と第２の振動部との間の接続部において振動が吸収されるので、第１の振動部と第２の振動部との間で伸縮振動が伝達し合うことを防止することができる。
　上記第１の態様においては、前記接続部の前記光ファイバとは反対側に位置する外側部分が、前記第１の振動部および前記第２の振動部の振動吸収性よりも高い振動吸収性を有することが好ましい。
　このようにすることで、第１の振動部および第２の振動部とは異なる材料を用いて接続部の振動吸収性を高める場合に、接続部の加工を容易にすることができる。
　上記第１の態様においては、前記固定部材が、前記光ファイバの前記第１の内面とは反対側に設けられ、前記光ファイバの外周面に接触する第３の内面を有していてもよい。
　このようにすることで、光ファイバスキャナの組立工程において、第１の内面、第２の内面および第３の内面によって囲まれる空間内に開口部から光ファイバを径方向に挿入することができる。さらに、３つの内面によって周方向に位置が異なる３点で光ファイバの外周面を支持することによって、光ファイバをより安定的に保持することができる。
　上記第１の態様においては、前記光ファイバの前記第１の振動部とは反対側に設けられ、電圧の印加によって前記光ファイバの長手方向に伸縮する第３の振動部を備え、該第３の振動部が、前記第３の内面を有していてもよい。
　このようにすることで、第１の径方向においてより強い変形力を第１および第３の振動部によって光ファイバに与えることができる。
　上記第１の態様においては、前記固定部材が、前記光ファイバの前記第２の内面とは反対側において前記第２の径方向に開放されていてもよい。
　上記第１の態様においては、前記第１の内面および前記第３の内面が、前記第２の径方向において前記光ファイバの半径よりも大きな寸法を有し、前記固定部材の、前記光ファイバの前記第２の内面とは反対側における開口が、前記第２の径方向に垂直な方向おいて前記光ファイバの直径よりも大きな寸法を有していてもよい。
　このようにすることで、開口部から容易に光ファイバを挿入することができる。また、光ファイバの中心軸が３つの内面によって囲まれる空間内に位置するように、光ファイバを配置することができる。
　上記第１の態様においては、前記第２の径方向における前記第２の振動部の寸法が、前記第１の径方向における前記第１の振動部および前記第３の振動部の寸法よりも大きくてもよい。
　このようにすることで、第１の径方向における光ファイバの屈曲振動の共振周波数と第２の径方向における光ファイバの屈曲振動の共振周波数とが近くなる。したがって、３つの振動部に交番電圧を与えて光ファイバを屈曲振動させる場合に、光ファイバの屈曲振動をより安定させることができる。
　上記第１の態様においては、前記固定部材が、前記第１の振動部、前記第２の振動部および前記接続部を備える第１の固定部材と、前記光ファイバの前記第２の内面とは反対側に設けられ、前記光ファイバの外周面に接触する第４の内面を有する第４の振動部を備える第２の固定部材とを備え、前記第１の固定部材および前記第２の固定部材が、前記長手軸回りの周方向において互いに隣接して配置され、前記光ファイバの外周面を囲む筒状に密着状態に組み立てられていてもよい。
　このようにすることで、光ファイバスキャナの組立工程において、第１の固定部材の第１の内面および第２の内面に光ファイバの外周面を突き当てて位置決めした後、第１の固定部材および第２の固定部材が筒を形成するように、第２の固定部材を第１の固定部材に取り付けることができる。さらに、４つの内面によって周方向に位置が異なる４点で光ファイバの外周面を支持することによって、光ファイバをより安定的に保持することができる。
　上記第１の態様においては、前記固定部材が、前記第１の振動部、前記第２の振動部および前記接続部を備える第１の固定部材と、前記光ファイバの前記第１の内面とは反対側に設けられ、前記光ファイバの外周面に接触する第３の内面を有する第３の振動部と、前記光ファイバの前記第２の内面とは反対側に設けられ、前記光ファイバの外周面に接触する第４の内面を有する第４の振動部と、前記第３の振動部と前記第４の振動部とを接続する第２の接続部とを備える第２の固定部材とを備え、前記第１の固定部材および前記第２の固定部材が、前記長手軸回りの周方向において互いに隣接し、前記光ファイバの外周面を取り囲む筒状に密着状態に組み立てられていてもよい。
　このようにすることで、光ファイバスキャナの組立工程において、第１の固定部材の第１の内面および第２の内面に光ファイバの外周面を突き当てて位置決めした後、第１の固定部材および第２の固定部材が筒を形成するように、第２の固定部材を第１の固定部材に取り付けることができる。さらに、４つの内面によって周方向に位置が異なる４点で光ファイバの外周面を支持することによって、光ファイバをより安定的に保持することができる。
　上記第１の態様においては、前記第１の固定部材および前記第２の固定部材が、前記周方向の両端に前記長手方向の少なくとも一部に沿って面取り部を有し、前記第１の固定部材および前記第２の固定部材が、前記面取り部同士を密着させて密着状態に組み立てられていてもよい。
　このようにすることで、第１の固定部材および第２の固定部材が互いに密着するように容易に組み立てることができる。
