CN106489091A - 镜头驱动装置 - Google Patents
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Abstract
镜头驱动装置具有：镜头(16a)；软铁(31)，其将镜头(16a)保持成能够在一端部与另一端部之间移动；磁铁(33、34)，其在软铁(31)与一端部或另一端部抵接时，吸附并保持软铁(31)；驱动器电路(22)，其生成驱动信号，使得软铁(31)与一端侧或另一端侧抵接；操作部(11)，其指示是否通过驱动器电路(22)使软铁(31)移动以与一端部或另一端部抵接；以及定时发生电路(21)，其对驱动器电路(22)进行控制，使得生成用于使软铁(31)向所指示的方向移动的驱动信号并提供给驱动器电路(22)，在软铁(31)与所指示的端部抵接后，也周期性地生成用于使软铁(31)向所指示的端部移动的驱动信号。
Description
技术领域
本发明涉及镜头驱动装置，特别涉及周期性地生成用于使镜头保持部移动的驱动信号的镜头驱动装置。
背景技术
以往，在医疗领域和工业领域等中广泛利用具有对被检体的内部的被摄体进行摄像的内窥镜和生成由内窥镜进行摄像而得到的被摄体的观察图像的处理器等的内窥镜系统。
使用如下的内窥镜：在前端搭载有例如电磁致动器，使用电磁致动器对对焦用镜头和变焦用镜头进行驱动，能够进行对焦调整和变焦观察。
例如，在日本特开2009-204714号公报中公开了如下的摄像装置：使收容镜头的镜头保持架在正常位置与微距位置之间移动，能够进行对焦调整。
在该摄像装置中，例如，在使镜头保持架从正常位置向微距位置变位的情况下，最初，对线圈施加一次施加时间较长的长脉冲信号，接着，对线圈施加多次施加时间较短的短脉冲信号，由此使镜头保持架移动到微距位置侧。然后，在镜头保持架移动到微距位置后，摄像装置停止施加脉冲。
但是，在上述摄像装置中，在未施加脉冲信号时，在对电磁致动器施加较大冲击的情况下，有时电磁致动器意外地移动。该情况下，在上述摄像装置中，可能无法维持意图的对焦状态和观察视野，存在成为非意图的内窥镜观察的状态的问题。
因此，本发明的目的在于，提供在对致动器施加冲击的情况下也能够稳定地进行内窥镜观察的镜头驱动装置。
发明内容
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的镜头驱动装置具有：第1镜头；第1镜头保持部，其将所述第1镜头保持成能够在一端部与另一端部之间移动；第1磁铁，其设置在所述一端部和另一端部，在所述第1镜头保持部与所述一端部或所述另一端部抵接时，吸附并保持所述第1镜头保持部；第1驱动信号生成部，其生成驱动信号，使得所述第1镜头保持部与所述一端侧或所述另一端侧抵接；指示部，其指示是通过所述第1驱动信号生成部使所述第1镜头保持部移动以与所述一端部抵接，还是通过所述第1驱动信号生成部使所述第1镜头保持部移动以与所述另一端部抵接；以及驱动信号控制部，其对所述第1驱动信号生成部进行控制，使得生成并向所述第1驱动信号生成部提供用于使所述第1镜头保持部向由所述指示部指示的方向移动的驱动信号，在所述第1镜头保持部与所指示的端部抵接后，也周期性地生成用于使所述第1镜头保持部向所指示的端部移动的驱动信号。
附图说明
图1是示出构成第1实施方式的镜头驱动装置的内窥镜装置的结构的图。
图2是用于说明电磁致动器15和对焦镜头单元16的结构的剖视图。
图3是用于说明供给到电磁致动器15的驱动脉冲和镜头16a的状态的例子的图。
图4是示出构成第2实施方式的镜头驱动装置的内窥镜装置的结构的图。
图5是用于说明电磁致动器42和变焦镜头单元43的结构的剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
