光掃描裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】光掃描裝置
[0001]關(guān)聯(lián)申請(qǐng)的相互參照
[0002]本申請(qǐng)主張于2013年I月29日在日本提出專利申請(qǐng)的特愿2013 — 014759的優(yōu)先權(quán)，在此為了參照而引入該在先申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及使用光纖的光掃描裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]以往，已知有一種光掃描裝置，從光纖向被觀察物照射光來(lái)掃描被觀察物，并且對(duì)在被觀察物上發(fā)生反射、散射等的光或者在非觀察物上產(chǎn)生的熒光等進(jìn)行檢測(cè)(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0005]專利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的光掃描裝置具備使光纖的射出端部進(jìn)行振動(dòng)的壓電致動(dòng)器。壓電致動(dòng)器具有使光纖的射出端部沿著垂直的X方向和Y方向進(jìn)行振動(dòng)的2個(gè)壓電元件對(duì)，而且向X方向的壓電元件對(duì)和Y方向的壓電元件對(duì)施加相位相差90°且振幅逐漸增加的相同頻率的電壓。由此，光纖的射出端部以合成了 X方向和Y方向的振動(dòng)的螺旋狀來(lái)偏轉(zhuǎn)，利用從光纖射出的光對(duì)被觀察物進(jìn)行螺旋掃描。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特表2010 - 527028號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]不過(guò)，在使光纖的射出端部進(jìn)行振動(dòng)的情況下，從獲得較大的振動(dòng)振幅的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選的是，使光纖的射出端部以射出端部的振動(dòng)方向上的共振頻率進(jìn)行振動(dòng)。另外，如專利文獻(xiàn)I所公開(kāi)那樣，在對(duì)被觀察物進(jìn)行螺旋掃描的情況下，由于向X方向的壓電元件對(duì)和Y方向的壓電元件對(duì)施加相同頻率的電壓，所以需要使射出端部的X方向和Y方向上的共振頻率相同。
[0011]然而，在專利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的光掃描裝置中，將光纖的射出端部以能擺動(dòng)的方式保持的保持部中，光纖在軸周圍以均勻的保持力被保持，射出端部在軸周圍的共振頻率相同。因此，在使射出端部沿著X方向或Y方向的第一軸向進(jìn)行共振振動(dòng)時(shí)，射出端部在軸周圍容易進(jìn)行振動(dòng)，在與振動(dòng)方向垂直的第二軸向上也會(huì)產(chǎn)生微小的力的成分，從而在第二軸向上也產(chǎn)生振幅的變位。其結(jié)果是，掃描線容易成為橢圓形狀而不是直線形狀。
[0012]這樣，如果一個(gè)軸向上的振動(dòng)軌跡成為橢圓形狀，則被觀察物上的掃描軌跡變得不穩(wěn)定且具有失真，從而難以進(jìn)行高精度的觀察。這樣的問(wèn)題不限于螺旋掃描，在進(jìn)行光柵(raster)掃描或利薩如(Lissajous)掃描的情況下也會(huì)同樣地產(chǎn)生。另外，不限于壓電致動(dòng)器，在利用具備線圈和磁鐵的電磁致動(dòng)器使光纖的射出端部進(jìn)行振動(dòng)的情況下也會(huì)同樣地產(chǎn)生。此外，也可以考慮控制為對(duì)在第二軸向上產(chǎn)生的共振頻率的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)來(lái)抵消該振動(dòng)，但是，在該情況下，裝置的驅(qū)動(dòng)控制變得復(fù)雜。
