JP2007215269A

JP2007215269A - アクチュエータおよび撮像装置

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Publication number: JP2007215269A
Application number: JP2006030060A
Authority: JP
Inventors: Toshikatsu Akiba; 敏克秋葉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-02-07
Filing date: 2006-02-07
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2026-02-07
Also published as: JP4568234B2

Abstract

【課題】小型化が容易なアクチュエータを提供する。
【解決手段】駆動方向に伸縮するアクチュエータ７に、複数の中間腕部材２３、支持部材２４および伸縮部材２６を備える。中間腕部材２３および先端腕２３ｂは、それぞれが駆動方向を横切る方向に延びて、駆動方向に互いに隣接して順に配列されている。支持部材２４は、それぞれの腕部材２６の延びる方向および駆動方向を横切る方向に延びる回転軸の周りに互いに回転できるように２つの中間腕部材２３および先端腕２３ｂを支持している。伸縮部材２６は、２つの中間腕部材２３または先端腕２３ｂの間に接続され、外部信号によって伸縮可能である。このようなアクチュエータ７により、可動体取り付け部８は、腕部材ガイド３１が延びる方向に駆動される。このようなアクチュエータ７は、可動体取り付け部８にレンズを取り付けることにより、撮像装置の焦点合わせに用いることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動方向に伸縮するアクチュエータおよびそれを利用した撮像装置に関する。

近年、携帯電話等のモバイル機器に、小型の撮像装置を組み込むことが検討されている。また、細管内の検査などに用いられる撮像装置では、レンズはもとより、駆動部分の小型化が急務となっている。近接点の撮像などにおいては、ピントを調節して最終的にセンサに結像させることが必要であり、レンズを駆動することでピントを調整する。レンズを光軸方向に駆動する駆動源としては、ボイスコイルアクチュエータが用いられる場合がある（たとえば特許文献１参照）。ボイスコイルアクチュエータを用いた撮像装置は、たとえばレンズ、レンズ筐体、弾性変形可能なレンズ支持バネ、磁性体で構成する磁気回路、起磁力となる永久磁石、および、駆動電流を流す駆動コイルとを備えており、可動子がレンズを保持している。
特開平１１−２８９７４３号公報

ボイスコイルアクチュエータを用いた撮像装置では、磁性体で磁気回路を構成して、その磁気回路の中間に空隙を設けて、その中にレンズ筐体に接合した駆動コイルを配置して、ローレンツ力によってレンズを駆動しなければならない。したがって、磁気回路の配置スペース、レンズに配置する駆動コイルの巻き数を確保するためのスペースなどが必要であり、特に直径が１０ｍｍ以下のサイズではアクチュエータの配置が困難である。

そこで、本発明は、小型化が容易なアクチュエータおよびかかるアクチュエータを備えた撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を解決するため、本発明は、駆動方向に伸縮するアクチュエータにおいて、それぞれが前記駆動方向を横切る方向に延びて前記駆動方向に互いに隣接して順に配列された第１、第２および第３の腕部材と、前記第１の腕部材と前記第２の腕部材とがそれぞれの腕部材の延びる方向および前記駆動方向を横切る方向に延びる回転軸の周りに互いに回転または回動できるように支持する第１の支持部材と、前記第２の腕部材と前記第３の腕部材とがそれぞれの腕部材の延びる方向および前記駆動方向を横切る方向に延びる回転軸の周りに互いに回転または回動できるように支持する第２の支持部材と、前記第１の腕部材と第２の腕部材の間に接続され、外部信号によって伸縮可能な第１の伸縮部材と、前記第２の腕部材と第３の腕部材の間に接続され、外部信号によって伸縮可能な第２の伸縮部材と、を有し、前記第１の支持部材が前記第２の腕部材の延びる方向で前記第１および第２の伸縮部材の間の第１の伸縮部材側に配置されていて、第２の支持部材が前記第２の腕部材の延びる方向で前記第１の支持部材および第２の伸縮部材の間の第２の伸縮部材側に配置されていること、を特徴とする。

