JP2013164627A - Endoscope device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an endoscope device capable of driving an optical system to be driven forwardly and backwardly with high accuracy in a narrow space.SOLUTION: An endoscope device has a plate spring having a fixing part 101 to be fixed to an optical system 63 to be driven, an elastic part 102 having elasticity and extending from the fixing part, and a friction engagement part 103 for biasing to an outer circumferential surface of a cylindrical driving member 61 by an elastic part of the elastic part 102. The elastic part 102 has a first elastic region 104 and a second elastic region 105 forming a free curve shape in a surface perpendicular to a central axial line O1, and a folding part 106 for connecting the regions in a curved shape. The second elastic region 105 is located more outside an insertion part in a radial direction than the first elastic region 104, is separated from an inner wall of the insertion part and extends curvedly along the inner wall.

Description

本発明は、内視鏡装置に関する。   The present invention relates to an endoscope apparatus.

従来、機械等の内部を検査する際に、内視鏡装置を機械等の内部に挿入して内視鏡的に検査する方法が知られている。内視鏡装置には、例えば遠位端と近位端とを有する長尺な挿入部が設けられ、挿入部の遠位端に対象物を撮像するための撮像機構が配置されたものが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, when inspecting the inside of a machine or the like, a method of inspecting endoscopically by inserting an endoscope apparatus into the inside of a machine or the like is known. An endoscope apparatus has a long insertion part having a distal end and a proximal end, for example, and an imaging mechanism for imaging an object is arranged at the distal end of the insertion part. It has been.

また、このように対象物を撮像するための撮像機構として、複数の光学系を光軸に沿って相対移動させて焦点調整を行ったり、ズームレンズを光軸に沿って進退移動させて対象物を拡大して撮像したりするための駆動機構を有するものが提案されている。   In addition, as an imaging mechanism for imaging an object in this way, a plurality of optical systems are relatively moved along the optical axis to perform focus adjustment, or the zoom lens is moved forward and backward along the optical axis to move the object. There has been proposed one having a drive mechanism for enlarging an image.

このような駆動機構の例として、特許文献1にはレンズ駆動機構が開示されている。この特許文献1に記載のレンズ駆動機構は、圧電素子と、圧電素子に固定されレンズの光軸と平行に配置された駆動軸(駆動部材)と、駆動軸を通す貫通孔が形成された上突部を有するレンズホルダーと、レンズホルダーに設けられて駆動軸を押圧する板ばねと、を備えている。   As an example of such a drive mechanism, Patent Document 1 discloses a lens drive mechanism. The lens driving mechanism described in Patent Document 1 includes a piezoelectric element, a driving shaft (driving member) fixed to the piezoelectric element and disposed in parallel with the optical axis of the lens, and a through hole through which the driving shaft passes. A lens holder having a protrusion and a leaf spring provided on the lens holder and pressing the drive shaft are provided.

このレンズ駆動機構によれば、圧電素子の伸縮動作によって駆動軸が光軸方向に変位することで駆動軸上でレンズホルダーが移動する。このレンズ駆動機構によれば圧電素子が用いられたことでレンズ駆動機構を小型化できる。   According to this lens drive mechanism, the lens holder moves on the drive shaft as the drive shaft is displaced in the optical axis direction by the expansion and contraction of the piezoelectric element. According to this lens driving mechanism, the lens driving mechanism can be reduced in size by using the piezoelectric element.

また、特許文献2には圧電素子を用いた駆動装置が開示されている。この特許文献2に記載の駆動装置は、圧電素子と、圧電素子に固定されるとともに移動体を摺動可能に支持する支持部材(駆動部材)とを備え、移動体は、移動体本体と、移動体本体に組みつけられて支持部材を挾持する挾持部材と、挾持部材を支持部材に向けて付勢する付勢部材を有している。   Patent Document 2 discloses a driving device using a piezoelectric element. The driving device described in Patent Document 2 includes a piezoelectric element and a support member (driving member) that is fixed to the piezoelectric element and slidably supports the moving body. The moving body includes a moving body main body, A gripping member that is assembled to the movable body main body and grips the support member, and a biasing member that biases the gripping member toward the support member.

この駆動装置によれば、挾持部材と支持部材間および移動体本体と支持部材間での接触状態を複数の駆動装置間において略一定にすることができる。   According to this drive device, the contact state between the holding member and the support member and between the movable body main body and the support member can be made substantially constant between the plurality of drive devices.

特開2002−131611号公報JP 2002-131611 A 特開2006−311788号公報JP 2006-31788 A

しかしながら、特許文献1に記載のレンズ駆動機構では、板ばねの取り付け状態の誤差で駆動部材への摩擦力が大きく変動することがある。このため、圧電素子の伸縮動作の一往復あたりのレンズホルダ(被駆動光学系)の移動量がばらついてしまうという問題があった。   However, in the lens driving mechanism described in Patent Document 1, the frictional force on the driving member may fluctuate greatly due to an error in the attachment state of the leaf spring. For this reason, there has been a problem in that the amount of movement of the lens holder (driven optical system) per reciprocation of the expansion / contraction operation of the piezoelectric element varies.

また、特許文献2に記載の駆動装置では、付勢部材として引っ張りコイルバネが開示されている。しかしながら、内視鏡装置のように孔に挿入される挿入部を有する装置では挿入部の内部には撮像装置や照明、あるいは処置具を挿通するためのチャンネルなどが配置されており、コイルバネを配置するための空間的余裕が少ない。このためコイルバネを好適に伸縮させるような直線的な空間を確保することが困難であった。   Moreover, in the drive device described in Patent Document 2, a tension coil spring is disclosed as an urging member. However, in an apparatus having an insertion portion that is inserted into a hole, such as an endoscope device, an imaging device, illumination, or a channel for inserting a treatment instrument is disposed inside the insertion portion, and a coil spring is disposed. There is little space to do. For this reason, it has been difficult to secure a linear space that suitably expands and contracts the coil spring.

