JP2003131110A - 画像観察装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォーカシングが容易で、小型化可能な、像
倍率を変更可能な画像観察装置を提供する。 【解決手段】 画像観察装置１０は、対物レンズ４０
と、対物レンズ４０により収束する光束を受光する受光
部１２ａと、ベース部材１８に対して受光部１２ａ及び
対物レンズ４０を光軸１３方向に一体的に移動させ、焦
点を調節することができる第１のアクチュエータ２０
と、受光部１２ａと対物レンズ４０との一方を他方に対
して光軸１３方向に移動させ、像倍率を変更することが
できる第２のアクチュエータ３０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像観察装置に関
し、詳しくは、例えば小型マイクロマニピュレータや内
視鏡に好適な、像倍率を変更可能な画像観察装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、医療用や工業用の内視鏡として、
例えばファイバースコープが提供されている。ファイバ
ースコープは、対物レンズによってイメージガイドの入
射端面に結像された対物像を、イメージガイドの出射端
面に伝送し、観察できるようにしたものである。

【０００３】従来のファイバースコープでは、通常、対
物レンズ側の部分を全体的に動かして対物レンズと対象
物との間の距離を調節することにより、焦点（フォーカ
ス）の調節を行っている。対物レンズとイメージガイド
の入射端面との間の距離を変えることにより観察像の倍
率を可変とするファイバースコープでも、同様に、全体
的に動かすことによりフォーカシングを行っている。

【０００４】しかし、ファイバースコープ全体を動かし
ながら焦点を調節することは難しい。特に微小な対象物
を接近して観察するような場合には、焦点調節のための
移動量を微小単位で制御する必要があり、手操作では容
易でない。

【０００５】また、対物レンズをイメージガイドの入射
端面から遠隔操作で動かす機構を設けると、装置の小型
化の障害となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

【０００７】したがって、本発明が解決しようとする技
術的課題は、フォーカシングが容易で、小型化可能な、
像倍率を変更可能な画像観察装置を提供することができ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明
は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の画
像観察装置を提供する。

【０００９】すなわち、画像観察装置は、対物レンズ
と、上記対物レンズにより収束する光束を受光する受光
部と、第１のアクチュエータと、第２のアクチュエータ
とを備える。上記第１のアクチュエータは、ベース部材
に対して上記受光部及び上記対物レンズを光軸方向に一
体的に移動させ、焦点を調節することができる。上記第
２のアクチュエータは、上記受光部と上記対物レンズと
の一方を他方に対して光軸方向に移動させ、像倍率を変
更することができる。

【００１０】上記構成において、対物レンズにより、受
光部に物体像が結像される。受光部は、例えば、イメー
ジガイドの入射端面や撮像素子の受光面である。第２の
アクチュエータを駆動することにより、対物レンズと受
光部との間の距離を変え、像倍率を変更することができ
る。第１のアクチュエータを駆動することにより、受光
部及び対物レンズを光軸方向に一体的に、すなわち、対
物レンズと受光部との間の距離を保持して像倍率を一定
に保ったまま、移動させ、焦点を調節することができ
る。

【００１１】上記構成によれば、画像観察装置全体を動
かすのではなく、第１のアクチュエータにより受光部及
び対物レンズなどを部分的に動かすことにより、焦点を
調節することができる。また、像倍率の変更は、受光部
及び対物レンズを相対的に動かすだけであり、複数のレ
ンズ群を動かすズーム機構に比べ、構成が簡単である。