また、本発明は、駆動方向に焦点位置が変化する撮像装置において、それぞれが前記駆動方向を横切る方向に延びて前記駆動方向に互いに隣接して順に配列された第１、第２および第３の腕部材と、前記第１の腕部材と前記第２の腕部材とがそれぞれの腕部材の延びる方向および前記駆動方向を横切る方向に延びる回転軸の周りに互いに回転または回動できるように支持する第１の支持部材と、前記第２の腕部材と前記第３の腕部材とがそれぞれの腕部材の延びる方向および前記駆動方向を横切る方向に延びる回転軸の周りに互いに回転または回動できるように支持する第２の支持部材と、前記第１の腕部材と第２の腕部材の間に接続され、外部信号によって伸縮可能な第１の伸縮部材と、前記第２の腕部材と第３の腕部材の間に接続され、外部信号によって伸縮可能な第２の伸縮部材と、前記第３の腕部材に取り付けられたレンズと、前記レンズから前記駆動方向に所定の距離はなれた位置に配置された撮像素子と、を有し、前記第１の支持部材が前記第２の腕部材の延びる方向で前記第１および第２の伸縮部材の間の第１の伸縮部材側に配置されていて、第２の支持部材が前記第２の腕部材の延びる方向で前記第１の支持部材および第２の伸縮部材の間の第２の伸縮部材側に配置されていること、を特徴とする。

本発明によれば、小型化が容易なアクチュエータおよびかかるアクチュエータを備えた撮像装置が得られる。

本発明に係るアクチュエータおよび撮像装置の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、実施の形態の説明にける上下横等の方向は、アクチュエータおよび撮像素子に対するＺ軸＋方向を上、Ｘ軸＋方向を前と仮定した場合の相対的な方向を指す。

［実施形態１］
図１は、本発明に係る実施形態１のアクチュエータを示す図であって、図２のＩ−Ｉ矢視平断面図である。図２は、本発明に係る実施形態１のアクチュエータを示す図であって、図１のII−II矢視正面図である。

本実施形態のアクチュエータ７は、Ｘ方向を駆動方向として伸縮するものである。

アクチュエータ７には、腕部材ガイド３１、腕部材２３，２３ａ，２３ｂおよび制御器４０が含まれる。腕部材２３，２３ａ，２３ｂには、中間腕部材２３、固定腕２３ａ、先端腕２３ｂの３種類がある。

腕部材ガイド３１は、ガイド基部３６、ガイド上部３３、ガイド側部３４およびガイド底部３５を有している。角柱状のガイド基部３６には、駆動方向（Ｘ方向）に平行に延びる２本の細長い板状のガイド底部３５が取り付けられている。ガイド底部３５の上には、ガイド基部３６からガイド底部３５と同方向（Ｘ方向）に延びる２本のガイド側部３４が取り付けられている。ガイド基部３５およびガイド側部３４の上に、その全体を覆うように平板のガイド上部３３が取り付けられている。

腕部材ガイド３１の内部には、固定腕２３ａ、中間腕部材２３、先端腕２３ｂが組み込まれている。ガイド基部３６には、短い角柱状の固定腕２３ａが固定されている。固定腕２３ａには、２本のガイド底部３５に跨るように、角柱状の中間腕部材２３が支持部材２４を介して取り付けられている。この中間腕部材２３にも支持部材２４を介して他の中間腕部材２３が取り付けられている。このようにして、複数の中間腕部材２３が支持部材２４を介して互いに接続されている。また、ガイド基部３６から最も遠くに位置する中間腕部材２３には、先端腕２３ｂが取り付けられている。

支持部材２４は、中間腕部材２３が延びる方向（Ｙ方向）およびガイド側部３４が延びる方向（Ｘ方向）を横切る方向（Ｚ方向）に延びる回転軸の周りに回転（または回動）できるように、中間腕部材２３を支持している。つまり、図２における上下方向（Ｚ方向）を軸として、中間腕部材２３および先端腕２３ｂは回転（または回動）可能である。また、支持部材２４は弾性を有していて、支持部材２４を介して互いに接続された２つの腕部材の相対的な位置が変化すると、それらの相対的な位置を所定の位置に戻す力を発生する。