また、特許文献2に記載の駆動装置では、コイルバネによって板状の挾持部材を引っ張る際には挾持部材の幅方向における一箇所で挾持部材が牽引されるため、この牽引部分を揺動の中心として挾持部材が揺動してしまう。このため、圧電素子が駆動されている際には挾持部材と支持部材間および移動体本体と支持部材間での接触状態が安定しないというおそれがあった。   Further, in the driving device described in Patent Document 2, when the plate-like holding member is pulled by the coil spring, the holding member is pulled at one place in the width direction of the holding member. The holding member swings. For this reason, when the piezoelectric element is driven, the contact state between the holding member and the support member and between the movable body main body and the support member may be unstable.

また、上記特許文献1および特許文献2のいずれにおいても、駆動部材上を移動する部材は駆動部材の周方向に回転可能であるため、駆動部材の母線を旋回の中心とした位置ずれが生じる可能性があるというおそれがあった。   Further, in both Patent Document 1 and Patent Document 2, since the member moving on the drive member can rotate in the circumferential direction of the drive member, misalignment with the bus bar of the drive member as the center of rotation may occur. There was a risk of having sex.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は狭い空間において被駆動光学系を精度よく進退駆動できる内視鏡装置の提供を図ることにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an endoscope apparatus that can accurately drive a driven optical system in a narrow space.

上記課題を解決するため、本発明の内視鏡装置によれば、近位端から遠位端に向かって延びる挿入部と、前記挿入部の前記遠位端で前記挿入部の内部に配置され対象物を撮像する撮像機構と、を備え、前記撮像機構は、固体撮像素子と、先端が前記遠位端方向に、基端が前記近位端方向に向けられ、中心軸線O1に沿う母線を有する円柱状の部材と、前記円柱状の部材に沿って摺動可能な被駆動光学系と、前記被駆動光学系を前記円柱状の部材に沿って駆動させるアクチュエーターと、前記被駆動光学系に固定するための固定部と、弾性を有し前記固定部から延在する弾性部と、前記弾性部の弾性によって前記円柱状の部材の外周面に対して付勢する摩擦係合部とを有し、前記固定部を一端側に、前記摩擦係合部を他端側に設けた板バネと、を有し、前記弾性部は、前記中心軸線O1に直交する面内で自由曲線形状をなす第一弾性領域及び第二弾性領域と、前記第一弾性領域と前記第二弾性領域とを曲線的に繋ぐ折り曲げ部と、を有し、前記第二弾性領域は、前記第一弾性領域よりも前記挿入部の径方向外側に位置すると共に、前記挿入部の内壁から離間し且つ当該内壁に沿って湾曲して延在することを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, according to the endoscope apparatus of the present invention, an insertion portion extending from a proximal end toward a distal end, and the distal end of the insertion portion are disposed inside the insertion portion. An imaging mechanism for imaging an object, wherein the imaging mechanism has a solid-state imaging device and a generatrix line with a distal end directed in the distal end direction and a proximal end directed in the proximal end direction along the central axis O1. A cylindrical member having a driven optical system slidable along the cylindrical member, an actuator for driving the driven optical system along the cylindrical member, and the driven optical system. A fixing portion for fixing, an elastic portion having elasticity and extending from the fixing portion, and a friction engagement portion for urging the outer peripheral surface of the cylindrical member by the elasticity of the elastic portion. A leaf spring provided with the fixed portion on one end side and the friction engagement portion on the other end side; The elastic portion has a first elastic region and a second elastic region that form a free curve shape in a plane orthogonal to the central axis O1, and the first elastic region and the second elastic region in a curved line. The second elastic region is located radially outside the insertion portion with respect to the first elastic region, is spaced from the inner wall of the insertion portion, and is curved along the inner wall. It is characterized by extending.

本実施態様にかかる内視鏡装置によれば、狭い空間であっても、板バネの第一弾性領域及び第二弾性領域の長さを十分に確保できるため、被駆動光学系を精度よく進退駆動できる。   According to the endoscope apparatus according to this embodiment, the lengths of the first elastic region and the second elastic region of the leaf spring can be sufficiently secured even in a narrow space, so that the driven optical system can be advanced and retracted accurately. Can drive.

本発明の1実施形態の内視鏡装置を示す斜視図である。It is a perspective view showing an endoscope apparatus of one embodiment of the present invention. 同内視鏡装置の一部の構成を分解して示す斜視図である。It is a perspective view which decomposes | disassembles and shows a part of structure of the endoscope apparatus. 同内視鏡装置の一部の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of a part of the endoscope apparatus. 同内視鏡装置の一部の構成を分解して示す斜視図である。It is a perspective view which decomposes | disassembles and shows a part of structure of the endoscope apparatus. 同内視鏡装置の一部の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of a part of the endoscope apparatus. (a)および(b)は同内視鏡装置の使用時の動作を示すグラフである。(A) And (b) is a graph which shows the operation | movement at the time of use of the same endoscope apparatus. 同内視鏡装置の使用時の動作を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the operation | movement at the time of use of the same endoscope apparatus. (a)は同内視鏡装置における板バネの作用を説明するために一部の構成を示す正面図、(b)は同板バネの動作を示すグラフ、(c)は同板バネの作用を説明するために一部の構成を示す正面図である。(A) is a front view showing a part of the configuration for explaining the action of the leaf spring in the endoscope apparatus, (b) is a graph showing the operation of the leaf spring, (c) is the action of the leaf spring. It is a front view which shows a part of structure in order to demonstrate. 同板バネに生じる力の向きと大きさを示した図である。It is the figure which showed the direction and magnitude | size of the force which generate | occur | produces in the leaf | plate spring. 同実施形態の内視鏡装置の変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the modification of the endoscope apparatus of the embodiment.