　上記第１の態様においては、前記光ファイバの外周面に、前記光ファイバの基端から前記固定部材の先端近傍まで前記外周面を被覆する金属被膜が設けられていてもよい。
　このようにすることで、精密な接合に適した半田を固定部材と光ファイバとの接合に用いることができるので、組立精度をさらに向上することができる。また、金属被膜によって光ファイバを保護することができる。さらに、光ファイバを介して各振動部と電気的に接続される他の部材をグランド（ＧＮＤ）電極として使用することができるので、ＧＮＤ用のリード線を固定部材に直接接続する必要がなく、リード線の配線を容易にすることができる。
　上記第１の態様においては、前記光ファイバが、前記第１の径方向および前記第２の径方向に側面を有する角柱形状であってもよい。
　このようにすることで、光ファイバの第１の径方向の振動および第２の径方向の振動を互いに確実に分離することができる。
　本発明の第２の態様は、照明光を発生する光源と、該光源に前記光ファイバの基端が接続される第１の態様に係る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、第２の態様に係る照明装置と、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、前記固定部材の前記第１の振動部および前記第２の振動部に前記電圧を供給する電圧供給部とを備える観察装置である。
　本発明によれば、組立精度を向上して安定した走査性能を得ることができるという効果を奏する。
本発明の第１の実施形態に係る観察装置の全体構成図である。 図１の観察装置の内視鏡の挿入部先端の内部構成を示す長手軸に沿った縦断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る光ファイバスキャナを先端側から長手軸方向に見た正面図である。 図３の固定部材を先端側から長手軸方向に見た正面図である。 図３の固定部材の変形例を先端側から長手軸方向に見た正面図である。 図３の固定部材の他の変形例を先端側から長手軸方向に見た正面図である。 図３の固定部材の他の変形例を先端側から長手軸方向に見た正面図である。 図３の固定部材の他の変形例を先端側から長手軸方向に見た正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る光ファイバスキャナを先端側から長手軸方向に見た正面図である。 図９の固定部材を先端側から長手軸方向に見た正面図である。 図１０の固定部材の変形例を先端側から長手軸方向に見た正面図である。 図１０の固定部材の変形例を先端側から長手軸方向に見た正面図である。 図８の固定部材の変形例を先端側から長手軸方向に見た分解正面図である。
（第１の実施形態）
　以下に、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１０および観察装置１００について図１から図８を参照して説明する。
　本実施形態に係る観察装置１００は、図１に示されるように、細長い挿入部２０ａを有する内視鏡２０と、該内視鏡２０に接続された制御装置本体３０と、該制御装置本体３０に接続されたディスプレイ４０とを備えている。観察装置１００は、内視鏡２０の挿入部２０ａの先端から射出される照明光を被写体Ａ上でスパイラル状の走査軌跡Ｂに沿って走査し、被写体Ａの画像を取得する光走査型内視鏡装置である。
　観察装置１００は、図２に示されるように、被写体Ａに照明光を照射する照明装置１０と、照明光が照射されることによって被写体Ａ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）６０と、照明装置１０および光検出器６０を駆動制御する駆動制御装置（電圧供給部）７０とをさらに備えている。光検出器６０および駆動制御装置７０は制御装置本体３０内に設けられている。
　照明装置１０は、制御装置本体３０内に設けられ照明光を発生する光源５０と、挿入部２０ａ内に設けられ、光源５０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の光ファイバ２を有する光ファイバスキャナ１と、光ファイバ２よりも先端側に配置され、光ファイバ２から射出された照明光を集光させる集光レンズ１１と、光ファイバスキャナ１および集光レンズ１１を収納する細長い筒状の枠体１２と、該枠体１２の外周面上に周方向に配列して設けられ、被写体Ａ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６０に導光する複数の検出用の光ファイバ１３とを備えている。
　光ファイバスキャナ１は、図２および図３に示されるように、光ファイバ２と、光ファイバ２の外周面に固定された固定部材３と、該固定部材３よりも基端側において光ファイバ２に設けられ光ファイバ２を枠体１２に固定する固定部４とを備えている。
　光ファイバ２は、マルチモードファイバまたはシングルモードファイバであり、長手軸を有する円柱状のガラス材からなる。光ファイバ２は、枠体１２の長手方向に沿って配され、枠体１２の基端から制御装置本体３０へ延びている。光ファイバ２の先端は枠体１２の内部の先端部近傍に配置され、光ファイバ２の基端は制御装置本体３０内の光源５０に接続されている。