首先，使用图1对第1实施方式的镜头驱动装置的结构进行说明。图1是示出构成第1实施方式的镜头驱动装置的内窥镜装置的结构的图。
如图1所示，作为镜头驱动装置的内窥镜装置1构成为具有内窥镜2和设置在内窥镜2的前端且用于对后述电磁致动器15进行驱动的驱动装置3。内窥镜2具有插入到被检体内的细长的插入部10、设置在插入部10的基端侧且用于进行内窥镜2的各种操作的操作部11、设置在操作部11的基端侧的连接器部12。内窥镜2构成为经由连接器部12而相对于驱动装置3拆装自如。在作为指示部的操作部11中设置有用于将对焦位置设定在近点的Near按钮13和用于将对焦位置设定在通常位置的Normal按钮14。
并且，内窥镜2在前端搭载有电磁致动器15和由电磁致动器15驱动的对焦镜头单元16。在电磁致动器15上连接有通电缆线17，从驱动装置3向电磁致动器15供给驱动电流。
驱动装置3构成为具有产生驱动脉冲的定时发生电路21、生成基于来自定时发生电路21的驱动脉冲的驱动电流并经由通电缆线17向电磁致动器15供给所生成的驱动电流的驱动器电路22、用于进行驱动装置3的各种设定的设定部23。
作为驱动信号控制部的定时发生电路21根据操作部11的Near按钮13或Normal按钮14的操作状态，将驱动脉冲输出到驱动器电路22的A输入端子或B输入端子。另外，定时发生电路21例如也可以由FPGA或微机等构成。并且，定时发生电路21也可以不设置在驱动装置3中。
作为第1驱动信号生成部的驱动器电路22是能够在电磁致动器15中在规定方向和与规定方向相反的方向、即两个方向上流过驱动电流的电路，例如是由4个开关元件(例如MOSFET、双极晶体管等)构成的H桥电路等。驱动器电路22根据来自定时发生电路21的驱动脉冲输入到A输入端子还是输入到B输入端子，对电磁致动器15中流过的驱动电流的方向进行变更。
图2是用于说明电磁致动器15和对焦镜头单元16的结构的剖视图。
如图2所示，电磁致动器15由筒状的软铁31、卷绕在软铁31的外周的线圈32、设置在一端侧(插入部10的前侧)和另一端侧(插入部10的后侧)的磁铁33和磁铁34、设置成供软铁31抵接的抵接部35和抵接部36构成。
筒状的软铁31构成将对焦镜头单元16的对焦用镜头16a保持成能够在抵接部35(一端部)与抵接部36(另一端部)之间移动的镜头保持部。
作为第1镜头的镜头16a是用于使包含镜头16a的物镜光学系统的焦距伴随软铁31的移动而变化的对焦镜头。另外，对焦镜头单元16具有一个对焦用镜头16a，但是，不限于一个，也可以具有2个以上的对焦用镜头。该情况下，作为镜头保持部的软铁31保持2个以上的镜头。
磁铁33和磁铁34构成第1磁铁，该第1磁铁在软铁31与抵接部35或抵接部36抵接时吸附并保持软铁31。
这里，对电磁致动器15的控制方法进行说明。
图3是用于说明供给到电磁致动器15的驱动脉冲和镜头16a的状态的例子的图。
当按下设置在内窥镜2的操作部11上的对焦用的Near按钮13后，该操作信号输入到定时发生电路21。定时发生电路21在输入表示按下了Near按钮13的操作信号后，产生图3所示的驱动脉冲，将其输出到驱动器电路22的A输入端子。驱动器电路22在A输入端子被输入驱动脉冲后，经由通电缆线17对电磁致动器15施加规定方向的驱动电流。
此时，在电磁致动器15中流过规定方向的驱动电流，软铁31和镜头16a向图2的右侧方向移动，软铁31和右侧的磁铁34吸附并停止。在本实施方式中，例如在图3的时刻T0的脉冲使软铁31和右侧的磁铁34吸附并停止后，也以重复周期在线圈32中持续流过脉冲。