以下、本発明の1実施形態の内視鏡装置について図1から図10を参照して説明する。
図1は本実施形態の駆動機構を搭載する内視鏡装置を示す斜視図である。図1に示すように、内視鏡装置1は、近位端から遠位端に向かって延びるシース2と、シース2の遠位端に配置され対象物を撮影する撮像機構3と、シース2内で撮像機構3の近位端側に配置されシース2を湾曲動作させる湾曲駆動部3aと、シース2の近位端に配置されて湾曲駆動部3aを湾曲動作させるための操作部4と、操作部4からさらに近位端側に延びて接続された本体5とを備えている。
シース2と撮像機構3と湾曲駆動部3aとは検査対象となる物体の内部に挿入される挿入部を構成している。
Hereinafter, an endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
FIG. 1 is a perspective view showing an endoscope apparatus equipped with the drive mechanism of the present embodiment. As shown in FIG. 1, an endoscope apparatus 1 includes a sheath 2 that extends from a proximal end toward a distal end, an imaging mechanism 3 that is disposed at the distal end of the sheath 2 and images a target, and a sheath 2. A bending drive unit 3a that is disposed on the proximal end side of the imaging mechanism 3 to bend the sheath 2, and an operation unit 4 that is disposed on the proximal end of the sheath 2 to bend the bending drive unit 3a. And a main body 5 extending from the operation section 4 to the proximal end side and connected thereto.
The sheath 2, the imaging mechanism 3, and the bending drive unit 3a constitute an insertion unit that is inserted into an object to be inspected.

シース2は、詳細は図示しないが可撓性を有する筒状に形成され、その内部には操作部4および本体5から撮像機構3および湾曲駆動部3aまで延びる配線路が挿通されている。   Although not shown in detail, the sheath 2 is formed in a flexible cylindrical shape, and a wiring path extending from the operation unit 4 and the main body 5 to the imaging mechanism 3 and the bending drive unit 3a is inserted therein.

操作部4には、湾曲駆動部3aを湾曲させるために使用者が湾曲方向を入力するためのジョイスティック4aが設けられている。本実施形態の内視鏡装置1では、ジョイスティック4aは所定の中立位置に対して傾けられた方向が湾曲駆動部3aを湾曲させる方向として本体5に入力される。本体5ではジョイスティック4aからの入力に基づいて湾曲駆動部3aを湾曲動作させる。   The operation unit 4 is provided with a joystick 4a for a user to input a bending direction in order to bend the bending driving unit 3a. In the endoscope apparatus 1 of the present embodiment, the direction in which the joystick 4a is tilted with respect to a predetermined neutral position is input to the main body 5 as the direction in which the bending drive unit 3a is bent. In the main body 5, the bending drive unit 3a is bent based on the input from the joystick 4a.

本体5は、撮像機構3によって取得された画像を表示するためのディスプレイ5aを備えている。また、本体5の内部には、撮像機構3や湾曲駆動部3aの動作を制御するための制御部50が設けられている。   The main body 5 includes a display 5 a for displaying an image acquired by the imaging mechanism 3. Further, a control unit 50 for controlling the operation of the imaging mechanism 3 and the bending drive unit 3a is provided inside the main body 5.

図2は、内視鏡装置1の一部の構成を示す斜視図で、撮像機構3の構成を分解して示している。図2に示すように、撮像機構3は、図1に示すシース2の遠位端に取り付け可能なケース31と、ケース31より遠位端側でケース31に被せられて固定されたキャップ32とを備えている。   FIG. 2 is a perspective view showing a part of the configuration of the endoscope apparatus 1, and shows the configuration of the imaging mechanism 3 in an exploded manner. As shown in FIG. 2, the imaging mechanism 3 includes a case 31 that can be attached to the distal end of the sheath 2 shown in FIG. 1, and a cap 32 that is fixed to the case 31 on the distal end side of the case 31. It has.

撮像機構3は、中心軸線O1方向に延びる駆動部材61と、駆動部材61に接続され中心軸線O1の方向に伸縮動作可能な圧電アクチュエーター62と、圧電アクチュエーター62に対して位置関係が固定されて配置された固定光学系70と、中心軸線O1に沿って相対移動可能となるように駆動部材61に摩擦係合された被駆動光学系63と、駆動部材61と被駆動光学系63との間に設けられた板バネ100とを備えている。   The imaging mechanism 3 is arranged with a driving member 61 extending in the direction of the central axis O1, a piezoelectric actuator 62 connected to the driving member 61 and capable of extending and contracting in the direction of the central axis O1, and a positional relationship fixed with respect to the piezoelectric actuator 62. Between the fixed optical system 70, the driven optical system 63 frictionally engaged with the driving member 61 so as to be relatively movable along the central axis O1, and the driving member 61 and the driven optical system 63. And a provided leaf spring 100.

また、撮像機構3には、所定の光軸Lが設定されている。この光軸Lに沿って、キャップ32に設けられたカバーガラス32aと、光軸Lに沿って進退動作可能な被駆動光学系63と、カバーガラス32aに対して位置関係が固定されて配置された固定光学系70とがこの順に配置されている。本実施形態では、カバーガラス32aは円盤状に形成されたガラス板である。   In addition, a predetermined optical axis L is set in the imaging mechanism 3. Along the optical axis L, a cover glass 32a provided on the cap 32, a driven optical system 63 capable of moving back and forth along the optical axis L, and a positional relationship with respect to the cover glass 32a are fixed. The fixed optical system 70 is arranged in this order. In the present embodiment, the cover glass 32a is a glass plate formed in a disk shape.

駆動部材61は、中心軸線O1に沿う母線を有する円柱状に形成されている。駆動部材61はケース31に形成された孔31aに挿通されており、駆動部材61の先端61aが遠位端方向、駆動部材61の基端61bが近位端方向にそれぞれ向けられて支持されている。また、駆動部材61の外周面には被駆動光学系63が摩擦係合されている。   The drive member 61 is formed in a cylindrical shape having a generatrix along the central axis O1. The drive member 61 is inserted through a hole 31a formed in the case 31, and is supported with the distal end 61a of the drive member 61 directed toward the distal end and the proximal end 61b of the drive member 61 directed toward the proximal end. Yes. A driven optical system 63 is frictionally engaged with the outer peripheral surface of the driving member 61.

