光纖掃描儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖掃描儀。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在醫(yī)療領(lǐng)域中公知一種光纖掃描儀，其通過(guò)使用壓電元件而使光纖以高速振動(dòng)并射出照明光，從而在被檢體上掃描照明光(例如參考專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載的光纖掃描儀具有管狀的壓電元件(PZT管)、在該P(yáng)ZT管的表面上以相同間隔排列在周向上的4個(gè)電極、以及被插入到PZT管內(nèi)的光纖，并通過(guò)連結(jié)部件而將光纖的末端部固定在PZT管上。
[0003]在該專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的光纖掃描儀上，如果PZT管發(fā)生彎曲變形，則經(jīng)由連結(jié)部件對(duì)光纖作用垂直方向上的力，并通過(guò)該力而使光纖產(chǎn)生彎曲振動(dòng)。并且，通過(guò)考慮振幅和相位對(duì)在光纖上正交的2個(gè)方向上所產(chǎn)生的彎曲振動(dòng)進(jìn)行合成，從而使光纖的末端產(chǎn)生螺旋狀振動(dòng)而可以二維掃描照明光。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特表2008-504557號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的光纖掃描儀存在如下的問(wèn)題:因?yàn)樵赑ZT管中所產(chǎn)生的力是經(jīng)由連結(jié)部件而向光纖傳遞的，所以該力的一部分會(huì)被連結(jié)部件吸收而無(wú)法有效地傳遞至光纖，結(jié)果使光纖的振動(dòng)變小。
[0009]并且，專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的光纖掃描儀具有如下的構(gòu)造:從PZT管所產(chǎn)生的力作用于光纖的遠(yuǎn)離末端的位置。因此，光纖的末端無(wú)法準(zhǔn)確地追隨PZT管的彎曲變形，并且光纖的末端的振動(dòng)方向容易搖晃。即存在如下的問(wèn)題:直線振動(dòng)變成橢圓振動(dòng)，不能準(zhǔn)確地沿著設(shè)計(jì)的軌跡掃描照明光。并且存在如下的問(wèn)題:在希望通過(guò)對(duì)正交的2個(gè)方向上的直線振動(dòng)進(jìn)行合成而使光纖的末端產(chǎn)生螺旋振動(dòng)的情況下，難以實(shí)現(xiàn)理想的螺旋振動(dòng)。
[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種光纖掃描儀，其使壓電元件的力不產(chǎn)生衰減而有效地傳遞至光纖，可以增大光纖的振動(dòng)。
[0011]并且，本發(fā)明的目的在于提供一種光纖掃描儀，其可以沿著設(shè)計(jì)的軌跡掃描照明光。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下手段。
[0014]本發(fā)明的第I方式是一種光纖掃描儀，其具有:光纖，其是細(xì)長(zhǎng)的形狀，能夠?qū)φ彰鞴膺M(jìn)行導(dǎo)光并從末端射出；以及至少I(mǎi)片以上的壓電元件，其具有在厚度方向上極化的板形狀，并且被分別貼附在所述光纖的比所述末端靠近基端側(cè)的外周面上。
[0015]根據(jù)第I方式，如果對(duì)壓電元件在厚度方向上施加交變電壓，則壓電元件向與極化方向正交的方向伸縮，即向與厚度方向正交的方向伸縮，從而可以在光纖上激發(fā)起彎曲振動(dòng)，該彎曲振動(dòng)使光纖的末端向與長(zhǎng)度方向交叉的方向振動(dòng)。由此，能夠與末端的振動(dòng)相符地在被檢體上掃描從光纖的末端射出的照明光。
