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，其通過使用壓電元件而使光纖以高速振動并射出照明光，從而在被檢體上掃描照明光(例如參考專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)I中記載的光纖掃描儀具有管狀的壓電元件(PZT管)、在該PZT管的表面上以相同間隔排列在周向上的4個電極、以及被插入到PZT管內(nèi)的光纖，并通過連結(jié)部件而將光纖的末端部固定在PZT管上。
[0003]在該專利文獻(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)部件對光纖作用垂直方向上的力，并通過該力而使光纖產(chǎn)生彎曲振動。并且，通過考慮振幅和相位對在光纖上正交的2個方向上所產(chǎn)生的彎曲振動進(jìn)行合成，從而使光纖的末端產(chǎn)生螺旋狀振動而可以二維掃描照明光。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特表2008-504557號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]但是，專利文獻(xiàn)I所記載的光纖掃描儀存在如下的問題:因為在PZT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被連結(jié)部件吸收而無法有效地傳遞至光纖，結(jié)果使光纖的振動變小。
[0009]并且，專利文獻(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，光纖的末端無法準(zhǔn)確地追隨PZT管的彎曲變形，并且光纖的末端的振動方向容易搖晃。即存在如下的問題:直線振動變成橢圓振動，不能準(zhǔn)確地沿著設(shè)計的軌跡掃描照明光。并且存在如下的問題:在希望通過對正交的2個方向上的直線振動進(jìn)行合成而使光纖的末端產(chǎn)生螺旋振動的情況下，難以實現(xiàn)理想的螺旋振動。
[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。
[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，該彎曲振動使光纖的末端向與長度方向交叉的方向振動。由此，能夠與末端的振動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。并且，通過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)樹脂材料的情況那樣使力衰減，可以使光纖的彎曲振動變得更大。
[0017]在第I方式中，所述壓電元件還可以沿其全長被貼附在所述光纖的外周面上。
[0018]通過這樣構(gòu)成，可以使壓電元件的沿其全長的伸縮毫不浪費地傳遞至光纖。
[0019]并且，在第I方式中，還可以具有2片所述壓電元件，它們在所述光纖的周向上被錯開配置以使所述極化方向相互交叉。
[0020]通過這樣構(gòu)成，通過對各壓電元件施加適當(dāng)錯開了相位的交變電壓，使光纖的末端呈螺旋狀振動，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度方向上被錯開位置配置，使得在所述光纖的長度方向上不重疊。
[0022]通過這樣構(gòu)成，因為壓電元件彼此在光纖的周向和長度方向上不重疊而不會使整體大型化，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。
[0023]并且，在第I方式中，還可以具有一對所述壓電元件，它們夾持所述光纖而被相互平行地對置配置。
[0024]通過這樣構(gòu)成，通過使一對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。
[0025]并且，在第I方式中還可以具有另外一對所述壓電元件，它們在所述光纖的周向上相對于所述一對壓電元件被錯開配置，并且夾持所述光纖而被相互平行地對置配置。
[0026]通過這樣構(gòu)成，通過對各壓電元件施加適當(dāng)錯開了相位的交變電壓，使光纖的末端呈螺旋狀振動，從而可以二維掃描照明光。
[0027]并且，在第I方式中，所述一對壓電元件彼此還可以在所述光纖的長度方向上被錯開位置配置，使得在所述光纖的長度方向上不重疊。
[0028]通過這樣構(gòu)成，與2片壓電元件的情況相比，可以使每一對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。
[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]通過這樣構(gòu)成，通過對各壓電元件施加適當(dāng)錯開了相位的交變電壓，使光纖的末端呈螺旋狀振動，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，該彎曲振動使光纖的末端向與長度方向交叉的方向振動。由此，能夠與末端的振動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，因為在包含光纖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動而強(qiáng)制地在與該伸縮方向交叉的方向上振動。由此，因為光纖的末端沿著設(shè)計的軌跡振動，所以可以沿著設(shè)計的軌跡掃描從光纖的末端射出的照明光。
[0034]在第2方式中，還可以具有一對所述壓電元件，它們在徑向上夾持所述光纖而被相互平行地對置配置。
[0035]通過這樣構(gòu)成，通過使一對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)起的彎曲振動增大。
[0036]并且，在第2方式中還可以具有另外一對所述壓電元件，它們在所述光纖的周向上的相對于所述一對壓電元件大致錯開90°的位置上，夾持該光纖而被相互平行地對置配置。
[0037]通過這樣構(gòu)成，通過對各壓電元件施加適當(dāng)錯開了相位的交變電壓，使光纖的末端呈螺旋狀振動，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]通過這樣構(gòu)成，通過對各壓電元件施加適當(dāng)錯開了相位的交變電壓，使光纖的末端呈螺旋狀振動，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的頻率比為了在所述光纖上激發(fā)起彎曲振動而向所述壓電元件提供的交變電壓的頻率高。
[0041]通過這樣構(gòu)成，通過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圍的部件之間的干涉。并且，可以緩和壓電元件的形狀和針對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位所造成的影響而振動。
[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的頻率比為了在所述光纖上激發(fā)起彎曲振動而向所述壓電元件提供的交變電壓的頻率高。
[0043]通過這樣構(gòu)成，可以緩和壓電元件的形狀和針對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位所造成的影響而振動。
[0044]并且，在第2方式中，所述壓電元件還可以是將多個壓電體層在厚度方向上層疊而成的層疊型壓電元件。
[0045]通過這樣，可以增大向壓電元件施加相同大小的交變電壓時的壓電元件的伸縮的位移量，可以增大光纖的末端的振動振幅。
[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]通過這樣構(gòu)成，通過將電極部件作為GND電極而對該電極部件接合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)計的軌跡掃描照明光。
【附圖說明】
[0051]圖1的(a)是向與長度方向正交的方向觀察本發(fā)明的第I實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方向振動的狀態(tài)的圖，(b)是示出(a)的光纖的末端的振動的軌跡的圖。
[0053]圖3的(a)是向與長度方向正交的方向觀察本發(fā)明的第I實施方式的第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)向長度方向觀察(a)的光纖的圖。
[0054]圖4的(a)是向與長度方向正交的方向觀察本發(fā)明的第2實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方向振動的狀態(tài)的圖，(b)是示出(a)的光纖的末端的振動的軌跡的圖。
[0056]圖6的(a)是向與長度方向正交的方向觀察本發(fā)明的第2實施方式的第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)向長度方向觀察(a)的光纖的圖。
[0057]圖7的(a)是向與長度方向正交的方向觀察本發(fā)明的第3實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方向振動的狀態(tài)的圖，(b)是示出(a)的光纖的末端的振動的軌跡的圖。
[0059]圖9的(a)是示出使圖7的光纖的末端向Y方向振動的狀態(tài)的圖，(b)是示出(a)的光纖的末端的振動的軌跡的圖。
[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)是向與長度方向正交的方向觀察本發(fā)明的第3實施方式的第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)向長度方向觀察(a)的光纖的圖。
[0063]圖13的(a)是向與長度方向正交的方向觀察本發(fā)明