圧電アクチュエーター62は、第一端62aと第二端62bとを有し、第一端62aにおいて駆動部材61に固定されている。また、圧電アクチュエーター62は、たとえばピエゾ素子など電圧印加によって変形する圧電素子を用いて動作するアクチュエーターである。本実施形態では、圧電アクチュエーター62は、駆動パルスが印加された際には中心軸線O1方向に伸長し、駆動パルスの印加が停止された際には自然状態に戻るように中心軸線O1方向に収縮する。   The piezoelectric actuator 62 has a first end 62a and a second end 62b, and is fixed to the driving member 61 at the first end 62a. The piezoelectric actuator 62 is an actuator that operates using a piezoelectric element that is deformed by voltage application, such as a piezoelectric element. In the present embodiment, the piezoelectric actuator 62 expands in the direction of the central axis O1 when a drive pulse is applied, and contracts in the direction of the central axis O1 so as to return to a natural state when application of the drive pulse is stopped. To do.

詳細は図示しないが圧電アクチュエーター62は第二端62bが固定端とされており、第二端62bとケース31との位置関係が固定されている。したがって、圧電アクチュエーター62が伸縮動作すると第二端62bを固定端として圧電アクチュエーター62の第一端62aが中心軸線O1方向に振動する。詳細は図示しないが、圧電アクチュエーター62は、図1に示すシース2の内部を通じて本体5に電気的に接続されており、制御部50から送信される後述する駆動パルスによって伸縮動作される。   Although not shown in detail, the piezoelectric actuator 62 has a second end 62b as a fixed end, and a positional relationship between the second end 62b and the case 31 is fixed. Therefore, when the piezoelectric actuator 62 expands and contracts, the first end 62a of the piezoelectric actuator 62 vibrates in the direction of the central axis O1 with the second end 62b as a fixed end. Although not shown in detail, the piezoelectric actuator 62 is electrically connected to the main body 5 through the inside of the sheath 2 shown in FIG. 1 and is expanded and contracted by a driving pulse to be described later transmitted from the control unit 50.

固定光学系70には、カバーガラス32a側から入射した光が光学像として撮像される固体撮像素子72と、固体撮像素子72に光学像を結像させるための結像レンズ群71とが設けられている。   The fixed optical system 70 is provided with a solid-state imaging device 72 that captures light incident from the cover glass 32a side as an optical image, and an imaging lens group 71 for forming an optical image on the solid-state imaging device 72. ing.

詳細は図示していないが、固体撮像素子72としては、周知のCCDやCMOSエリアイメージセンサを適宜採用することができる。また、固体撮像素子72は図1に示す本体5と電気的に接続されており、固体撮像素子72によって撮像された画像がディスプレイ5aに表示される。   Although not shown in detail, a well-known CCD or CMOS area image sensor can be appropriately employed as the solid-state image sensor 72. Moreover, the solid-state image sensor 72 is electrically connected to the main body 5 shown in FIG. 1, and an image captured by the solid-state image sensor 72 is displayed on the display 5a.

被駆動光学系63は、駆動部材61に接触する接触部63aと、光軸L方向に貫通孔を有するレンズ保持枠63bと、レンズ保持枠63bから突出されてケース31に形成された溝31bに摺動自在に嵌合する突起64とが形成されている。レンズ保持枠63bには、光軸L上に光軸を有する移動レンズ81がはめ込まれて固定されている。   The driven optical system 63 includes a contact portion 63a that contacts the driving member 61, a lens holding frame 63b that has a through hole in the optical axis L direction, and a groove 31b that protrudes from the lens holding frame 63b and is formed in the case 31. A protrusion 64 that is slidably fitted is formed. A moving lens 81 having an optical axis on the optical axis L is fitted and fixed to the lens holding frame 63b.

図3は内視鏡装置1における撮像機構3の部分の一部の構成を示す正面図である。また、図4は撮像機構3の一部の構成を分解して示す斜視図である。また、図5は撮像機構3の一部の構成を示す正面図である。   FIG. 3 is a front view showing a partial configuration of the imaging mechanism 3 in the endoscope apparatus 1. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a part of the configuration of the imaging mechanism 3. FIG. 5 is a front view showing a partial configuration of the imaging mechanism 3.

図3に示すように、レンズ保持枠63bに形成された突起64は、ケース31の溝31bにおいてケース31の周方向に離間する第一壁31dと第二壁31eとのうち第一壁31dに接触する。これにより、被駆動光学系63は駆動部材61と第一壁31dとの二軸線によって周方向の位置決めがされている。
この位置決めによって、固定光学系70の光軸(第一光軸O2)と被駆動光学系63の光軸(第二光軸O3)とが光軸L上に合わせられている。
As shown in FIG. 3, the protrusion 64 formed on the lens holding frame 63 b is formed on the first wall 31 d of the first wall 31 d and the second wall 31 e that are separated in the circumferential direction of the case 31 in the groove 31 b of the case 31. Contact. Thereby, the driven optical system 63 is positioned in the circumferential direction by two axes of the driving member 61 and the first wall 31d.
By this positioning, the optical axis (first optical axis O2) of the fixed optical system 70 and the optical axis (second optical axis O3) of the driven optical system 63 are aligned on the optical axis L.

図3ないし図5に示すように、板バネ100は、被駆動光学系63に固定された固定部101と、弾性を有し固定部101から延びる弾性部102と、駆動部材61の外周面に摩擦係合された摩擦係合部103とを有している。   As shown in FIGS. 3 to 5, the leaf spring 100 is provided on the outer peripheral surface of the driving member 61, the fixing portion 101 fixed to the driven optical system 63, the elastic portion 102 having elasticity and extending from the fixing portion 101. And a friction engagement portion 103 that is frictionally engaged.