　固定部材３は、光ファイバ２の先端よりも該光ファイバ２の基端側の位置において光ファイバ２の外周面に設けられ、光ファイバ２の先端部分（以下、「突出部」という。）２ａが固定部材３の先端面から突出している。以下、光ファイバ２の長手方向をＺ方向とし、光ファイバ２の互いに直交する２つの径方向をＸ方向（第１の径方向）およびＹ方向（第２の径方向）とする。
　ＸＹ平面における固定部材３の横断面形状は、図３および図４に示されるように、光ファイバ２の円筒状の外周面に互いに垂直な２つの平坦な内面５１ａ，５２ａで接するＬ字形状である。２つの内面５１ａ，５２ａと光ファイバ２の外周面は、接着剤によって固定されている。固定部材３は、全体にわたって均質な圧電材料（例えば、チタン酸ジルコン酸鉛）から形成され、継ぎ目の無い一体構造を有する。このような固定部材３は、例えば、角柱状の圧電材料から切り出すことによって作製される。
　固定部材３は、光ファイバ２とＸ方向に隣接する第１の振動部５１と、光ファイバ２とＹ方向に隣接する第２の振動部５２と、第１の振動部５１と第２の振動部５２とを接続する接続部６とから構成されている。接続部６は、第１の振動部５１の第２の振動部５２側に位置する端部と、第２の振動部５２の第１の振動部５１側に位置する端部との間に設けられている。
　固定部材３の先端側および基端側は、Ｚ方向に開放され、固定部材３の、光ファイバ２の第１の振動部５１とは反対側および第２の振動部５２とは反対側は、それぞれＸ方向およびＹ方向に開放されている。したがって、光ファイバ２と固定部材３との組立工程において、光ファイバ２を内面５１ａ，５２ａに向かって径方向に接近させて内面５１ａ，５２ａに突き当てることができるようになっている。
　第１の振動部５１は、光ファイバ２の外周面に突き当たる平坦な第１の内面５１ａと、該第１の内面５１ａよりもＸ方向において外側に位置し、第１の内面５１ａと対向する第１の外面５１ｂとを有している。第１の内面５１ａは、光ファイバ２の外周面のＹ方向の接線に沿ってＺ方向に平行に配置されている。第１の内面５１ａおよび第１の外面５１ｂにはそれぞれ電極７１ａ，７１ｂが形成され、第１の内面５１ａと第１の外面５１ｂとの間の領域において圧電材料がＸ方向に分極している。これにより、第１の内面５１ａと第１の外面５１ｂとの間には、電極７１ａ，７１ｂ間の電圧の印加によってＺ方向に伸縮する第１の圧電活性領域５１ｃが形成されている。図中の矢印Ｐは、圧電材料の分極方向を示している。
　第２の振動部５２は、光ファイバ２の外周面に突き当たる平坦な第２の内面５２ａと、該第２の内面５２ａよりもＹ方向において外側に位置し、第２の内面５２ａと対向する第２の外面５２ｂとを有している。第２の内面５２ａは、光ファイバ２の外周面のＸ方向の接線に沿ってＺ方向に平行に配置されている。第２の内面５２ａおよび第２の外面５２ｂにはそれぞれ電極７２ａ，７２ｂが形成され、第２の内面５２ａと第２の外面５２ｂとの間の領域において圧電材料がＹ方向に分極している。これにより、第２の内面５２ａと第２の外面５２ｂとの間には、電極７２ａ，７２ｂ間の電圧の印加によってＺ方向に伸縮する第２の圧電活性領域５２ｃが形成されている。
　第１の振動部５１の電極７１ａ，７１ｂは、光ファイバ２の中心軸をＹ方向に跨ぐように配置されている。電極７１ａ，７１ｂは、光ファイバ２の中心軸の両側における寸法が等しくなるように配置されていることが好ましい。
　第２の振動部５２の電極７２ａ，７２ｂは、光ファイバ２の中心軸をＸ方向に跨ぐように配置されている。電極７２ａ，７２ｂは、光ファイバ２の中心軸の両側における寸法が等しくなるように配置されていることが好ましい。
　電極７１ｂにはＡ相用のリード線８Ａが接続され、電極７２ｂにはＢ相用のリード線８Ｂが接続され、電極７１ａまたは電極７２ａにはＧＮＤ用のリード線８Ｇが接続されている。リード線８Ａ，８Ｂ，８Ｇは、制御装置本体３０内の駆動制御装置７０に接続されている。電極７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂとリード線８Ａ，８Ｂ，８Ｇとの接続には導電性接着剤または半田が使用される。
　なお、図３および図４に示される電極７１ａ，７２ａは、内面５１ａ，５２ａ全面にそれぞれ形成されて互いに接続されているが、これに代えて、図５に示されるように、電極７１ａ，７２ａが内面５１ａ，５２ａの一部分のみにそれぞれ形成されて互いに分離されていてもよい。この場合には、ＧＮＤ用のリード線８Ｇは、電極７１ａおよび電極７２ａの各々に１本ずつ接続される。外面５１ｂ，５２ｂに形成される電極７１ｂ，７２ｂも、図５に示されるように、外面５１ｂ，５２ｂの一部分のみに形成されていてもよい。
　固定部４は、円柱状の部材からなり、光ファイバ２の径方向外側に設けられている。固定部４の内周面は光ファイバ２の外周面と接着剤によって固定され、固定部４の外周面は枠体１２の内壁に固定されている。これにより、光ファイバ２が先端を自由端とする片持ち梁状に固定部４によって支持されている。
　駆動制御装置７０は、Ａ相用のリード線８Ａを介して電極７１ｂに所定の駆動周波数を有するＡ相の交番電圧を印加し、Ｂ相用のリード線８Ｂを介して電極７２ｂ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、光ファイバ２の突出部２ａの固有振動数と等しい周波数または固有振動数の近傍の周波数に設定される。ここで、駆動制御装置７０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Ａ相用のリード線８ＡおよびＢ相用のリード線８Ｂにそれぞれ供給する。