【００１２】したがって、フォーカシングが容易で、小
型化可能な、像倍率を変更可能な画像観察装置を提供す
ることができる。

【００１３】好ましくは、上記第１のアクチュエータ
は、光軸と平行な方向に延在する第１駆動軸と、上記第
１駆動軸の一端に固定された第１電気・機械変換素子
と、上記第１駆動軸に摩擦係合し、上記ベース部材に固
定された第１保持部材とを含む。上記第１のアクチュエ
ータは、上記第１電気・機械変換素子の振動により上記
第１駆動軸に縦振動を発生させることにより、上記第１
保持部材に対して上記第１駆動軸を移動させることがで
きるアクチュエータである。上記第２のアクチュエータ
は、光軸と平行な方向に延在する第２駆動軸と、上記第
２駆動軸の一端に固定された第２電気・機械変換素子
と、上記第２駆動軸に摩擦係合し、上記第１駆動軸に固
定された第２保持部材とを含む。上記第２のアクチュエ
ータは、上記第２電気・機械変換素子の振動により上記
第２駆動軸に縦振動を発生させることにより、上記第２
保持部材に対して上記第２駆動軸を移動させることがで
きるアクチュエータである。上記受光部は、上記第２保
持部材に支持される。上記対物レンズは、上記第２駆動
軸に支持される。

【００１４】上記構成において、電気・機械変換素子
は、例えば、圧電素子、電歪素子、磁歪素子、静電アク
チュエータ等のように、電気的エネルギーを機械的エネ
ルギーに変換することができる素子である。

【００１５】上記構成によれば、第１及び第２のアクチ
ュエータの電気・機械変換素子は、駆動軸に固定される
だけであり、電気・機械変換素子を駆動源として用いる
他のタイプのアクチュエータと比べ、構成を簡単にする
ことができる。したがって、小型化に好適である。

【００１６】好ましくは、上記第２駆動軸は、２本の丸
棒を互いに平行に配置して一体化したものである。上記
対物レンズの光軸直角方向断面は、上記２本の丸棒の外
周面に接する円弧状の外形を含む。

【００１７】上記構成によれば、光軸直角断面におい
て、丸棒の２つの円と、対物レンズの円弧状の外形とが
接し、これにより、対物レンズの中心を第２駆動軸に対
して精度よく、かつ容易に位置決めすることができる。
対物レンズは、少なくとも第２駆動軸の丸棒の外周面に
接する部分及びその周辺部分が、円筒面や球面等の曲面
であればよい。

【００１８】好ましくは、上記対物レンズは球形状のレ
ンズである。

【００１９】上記構成によれば、球形状のレンズは方向
性がなく、どのような向きで第２駆動軸に取り付けても
同じであるので、対物レンズを第２駆動軸に取り付ける
作業が容易となる。

【００２０】好ましくは、上記第１のアクチュエータと
上記第２のアクチュエータは、光軸方向から見たとき
に、少なくとも一部分が互いに重なり合うように配置さ
れる。

【００２１】上記構成によれば、光軸直角方向の寸法を
小さくして、装置全体を小型化することができる。

【００２２】好ましくは、上記受光部及び上記対物レン
ズは、上記第２のアクチュエータより対象物側に突出し
て配置される。

【００２３】上記構成によれば、第２のアクチュエータ
は、受光部及び対物レンズよりも対象物から遠い位置に
配置されるので、対象物側において画像観察装置が占め
る空間をできるだけ小さくすることができる。これによ
って、対物レンズが対象物に接近した状態でも、対象物
の周囲の空間が広くなるので、対象物に対して操作した
り、照明したりすることが容易である。

【００２４】具体的には、第１及び第２のアクチュエー
タが、上述のように駆動軸の一端に電気・機械変換素子
を固定したタイプのものである場合、次にように構成す
る。

【００２５】すなわち、上記第２保持部材は、上記第１
駆動軸の他端又はその近傍に固定される。上記第２駆動
軸は、上記第２保持部材に関して両側に延在し、上記第
２保持部材に関して上記第１電気・機械変換素子と同じ
側には上記第２電気・機械変換素子が配置され、それと
は反対側には上記受光部及び上記対物レンズが配置され
る。