固定部101は、被駆動光学系63に対して面接触する接触面111と、被駆動光学系63に嵌合する嵌合部107を有している。また、被駆動光学系63には接触面111と接触する接触面63cと、嵌合部107の形状に対応して形成された被嵌合部63d、63eとが形成されている。   The fixed portion 101 includes a contact surface 111 that comes into surface contact with the driven optical system 63 and a fitting portion 107 that fits into the driven optical system 63. The driven optical system 63 includes a contact surface 63c that contacts the contact surface 111, and fitted portions 63d and 63e that are formed corresponding to the shape of the fitting portion 107.

嵌合部107には、被嵌合部63dに面接触するように中心軸線O1方向で対向する二面を支持するアーム1072と、アーム1072の一部で中心軸線O1方向で互いに近接する方向にずれて設けられた係留部1071とが形成されている。係留部1071が被嵌合部63eに嵌合されることで板バネ100と被駆動光学系63との位置決めがなされている。   The fitting portion 107 includes an arm 1072 that supports two surfaces facing each other in the direction of the central axis O1 so as to make surface contact with the fitted portion 63d, and a portion of the arm 1072 that is close to each other in the direction of the central axis O1. A mooring portion 1071 provided in a shifted manner is formed. The mooring portion 1071 is fitted into the fitted portion 63e, whereby the leaf spring 100 and the driven optical system 63 are positioned.

弾性部102は、中心軸線O1に直交する面内で自由曲線形状をなし、ケース31の内部で相対的に内側に位置する第一弾性領域104と、一部が第一弾性領域104と平行に延び、第一弾性領域104に対して相対的に外側に位置する第二弾性領域105と、第一弾性領域104と第二弾性領域105とが曲線的につながれた折り曲げ部106と、を有する。   The elastic portion 102 has a free-curved shape in a plane orthogonal to the central axis O <b> 1, and a first elastic region 104 positioned relatively inside the case 31 and a part thereof is parallel to the first elastic region 104. A second elastic region 105 that extends and is positioned relatively outside the first elastic region 104, and a bent portion 106 in which the first elastic region 104 and the second elastic region 105 are connected in a curved line.

また、摩擦係合部103には、駆動部材61の外周面において中心軸線O1方向に延びる線が接線となるように駆動部材61に接触するアタッチメント108が設けられている。アタッチメント108は板バネ100に設定された支持部103bにおいて支持されている。   Further, the friction engagement portion 103 is provided with an attachment 108 that comes into contact with the drive member 61 such that a line extending in the direction of the central axis O1 on the outer peripheral surface of the drive member 61 becomes a tangent line. The attachment 108 is supported by a support portion 103 b set on the leaf spring 100.

第一弾性領域104と第二弾性領域105とが平行に配置されている部分では、互いの距離は距離d1だけ離間している。また折り曲げ部106では、第一弾性領域104と第二弾性領域105とが曲線的につながれており、折り曲げ部106の最大外径d2は距離d1よりも広く形成されている。   In the portion where the first elastic region 104 and the second elastic region 105 are arranged in parallel, the distance from each other is separated by a distance d1. In the bent portion 106, the first elastic region 104 and the second elastic region 105 are connected in a curved line, and the maximum outer diameter d2 of the bent portion 106 is formed wider than the distance d1.

また、折り曲げ部106の第二弾性領域105側はケース31の内壁31cに沿っており、折り曲げ部106の第一弾性領域104側はケース31の径方向内方にむかって隆起して形成されている。これは、第二弾性領域105とケース31との間のデッドスペースを廃すると共に被駆動光学系63と第一弾性領域104との間に生じる空間を用いて折り曲げ部106の最大外径を大きくするためのものである。   Further, the second elastic region 105 side of the bent portion 106 is along the inner wall 31 c of the case 31, and the first elastic region 104 side of the bent portion 106 is formed to protrude inward in the radial direction of the case 31. Yes. This eliminates the dead space between the second elastic region 105 and the case 31 and increases the maximum outer diameter of the bent portion 106 by using the space generated between the driven optical system 63 and the first elastic region 104. Is to do.

また、第二弾性領域105は、その全域にわたってケース31の内壁31cに沿って延びて設けられている。なお、第二弾性領域105はケース31の内壁から離間していることが好ましく、板バネ100の弾性変形の大きさに基づいて所定のクリアランスを有することが好ましい。   The second elastic region 105 is provided so as to extend along the inner wall 31c of the case 31 over the entire region. The second elastic region 105 is preferably separated from the inner wall of the case 31, and preferably has a predetermined clearance based on the magnitude of elastic deformation of the leaf spring 100.

板バネ100は、アタッチメント108を介して駆動部材61に対して付勢力を生じさせている。例えば、図5に示すように、板バネ100は自然状態において二点鎖線で示すように駆動部材61に接し、アタッチメント108が取り付けられることで弾性変形されて駆動部材61への付勢力を有する構成とすることができる。   The leaf spring 100 generates a biasing force against the drive member 61 via the attachment 108. For example, as shown in FIG. 5, the leaf spring 100 is in contact with the drive member 61 as indicated by a two-dot chain line in a natural state, and is elastically deformed by attaching the attachment 108 to have a biasing force to the drive member 61. It can be.

本実施形態では、板バネ100は固定部101が固定端であり摩擦係合部103が自由端である。したがって、板バネ100は、固定部101を旋回の中心として摩擦係合部103が旋回動作するような弾性変形の方向成分を有している。   In the present embodiment, the leaf spring 100 has a fixed portion 101 as a fixed end and a friction engagement portion 103 as a free end. Accordingly, the leaf spring 100 has a direction component of elastic deformation such that the friction engagement portion 103 performs a turning operation with the fixed portion 101 as the center of turning.