[0013]從而，著眼于這些點(diǎn)而完成的本發(fā)明的目的在于提供一種光掃描裝置，其不需要復(fù)雜的控制，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定地掃描被掃描物。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]達(dá)到上述目的的光掃描裝置的發(fā)明的特征在于，所述光掃描裝置具備:光纖；保持部，其以能振動(dòng)的方式保持該光纖的射出端部；以及驅(qū)動(dòng)部，其使所述射出端部進(jìn)行振動(dòng)，所述保持部在基于所述驅(qū)動(dòng)部的振動(dòng)方向及垂直于該振動(dòng)方向的方向上具有與其他方向不同的保持構(gòu)造。
[0016]也可以是，所述保持部具有粘接劑，所述粘接劑粘接所述光纖，使所述光纖向基于所述驅(qū)動(dòng)部的振動(dòng)方向及垂直于該振動(dòng)方向的方向偏轉(zhuǎn)。
[0017]也可以是，所述保持部具有一對(duì)V塊，所述一對(duì)V塊夾著保持所述光纖。
[0018]也可以是，所述保持部在所述射出端部突出的端面上具有槽部，所述光纖在軸周圍在4點(diǎn)處與該槽部相接。
[0019]所述驅(qū)動(dòng)部也可以是壓電致動(dòng)器。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，不需要復(fù)雜的控制，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定地掃描被掃描物。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是示出第I實(shí)施方式的光掃描裝置的概要結(jié)構(gòu)的框圖。
[0023]圖2是概要性地示出圖1的光掃描型內(nèi)窺鏡主體的概觀圖。
[0024]圖3是示出圖2的光掃描型內(nèi)窺鏡主體的前端部的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0025]圖4是用于說(shuō)明圖3的掃描部的結(jié)構(gòu)的圖。
[0026]圖5是示出圖4的照明用光纖的軸周圍的保持力分布的圖。
[0027]圖6是示出第2實(shí)施方式的光掃描裝置的主要部分的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0028]圖7是示出第2實(shí)施方式的光掃描裝置的主要部分的概要結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0030](第I實(shí)施方式)
[0031]圖1是示出第I實(shí)施方式的光掃描裝置的概要結(jié)構(gòu)的框圖。圖1的光掃描裝置構(gòu)成光掃描型內(nèi)窺鏡裝置10，具有光掃描型內(nèi)窺鏡主體20、光源部30、檢測(cè)部40、驅(qū)動(dòng)電壓生成部50、控制部60、顯示部61和輸入部62。例如通過(guò)由單模光纖構(gòu)成的照明用光纖11，以光學(xué)的方式耦合光源部30與光掃描型內(nèi)窺鏡主體20之間。例如通過(guò)由多模光纖構(gòu)成的檢測(cè)用光纖束12，以光學(xué)的方式親合檢測(cè)部40與光掃描型內(nèi)窺鏡主體20之間。此外，光源部30、檢測(cè)部40、驅(qū)動(dòng)電流生成部50和控制部60可以被收納在同一個(gè)殼體內(nèi)，或者也可以被收納在不同的殼體內(nèi)。
[0032]光源部30例如將來(lái)自3個(gè)激光源的光進(jìn)行合波后作為白色光而射出，這3個(gè)激光源射出紅、綠和藍(lán)三原色的CW(連續(xù)振蕩)激光。作為激光源，例如可以使用DPSS激光器(半導(dǎo)體激勵(lì)固體激光器)或激光二極管。當(dāng)然，光源部30的結(jié)構(gòu)不限于此，可以是采用一個(gè)激光源的結(jié)構(gòu)，也可以是采用其他多個(gè)光源的結(jié)構(gòu)。