【００２６】上記構成により、第１のアクチュエータよ
りも、受光部、対物レンズ及び第２駆動軸が突出するよ
うに構成することができる。

【００２７】好ましくは、上記第１保持部材は、少なく
とも２つの第１基準面を有する。上記少なくとも２つの
第１基準面は、光軸方向に延在しかつ互いに交差する少
なくとも２つの平面に、それぞれ含まれる。上記少なく
とも２つの第１基準面に沿って、上記第１駆動軸が移動
する。上記第２保持部材は、少なくとも２つの第２基準
面を有する。上記少なくとも２つの第２基準面は、光軸
方向に延在しかつ互いに交差する少なくとも２つの平面
に、それぞれ含まれる。上記少なくとも２つの第２基準
面に沿って、上記第２駆動軸が移動する

【００２８】上記構成によれば、第１駆動軸を第１基準
面に沿って光軸方向に正確に移動させることができる。
また、第２駆動軸を第２基準面に沿って光軸方向に正確
に移動させることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態として一
実施例を図１〜図３に基づいて説明する。

【００３０】図１に示すように、画像観察装置１０は、
大略、その先端部分において、第１のアクチュエータ２
０でイメージガイド１２の先端部１２ｂを繰り出し／繰
り込み可能とし、かつ、第２のアクチュエータ３０によ
って対物レンズ４０とイメージガイド１２の入射端面１
２ａとの間の距離を可変とし、イメージガイド１２によ
り先端部分から伝送された物体像を、倍率を変えて観察
できるようにしたものである。

【００３１】イメージガイド１２は、多数のオプティカ
ルファイバーを規則的に配列したものである。例えば、
単繊維径５〜２０μｍ、繊維数が数千〜数万本のオプテ
ィカルファイバーにより構成され、胃カメラ等のファイ
バースコープに用いられている。

【００３２】図１に示した例では、マニピュレータ・ア
ーム１８に固定されたニードル１９の先端１９ａで対象
物を突き刺したり、付着させることができるようになっ
ている。対物レンズ４０は、第１アクチュエータ２０及
び第２アクチュエータ３０により、ニードル１９の先端
１９ａに対して接離し、これによって、ニードル１９の
先端１９ａに付着した対象物を、像倍率を変えて観察で
きるようになっている。すなわち、光軸１３上又はその
近傍に配置された対象物の物体像は、対物レンズ４０に
よりイメージガイド１２の入射端面１２ａに結像され、
イメージガイド１５の各オプティカルファイバー中を全
反射を繰り返しながら出射端面１２ｃまで伝送され、例
えば拡大レンズ１４を介してＣＣＤ撮像素子１６により
撮像され、不図示のモニタに表示され、観察することが
できる。

【００３３】なお、イメージガイド１２の出射端面１２
ｃを、接眼レンズを介して肉眼で観察するようにしても
よい。また、画像観察装置１０に、外部光源装置からの
光を伝送するライトガイドを組み込み、対象物を照明す
るようにしてもよい。

【００３４】マニピュレータ・アーム１８は、不図示の
マニピュレータにより、１自由度以上で駆動され、適宜
位置に配置される。マニピュレータ・アーム１８は、本
体部１８ａと、本体部１８ａから突出したアーム部１８
ｂと、アーム部１８ｂにボルト１８ｄにより固定された
ブロック支持部１８ｃとからなる。本体部１８ａには、
ニードル１９が固定されている。ブロック支持部１８ｃ
には、第１アクチュエータ、詳しくは後述する第１ブロ
ック２２が、ボルト１８ｅにより固定されている。

【００３５】第１アクチュエータ２０は、第１ブロック
２２と、第１駆動軸２４と、第１圧電素子２６と、第１
付勢ばね２８とを備え、第１圧電素子２６により第１駆
動軸２４に縦振動を起こすことにより、第１駆動軸２４
及び第１圧電素子２６を第１ブロック２２に対して移動
させるタイプのリニアアクチュエータである。図１は、
第１駆動軸２４が、対象物、すなわちニードル１９の先
端１９ａ側に、最も繰り出された状態を示している。第
１駆動軸２４は、光軸１３に沿って平行に駆動されるよ
うになっている。