以上に説明する構成の、本実施形態の内視鏡装置の作用について、図6から図10を参照しながら説明を行う。
図6(a)および図6(b)は、制御部50において生成される駆動パルスを示すグラフである。図6(a)に示すグラフは、圧電アクチュエーター62を伸縮動作させるための第一駆動パルスの波形を示している。図6(a)において、横軸は駆動パルスが印加される時間を示しており、縦軸は駆動パルスの電圧を示している。
The operation of the endoscope apparatus of the present embodiment having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
FIG. 6A and FIG. 6B are graphs showing drive pulses generated in the control unit 50. The graph shown in FIG. 6A shows the waveform of the first drive pulse for causing the piezoelectric actuator 62 to expand and contract. In FIG. 6A, the horizontal axis indicates the time during which the drive pulse is applied, and the vertical axis indicates the voltage of the drive pulse.

図6(a)に示すように、第一駆動パルスは電圧V0から電圧V1へと上昇する速度が相対的に遅く、電圧V1から電圧V0へと下降する速度が相対的に速くなるように波形が設定されている。したがって、電圧V0から電圧V1になるまでの時間T1は、電圧V1から電圧V0になるまでの時間T2よりも長い。   As shown in FIG. 6A, the first drive pulse has a waveform such that the speed of rising from the voltage V0 to the voltage V1 is relatively slow and the speed of falling from the voltage V1 to the voltage V0 is relatively fast. Is set. Therefore, the time T1 from the voltage V0 to the voltage V1 is longer than the time T2 from the voltage V1 to the voltage V0.

図6(b)に示すように、第二駆動パルスは第一駆動パルスと異なり、電圧V0から電圧V1へと上昇する速度が相対的に速く、電圧V1から電圧V0へと下降する速度が相対的に遅くなるように波形が設定されている。したがって、電圧V0から電圧V1になるまでの時間T3は、電圧V1から電圧V0になるまでの時間T4よりも短い。   As shown in FIG. 6B, unlike the first drive pulse, the second drive pulse has a relatively high rate of increase from the voltage V0 to the voltage V1, and a relatively low rate of decrease from the voltage V1 to the voltage V0. The waveform is set so as to be slower. Accordingly, the time T3 from the voltage V0 to the voltage V1 is shorter than the time T4 from the voltage V1 to the voltage V0.

図7は、上述した第一駆動パルスあるいは第二駆動パルスが圧電アクチュエーター62に印加された際の駆動機構60の動作を示す斜視図である。図7に示すように、圧電アクチュエーター62が伸縮動作されると駆動部材61は図中AB方向へと振動する。このとき、駆動部材61に摩擦係合されている被駆動光学系63および板バネ100は、駆動部材61との間に生じる摩擦によって以下に説明するように動作する。   FIG. 7 is a perspective view showing the operation of the drive mechanism 60 when the above-described first drive pulse or second drive pulse is applied to the piezoelectric actuator 62. As shown in FIG. 7, when the piezoelectric actuator 62 is expanded and contracted, the drive member 61 vibrates in the AB direction in the figure. At this time, the driven optical system 63 and the leaf spring 100 that are frictionally engaged with the driving member 61 operate as described below due to friction generated between the driving optical system 63 and the leaf spring 100.

まず、第一駆動パルスによって圧電アクチュエーター62が駆動された場合には、時間T1だけ圧電アクチュエーター62が伸長動作される。すると、第一駆動パルスの電圧が上昇するのに応じて駆動部材61が中心軸線O1方向で遠位端側へと移動される。
このとき、圧電アクチュエーター62が伸長動作する時間T1は、後述する圧電アクチュエーター62が収縮動作する時間T2よりも遅い。それゆえ、駆動部材61に摩擦係合された被駆動光学系63および板バネ100は、駆動部材61と摩擦係合されたまま一体的に遠位端側(図中A方向)へと移動される。
First, when the piezoelectric actuator 62 is driven by the first drive pulse, the piezoelectric actuator 62 is extended for time T1. Then, as the voltage of the first drive pulse increases, the drive member 61 is moved toward the distal end in the direction of the central axis O1.
At this time, the time T1 during which the piezoelectric actuator 62 is extended is later than the time T2 during which the piezoelectric actuator 62 described below is contracted. Therefore, the driven optical system 63 and the leaf spring 100 that are frictionally engaged with the driving member 61 are integrally moved to the distal end side (A direction in the drawing) while being frictionally engaged with the driving member 61. The

時間T1の経過後、続いて時間T2の間に駆動パルスの電圧が電圧V1から電圧V0まで下降する。すると、伸長されていた圧電アクチュエーター62は自然状態となるように中心軸線O1に沿って収縮動作される。その結果、駆動部材61は近位端側(図中B方向)へと移動される。   After the elapse of time T1, the voltage of the drive pulse subsequently decreases from voltage V1 to voltage V0 during time T2. Then, the extended piezoelectric actuator 62 is contracted along the central axis O1 so as to be in a natural state. As a result, the drive member 61 is moved to the proximal end side (B direction in the figure).

このとき、駆動部材61が近位端側へと移動される移動速度は上述の遠位端側への移動速度よりも速い。これは、時間T2が時間T1よりも短く、圧電アクチュエーター62に印加される電圧が相対的に短時間のうちに降下するためである。この場合、被駆動光学系63および板バネ100は、駆動部材61上を滑ることとなる。その結果、第一駆動パルスにおける時間T2の間では、被駆動光学系63および板バネ100は駆動部材61が近位端側に移動される前の位置に留まり、駆動部材61のみが近位端側に移動される。   At this time, the moving speed at which the drive member 61 is moved toward the proximal end side is faster than the moving speed toward the distal end side described above. This is because the time T2 is shorter than the time T1, and the voltage applied to the piezoelectric actuator 62 drops within a relatively short time. In this case, the driven optical system 63 and the leaf spring 100 slide on the driving member 61. As a result, during the time T2 in the first drive pulse, the driven optical system 63 and the leaf spring 100 remain at the positions before the drive member 61 is moved to the proximal end side, and only the drive member 61 is at the proximal end. Moved to the side.