这样，定时发生电路21对驱动器电路22进行控制，以使得产生用于使软铁31向由操作部11指示的方向移动的驱动脉冲并供给到驱动器电路22，在软铁31与磁铁34吸附后，也周期性地产生用于使软铁31向由操作部11指示的方向移动的驱动信号。
另一方面，当按下设置在内窥镜2的操作部11上的对焦用的Normal按钮14后，该操作信号输入到定时发生电路21。定时发生电路21在被输入表示按下了对焦用的Normal按钮14的操作信号后，产生上述图3所示的周期脉冲，将其输出到驱动器电路22的B输入端子。驱动器电路22向B输入端子输入驱动脉冲后，经由通电缆线17对电磁致动器15施加与规定方向相反的方向的驱动电流。
此时，在电磁致动器15中流过与规定方向相反的方向的电流，软铁31和镜头16a向图2的左侧方向移动，软铁31和左侧的磁铁33吸附并停止。在本实施方式中，例如在图3的时刻T0的脉冲使软铁31和左侧的磁铁33吸附并停止后，也以重复周期在线圈32中持续流过脉冲。
这样，通过周期性地对线圈32施加脉冲，例如，在软铁31与抵接部36抵靠的状态下，即使对电磁致动器15(或内窥镜2的规定位置)施加冲击，也在下一个脉冲向抵接部36的方向拉回镜头16a。
例如，即使在未对线圈32施加脉冲的图3的时刻T1对内窥镜2的电磁致动器15施加冲击而使软铁31从抵接部36分开(不定)的情况下，也在时刻T2对线圈32施加脉冲，向抵接部36的方向拉回软铁31，软铁31和磁铁34吸附(Near)并停止。
施加该脉冲的重复周期设定为即使内窥镜观察视野一瞬间偏移也不会对诊断造成障碍的程度的较短时间(例如1秒左右)。通过将重复周期设定为更短的时间，内窥镜观察视野的偏移减少。但是，如果将重复周期设定为过短的时间，则可能产生由于电磁致动器15的通电而引起的过热。因此，优选重复周期设定为不会产生由于电磁致动器15的通电而引起的过热的程度的时间、例如如上所述1秒左右。
另外，施加脉冲的重复周期不需要始终恒定，例如也可以是按照要施加的每个脉冲而不同的周期。并且，也可以由用户使用设定部23设定施加脉冲的重复周期。进而，定时发生电路21也可以根据来自与驱动装置3连接的内窥镜2的内窥镜ID18对施加脉冲的重复周期进行变更。
并且，在本实施方式中，使用电磁致动器15对对焦镜头单元16进行驱动，但是，不限于电磁致动器15，例如，也可以使用压电致动器或形状记忆合金致动器等对对焦镜头单元16进行驱动。
如上所述，构成镜头驱动装置的内窥镜装置1在软铁31吸附到磁铁33或34后，也周期性地对电磁致动器15施加脉冲。其结果，在内窥镜装置1中，即使在内窥镜观察中对电磁致动器15(或内窥镜2的规定位置)施加外部冲击而使软铁31从磁铁33或34分开的情况下，软铁31也立即与磁铁33或34吸附，所以，不会在内窥镜观察中产生障碍。
由此，根据本实施方式的镜头驱动装置，在对致动器施加了冲击的情况下，也能够稳定地进行内窥镜观察。
(第2实施方式)
接着，对第2实施方式进行说明。
图4是示出构成第2实施方式的镜头驱动装置的内窥镜装置的结构的图。另外，在图4中，对与图1相同的结构标注相同标号并省略说明。
本实施方式的内窥镜装置1a构成为，除了第1实施方式中说明的对焦调整以外，还能够进行变焦调整。如图4所示，内窥镜装置1a构成为具有内窥镜2a和驱动装置3a。
内窥镜2a构成为，相对于图1的内窥镜2，在操作部11中追加了变焦用的Tele按钮40、Wide按钮41。并且，内窥镜2a构成为，相对于图1的内窥镜2，在前端追加电磁致动器42和由电磁致动器42驱动的变焦镜头单元43。在电磁致动器42上连接有通电缆线44，从驱动装置3a向电磁致动器42供给驱动电流。
驱动装置3a构成为，相对于图1的驱动装置3，追加驱动器电路45。定时发生电路21根据操作部11的Tele按钮40或Wide按钮41的操作状态，将驱动脉冲输出到驱动器电路45的C输入端子或D输入端子。