【００３６】図２の端面図に示したように、第１ブロッ
ク２２は、大略、直方体ブロックの１つの稜線に沿って
切り欠き案内部２３が形成され、断面はＬ字状である。
切り欠き案内部２３は、互いに直角な２つの基準面２３
ａ，２３ｂを有し、第１駆動軸２４が摺動自在に配置さ
れるようになっている。

【００３７】第１駆動軸２４は、２本の丸棒２５ａ，２
５ｂを平行に配置して一体化したものである。第１駆動
軸２４は、例えば、同一寸法形状の２本の丸棒２５ａ，
２５ｂを平面上に載置し、互いに接触した状態で接着す
ることにより、形成する。丸棒２５ａ，２５ｂは、形状
精度が高いものを入手することが容易であるので、第１
駆動軸２４を高精度で容易に形成することができる。

【００３８】第１駆動軸２４は、第１付勢ばね２８によ
り付勢され、切り欠き案内部２３の基準面２３ａ，２３
ｂに沿って、がたなく、かつ回転することなく、摺動で
きるようになっている。

【００３９】詳しくは、図２に示すように、第１付勢ば
ね２８は、コ字状に折り曲げられた形状を有し、一端側
２８ｓが第１ブロック２２にねじ２９で固定される。他
端側は３つに分岐し、向きの異なる第１及び第２の当接
片２８ａ，２８ｂが形成され、第１駆動軸２４を押圧す
るようになっている。図１に示すように、２つの第１当
接片２８ａの間に、１つの第２当接片２８ｂが配置され
ている。図２に示すように、第１当接片２８ａは、第１
駆動軸２４の一方の丸棒２５ａを、案内面２３の両方の
基準面２３ａ，２３ｂに対して略４５度の方向に付勢す
る。第２当接片２８ｂは、第１駆動軸２４の他方の丸棒
２５ｂを、案内面２３の一方の基準面２３ａに向けて略
垂直方向に付勢する。これにより、第１駆動軸２４は、
回転が規制され、かつ、基準面２３ａ，２３ｂに沿っ
て、がたなく摺動することができる。基準面２３ａ，２
３ｂは互いに交差する面であって、どちらも光軸１３に
平行な面であるため、これらの面２３ａ，２３ｂに沿っ
て摺動させる第１駆動軸２４は、正確に光軸方向に移動
する。

【００４０】第１付勢ばね２８の材料、厚さ、形状を適
宜に選択することにより、第１駆動軸２４と、第１ブロ
ック２２及び第１付勢ばね２８との間に、所望の摩擦力
を発生させ、摩擦係合させることができる。

【００４１】第１駆動軸２４の一端には、第１圧電素子
２６が、例えば接着剤により、固定されている。第１圧
電素子２６には、例えば薄板を複数積層して印加電圧を
低くした積層型圧電素子を用い、積層方向（すなわち、
伸縮方向）が第１駆動軸２４の軸方向と一致するように
固定する。

【００４２】第１アクチュエータ２０は、非駆動時には
摩擦力により静止状態を保つ。一方、第１圧電素子２６
に電圧を印加することにより、摩擦力に抗して駆動する
ことができる。すなわち、第１圧電素子２６に、矩形や
鋸歯状などの適宜な電圧波形を印加し、第１圧電素子２
６をその積層方向に伸縮させ、第１駆動軸２４に、時間
軸方向に非対称な振動、すなわち向きにより速度が異な
る縦振動を起こす。これによって、第１駆動軸２４及び
第１圧電素子２６を摩擦力に抗して第１ブロック２２に
対して相対的に一方向に移動させ、第１駆動軸２４の他
端側（圧電素子２６とは反対側）に支持された第２アク
チュエータ３０と、それに固定されたイメージガイド１
２の先端部１２ｂ及び対物レンズ４０とを、一体的に移
動させることができる。逆方向に駆動するときには、第
１圧電素子２６に印加する電圧について、矩形波のデュ
ーティ比を変えたり、鋸歯状波を反転すればよい。