[0033]光掃描型內(nèi)窺鏡主體20 —邊利用掃描部21使照明用光纖11的射出端部進(jìn)行振動(dòng)，一邊向被觀察物100照射從光源部30經(jīng)由照明用光纖11射出的光來(lái)對(duì)被觀察物100進(jìn)行二維掃描(在本實(shí)施方式中為螺旋掃描)，對(duì)通過(guò)該掃描所獲得的信號(hào)光進(jìn)行會(huì)聚后，經(jīng)由檢測(cè)用光纖束12傳送至檢測(cè)部40。這里，驅(qū)動(dòng)電壓生成部50基于來(lái)自控制部60的控制，經(jīng)由布線線纜13向掃描部21供給所需要的振動(dòng)電壓。
[0034]檢測(cè)部40將利用檢測(cè)用光纖束12傳送的信號(hào)光分離為頻譜成分后，將分離后的信號(hào)光光電轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。控制部60對(duì)光源部30、檢測(cè)部40和驅(qū)動(dòng)電壓生成部50進(jìn)行同步控制，并且對(duì)檢測(cè)部40所輸出的電信號(hào)進(jìn)行處理后，在顯示部61顯示圖像。另外，控制部60根據(jù)來(lái)自輸入部62的通過(guò)輸入操作輸入的輸入信號(hào)，進(jìn)行掃描速度、顯示圖像的亮度等的各種設(shè)定。
[0035]圖2是概要性地示出光掃描型內(nèi)窺鏡主體20的概觀圖。光掃描型內(nèi)窺鏡主體20具備操作部22和可撓性的插入部23。與光源部30耦合的照明用光纖11、與檢測(cè)部40耦合的檢測(cè)用光纖束12和與驅(qū)動(dòng)電壓生成部50連接的布線線纜13分別穿過(guò)插入部23的內(nèi)部被引導(dǎo)至前端部24 (在圖2中用虛線表示的部分)。利用操作部22，對(duì)前端部24進(jìn)行彎曲操作。
[0036]圖3是示出圖2的光掃描型內(nèi)窺鏡主體20的前端部24的概要結(jié)構(gòu)的圖。圖4(a)是圖3的掃描部21的放大圖，圖4(b)是圖4(a)的右側(cè)視圖。在前端部24上設(shè)置有掃描部21、投影用透鏡25a、25b和未圖示的檢測(cè)用透鏡(未圖示)，并且延伸有照明用光纖11和檢測(cè)用光纖束12。
[0037]掃描部21具備角柱狀的光纖保持部29，光纖保持部29借助安裝環(huán)26被固定在插入部23的內(nèi)部。照明用光纖11貫通光纖保持部29的中央，射出端部Ila以能擺動(dòng)的方式被光纖保持部29支承。光纖保持部29的4個(gè)側(cè)面朝向與光纖保持部29所保持的照明用光纖11的軸向(Z方向)垂直的X方向(第I方向)和Y方向(第2方向)。
[0038]在光纖保持部29的朝向Y方向的側(cè)面上固定有使射出端部Ila沿X方向振動(dòng)的X方向驅(qū)動(dòng)用的一對(duì)壓電元件28a、28c。另外，在光纖保持部29的朝向Y方向的側(cè)面上固定有使射出端部Ila沿Y方向振動(dòng)的Y方向驅(qū)動(dòng)用的一對(duì)壓電元件28b、28d。壓電元件28a?28d經(jīng)由布線線纜13與驅(qū)動(dòng)電壓生成部50連接。即，利用由具有壓電元件28a?28d的壓電致動(dòng)器構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)部，沿X方向和Y方向驅(qū)動(dòng)射出端部Ila使其振動(dòng)。另一方面，檢測(cè)用光纖束12被配置成穿過(guò)前端部24的外周部。
[0039]投影用透鏡25a、25b和檢測(cè)用透鏡被配置在前端部24的前端面附近。投影用透鏡25a、25b構(gòu)成為:使從照明用光纖11的射出端面Ilb射出的激光大致會(huì)聚在被觀察物100上。另外，檢測(cè)用透鏡被配置成:取入會(huì)聚在被觀察物100上的激光在被觀察物100上發(fā)生了反射、散射、屈折等所得到的光(與被觀察物100發(fā)生了相互作用的光)或熒光等作為檢測(cè)光，且會(huì)聚、耦合到配置在檢測(cè)用透鏡后的檢測(cè)用光纖束12。此外，投影用透鏡不限于2個(gè)透鏡的結(jié)構(gòu)，也可以由一個(gè)或其他多個(gè)透鏡來(lái)構(gòu)成。
[0040]在本實(shí)施方式中，如圖4的(a)、(b)所示，照明用光纖11在設(shè)置有射出端部Ila的光纖保持部29的端面29a處被粘接劑70進(jìn)一步粘接。粘接劑70被設(shè)