[0016]在這種情況下，通過(guò)將板形狀的壓電元件分別貼附到光纖的外周面上，可以使每個(gè)壓電元件都高精度地緊貼在光纖的外周面上。由此，可以使壓電元件的伸縮高效地傳遞至光纖，從而可以使光纖大幅彎曲振動(dòng)。并且，通過(guò)直接將壓電元件貼附到光纖的外周面上，可以使壓電元件的力直接傳遞至光纖。由此，可以避免像在光纖和壓電元件之間夾設(shè)樹(shù)脂材料的情況那樣使力衰減，可以使光纖的彎曲振動(dòng)變得更大。
[0017]在第I方式中，所述壓電元件還可以沿其全長(zhǎng)被貼附在所述光纖的外周面上。
[0018]通過(guò)這樣構(gòu)成，可以使壓電元件的沿其全長(zhǎng)的伸縮毫不浪費(fèi)地傳遞至光纖。
[0019]并且，在第I方式中，還可以具有2片所述壓電元件，它們?cè)谒龉饫w的周向上被錯(cuò)開(kāi)配置以使所述極化方向相互交叉。
[0020]通過(guò)這樣構(gòu)成，通過(guò)對(duì)各壓電元件施加適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)了相位的交變電壓，使光纖的末端呈螺旋狀振動(dòng)，從而可以二維掃描照明光。
[0021]并且，在第I方式中，所述2片壓電元件還可以在所述光纖的長(zhǎng)度方向上被錯(cuò)開(kāi)位置配置，使得在所述光纖的長(zhǎng)度方向上不重疊。
[0022]通過(guò)這樣構(gòu)成，因?yàn)閴弘娫舜嗽诠饫w的周向和長(zhǎng)度方向上不重疊而不會(huì)使整體大型化，所以可以使用體積大的寬度寬的壓電元件。由此，可以從壓電元件中輸出更大的能量，從而可以使光纖以大的振幅振動(dòng)。
[0023]并且，在第I方式中，還可以具有一對(duì)所述壓電元件，它們夾持所述光纖而被相互平行地對(duì)置配置。
[0024]通過(guò)這樣構(gòu)成，通過(guò)使一對(duì)壓電元件向相同方向伸縮，與只有I片壓電元件的情況相比，可以增大在光纖上激發(fā)起的彎曲振動(dòng)。
[0025]并且，在第I方式中還可以具有另外一對(duì)所述壓電元件，它們?cè)谒龉饫w的周向上相對(duì)于所述一對(duì)壓電元件被錯(cuò)開(kāi)配置，并且?jiàn)A持所述光纖而被相互平行地對(duì)置配置。
[0026]通過(guò)這樣構(gòu)成，通過(guò)對(duì)各壓電元件施加適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)了相位的交變電壓，使光纖的末端呈螺旋狀振動(dòng)，從而可以二維掃描照明光。
[0027]并且，在第I方式中，所述一對(duì)壓電元件彼此還可以在所述光纖的長(zhǎng)度方向上被錯(cuò)開(kāi)位置配置，使得在所述光纖的長(zhǎng)度方向上不重疊。
[0028]通過(guò)這樣構(gòu)成，與2片壓電元件的情況相比，可以使每一對(duì)壓電元件輸出更大的能量，從而可以使光纖以更大的振幅振動(dòng)。
[0029]并且，在第I方式中，還可以具有3片以上的所述壓電元件，它們以大致相等的間隔被排列在所述光纖的周向上。
[0030]通過(guò)這樣構(gòu)成，通過(guò)對(duì)各壓電元件施加適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)了相位的交變電壓，使光纖的末端呈螺旋狀振動(dòng)，從而可以二維掃描照明光。
[0031]本發(fā)明的第2方式是一種光纖掃描儀，具有:光纖，其是細(xì)長(zhǎng)的形狀，能夠?qū)φ彰鞴膺M(jìn)行導(dǎo)光并從末端射出；以及壓電元件，其具有在厚度方向上極化的板形狀，并且在包含所述光纖的所述末端或所述末端附近的位置上，使所述厚度方向朝向所述光纖的與長(zhǎng)度方向交叉的方向而被貼附在所述光纖的外周面上。