時間T1と時間T2とが一回ずつ行われる時間T1+時間T2が第一駆動パルスの一単位になる。この一単位によって駆動部材61と被駆動光学系63との相対位置は所定幅だけ遠位端側へずれた位置関係になる。第一駆動パルスが継続して印加されると上述の一単位が繰り返されるので、駆動部材61上を被駆動光学系63が遠位端方向へと移動する。   Time T1 + time T2 in which time T1 and time T2 are performed once is a unit of the first drive pulse. By this unit, the relative position between the driving member 61 and the driven optical system 63 is shifted to the distal end side by a predetermined width. When the first drive pulse is continuously applied, the above unit is repeated, so that the driven optical system 63 moves on the drive member 61 toward the distal end.

第二駆動パルスによって圧電アクチュエーター62が移動される際には、詳細は省略するが上述と逆の作用によって駆動部材61上を被駆動光学系63が近位端方向へと移動される。   When the piezoelectric actuator 62 is moved by the second drive pulse, although not described in detail, the driven optical system 63 is moved in the proximal end direction on the drive member 61 by an operation opposite to that described above.

図8は被駆動光学系63が駆動部材61上を移動する際の板バネ100の作用を示す図である。図8(a)は、本実施形態の板バネ100と、板バネ100と形状が異なる板バネ80、90とを重ねて示す正面図である。また、図8(b)は、本実施形態の板バネ100と、前述の板バネ80、90との作用を比較して示すグラフである。また、図8(c)は、本実施形態の板バネ100の作用を示すための図である。   FIG. 8 is a view showing the action of the leaf spring 100 when the driven optical system 63 moves on the driving member 61. FIG. 8A is a front view showing the leaf spring 100 of the present embodiment and the leaf springs 80 and 90 having a shape different from that of the leaf spring 100 in an overlapping manner. FIG. 8B is a graph showing a comparison of the action of the leaf spring 100 of this embodiment and the leaf springs 80 and 90 described above. Moreover, FIG.8 (c) is a figure for showing the effect | action of the leaf | plate spring 100 of this embodiment.

図8(a)に示すように、本実施形態では、板バネ100には、第一弾性領域104と第二弾性領域105とが設けられている。また、比較として示す板バネ80は、第一弾性領域104および第二弾性領域105に相当するように互いに平行に延びる部分を有していない。また、比較として示す板バネ90は、第一弾性領域104および第二弾性領域105に相当するように平行に伸びる部分を有している。ただし板バネ90では、板バネ100よりも第一弾性領域104および第二弾性領域105に相当する部分が短く構成されている。   As shown in FIG. 8A, in the present embodiment, the leaf spring 100 is provided with a first elastic region 104 and a second elastic region 105. Further, the leaf spring 80 shown as a comparison does not have portions extending in parallel to each other so as to correspond to the first elastic region 104 and the second elastic region 105. Further, the leaf spring 90 shown as a comparison has portions extending in parallel so as to correspond to the first elastic region 104 and the second elastic region 105. However, in the leaf spring 90, the portions corresponding to the first elastic region 104 and the second elastic region 105 are configured to be shorter than the leaf spring 100.

図7に示すように駆動部材61上を被駆動光学系63が進退動作される際には、駆動部材61と板バネ100との間で摺動が生じる。ここで、駆動部材61上を被駆動光学系63が精度よく進退動作するためには、駆動部材61とアタッチメント108との間の摩擦力および駆動部材61と接触部63aとの間の摩擦力がそれぞれ一定に保たれていることが好ましい。接触部63aは弾性変形する部材ではないため、前述の摩擦力を一定に調整するための機能は主に板バネ100の押圧力によってなされる。   As shown in FIG. 7, when the driven optical system 63 is moved back and forth on the driving member 61, sliding occurs between the driving member 61 and the leaf spring 100. Here, in order for the driven optical system 63 to advance and retract accurately on the driving member 61, the frictional force between the driving member 61 and the attachment 108 and the frictional force between the driving member 61 and the contact portion 63a are generated. Each is preferably kept constant. Since the contact portion 63a is not a member that is elastically deformed, the function for adjusting the above-described frictional force to be constant is mainly performed by the pressing force of the leaf spring 100.

図8(b)は、板バネ80、90、100のそれぞれについて板バネによって生じる力と板バネの撓み量との関係を示すグラフである。縦軸には板バネが駆動部材61に作用する力を示し、横軸には板バネの撓み量を示している。なお、図8(b)に示すFminおよびFmaxは、板バネが好適に弾性変形される適正力量の下限と上限とを示しており、これらの値は板バネとして使用される材料の物性で規定される。   FIG. 8B is a graph showing the relationship between the force generated by the leaf spring and the amount of bending of the leaf spring for each of the leaf springs 80, 90, 100. The vertical axis indicates the force that the leaf spring acts on the drive member 61, and the horizontal axis indicates the amount of deflection of the leaf spring. Note that Fmin and Fmax shown in FIG. 8B indicate the lower limit and the upper limit of the appropriate force with which the leaf spring is suitably elastically deformed, and these values are defined by the physical properties of the material used as the leaf spring. Is done.

板バネ80、90、100は、固定部101から摩擦係合部103に至るまでの板バネの面に沿った長さ(以下「実質長」と称する。)が異なっている。このため図8(b)に示すように、板バネ80、90、100の間で板バネにかかる力と撓み量との関係が異なっている。なお、板バネ80、90、100は、実質長が同一で、その厚みが異なっている場合であっても、板バネ80、90、100の間で板バネにかかる力と撓み量との関係が異なっている。   The leaf springs 80, 90, and 100 have different lengths (hereinafter referred to as “substantially long”) along the surface of the leaf spring from the fixed portion 101 to the friction engagement portion 103. For this reason, as shown in FIG. 8B, the relationship between the force applied to the leaf spring and the amount of deflection is different between the leaf springs 80, 90, 100. The leaf springs 80, 90, 100 have the same substantial length and different thicknesses, and the relationship between the force applied to the leaf springs and the amount of deflection between the leaf springs 80, 90, 100 is different. Are different.

