[发明专利]光扫描用致动器和光扫描装置

说明书

关联申请的相互参照

本申请主张2014年6月25日申请的日本特许申请2014-130350号的优先权，这里并入该在先申请的公开整体以用于参照。

技术领域

本发明涉及光扫描用致动器和使用该光扫描用致动器的光扫描装置。

背景技术

近年来，在内窥镜等领域中，提出了使光纤的前端部在谐振频率附近进行振动、用于对对象物进行光扫描的光扫描用致动器(例如参照专利文献1和专利文献2)。在这些装置中，沿着光纤的光轴方向配置直接或间接对光纤施力的压电元件，通过对该压电元件施加交流电压，对光纤的振动运动进行驱动。

图16是示出理想的光扫描用致动器的概略结构的一例的图，图16(a)是侧视图，图16(b)是从光轴方向观察的剖视图。光扫描用致动器101包括光纤102、一端固定在器件保持器具107上且光纤102在长度方向上贯穿插入到中心部的长方体的套圈103、配置在套圈103的4个侧面的压电元件104a～104d。各压电元件104a～104d分别包括压电材料105a～105d和电极106a～106d，在套圈103与电极106a～106d之间夹持配置有压电材料105a～105d。各电极106a～106d还通过布线108a～108d而与未图示的驱动电路连接。

光扫描用致动器101通过对电极106a、106c施加交流电压，能够使光纤102的前端部102a在与光轴方向z方向正交的y方向上进行扫描。图17是说明图16的光扫描用致动器的动作的图，图17(a)是侧视图，图17(b)是在光轴方向上进行观察的剖视图。当设套圈为接地电压时，通过对电极106a、106c施加正或负电压，压电材料105a、105c在光纤102的光轴方向上进行伸缩。因此，通过对压电元件104a、104c施加交流电压，以使得一方在光轴方向上伸长时、另一方收缩，由此能够使光纤的前端102a在y方向上进行振动。

同样，通过对压电元件104b、104d施加交流电压，能够对x方向的振动进行驱动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013/069382号小册子

专利文献2：日本特开2009-212519号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在光纤使用可见光用的单模光纤的情况下，光纤的直径为100μm左右，用于对其进行驱动的套圈或压电元件的尺寸也极小。特别是在使用图16所示的套圈的光扫描用致动器中，很难提高套圈的加工精度，并且，很难准确地将压电元件粘贴在套圈的侧面的中央。因此，在图16所示的截面为正方形的长方体形状的套圈103中，很难实现均等地配置压电元件104a～104d的理想结构。

在实际的光扫描用致动器中，由于套圈等保持光纤的部件的形状的误差或压电元件的配置的偏移等，即使在一个方向上对光纤施加振动电压，振幅也不会充分大，产生光纤前端部的扫描轨迹成为椭圆和/或扫描轨迹倾斜等不良情况。

因此，着眼于这些点而完成的本发明的目的在于，提供在部件的加工精度或安装位置不准确的情况下(旋转非对称的情况下)、也能够得到在谐振频率附近抑制了不期望的变形和倾斜的扫描轨迹的光扫描用致动器。

用于解决课题的手段

实现上述目的的光扫描用致动器的发明的特征在于，所述光扫描用致动器具有：光纤，其具有以能够振动的方式被支承的前端部；以及压电元件，其通过沿着所述光纤的光轴方向进行伸缩，产生在与所述光轴垂直的方向上对所述光纤的所述前端部进行驱动的驱动力，所述光扫描用致动器构成为绕所述光纤的光轴旋转非对称或具有二次旋转对称性，所述光纤的所述前端部的谐振方向和所述压电元件的所述驱动力的方向实质上平行。

所述光扫描用致动器也可以构成为绕所述光纤的光轴旋转非对称。

所述压电元件可以包括第1压电元件、以及隔着所述光纤而与所述第1压电元件对置配置的第2压电元件和第3压电元件。

优选所述光扫描用致动器具有保持所述光纤的套圈，所述压电元件固定在所述套圈的侧面。

实现上述目的的光扫描装置的发明的特征在于，所述光扫描装置具有：上述任意一项所述的光扫描用致动器；光输入部，其使来自光源的照明光入射到所述光纤的与所述前端部相反的一侧的端部；光学系统，其对对象物照射从所述光纤的所述前端部射出的光；以及控制部，其对施加给所述压电元件的电压进行控制，使所述光纤的所述前端部进行扫描以成为期望的扫描轨迹。