[0032]根據(jù)第2方式，如果對(duì)壓電元件在厚度方向上施加交變電壓，則壓電元件向與極化方向正交的方向伸縮，即向與厚度方向正交的方向伸縮，從而可以在光纖上激發(fā)起彎曲振動(dòng)，該彎曲振動(dòng)使光纖的末端向與長(zhǎng)度方向交叉的方向振動(dòng)。由此，能夠與末端的振動(dòng)相符地在被檢體上掃描從光纖的末端射出的照明光。
[0033]在這種情況下，因?yàn)樵诎饫w的末端或其附近的位置上配置壓電元件，所以光纖的末端可以準(zhǔn)確地追隨壓電元件的伸縮運(yùn)動(dòng)而強(qiáng)制地在與該伸縮方向交叉的方向上振動(dòng)。由此，因?yàn)楣饫w的末端沿著設(shè)計(jì)的軌跡振動(dòng)，所以可以沿著設(shè)計(jì)的軌跡掃描從光纖的末端射出的照明光。
[0034]在第2方式中，還可以具有一對(duì)所述壓電元件，它們?cè)趶较蛏蠆A持所述光纖而被相互平行地對(duì)置配置。
[0035]通過(guò)這樣構(gòu)成，通過(guò)使一對(duì)壓電元件向相同方向伸縮，與只有I片壓電元件的情況相比，可以使在光纖上激發(fā)起的彎曲振動(dòng)增大。
[0036]并且，在第2方式中還可以具有另外一對(duì)所述壓電元件，它們?cè)谒龉饫w的周向上的相對(duì)于所述一對(duì)壓電元件大致錯(cuò)開(kāi)90°的位置上，夾持該光纖而被相互平行地對(duì)置配置。
[0037]通過(guò)這樣構(gòu)成，通過(guò)對(duì)各壓電元件施加適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)了相位的交變電壓，使光纖的末端呈螺旋狀振動(dòng)，從而可以二維掃描照明光。
[0038]并且，在第2方式中，還可以具有3片以上的所述壓電元件，它們被排列在所述光纖的周向上。
[0039]通過(guò)這樣構(gòu)成，通過(guò)對(duì)各壓電元件施加適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)了相位的交變電壓，使光纖的末端呈螺旋狀振動(dòng)，從而可以二維掃描照明光。
[0040]并且，在第2方式中，所述壓電元件被配置在從所述光纖的所述末端向所述光纖的基端側(cè)縮進(jìn)的位置上，所述壓電元件的末端和所述光纖的末端之間的距離還可以被設(shè)定成，比所述壓電元件向所述末端側(cè)突出的所述光纖的末端部分的、以一端作為固定端的彎曲共振振動(dòng)的頻率比為了在所述光纖上激發(fā)起彎曲振動(dòng)而向所述壓電元件提供的交變電壓的頻率高。
[0041]通過(guò)這樣構(gòu)成，通過(guò)在振幅最大的光纖的末端不設(shè)置壓電元件，可以防止光纖的末端與周?chē)牟考g的干涉。并且，可以緩和壓電元件的形狀和針對(duì)光纖的定位等的要求精度。此外，即使壓電元件被配置在從光纖的末端縮進(jìn)的位置上，通過(guò)使該縮進(jìn)量在上述的范圍內(nèi)，也可以使光纖的末端不受壓電元件的位置錯(cuò)位所造成的影響而振動(dòng)。
[0042]并且，在第2方式中，所述壓電元件被配置在從所述光纖的所述末端向所述光纖的末端側(cè)突出的位置上，并且所述壓電元件的末端和所述光纖的末端之間的距離還可以被設(shè)定成，比所述光纖的末端向所述末端側(cè)突出的所述壓電元件的末端部分的、以一端作為固定端的彎曲共振振動(dòng)的頻率比為了在所述光纖上激發(fā)起彎曲振動(dòng)而向所述壓電元件提供的交變電壓的頻率高。
[0043]通過(guò)這樣構(gòu)成，可以緩和壓電元件的形狀和針對(duì)光纖的定位等的要求精度。此外，即使壓電元件被配置在從光纖的末端突出的位置上，通過(guò)使該突出量在上述的范圍內(nèi)，也可以使光纖的末端不受壓電元件的位置錯(cuò)位所造成的影響而振動(dòng)。