なお、本実施形態では、腕部材２３，２３ａ，２３ｂはＹ方向に延びているが、駆動方向（Ｘ方向）を横切る方向であれば、必ずしもＹ方向に延びていなくてもよい。また、支持部材２４は腕部材２３，２３ａ，２３ｂをＺ方向を軸として回転（または回動）できるように支持しているが、腕部材２３，２３ａ，２３ｂおよび駆動方向（Ｘ方向）を横切る方向であれば、必ずしも回転軸は必ずしもＺ軸でなくてもよい。

図３は、本発明に係る実施形態１の一つの中間腕部材とその近傍を示す図であって、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視正面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ矢視下面図である。

支持部材２４は、ガイド側部３４が延びる方向（Ｘ方向）の中間腕部材２３を挟んで両側に取り付けられている。また、支持部材２４は、中間腕部材２３の長手方向中央を挟んで両側であって、中間腕部材２３の端部近傍に取り付けられている。伸縮部材２６は、支持部材２４と中間腕部材２３の端部との間で、他の中間腕部材２３、固定腕２３ａまたは先端腕２３ｂに取り付けられている。すなわち、支持部材２４は、中間腕部材２３の伸縮部材２６側に設けられている。支持部材２４および伸縮部材２６は、中間腕部材２３の一方の端部近傍に取り付けられた支持部材２４と伸縮部材２６の間の距離（Ｌ１）が、２つの支持部材２４の間の距離（Ｌ２）に比べて小さくなるように、配置されている。

伸縮部材２６は、電気信号によって伸縮するものであって、たとえば形状記憶合金を用いることができる。中間腕部材２３の上面には、伸縮部材２６に電気信号を伝達するために伸縮部材２６と接続するように、導電体２５が長手方向に延びている。

先端腕２３ｂに接続された伸縮部材２６は、先端腕２３ｂの下面に位置する戻り導線２５ｂと接続している。さらに、各中間腕部材２３の下面に取り付けられた戻り導線２５ｂによって制御器４０に連絡する。中間腕部材２３の間では、支持部材２４の下方で他の中間腕部材２３の下面で戻り導線２５ｂ同士が接続されている。このように、戻り導線２５ｂは伸縮部材２６の伸縮による距離の変化が小さい支持部材２４の近傍に取り付けられているため、戻り導線２５ｂの長さの変化は小さく、伸縮の繰り返しによる断線のおそれは小さい。

アクチュエータの制御器４０には、アクチュエータの本体部から連絡している導電体２５および戻り導線２５ｂが接続している。制御器４０には、導電体２５と戻り導線２５ｂの間に挿入されたスイッチ４１および電源４２が設けられている。スイッチ４１を繋ぐことにより、導電体２５および戻り導線２５ｂを介して、電源４２から伸縮部材２６に電流が流れるようになっている。

なお、戻り導線２５ｂの代わりに、ガイド底部３５の上に導電体を貼り付けておいて、先端腕２３ｂの上面の伸縮部材２６と先端腕２３ｂの下面を接続する導電体（図示せず）を介して制御器４０と接続するようにしてもよい。また、先端腕２３ｂに接続する伸縮部材２６にフレキシブルワイヤ（図示せず）を繋ぎ、このフレキシブルワイヤを介して制御器４０と接続してもよい。

また、本実施形態では複数の伸縮部材２６を電気的に直列に制御器４０に接続しているが、それぞれの伸縮部材２６を独立してフレキシブルワイヤなどの信号伝達手段（図示せず）を繋ぎ、この信号伝達手段を用いて制御器４０に接続してもよい。この場合は、中間腕部材２３に導電体２５および戻り導線２５ｂを取り付ける必要はない。さらに、それぞれの伸縮部材２６を独立した複数の制御器４０に接続することにより、伸縮部材２６を独立して伸縮させることが可能になり、中間腕部材２３を独立して動かすことができるようになる。