　次に、このように構成された光ファイバスキャナ１、照明装置１０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Ａを観察するには、駆動制御装置７０を作動させ、光源５０から光ファイバ２に照明光を供給させるとともに、リード線８Ａ，８Ｂを介して電極７１ｂ，７２ｂに所定の駆動周波数を有する交番電圧を印加させる。
　Ａ相の交番電圧が電極７１ｂに供給されて第１の圧電活性領域５１ｃにＸ方向に電圧が印加されると、第１の圧電活性領域５１ｃが分極方向に直交するＺ方向に伸縮振動し、固定部４の位置を節とし光ファイバ２の先端を腹とするＸ方向の屈曲振動が光ファイバ２の突出部２ａに励起され、光ファイバ２の先端がＸ方向に振動する。これにより、光ファイバ２の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。
　Ｂ相の交番電圧が電極７２ｂに供給されて第２の圧電活性領域５２ｃにＹ方向に交番電圧が印加されると、第２の圧電活性領域５２ｃが分極方向に直交するＺ方向に伸縮振動し、固定部４の位置を節とし光ファイバ２の先端を腹とするＹ方向の屈曲振動が光ファイバ２の突出部２ａに励起され、光ファイバ２の先端がＹ方向に振動する。これにより、光ファイバ２の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。
　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、光ファイバ２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Ａ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２ａの固有振動数と等しいまたは近傍の周波数であるので、突出部２ａを効率的に励振させることができる。
　被写体Ａからの戻り光は、複数本の光ファイバ１３によって受光され、その強度が光検出器６０によって検出される。駆動制御装置７０は、照明光の走査周期と同期して光検出器６０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Ａの画像を生成する。生成された画像は、制御装置本体３０からディスプレイ４０に出力され該ディスプレイ４０に表示される。
　ここで、光ファイバスキャナ１の組立方法について説明する。
　本実施形態に係る光ファイバスキャナ１を組み立てるには、固定部材３の第１の内面５１ａおよび第２の内面５２ａに接着剤を塗布する。次に、第１の内面５１ａおよび第２の内面５２ａの両方に光ファイバ２の外周面が突き当たるように、光ファイバ２と固定部材３との相対位置を決定する。次に、接着剤を硬化させて光ファイバ２の外周面に固定部材３を固定する。これにより、光ファイバ２と固定部材３とを組み立てることができる。
　この場合に、本実施形態によれば、光ファイバ２をＸ方向およびＹ方向に屈曲振動させるための２つの振動部５１，５２はそれぞれ、単一の部材から形成される固定部材３の一部分である。すなわち、第１の振動部５１と第２の振動部５２との相対位置は固定である。さらに、固定部材３が有する互いに垂直な２つの内面５１ａ，５２ａに光ファイバ２の外周面を突き当てることによって、固定部材３に対して光ファイバ２が所定の位置に位置決めされる。したがって、第１の振動部５１と第２の振動部５２と光ファイバ２との間の相対位置を一意に決めることができる。これにより、光ファイバスキャナ１の組立精度を向上し、所望の走査性能を有する光ファイバスキャナ１を安定的に製造することができるという利点がある。
　本実施形態においては、固定部材３が、継ぎ目の無い一体構造からなることしたが、これに代えて、第１の振動部５１、第２の振動部５２および接続部６を構成する３個のブロックを互いに接合することによって、全体として単一の部材からなる固定部材３が形成されていてもよい。
　本実施形態においては、接続部６の全体が圧電材料からなることとしたが、これに代えて、図６および図７に示されるように、接続部６の少なくとも一部分が、第１の振動部５１および第２の振動部５２のうち少なくとも一方よりも高い振動吸収性を有する振動吸収部材９から構成されていてもよい。図６の例においては、接続部６の一部分のみが振動吸収部材９から構成されている。図７の例においては、接続部６の全体が振動吸収部材９から構成されている。
　このようにすることで、第１の圧電活性領域５１ｃと第２の圧電活性領域５２ｃとの間での振動の伝達を抑制することができる。振動吸収部材９の材料は、硬質な樹脂、例えばＰＥＥＫ、エンジニアプラスチックまたはエラストマであることが好ましい。
　図６に示されるように、接続部６の一部分のみに振動吸収部材９を設ける場合には、振動吸収部材９は、接続部６のうち光ファイバ２とは反対側に位置する外側部分に設けられることが好ましい。このようにすることで、接続部６の加工を容易にすることができる。