与驱动器电路22同样，驱动器电路45是能够在电磁致动器42中在规定方向和与规定方向相反的方向、即两个方向上流过驱动电流的电路，例如是H桥电路等。驱动器电路45根据来自定时发生电路21的驱动脉冲输入到C输入端子还是输入到D输入端子，对电磁致动器42中流过的驱动电流的方向进行变更。
图5是用于说明电磁致动器42和变焦镜头单元43的结构的剖视图。另外，另外，在图5中，对与图2相同的结构标注相同标号并省略说明。
本实施方式的电磁致动器42的结构与第1实施方式的电磁致动器15相同，在软铁31上保持变焦镜头单元43的变焦用的镜头43a。筒状的软铁31构成将变焦镜头单元43的变焦用的镜头43a保持成能够在抵接部35(一端部)与抵接部36(另一端部)之间移动的镜头保持部。
镜头43a是用于使光学像的放大率伴随软铁31的移动而变化的变倍镜头。另外，变焦镜头单元43具有一个变焦用镜头43a，但是，不限于一个，也可以具有2个以上的镜头。
这里，对电磁致动器42的控制方法进行说明。电磁致动器42的控制方法与电磁致动器15的控制方法大致相同。
当按下设置在内窥镜2a的操作部11上的变焦用的Tele按钮40后，该操作信号输入到定时发生电路21。定时发生电路21在输入表示按下了Tele按钮40的操作信号后，产生上述图3所示的周期脉冲，将其输出到驱动器电路45的C输入端子。驱动器电路45在C输入端子被输入驱动脉冲后，经由通电缆线44对电磁致动器42施加规定方向的驱动电流。
此时，在电磁致动器42中流过规定方向的电流，软铁31和镜头43a向图4的右侧方向移动，软铁31和右侧的磁铁34吸附并停止。在本实施方式中，软铁31和右侧的磁铁34吸附并停止。在本实施方式中，例如在图3的时刻T0的脉冲使软铁31和右侧的磁铁34吸附并停止后，也以重复周期在线圈32中持续流过脉冲。
另一方面，当按下设置在内窥镜2a的操作部11上的变焦用的Wide按钮41后，该操作信号输入到定时发生电路21。定时发生电路21在输入表示按下了变焦用的Wide按钮41的操作信号后，产生上述图3所示的周期脉冲，将其输出到驱动器电路45的D输入端子。驱动器电路45在D输入端子被输入驱动脉冲后，经由通电缆线44对电磁致动器42施加与规定方向相反的方向的驱动电流。
此时，在电磁致动器42中流过与规定方向相反的方向的电流，软铁31和镜头43a向图4的左侧方向移动，软铁31和左侧的磁铁33吸附并停止。在本实施方式中，例如在图3的时刻T0的脉冲使软铁31和左侧的磁铁33吸附并停止后，也以重复周期在线圈32中持续流过脉冲。
这样，通过周期性地对线圈32施加脉冲，例如，在软铁31与抵接部36抵靠的状态下，即使对电磁致动器42(或内窥镜2a的规定位置)施加冲击，也在下一个脉冲向抵接部36的方向拉回镜头43a。与第1实施方式同样，施加脉冲的重复周期设定为即使内窥镜观察视野一瞬间偏移也不会对诊断造成障碍的程度的较短时间(例如1秒左右)。
与第1实施方式同样，施加脉冲的重复周期不需要始终恒定，例如也可以是按照要施加的每个脉冲而不同的周期。并且，也可以由用户使用设定部23设定施加脉冲的重复周期。进而，定时发生电路21也可以根据来自与驱动装置3a连接的内窥镜2a的内窥镜ID18对施加脉冲的重复周期进行变更。
并且，在本实施方式中，使用图3说明了施加给电磁致动器42的驱动脉冲，即，设与第1实施方式的施加给电磁致动器15的驱动脉冲相同来进行说明，但是，施加给电磁致动器42和电磁致动器15的驱动脉冲也可以分别不同。
并且，内窥镜装置1a构成为能够进行对焦调整和变焦调整，但是，也可以构成为删除电磁致动器15、对焦镜头单元16、通电缆线17和驱动器电路22，仅能够进行变焦调整。