次に、本アクチュエータの動作について説明する。

図４は、本発明に係る実施形態１のアクチュエータが伸びた状態を示す、図２のＩ−Ｉ矢視平断面図である。

伸縮部材２６は電気信号が伝達されると伸縮する。たとえば伸縮部材２６として電気信号により縮む材料を用いると、スイッチ４１が接続状態になると伸縮部材２６は縮み、スイッチ４１を非接続状態とすると、伸縮部材２６は伸びる。

伸縮部材２６が縮むと、支持部材２４の取り付け位置近傍を支点として、中間腕部材２３に取り付けられた他の支持部材２４も移動する。この移動距離は、おおよそ支持部材２４から中間腕部材２３への支持部材２４の取り付け位置までの距離（Ｌ２）に対する支持部材２４から伸縮部材２６までの距離（Ｌ１）の比（Ｌ２／Ｌ１）に、伸縮部材２６の長さ減少量を乗じたものになる。中間腕部材２３は、順次、支持部材２４を介して接続されていて、支持部材２４の取り付け位置は伸縮部材２６の伸縮によって移動するため、先端腕２３ｂ上の可動体取り付け部８も移動する。

本実施形態では、支点（または支点近傍）である支持部材２４の取り付け位置から力点である伸縮部材２４の取り付け位置までの距離（Ｌ１）は、支持部材２４の取り付け位置から作用点である他の支持部材２４の取り付け位置までの距離（Ｌ２）に比べて短い。このため、力点の変位量に比べて、作用点の変位量は大きくなり、伸縮部材２６の長さの変化に比べて、可動部材取り付け部８の変位量を大きくすることができる。また、複数の伸縮部材２６を用いているため、可動部材取り付け部８の変位量を大きくすることができる。なお、中間腕部材２３の本数は、必要とする移動距離に応じて適宜増減しても良い。

伸縮部材２６としては、形状記憶合金を用いることができる。形状記憶合金では、電流が流れと温度の上昇により縮み、電流を止めると周囲の空気により伸縮部材の温度が低下し、可動部材取り付け部８を移動させることができる。形状記憶合金には５％程度縮むものもあるため、十分な移動距離を確保することが可能である。また、たとえば０．１ないし０．２ｍｍ程度の細いワイヤー状の形状記憶合金を用いると、電流を止めた際の放熱も速く、十分な応答性を確保することができる。さらに、電流量と伸縮量が直線的な関係を持つ形状記憶合金もあり、この場合は可動部材取り付け部８の変位量を制御することが特に容易である。

伸縮部材２６として、圧電素子を積層して用いることもできる。また、電気信号を流すと伸びるものを伸縮部材２６として用いる場合には、電気信号が流れていないときにアクチュエータが伸びた状態、すなわち、図４に示すような状態になるように組み立てればよい。

伸縮部材２６は電気信号によって伸縮するため、制御器４０から供給される電流によってそれぞれの伸縮部材２６伸縮量、すなわち、可動体取り付け部８の移動量を制御することができる。伸縮部材２６に形状記憶合金を用いた場合には、伸縮部材２６の温度によってその伸縮量が決まるため、伸縮部材２６に流れる電流量を変化させたり、伸縮部材２６に電流が流れる時間を変化させることなどにより、伸縮量を制御することができる。

また、支持部材２４は弾性を有していて、伸縮部材２６が縮む力を失うと中間腕部材２３を所定の位置に戻す。つまり、スイッチ４１が接続状態となって伸縮部材２６が縮み、図４に示す状態になった後、スイッチ４１が非接続状態となると、伸縮部材２６に電流が流れなくなって伸縮部材２６は縮む力を失い、図４の状態から図１に示す状態に戻る。