　本実施形態においては、単一の固定部材３を備えることとしたが、これに代えて、図８に示されるように、光ファイバ２を取り囲む四角筒を固定部材３と共に形成するように、固定部材（第１の固定部材）３と周方向に隣接して配置されるもう１つの固定部材（第２の固定部材）３０１をさらに備えていてもよい。
　第２の固定部材３０１は、第１の固定部材３と同様に、ＸＹ平面において、光ファイバ２の外周面に互いに垂直な２つの平坦な内面５３ａ，５４ａで接するＬ字形状の横断面形状を有している。
　第２の固定部材３０１は、第１の振動部５１とは反対側において光ファイバ２とＸ方向に隣接する第３の振動部５３と、第２の振動部５２とは反対側において光ファイバ２とＹ方向に隣接する第４の振動部５４と、第３の振動部５３と第４の振動部５４とを接続する接続部（第２の接続部）６０１とから構成されている。
　第３の振動部５３は、第１の振動部５１と同様の構成を有している。すなわち、第３の振動部５３は、光ファイバ２をＸ径方向に挟んで第１の内面５１ａと対向し、光ファイバ２の外周面に突き当たる平坦な第３の内面５３ａを有している。第３の振動部５３の内面５３ａには、もう１本のＧＮＤ用のリード線８Ｇが接続される電極７３ａが形成され、第３の振動部５３の外面５３ｂには、もう１本のＡ相用のリード線８Ａが接続される電極７３ｂが形成されている。これにより、内面５３ａと外面５３ｂとの間には、Ｚ方向に伸縮する第３の圧電活性領域５３ｃが形成されている。
　第４の振動部５４は、第２の振動部５２と同様の構成を有している。すなわち、第４の振動部５４は、光ファイバ２をＹ径方向に挟んで第２の内面５２ａと対向し、光ファイバ２ａの外周面に突き当たる平坦な第４の内面５４ａを有している。第４の振動部５４の内面５４ａには、電極７３ａと接続する電極７４ａが形成され、第４の振動部５４の外面５４ｂには、もう１本のＢ相用のリード線８Ｂが接続される電極７４ｂが形成されている。これにより、内面５４ａと外面５４ｂとの間には、Ｚ方向に伸縮する第４の圧電活性領域５４ｃが形成されている。
　光ファイバスキャナの組立工程において、第１および第２の内面５１ａ，５２ａに光ファイバ２の外周面が突き当たるように光ファイバ２と第１の固定部材３との相対位置を決定した後、第２の固定部材３０１を、第３および第４の内面５３ａ，５４ａが光ファイバ２の外周面に突き当たるように、第１の固定部材３および光ファイバ２に対して位置決めする。このときに、周方向に隣接する第１の振動部５１の端部と第４の振動部５４の端部とが互いに密着し、周方向に隣接する第２の振動部５２の端部と第３の振動部５３の端部とが互いに密着するように、第２の固定部材３０１の周方向の両端部の形状が設計されている。次に、接着剤を硬化させて光ファイバ２の外周面に固定部材３，３０１を固定する。
　本変形例によれば、光ファイバ２の外周面を全周にわたって覆う固定部材３，３０１によって、光ファイバ２を保護することができる。また、光ファイバ２は、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ２つの圧電活性領域５１ｃ，５３ｃ；５２ｃ，５４ｃの伸縮振動によって振動させられるので、より大きな振動振幅を得ることができる。
（第２の実施形態）
　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９から図１２を参照して説明する。本実施形態においては、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態に係る光ファイバスキャナ１０１は、図９および図１０に示されるように、固定部材３１が、第１の振動部５１とは反対側において光ファイバ２とＸ方向に隣接する第３の振動部５３と、第３の振動部５３と第２の振動部５２とを接続するもう１つの接続部６１とをさらに有している点で、第１の実施形態と異なっている。
　接続部６１は、第３の振動部５３の第２の振動部５２側に位置する端部と、第２の振動部５２の第３の振動部５３側に位置する端部との間に設けられている。したがって、ＸＹ平面における固定部材３１の横断面形状は、２つの直角の角を有するＵ字形状であり、固定部材３１は、光ファイバ２の第２の振動部５２とは反対側において開放されている。固定部材３１は、全体にわたって均質な圧電材料（例えば、チタン酸ジルコン酸鉛）から形成され、継ぎ目の無い一体構造を有する。このような固定部材３１は、例えば、角柱状の圧電材料から切り出すことによって作製される。
　第３の振動部５３は、光ファイバ２の外周面に突き当たる平坦な第３の内面５３ａと、該第３の内面５３ａよりもＸ方向において外側に位置し、第３の内面５３ａと対向する第３の外面５３ｂとを有している。したがって、光ファイバ２は、３つの内面５１ａ，５２ａ，５３ａによって囲まれた空間内に配置され、光ファイバ２の外周面は、周方向に９０°ずつずれた３点において内面５１ａ，５２ａ，５３ａによって支持されている。
　光ファイバ２の第２の振動部５２とは反対側における開口のＸ方向の幅寸法Ｗは、光ファイバ２の直径以上である。したがって、光ファイバスキャナ１０１の組立工程において、３つの内面５１ａ，５２ａ，５３ａに囲まれる空間内に光ファイバ２を径方向に挿入することができるようになっている。
　第３の内面５３ａは、光ファイバ２の外周面のＹ方向の接線に沿ってＺ方向に平行に配置されている。第１の内面５１ａおよび第３の内面５３ａのＹ方向における高さ寸法Ｈは、光ファイバ２の中心軸が３つの内面５１ａ，５２ａ，５３ａに囲まれる空間内に位置するように、光ファイバ２の半径よりも大きくなっている。