【００４３】第１アクチュエータ２０の駆動力は、第１
圧電素子２６に印加する電圧や、第１駆動軸２４と第１
ブロック２２及び第１付勢ばね２８との間の摩擦力によ
り、適宜に設定することができる。

【００４４】第２アクチュエータ３０は、図１及び図３
に示すように、第１アクチュエータ２０と略同様に構成
される。第２アクチュエータ３０は、第２ブロック３２
と、第２駆動軸３４と、第２圧電素子３６と、第２付勢
ばね３８とを備え、第２圧電素子３６により第２駆動軸
３４に縦振動を起こして、第２駆動軸３４及び第２圧電
素子３６を第２ブロック３２対して移動させるタイプの
リニアアクチュエータである。図１は、第２駆動軸３４
が、対象物、すなわちニードル１９の先端１９ａ側に、
最も繰り出された状態を示している。第２駆動軸３４
は、光軸１３に沿って平行に駆動されるようになってい
る。

【００４５】第２ブロック３２は、図３の端面図に示し
たように、互いに平行に延在する、直線状の溝部３２ａ
と、断面が鍵穴状の貫通穴３２ｂと、切り欠き案内部３
３とが形成されている。

【００４６】溝部３２ａには、第１駆動軸２４の他端側
（第１圧電素子２６とは反対側）が挿入され、固定され
る。貫通穴３２ｂには、イメージガイド１２の先端部１
２ｂが挿通され、固定される。

【００４７】切り欠き案内部３３は、第１のアクチュエ
ータ２０と同様に、２つの基準面３３ａ，３３ｂを有
し、第２駆動軸３４が摺動自在に配置される。第２駆動
軸３４は、第１駆動軸２４と同様に、２本の丸棒３５
ａ，３５ｂを平行に配置して一体化したものであり、第
２付勢ばね３８に付勢され、切り欠き案内部３３の２つ
の基準面３３ａ，３３ｂに沿って、がたなく、かつ回転
することなく、摺動できるようになっている。基準面３
３ａ，３３ｂは互いに交差する面であって、どちらも光
軸１３に平行な面であるため、これらの面３３ａ，３３
ｂに沿って摺動させる第２駆動軸３４は、正確に光軸方
向に移動する。

【００４８】すなわち、第２付勢ばね３８は、第１付勢
ばね２８と同様に構成され、大略コ字状に折り曲げられ
た形状を有し、一端側３８ｓがねじ３９により第２ブロ
ック３２に固定され、他端側には、２つの第１当接片３
８ａと、その間に配置された第２当接片３８ｂとが、形
成されている。第１当接片３８ａは、第２駆動軸３４の
一方の丸棒３５ａを、切り欠き案内部３３の２つの基準
面３３ａ，３３ｂに対して略４５度の方向に付勢し、第
２当接片３５ｂは、第２駆動軸３４の他方の丸棒３５ｂ
を切り欠き案内部３３の一方の基準面３３ａに対して略
垂直方向に付勢する。

【００４９】第２駆動軸３４の一端には、第２圧電素子
３６が固定されている。第２駆動軸３４の他端側には、
球形状の対物レンズ４０が接着されている。図３に示す
ように、光軸１３の方向から見たとき、イメージガイド
１２の中心軸と対物レンズ４０の中心とが一致するよう
になっている。

【００５０】対物レンズ４０は、第２駆動軸３４の２つ
の丸棒３５ａ，３５ｂのそれぞれの外周面に接した状態
で、例えば接着することにより、固定することができ
る。丸棒３５ａ，３５ｂは、形状精度が高いものを入手
することが容易であるので、第２駆動軸３４を高精度で
容易に形成することができる。球形状の対物レンズ４０
は方向性がないので、組み立て時に取り付け方向を間違
うことがない。したがって、対物レンズ４０を、簡単な
作業で高精度に位置決めすることができる。また、丸棒
３５ａ，３５ｂや球形状の対物レンズ４０は、高精度で
も比較的安価である。