支持部材２４としては、たとえばポリブチルテレフタレート（ＰＢＴ）やポリカーボネイト（ＰＣ）などのエンジニアリングプラスチックを用いることができる。

なお、本実施形態のように弾性を有する支持部材２４の代わりに、弾性を持たない支持部材（図示せず）と弾性を有する弾性体（図示せず）を組み合わせて用いてもよい。つまり、支持部材は、単に腕部材２３，２３ａ，２３ｂを回転（または回動）可能なように支持し、弾性体は、伸縮部材２６の伸縮によって腕部材２３，２３ａ，２３ｂの相対的な位置が変化すると、腕部材２３，２３ａ，２３ｂを所定の位置に戻すような力を発生するようにする。この場合、たとえば、支持部材としては蝶番を用いて本実施形態と同じ位置で腕部材を支持し、支持部材を挟んで伸縮部材２６の反対側の位置にバネなどの弾性体で腕部材の間をつなぐことによって、本実施形態と同様の動作をさせることができる。

このように本実施形態のアクチュエータは、磁気回路などの小型化に不利な部品がないため、小型化が容易である。

［実施形態２］
図５は、本発明に係る実施形態２の撮像装置を示す図であって、図６のＶ−Ｖ矢視平断面図である。図６は、本発明に係る実施形態２の撮像装置を示す図であって、図５のVI−VI矢視断面図である。図７は、本発明に係る実施形態２の撮像装置を示す図であって、図５および図６のVII−VII矢視縦断面図である。

本実施形態の撮像装置６０は、筐体４、アクチュエータ７および撮像機構を備えている。アクチュエータ７は実施形態１のアクチュエータと同じものである。アクチュエータ７の制御器４０以外は筐体４の内部に収められている。筐体４は、円筒形状をしており、その一方の底面は開口（筐体開口部５）を形成していて、他方の底面（筐体底部６）は閉じている。

撮像機構には、レンズ１、撮像素子２および信号処理装置３が含まれる。

アクチュエータ７の可動部材取り付け部８には、円柱状のレンズ保持体取り付け部材３２が取り付けられていて、レンズ保持体取り付け部材３２には、レンズ保持体２１が取り付けられている。レンズ保持体２１には、レンズ１が保持されている。筐体底部６には、信号処理装置３が固定されていて、信号処理装置３に撮像素子２が固定されている。撮像素子２から信号処理装置３には、信号伝達手段（図示せず）によって撮像素子２から信号が伝達されるようになっている。

信号処理装置３には、筐体４の円筒軸に平行（Ｘ方向）に２本のガイドピン５１が筐体開口部５方向に延びている。レンズ保持体２１には、２枚のガイドピン通し板５０が取り付けられていて、ガイドピン通し板５０の中央部に貫通した穴にガイドピン５１が通るように組み立てられている。レンズ保持体取り付け部材３２は、その円柱軸の周りを、先端腕２３ｂに対して回転できるようになっていて、レンズ１の光軸は常に筐体４の円筒軸に平行（Ｘ方向）になるようになっている。また、レンズ１の光軸は撮像装置６０の中心に位置するように配置されている。

次に、撮像装置６０の動作について説明する。

レンズ１はアクチュエータ７によって、その光軸方向（Ｘ方向）に移動できるようになっている。

筐体４に固定されている撮像素子２との距離を変化させることにより、被写体の像を撮像素子２に結像させることができる。すなわち、焦点を調節することができる。信号処理器３に自動焦点調節機能を持たせて、焦点を自動で調節するようにしてもよい。この場合は、信号処理器３から制御器４０に信号を伝達してアクチュエータ７を制御する。

なお、筐体４は円筒状でなくても、直方体など他の形状であってもよい。また、筐体開口部５に、ガラスなどの光を透過する物質でできた蓋（図示せず）を嵌め込んでもよい。

このように、小型のアクチュエータを用いることにより、焦点調節が可能な小型の撮像装置が得られる。

［実施形態３］
図８は、本発明に係る実施形態３の撮像装置の正面図である。図９は、本発明に係る実施形態３の一つの中間腕部材とその近傍を示す図であって、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視側面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ矢視下面図である。