　第３の内面５３ａおよび第３の外面５３ｂにはそれぞれ電極７３ａ，７３ｂが形成され、第３の内面５３ａと第３の外面５３ｂとの間の領域において圧電材料がＸ方向に分極している。これにより、第３の内面５３ａと第３の外面５３ｂとの間には、電極７３ａ，７３ｂ間の電圧の印加によってＺ方向に伸縮する第３の圧電活性領域５３ｃが形成されている。電極７３ａ，７３ｂは、光ファイバ２の中心軸をＹ方向に跨ぐように配置されている。電極７３ａ，７３ｂは、光ファイバ２の中心軸の両側における寸法が等しくなるように配置されていることが好ましい。電極７３ａ，７３ｂは、図５に示される電極７１ａ，７２ａ，７１ｂ，７２ｂのように、内面５３ａおよび外面５３ｂの一部分のみにそれぞれ形成されていてもよい。
　電極７３ｂにはＡ相用のもう１つのリード線８Ａが接続されている。駆動制御装置７０は、Ａ相用のリード線８Ａを介して電極７３ｂにＡ相の交番電圧を印加する。ここで、第１の圧電活性領域５１ｃの分極方向と第３の圧電活性領域５３ｃの分極方向は、Ｘ方向の同一の側を向いている。したがって、電極７１ｂおよび電極７３ｂにＡ相の交番電圧が同時に印加されると、第１の圧電活性領域５１ｃおよび第３の圧電活性領域５３ｃ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、光ファイバ２の突出部２ａにＸ方向の屈曲振動が励起されるようになっている。
　第１および第３の圧電活性領域５１ｃ，５３ｃのＸ方向における厚さ寸法（すなわち、電極７１ａ，７１ｂ間の距離および電極７３ａ，７３ｂ間の距離）ならびに第２の圧電活性領域５２ｃのＹ方向における厚さ寸法（すなわち、電極７２ａ，７２ｂ間の距離）は、互いに等しくなっている。駆動制御装置７０は、Ａ相の交番電圧の大きさの２倍の大きさを有するＢ相の交番電圧を電極７２ｂに供給する。これにより、第１の振動部５１および第３の振動部５３によるＸ方向の屈曲振動の振幅と、第２の振動部５２によるＹ方向の屈曲振動の振幅とが互いに等しくなり、光の走査軌跡全体の形状が真円状となる。
　このような光ファイバスキャナ１０１を組み立てるには、固定部材３１の第１の内面５１ａ、第２の内面５２ａおよび第３の内面５３ａに接着剤を塗布する。次に、３つの内面５１ａ，５２ａ，５３ａによって囲まれる空間内に光ファイバ２を径方向に挿入し、第１の内面５１ａ、第２の内面５２ａおよび第３の内面５３ａの全てに光ファイバ２の外周面が突き当たるように、光ファイバ２と固定部材３１との相対位置を決定する。次に、接着剤を硬化させて光ファイバ２の外周面に固定部材３１を固定する。これにより、光ファイバ２と固定部材３１とを組み立てることができる。
　この場合に、本実施形態によれば、光ファイバ２をＸ方向およびＹ方向に屈曲振動させるための３つの振動部５１，５２，５３はそれぞれ、単一の部材から形成される固定部材３の一部分である。すなわち、第１の振動部５１と第２の振動部５２と第３の振動部５３との相対位置は固定である。さらに、固定部材３１が有する３つの内面５１ａ，５２ａ，５３ａに光ファイバ２の外周面を突き当てることによって、固定部材３１に対して光ファイバ２が所定の位置に位置決めされる。したがって、第１の振動部５１と第２の振動部５２と第３の振動部５３と光ファイバ２との間の相対位置を一意に決めることができる。これにより、光ファイバスキャナ１０１の組立精度を向上し、所望の走査性能を有する光ファイバスキャナ１０１を安定的に製造することができるという利点がある。
　本実施形態においては、３つの圧電活性領域５１ｃ，５２ｃ，５３ｃの厚さ寸法が全て等しいこととしたが、これに代えて、図１１に示されるように、第２の圧電活性領域５２ｃが第１および第３の圧電活性領域５１ｃ，５３ｃよりも大きな厚さ寸法を有していてもよい。
　このようにすることで、突出部２ａのＸ方向における屈曲振動の共振周波数とＹ方向における屈曲振動の共振周波数とが近くなるので、突出部２ａをより安定的に屈曲振動させることができ、より安定した走査軌跡Ｂを得ることができる。
　さらに、第２の圧電活性領域５２ｃが第１および第３の圧電活性領域５１ｃ，５３ｃの各々の２倍の厚さ寸法を有する場合には、Ａ相およびＢ相の交番電圧の大きさが等しいときにＸ方向およびＹ方向における突出部２ａの屈曲振動の振幅が等しくなる。すなわち、全ての電極７１ｂ，７２ｂ，７３ｂに等しい大きさの交番電圧を供給すればよいので、交番電圧の制御を容易にすることができる。
　本実施形態においては、第３の振動部５３に代えて、圧電材料以外の材料からなる支持部材が設けられていてもよい。この場合にも、光ファイバ２の外周面が周方向の３点で固定部材３１によって支持されるように、支持部材が、光ファイバ２の外周面と接触する内面（第３の内面）を有する。
　本実施形態においては、図６および図７に示されるような振動吸収部材９が、接続部６，６１に設けられていてもよい。
　本実施形態においては、単一の固定部材３１を備えることとしたが、これに代えて、図１２に示されるように、光ファイバ２を取り囲む四角筒を固定部材３１と共に形成するように、固定部材（第１の固定部材）３１と周方向に隣接して配置されるもう１つの固定部材（第２の固定部材）３１１をさらに備えていてもよい。