如上所述，构成镜头驱动装置的内窥镜装置1a在软铁31与磁铁33或34吸附后，也周期性地对电磁致动器42施加脉冲。其结果，在内窥镜装置1中，即使在内窥镜观察中对电磁致动器42(或内窥镜2a的规定位置)施加外部冲击而使软铁31从磁铁33或34分开的情况下，软铁31也立即与磁铁33或34吸附，所以，不会在内窥镜观察中产生障碍。
由此，根据本实施方式的镜头驱动装置，与第1实施方式同样，在对致动器施加了冲击的情况下，也能够稳定地进行内窥镜观察。
本发明不限于上述实施方式，能够在不改变本发明主旨的范围内进行各种变更、改变等。
本申请以2014年7月16日在日本申请的日本特愿2014-146196号为优先权主张的基础进行申请，上述公开内容被引用到本申请说明书、权利要求书和附图中。
Claims (7)
1.一种镜头驱动装置，其特征在于，所述镜头驱动装置具有：
第1镜头；
第1镜头保持部，其将所述第1镜头保持成能够在一端部与另一端部之间移动；
第1磁铁，其设置在所述一端部和另一端部，在所述第1镜头保持部与所述一端部或所述另一端部抵接时，吸附并保持所述第1镜头保持部；
第1驱动信号生成部，其生成驱动信号，使得所述第1镜头保持部与所述一端侧或所述另一端侧抵接；
指示部，其指示是通过所述第1驱动信号生成部使所述第1镜头保持部移动以与所述一端部抵接还是通过所述第1驱动信号生成部使所述第1镜头保持部移动以与所述另一端部抵接；以及
驱动信号控制部，其对所述第1驱动信号生成部进行控制，使得生成并向所述第1驱动信号生成部提供用于使所述第1镜头保持部向由所述指示部指示的方向移动的驱动信号，在所述第1镜头保持部与所指示的端部抵接后，也周期性地生成用于使所述第1镜头保持部向所指示的端部移动的驱动信号。
2.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，
所述第1镜头是用于使包含所述镜头的物镜光学系统的焦距伴随所述移动而变化的对焦镜头。
3.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，
所述第1镜头是用于使光学像的放大率伴随所述移动而变化的变倍镜头。
4.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，
所述第1镜头保持部在外周卷绕有线圈，
所述第1驱动信号生成部通过对所述线圈施加规定的方向的电流或规定的方向的相反方向的电流，使所述第1镜头保持部与所述一端侧或所述另一端侧抵接。
5.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，
所述镜头驱动装置还具有：
第2镜头；
第2镜头保持部，其将所述第2镜头保持成能够在一端部与另一端部之间移动；
第2磁铁，其设置在所述一端部和另一端部，在所述第2镜头保持部与所述一端部或所述另一端部抵接时，吸附并保持所述第2镜头保持部；以及
第2驱动信号生成部，其生成驱动信号，使得所述第2镜头保持部与所述一端侧或所述另一端侧抵接。
6.根据权利要求5所述的镜头驱动装置，其特征在于，
所述第1镜头是用于使包含所述镜头的物镜光学系统的焦距伴随所述移动而变化的对焦镜头，
所述第2镜头是用于使光学像的放大率伴随所述移动而变化的变倍镜头。
7.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，
所述镜头驱动装置具有设定部，该设定部能够任意地设定周期性地生成所述驱动信号的期间。
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