本実施形態のアクチュエータ７は、ほぼ半円筒状をなし、円筒状の筐体４内でレンズ１と撮像素子２を同軸に半分囲むように配置されている。

アクチュエータ７の中間腕部材２３は、半円弧状である腕中央部２３ｃの両端に角柱状の腕端部２３ｄが結合した形状をしている。２つの腕端部２３ｄは、ほぼ同一の平面内に位置している。支持部材２４および伸縮部材２６は、腕端部２３ｄに取り付けられていて、支持部材２４の取り付け位置、ならびに、力点となる伸縮部材２６の取り付け位置は、ほぼ同一の平面内に位置している。また、先端腕２３ｂも中間腕部材２３と同様の形状をしている。支持部材２４および伸縮部材２６は、中間腕部材２３の一方の端部近傍に取り付けられた支持部材２４と伸縮部材２６の間の距離（Ｌ１）が、２つの支持部材２４の間の距離（Ｌ２）に比べて小さくなるように、配置されている。

腕部材ガイドとしては、腕部材２３および先端腕２３ｂの形状に合わせた半円弧状のガイド上部３３と、細長い板状のガイド底部３５を組み合わせたものを用いる。

このようなアクチュエータ７を用いることにより、伸縮部材２６の伸縮によって、中間腕部材２３は支持部材２４の取り付け位置を結ぶ直線の周りに回転することなく、可動体取り付け部８は、レンズ１の光軸方向に直線的に移動する。

伸縮部材２６が縮むと、支持部材２４の取り付け位置近傍を支点として、中間腕部材２３に取り付けられた他の支持部材２４も移動する。この移動距離は、実施形態１のように直線状に延びた中間腕部材を用いた場合と同様に、おおよそ支持部材２４から中間腕部材２３への支持部材２４の取り付け位置までの距離（Ｌ２）に対する支持部材２４から伸縮部材２６までの距離（Ｌ１）の比（Ｌ２／Ｌ１）に、伸縮部材２６の長さ減少量を乗じたものになる。

このように、中間腕部材２３および先端腕２３ｂを半円弧状にすることにより、円筒形の筐体４の内部に無駄な空間が少なくなり、撮像装置６０全体を小型化できる。

アクチュエータ７は、全体で半円筒状とする代わりに、隣接する半円弧状の中間腕部材２３を互いにＸ−Ｙ平面を挟んで１８０°反転した位置に配置して、全体としてほぼ円筒状に配列することもできる。

また、腕部材の形状は、直線状、半円弧状以外の形状であっても、支持部材２４、伸縮部材２６をほぼ同一の平面内に配置することにより、同様の動作を行うアクチュエータ７を得ることができる。したがって、アクチュエータ７を収める筐体４の形状などに合わせて、腕部材の形状は適宜変化させることができる。

［実施形態４］
図１０は、本発明に係る実施形態４の撮像装置の縦断面図である。

本実施形態の撮像装置は、アクチュエータ７を２つ組み込んで、２枚のレンズ１を独立して動くようにしたものである。

筐体４の内部には、レンズ保持体２１に保持された２枚のレンズ１が、光軸が同じになるように配列されている。この光軸上に撮像素子２の中心が位置するように組み立てられている。可動腕２３、支持体２４および伸縮部材２６などを有する２組のアクチュエータは、それぞれのレンズ１を独立して移動できるようになっている。

２枚のレンズ１を独立して移動できるため、本撮像装置はズーム機能も有している。アクチュエータの制御器（図示せず）は、２組の電源とスイッチの組み合わせでも良いが、たとえば焦点合わせを自動的に行うようなものであってもよい。

本実施形態では、アクチュエータを２つ組み込んでいるが、各伸縮部材２６への電気信号を独立して制御できるようにしておくと、１つのアクチュエータで２つのレンズ１を独立して動かすことも可能である。

［実施形態５］
図１１は、本発明に係る実施形態５の管内検査システムの一部切欠き斜視図である。

管内検査システムには、撮像装置６０、モニタ６２および撮像装置６０とモニタ６２を繋ぐケーブル６３が設けられている。撮像装置６０は、実施形態２ないし実施形態４のいずれかの撮像装置を用いることができる。