　第２の固定部材３１１は、光ファイバ２の外周面に平坦な内面５４ａで接する平板状であり、第２の振動部５２とは反対側において光ファイバ２とＹ方向に隣接する第４の振動部５４を備える。
　第４の振動部５４は、第１の実施形態において説明した図８の第４の振動部５４と同様の構成を有している。すなわち、本変形例における第４の振動部５４は、光ファイバ２をＹ径方向に挟んで第２の内面２ａと対向する平坦な第４の内面５４ａを有し、内面５４ａと外面５４ｂとの間には、Ｚ方向に伸縮する第４の圧電活性領域５４ｃが形成されている。
　光ファイバスキャナの組立工程において、第１、第２および第３の内面５１ａ，５２ａ，５３ａに光ファイバ２の外周面が突き当たるように光ファイバ２と第１の固定部材３１との相対位置を決定した後、第２の固定部材３１１を、第４の内面５４ａが光ファイバ２の外周面に突き当たるように、第１の固定部材３１および光ファイバ２に対して位置決めする。このときに、周方向に隣接する第１の振動部５１の端部と第４の振動部５４の端部とが互いに密着し、周方向に隣接する第３の振動部５３の端部と第４の振動部５４の端部とが互いに密着するように、第２の固定部材３１１の両端部の形状が設計されている。次に、接着剤を硬化させて光ファイバ２の外周面に固定部材３１，３１１を固定する。
　本変形例によれば、光ファイバ２の外周面を全周にわたって覆う固定部材３，３０１によって、光ファイバ２を保護することができる。また、光ファイバ２は、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ２つの圧電活性領域５１ｃ，５３ｃ；５２ｃ，５４ｃの伸縮振動によって振動させられるので、より大きな振動振幅を得ることができる。
　上述した第１および第２の実施形態においては、基端から固定部材３，３１の先端近傍まで外周面が金属被膜によって被覆された光ファイバ２を使用してもよい。
　このようにすることで、光ファイバ２と固定部材３，３１の内面５１ａ，５２ａ，５３ａとの接合に、精密な接合に好適な半田を使用することができるので、光ファイバスキャナ１，１０１の組立精度をさらに向上することができる。また、金属被膜によって光ファイバ２を保護することができ、組み立て時における光ファイバ２の破損を防ぐことができる。さらに、内面５１ａ，５２ａ，５３ａの電極７１ａ，７２ａ，７３ａが金属被膜を介して固定部４と電気的に接続されるので、電極７１ａ，７２ａ，７３ａではなく固定部４に単一のＧＮＤ用のリード線８Ｇを接続して固定部４を共通のＧＮＤ電極として機能させることが可能となる。これにより、リード線８Ｇの配線作業を容易にすることができるという利点がある。
　上述した第１のおよび第２の実施形態において、図８および図１２に示されるような角筒を形成する２つの固定部材３，３０１；３１，３１１を備える場合には、図１３に示されるように、各固定部材３，３０１の周方向の端部に面取り部１４，１５が設けられていてもよい。
　面取り部１４，１５は、第１の固定部材３と第２の固定部材３０１とを角筒状に組み立てたときに互いに密着するように、形成されている。図１３には、平坦な面取り部１４，１５が示されているが、面取り部１４，１５は、凹凸を有してもよく、曲面であってもよい。また、面取り部１４，１５は、固定部材３，３０１の長手方向の全長にわたって形成されていてもよく、長手方向の一部分のみに形成されていてもよい。
　このように面取り部１４，１５を設けることによって、２つの固定部材３，３０１を互いに容易に密着状態に組み立てることができる。
　上述した第１および第２の実施形態においては、光ファイバ２が円柱状であることとしたが、これに代えて、図１３に示されるように、Ｘ方向に対向する２つの側面とＹ方向に対向する２つの側面とを有する四角柱状の光ファイバ２１を用いてもよい。光ファイバ２１は、少なくとも２つの側面が固定部材の２つの内面５１ａ，５２ａと突き当たるように、固定部材に対して位置決めされる。図１３には、一例として、四角柱状の光ファイバ２１と２つの固定部材３，３０１との組み合わせが示されているが、光ファイバ２１を、これまで説明したいずれの固定部材と組み合わせてもよい。
　このように、四角柱状の光ファイバ２１を用いることによって、光ファイバ２のＸ方向の振動およびＹ方向の振動を互いに確実に分離することができる。
１，１０１　光ファイバスキャナ
２　光ファイバ
３，３１　固定部材
４　固定部
５１，５２，５３　振動部
５１ａ，５２ａ，５３ａ　内面
５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ　外面
５１ｃ，５２ｃ，５３ｃ　圧電活性領域
６，６１　接続部
７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂ　電極
８Ａ，８Ｂ，８Ｇ　リード線
９　振動吸収部材
１０　照明装置
１１　集光レンズ
１２　枠体
１３　光ファイバ
２０　内視鏡
２０ａ　挿入部
３０　制御装置本体
４０　ディスプレイ
５０　光源
６０　光検出器（光検出部）
７０　駆動制御装置（電圧供給部）
１００　観察装置
Ａ　被写体
Ｂ　走査軌跡

Claims (15)

  1. 　長手軸を有し、先端部から光を射出する光ファイバと、
    　前記先端部よりも前記光ファイバの基端部側の位置において前記光ファイバの外周面に固定された固定部材とを備え、