[0044]并且，在第2方式中，所述壓電元件還可以是將多個(gè)壓電體層在厚度方向上層疊而成的層疊型壓電元件。
[0045]通過(guò)這樣，可以增大向壓電元件施加相同大小的交變電壓時(shí)的壓電元件的伸縮的位移量，可以增大光纖的末端的振動(dòng)振幅。
[0046]并且，在第I和第2方式中，還可以具有導(dǎo)電性的電極部件，其被配置在所述光纖的外周面和所述壓電元件之間。
[0047]通過(guò)這樣構(gòu)成，通過(guò)將電極部件作為GND電極而對(duì)該電極部件接合GND線，從而可以使GND線的布線變得容易。特別在具有多片壓電元件的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)將電極部件作為共同的GND電極，可以有效地使GND線的布線變得容易。
[0048]發(fā)明效果
[0049]根據(jù)本發(fā)明，可以達(dá)到如下的效果:將壓電元件的力不產(chǎn)生衰減地有效地傳遞至光纖，可以使光纖的振動(dòng)變大。
[0050]并且，根據(jù)本發(fā)明，可以達(dá)到如下的效果:可以沿著設(shè)計(jì)的軌跡掃描照明光。
【附圖說(shuō)明】
[0051]圖1的(a)是向與長(zhǎng)度方向正交的方向觀察本發(fā)明的第I實(shí)施方式涉及的光纖掃描儀的概略結(jié)構(gòu)圖，(b)是從光纖的末端側(cè)向長(zhǎng)度方向觀察(a)的圖，(C)是只取出(a)的壓電元件進(jìn)行觀察的立體圖。
[0052]圖2的(a)是示出使圖1的光纖的末端向X方向振動(dòng)的狀態(tài)的圖，(b)是示出(a)的光纖的末端的振動(dòng)的軌跡的圖。
[0053]圖3的(a)是向與長(zhǎng)度方向正交的方向觀察本發(fā)明的第I實(shí)施方式的第I變形例涉及的光纖掃描儀的概略結(jié)構(gòu)圖，(b)是從末端側(cè)向長(zhǎng)度方向觀察(a)的光纖的圖。
[0054]圖4的(a)是向與長(zhǎng)度方向正交的方向觀察本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的光纖掃描儀的概略結(jié)構(gòu)圖，(b)是從末端側(cè)向長(zhǎng)度方向觀察(a)的光纖的圖。
[0055]圖5的(a)是示出使圖4的光纖的末端向X方向振動(dòng)的狀態(tài)的圖，(b)是示出(a)的光纖的末端的振動(dòng)的軌跡的圖。
[0056]圖6的(a)是向與長(zhǎng)度方向正交的方向觀察本發(fā)明的第2實(shí)施方式的第I變形例涉及的光纖掃描儀的概略結(jié)構(gòu)圖，(b)是從末端側(cè)向長(zhǎng)度方向觀察(a)的光纖的圖。
[0057]圖7的(a)是向與長(zhǎng)度方向正交的方向觀察本發(fā)明的第3實(shí)施方式涉及的光纖掃描儀的概略結(jié)構(gòu)圖，(b)是從末端側(cè)向長(zhǎng)度方向觀察(a)的光纖的圖。
[0058]圖8的(a)是示出使圖7的光纖的末端向X方向振動(dòng)的狀態(tài)的圖，(b)是示出(a)的光纖的末端的振動(dòng)的軌跡的圖。
[0059]圖9的(a)是示出使圖7的光纖的末端向Y方向振動(dòng)的狀態(tài)的圖，(b)是示出(a)的光纖的末端的振動(dòng)的軌跡的圖。
[0060]圖10是示出光纖的末端呈螺旋狀掃描的情況的圖。
[0061]圖11是示出在圖像形成裝置中采用了圖7的光纖掃描儀的情況的圖。
[0062]圖12的(a)是向與長(zhǎng)度方向正交的方向觀察本發(fā)明的第3實(shí)施方式的第I變形例涉及的光纖掃描儀的概略結(jié)構(gòu)圖，(b)是從末端側(cè)向長(zhǎng)度方向觀察(a)的光纖的圖。
[0063]圖13的(a)是向與長(zhǎng)度方向正交的方向觀察本發(fā)明