撮像装置６０は、上述のアクチュエータを用いてレンズを移動させて焦点を合わせ、撮像装置６０内部の撮像素子で撮像する。撮像した画像は、ケーブル６３を介してモニタ６２に伝達されて表示される。モニタ６２は制御器を兼ねていて、撮像装置６０内のアクチュエータを制御する。アクチュエータの制御信号はケーブル６１を介して伝達される。このような管内検査システムは、小型のアクチュエータを用いているため、撮像装置が小さく、内径が小さな配管であっても、焦点が合った画像によってその内部を検査することができる。また、ズーム機能により微小な部分の観察を行うこともできる。さらに、鏡との組み合わせなどにより、配管の側面を詳細に観察することもできる。

なお、本発明は、上述の各実施形態に限定されず、図の上下左右に限定されず、様々な形態で実施することができる。また、移動させる物体は、レンズに限定されるものではなく、微小領域で作業するロボットの腕などにも適用できる。

本発明に係る実施形態１のアクチュエータを示す図であって、図２のＩ−Ｉ矢視平断面図である。本発明に係る実施形態１のアクチュエータを示す図であって、図１のII−II矢視正面図である。本発明に係る実施形態１の一つの中間腕部材とその近傍を示す図であって、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視正面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ矢視下面図である。本発明に係る実施形態１のアクチュエータが伸びた状態を示す、図２のＩ−Ｉ矢視平断面図である。本発明に係る実施形態２の撮像装置を示す図であって、図６のＶ−Ｖ矢視平断面図である。本発明に係る実施形態２の撮像装置を示す図であって、図５のVI−VI矢視断面図である。本発明に係る実施形態２の撮像装置を示す図であって、図５および図６のVII−VII矢視縦断面図である。本発明に係る実施形態３の撮像装置の正面図である。本発明に係る実施形態３の一つの中間腕部材とその近傍を示す図であって、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視側面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ矢視下面図である。本発明に係る実施形態４の撮像装置の縦断面図である。本発明に係る実施形態５の管内検査システムの一部切欠き斜視図である。

符号の説明

１…レンズ、２…撮像素子、３…信号処理装置、４…筐体、５…筐体開口部、６…筐体底部、７…アクチュエータ、８…可動体取り付け部、２１…レンズ保持体、２３…中間腕部材、２３ａ…固定腕、２３ｂ…先端腕、２３ｃ…腕中央部、２３ｄ…腕端部、２４…支持部材、２５…導電体、２５ｂ…戻り導線、２６…伸縮部材、３１…腕部材ガイド、３２…レンズ保持体取り付け部材、３３…ガイド上部、３４…ガイド側部、３５…ガイド底部、３６…ガイド基部、４０…制御器、４１…スイッチ、４２…電源、５０…ガイドピン通し板、５１…ガイドピン、６０…撮像装置、６１…ケーブル、６２…モニタ、６３…配管