【００５１】なお、球形状の対物レンズ４０に代え、外
周面が円筒形状の対物レンズを用い、円筒形状の外周面
が第２駆動軸３４の２本の丸棒３５ａ，３５ｂのそれぞ
れの外周面と接する状態で固定してもよい。また、対物
レンズは、２本の丸棒３５ａ，３５ｂのそれぞれの外周
面と接する部分及びその周辺部分が球面や円筒面であれ
ば容易に位置決めできるので、必ずしも外形が完全な球
面や円筒面である必要はなく、球面や円筒面を部分的に
カットした形状であってもよい。

【００５２】第２アクチュエータ３０は、第１アクチュ
エータ２０と同様に、駆動することができる。すなわ
ち、第２圧電素子３６に適宜な電圧波形を印加すること
により、第２駆動軸３４に縦振動を起こし、第２ブロッ
ク３２に対して第２駆動軸３４及び第２圧電素子３６を
移動させ、イメージガイド１２の入射端面１２ａと対物
レンズ４０との間の距離を変え、像倍率を変更すること
ができる。

【００５３】図３に示したように、第１アクチュエータ
２０と第２アクチュエータ３０とは、互いに重なり合う
ようになっている。例えば、第２アクチュエータ３０の
第２ブロック３２は、第１アクチュエータ２０の第１ブ
ロック２２、第１圧電素子２６、第１付勢ばね２８の一
部と重なっている。このような構成によって、画像観察
装置１０の先端部分の光軸直角方向寸法を小さくするこ
とができる。

【００５４】また、対象物、すなわち、ニードル１９の
先端１９ａ側に接近する対物レンズ４０及びイメージガ
イド１２の入射端面１２ａは、第２アクチュエータ３０
よりも突出している。これにより、対象物の周囲の空間
内において画像観察装置１０が占める体積をできるだけ
小さくし、対象物に対して操作したり照明したりする際
に、画像観察装置１０が障害とならないようにすること
ができる。

【００５５】次に、画像観察装置１０の第１アクチュエ
ータ２０及び第２アクチュエータ３０を初期状態から駆
動する場合の動作を説明する。

【００５６】初期状態において、対物レンズ４０はイメ
ージガイド１２の入射端面１２ａに接し、像倍率は最小
となる。マニピュレータを操作して、対物レンズ４０が
対象物２に所定距離まで接近するようにする。このと
き、光軸１３上又はその近傍に対象物（図示せず）が配
置されるようにする。

【００５７】次に、第１アクチュエータ２０を駆動し、
対物レンズ４０を対象物２に対して接離させて、フォー
カス調整を行う。

【００５８】像倍率を大きくしたい場合には、まず、第
２アクチュエータ３０を駆動し、対物レンズ４０をイメ
ージガイド１２の入射端面１２ａから遠ざける。これに
より、物体像がぼけるので、次に、第１アクチュエータ
２０を駆動し、フォーカス調整を行う。例えばモニタで
物体像を観察しながら第１アクチュエータ２０を駆動
し、対物レンズ４０とイメージガイド１２の入射端面１
２ａとの間の距離を保ったまま、第２アクチュエータ３
０とともに対物レンズ４０及びイメージガイド１２の先
端部１２ａを一体的に移動させ、物体像が合焦する位置
まで繰り出す。これにより、より狭い範囲を拡大して観
察することができる。

【００５９】逆に、像倍率を小さくしたい場合には、ま
ず、第２アクチュエータ３０を駆動し、対物レンズ４０
をイメージガイド１２の入射端面１２ａに近付ける。こ
れにより、物体像がぼけるので、次に、第１アクチュエ
ータ２０を駆動し、フォーカス調整を行う。例えばモニ
タで物体像を観察しながら第１アクチュエータ２０を駆
動し、対物レンズ４０とイメージガイド１２の入射端面
１２ａとの間の距離を保ったまま、第２アクチュエータ
３０とともに対物レンズ４０及びイメージガイド１２の
先端部１２ｂを一体的に移動させ、物体像が合焦する位
置まで繰り込む。これにより、より広い範囲を観察する
ことができる。