    　該固定部材が、
    　前記光ファイバの第１の径方向において前記光ファイバと隣接し、電圧の印加によって前記光ファイバの長手方向に伸縮する第１の振動部と、
    　前記第１の径方向と交差する前記光ファイバの第２の径方向において前記光ファイバと隣接し、電圧の印加によって前記光ファイバの長手方向に伸縮する第２の振動部と、
    　前記第１の振動部と前記第２の振動部とを接続する接続部とを備え、
    　前記第１の振動部が、前記光ファイバの外周面に突き当たる第１の内面を有し、
    　前記第２の振動部が、前記第１の内面と角度を成して配置され、前記光ファイバの外周面に突き当たる第２の内面を有する光ファイバスキャナ。
  2. 　前記接続部の少なくとも一部分が、前記第１の振動部および前記第２の振動部の振動吸収性よりも高い振動吸収性を有する請求項１に記載の光ファイバスキャナ。
  3. 　前記接続部の前記光ファイバとは反対側に位置する外側部分が、前記第１の振動部および前記第２の振動部の振動吸収性よりも高い振動吸収性を有する請求項２に記載の光ファイバスキャナ。
  4. 　前記固定部材が、前記光ファイバの前記第１の内面とは反対側に設けられ、前記光ファイバの外周面に接触する第３の内面を有する請求項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。
  5. 　前記光ファイバの前記第１の振動部とは反対側に設けられ、電圧の印加によって前記光ファイバの長手方向に伸縮する第３の振動部を備え、
    　該第３の振動部が、前記第３の内面を有する請求項４に記載の光ファイバスキャナ。
  6. 　前記固定部材が、前記光ファイバの前記第２の内面とは反対側において前記第２の径方向に開放されている請求項４または請求項５に記載の光ファイバスキャナ。
  7. 　前記第１の内面および前記第３の内面が、前記第２の径方向において前記光ファイバの半径よりも大きな寸法を有し、
    　前記固定部材の、前記光ファイバの前記第２の内面とは反対側における開口が、前記第２の径方向に垂直な方向おいて前記光ファイバの直径よりも大きな寸法を有する請求項６に記載の光ファイバスキャナ。
  8. 　前記第２の径方向における前記第２の振動部の寸法が、前記第１の径方向における前記第１の振動部および前記第３の振動部の寸法よりも大きい請求項６または請求項７に記載の光ファイバスキャナ。
  9. 　前記固定部材が、
    　前記第１の振動部、前記第２の振動部および前記接続部を備える第１の固定部材と、
    　前記光ファイバの前記第２の内面とは反対側に設けられ、前記光ファイバの外周面に接触する第４の内面を有する第４の振動部を備える第２の固定部材とを備え、
    　前記第１の固定部材および前記第２の固定部材が、前記長手軸回りの周方向において互いに隣接して配置され、前記光ファイバの外周面を囲む筒状に密着状態に組み立てられている請求項４または請求項５に記載の光ファイバスキャナ。
  10. 　前記固定部材が、
    　前記第１の振動部、前記第２の振動部および前記接続部を備える第１の固定部材と、
    　前記光ファイバの前記第１の内面とは反対側に設けられ、前記光ファイバの外周面に接触する第３の内面を有する第３の振動部と、前記光ファイバの前記第２の内面とは反対側に設けられ、前記光ファイバの外周面に接触する第４の内面を有する第４の振動部と、前記第３の振動部と前記第４の振動部とを接続する第２の接続部とを備える第２の固定部材とを備え、
    　前記第１の固定部材および前記第２の固定部材が、前記長手軸回りの周方向において互いに隣接し、前記光ファイバの外周面を取り囲む筒状に密着状態に組み立てられている請求項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。
  11. 　前記第１の固定部材および前記第２の固定部材が、前記周方向の両端に前記長手方向の少なくとも一部に沿って面取り部を有し、
    　前記第１の固定部材および前記第２の固定部材が、前記面取り部同士を密着させて密着状態に組み立てられている請求項９または請求項１０に記載の光ファイバスキャナ。
  12. 　前記光ファイバの外周面に、前記光ファイバの基端から前記固定部材の先端近傍まで前記外周面を被覆する金属被膜が設けられている請求項１から請求項１１のいずれかに記載の光ファイバスキャナ。
  13. 　前記光ファイバが、前記第１の径方向および前記第２の径方向に側面を有する角柱形状である請求項１から請求項１２のいずれかに記載の光ファイバスキャナ。
  14. 　照明光を発生する光源と、
    　該光源に前記光ファイバの基端が接続される請求項１から請求項１３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。
  15. 　請求項１４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、
    　前記固定部材の前記第１の振動部および前記第２の振動部に前記電圧を供給する電圧供給部とを備える観察装置。
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