Claims

駆動方向に伸縮するアクチュエータにおいて、
それぞれが前記駆動方向を横切る方向に延びて前記駆動方向に互いに隣接して順に配列された第１、第２および第３の腕部材と、
前記第１の腕部材と前記第２の腕部材とがそれぞれの腕部材の延びる方向および前記駆動方向を横切る方向に延びる回転軸の周りに互いに回転または回動できるように支持する第１の支持部材と、
前記第２の腕部材と前記第３の腕部材とがそれぞれの腕部材の延びる方向および前記駆動方向を横切る方向に延びる回転軸の周りに互いに回転または回動できるように支持する第２の支持部材と、
前記第１の腕部材と第２の腕部材の間に接続され、外部信号によって伸縮可能な第１の伸縮部材と、
前記第２の腕部材と第３の腕部材の間に接続され、外部信号によって伸縮可能な第２の伸縮部材と、
を有し、
前記第１の支持部材が前記第２の腕部材の延びる方向で前記第１および第２の伸縮部材の間の第１の伸縮部材側に配置されていて、第２の支持部材が前記第２の腕部材の延びる方向で前記第１の支持部材および第２の伸縮部材の間の第２の伸縮部材側に配置されていること、
を特徴とするアクチュエータ。
前記第１の伸縮部材と前記第１の支持部材の間の距離は、前記第１の伸縮部材と前記第２の支持部材の間の距離に比べて小さく、前記第２の伸縮部材と前記第２の支持部材の間の距離は、前記第２の伸縮部材と前記第１の支持部材の間の距離に比べて小さいことを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
前記第１、第２および第３の腕部材は円弧状に延びていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のアクチュエータ。
前記第１および第２の支持部材ならびに前記第１および第２の伸縮部材は同一の平面内に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載のアクチュエータ。
前記第１の伸縮部材の伸縮によって前記第１の腕部材と前記第２の腕部材の相対的な位置が変化すると、前記第１の腕部材と前記第２の腕部材の相対的な位置を所定の位置に戻す力を発生する、前記第１の腕部材と前記第２の腕部材との間に取り付けられた第１の弾性体と、
前記第２の伸縮部材の伸縮によって前記第２の腕部材と前記第３の腕部材の相対的な位置が変化すると、前記第２の腕部材と前記第３の腕部材の相対的な位置を所定の位置に戻す力を発生する、前記第２の腕部材と前記第３の腕部材との間に取り付けられた第２の弾性体と、
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載のアクチュエータ。
前記第１の支持部材は、前記第１の伸縮部材の伸縮によって前記第１の腕部材と前記第２の腕部材の相対的な位置が変化すると、前記第１の腕部材と前記第２の腕部材の相対的な位置を所定の位置に戻す力を発生し、
前記第２の支持部材は、前記第２の伸縮部材の伸縮によって前記第２の腕部材と前記第３の腕部材の相対的な位置が変化すると、前記第２の腕部材と前記第３の腕部材の相対的な位置を所定の位置に戻す力を発生することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載のアクチュエータ。
前記伸縮部材は形状記憶合金であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか記載のアクチュエータ。
前記外部信号は電気信号であって、
前記伸縮部材に前記電気信号を伝達する複数の導電体を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか記載のアクチュエータ。
前記導電体の少なくとも一部が前記第２の腕部材に沿って配置されていていることを特徴とする請求項８記載のアクチュエータ。
前記第１および第２の伸縮部材が電気的に並列に接続された、前記電気信号を発生する制御器を有することを特徴とする請求項８記載のアクチュエータ。
前記第１および第２の伸縮部材に独立して伝達される、互いに独立な前記電気信号を発生する制御器を有することを特徴とする請求項８記載のアクチュエータ。
駆動方向に焦点位置が変化する撮像装置において、
それぞれが前記駆動方向を横切る方向に延びて前記駆動方向に互いに隣接して順に配列された第１、第２および第３の腕部材と、
前記第１の腕部材と前記第２の腕部材とがそれぞれの腕部材の延びる方向および前記駆動方向を横切る方向に延びる回転軸の周りに互いに回転または回動できるように支持する第１の支持部材と、
前記第２の腕部材と前記第３の腕部材とがそれぞれの腕部材の延びる方向および前記駆動方向を横切る方向に延びる回転軸の周りに互いに回転または回動できるように支持する第２の支持部材と、
前記第１の腕部材と第２の腕部材の間に接続され、外部信号によって伸縮可能な第１の伸縮部材と、
前記第２の腕部材と第３の腕部材の間に接続され、外部信号によって伸縮可能な第２の伸縮部材と、
前記第３の腕部材に取り付けられたレンズと、
前記レンズから前記駆動方向に所定の距離はなれた位置に配置された撮像素子と、
を有し、
前記第１の支持部材が前記第２の腕部材の延びる方向で前記第１および第２の伸縮部材の間の第１の伸縮部材側に配置されていて、第２の支持部材が前記第２の腕部材の延びる方向で前記第１の支持部材および第２の伸縮部材の間の第２の伸縮部材側に配置されていること、
を特徴とする撮像装置。