【００６０】次に、画像観察装置１０の具体例を説明す
る。

【００６１】有効径が０．４ｍｍのイメージガイド１
２、直径１ｍｍの球形状の対物レンズ４０を用いた。第
１駆動軸２４と第２駆動軸３４には、高強度炭素繊維を
樹脂をマトリックスとして引き抜き成形した外径が０．
８ｍｍの丸棒２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂを用い
た。第１駆動軸２４の長さは２０ｍｍ、第２駆動軸３４
の長さは１５ｍｍとした。また、第１付勢ばね２４と第
２付勢ばね３４の板厚や、第１ブロック２２と第２ブロ
ック３２の長さを変えるなどして、負荷が大きい第１ア
クチュエータ２０の駆動力を大きくし、負荷が小さい第
２アクチュエータ３０の駆動力を小さくした。また、第
１アクチュエータ２０と第２アクチュエータ３０の駆動
周波数は、一方の駆動によって他方が共振して誤作動し
ないように選択した。例えば、第１アクチュエータ２０
は１３７ｋＨｚで駆動し、第２アクチュエータ３０は１
５０ｋＨｚで駆動した。対物レンズ４０とイメージガイ
ド１２の入射端面１２ａとの間の距離を０〜０．４ｍｍ
の範囲で変更し、対物レンズ４０を対象物に５ｍｍ〜
０．５ｍｍまで接近させることにより、像倍率を約１０
倍変化させることができた。第１アクチュエータ２０及
び第２アクチュエータ３０は微細に駆動できるので、対
物レンズ４０を高精度に位置決めでき、したがって、容
易に焦点を合わせることができた。

【００６２】以上説明したように、画像観察装置１０
は、第１のアクチュエータ２０によりイメージガイド１
２の先端部１２ｂや対物レンズ４０等を部分的に駆動し
て、容易に焦点を調整することができる。第２アクチュ
エータ３０を駆動し、対物レンズ４０とイメージガイド
１２の入射端面１２ａとの間の距離を変えることにより
像倍率を変更可能であり、複数のレンズ群を移動するズ
ームレンズ機構と比べ、構成が簡単で、小型化が容易で
ある。

【００６３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その他種々の態様で実施可能である。

【００６４】例えば、イメージガイド１２の代わりに、
対物レンズ４０で結像された物体像を撮像素子で直接検
出するようにしてもよい。この場合、撮像素子は、第２
アクチュエータ３０の第２ブロック３２で固定又は支持
すればよい。

【００６５】また、対物レンズの代わりに、受光部（イ
メージガイドの入射端面や撮像素子など）を第２アクチ
ュエータによって移動するようにしてもよい。

【００６６】また、第１及び第２のアクチュエータの何
れか一方又は両方は、上記実施例とは異なるタイプのア
クチュエータであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の画像観察装置の構成図で
ある。

【図２】 図１の線II−IIに沿って見た第１アクチュエ
ータの端面図である。

【図３】 図１の線III−IIIに沿って見た第２アクチュ
エータの端面図である。

【符号の説明】

１０ 画像観察装置 １２ イメージガイド １２ａ 入射端面（受光部） １３ 光軸 １８ マニピュレータ・アーム（ベース部材） ２０ 第１のアクチュエータ ２２ 第１ブロック（第１保持部材） ２３ａ，２３ｂ 基準面（第１基準面） ２４ 第１駆動軸 ２６ 第１圧電素子（第１電気・機械変換素子） ３０ 第２のアクチュエータ ３２ 第２ブロック（第２保持部材） ３３ａ，３３ｂ 基準面（第２基準面） ３４ 第２駆動軸 ３５ａ，３５ｂ 丸棒 ３６ 第２圧電素子（第２電気・機械変換素子） ４０ 対物レンズ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H040 BA03 BA05 CA23 DA42 2H044 DA01 DA02 DB04 DC01 DC04 DD01 4C061 FF40 JJ06 RR06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズと、 上記対物レンズにより収束する光束を受光する受光部
   と、 ベース部材に対して上記受光部及び上記対物レンズを光
   軸方向に一体的に移動させ、焦点を調節することができ
   る第１のアクチュエータと、 上記受光部と上記対物レンズとの一方を他方に対して光
   軸方向に移動させ、像倍率を変更することができる第２
   のアクチュエータとを備えたことを特徴とする、画像観
   察装置。
2. 【請求項２】 上記第１のアクチュエータは、光軸と平
   行な方向に延在する第１駆動軸と、上記第１駆動軸の一
   端に固定された第１電気・機械変換素子と、上記第１駆
   動軸に摩擦係合し、上記ベース部材に固定された第１保
   持部材とを含み、上記第１電気・機械変換素子の振動に
   より上記第１駆動軸に縦振動を発生させることにより、
   上記第１保持部材に対して上記第１駆動軸を移動させる
   ことができるアクチュエータであり、 上記第２のアクチュエータは、光軸と平行な方向に延在
   する第２駆動軸と、上記第２駆動軸の一端に固定された
   第２電気・機械変換素子と、上記第２駆動軸に摩擦係合
   し、上記第１駆動軸に固定された第２保持部材とを含
   み、上記第２電気・機械変換素子の振動により上記第２
   駆動軸に縦振動を発生させることにより、上記第２保持
   部材に対して上記第２駆動軸を移動させることができる
   アクチュエータであり、 上記受光部は、上記第２保持部材に支持され、 上記対物レンズは、上記第２駆動軸に支持されたことを
   特徴とする、請求項１記載の画像観察装置。
3. 【請求項３】 上記第２駆動軸は、２本の丸棒を互いに
   平行に配置して一体化したものであり、 上記対物レンズの光軸直角方向断面は、上記２本の丸棒
   の外周面に接する円弧状の外形を含むことを特徴とす
   る、請求項２記載の画像観察装置。
4. 【請求項４】 上記対物レンズは球形状のレンズである
   ことを特徴とする、請求項３記載の画像観察装置。
5. 【請求項５】 上記第１のアクチュエータと上記第２の
   アクチュエータは、光軸方向から見たときに、少なくと
   も一部分が互いに重なり合うように配置されたことを特
   徴とする、請求項１記載の画像観察装置。
6. 【請求項６】 上記受光部及び上記対物レンズは、上記
   第２のアクチュエータより対象物側に突出して配置され
   たことを特徴とする、請求項１記載の画像観察装置。
7. 【請求項７】 上記第２保持部材は、上記第１駆動軸の
   他端又はその近傍に固定され、 上記第２駆動軸は、上記第２保持部材に関して両側に延
   在し、上記第２保持部材に関して上記第１電気・機械変
   換素子と同じ側には上記第２電気・機械変換素子が配置
   され、それとは反対側には上記受光部及び上記対物レン
   ズが配置されたことを特徴とする、請求項２記載の画像
   観察装置。
8. 【請求項８】 上記第１保持部材は、光軸方向に延在し
   かつ互いに交差する少なくとも２つの平面にそれぞれ含
   まれる少なくとも２つの第１基準面を有し、該少なくと
   も２つの第１基準面に沿って上記第１駆動軸が移動し、 上記第２保持部材は、光軸方向に延在しかつ互いに交差
   する少なくとも２つの平面にそれぞれ含まれる少なくと
   も２つの第２基準面を有し、該少なくとも２つの第２基
   準面に沿って上記第２駆動軸が移動することを特徴とす
   る、請求項２記載の画像観察装置。