実質長が短い板バネ80では、板バネにかかる力の最小値Fminと最大値Fmaxとの間で幅W1で示す範囲の撓みを生じる。また、実質長が長くなるにしたがって、板バネの厚みを厚くすれば、目標値Ftgに近づけることができる。
例えば、板バネ100では板バネ80と同じ力を受けた際の撓みが幅W1よりも広い幅W3の範囲で生じるように、板バネにかかる力の変化に対して撓み量がより大きく変化する。
The leaf spring 80 having a short substantial length causes a deflection in the range indicated by the width W1 between the minimum value Fmin and the maximum value Fmax of the force applied to the leaf spring. Further, if the thickness of the leaf spring is increased as the substantial length is increased, the target value Ftg can be approached.
For example, in the leaf spring 100, the amount of deflection changes more greatly with respect to the change in force applied to the leaf spring so that the deflection when receiving the same force as the leaf spring 80 occurs in the range of the width W3 wider than the width W1. .

このように、板バネ100は、第一弾性領域104と第二弾性領域105とを有しない板バネ80に対して適正力量の範囲に対応する撓み量の範囲が広い。また、第一弾性領域104および第二弾性領域105の長さが長い方が適正力量の範囲に対応する撓み量の範囲が広い。
つまり、板バネ100では撓み量の変動が大きい場合にもFminからFmaxの間の適正力量で駆動部材61を付勢している。
Thus, the leaf spring 100 has a wide range of deflection corresponding to the range of the appropriate force with respect to the leaf spring 80 that does not have the first elastic region 104 and the second elastic region 105. Further, the longer the length of the first elastic region 104 and the second elastic region 105, the wider the range of the amount of deflection corresponding to the range of the appropriate force amount.
That is, the leaf spring 100 urges the drive member 61 with an appropriate amount of force between Fmin and Fmax even when the amount of deflection varies greatly.

図8(c)は、板バネ100による付勢力が駆動部材61に伝わる際の作用を示した図である。図8(c)に示すように、板バネ100によって生じる付勢力は、アタッチメント108を介して駆動部材61へと伝達されている。この時アタッチメント108と駆動部材61とは中心軸線O1方向に延び駆動部材61の外周面に沿う接線P1、P2で接触している。   FIG. 8C is a view showing an action when the urging force by the leaf spring 100 is transmitted to the drive member 61. As shown in FIG. 8C, the urging force generated by the leaf spring 100 is transmitted to the drive member 61 via the attachment 108. At this time, the attachment 108 and the drive member 61 are in contact with each other at tangents P1 and P2 extending in the direction of the central axis O1 and extending along the outer peripheral surface of the drive member 61.

板バネ100が駆動部材61に付勢力を生じる向きは、図中Fで示す矢印方向である。
すなわち、接触点P1及びP2には、付勢力Fの分力F1とF2とがそれぞれ掛かっている。接触点P1において、付勢力Fの分力F1は、反力N1及び静止摩擦力Q1と釣り合っている。ここで、アクチュエーターによる振動が加わり、被駆動光学系63が中心軸線O1方向に動作を始めると、静止摩擦力Q1及びQ2は、動摩擦力に変わる。その結果、接触点P1において、付勢力Fの分力F1と、反力N1及び静止摩擦力Q1との釣り合いのバランスが崩れ、被駆動光学系63は中心軸線O1方向に移動するとともに図8(c)に示す正面視で反時計回りに回転をする。なお、接触点P2において、付勢力Fの分力F2と、反力N2及び静止摩擦力Q2との釣り合いのバランスが崩れることは言うまでもない。
The direction in which the leaf spring 100 generates an urging force on the drive member 61 is an arrow direction indicated by F in the drawing.
That is, component forces F1 and F2 of the urging force F are applied to the contact points P1 and P2, respectively. At the contact point P1, the component force F1 of the urging force F is balanced with the reaction force N1 and the static friction force Q1. Here, when vibration is applied by the actuator and the driven optical system 63 starts to move in the direction of the central axis O1, the static frictional forces Q1 and Q2 are changed to dynamic frictional forces. As a result, the balance between the component force F1 of the urging force F, the reaction force N1, and the static friction force Q1 is lost at the contact point P1, and the driven optical system 63 moves in the direction of the central axis O1 and FIG. Rotate counterclockwise in front view shown in c). Needless to say, the balance between the component force F2 of the urging force F, the reaction force N2, and the static friction force Q2 is lost at the contact point P2.

本実施形態では、被駆動光学系63は駆動部材61に対して図8(c)に示す正面視で反時計回りに向かうように相対回転し、被駆動光学系63は図3に示すように突起64がケース31の溝31bの第一壁31dに接触して支持される。   In the present embodiment, the driven optical system 63 rotates relative to the driving member 61 so as to go counterclockwise in the front view shown in FIG. 8C, and the driven optical system 63 is as shown in FIG. The protrusion 64 is supported in contact with the first wall 31 d of the groove 31 b of the case 31.

図9は、板バネ100と被駆動光学系63とを固定面101により固定した状態で、摩擦係合部103に生じる力による板バネ100の弾性変形の向きと大きさを示す静解析シミュレーションした図である。この場合の押圧力は、アタッチメント108を設ける前の板バネ100の状態から、アタッチメント108を設けた後の板バネ100の形状へ変化させるものである。また、押圧方向は、図9に示した通り、第二弾性領域105の外郭に対して傾斜を有している。なお、図中、矢印の長さは、第一弾性領域104と第2弾性領域105とが変形する大きさを示すものである。   FIG. 9 is a static analysis simulation showing the direction and magnitude of elastic deformation of the leaf spring 100 due to the force generated in the friction engagement portion 103 in a state where the leaf spring 100 and the driven optical system 63 are fixed by the fixing surface 101. FIG. The pressing force in this case is to change from the state of the leaf spring 100 before the attachment 108 is provided to the shape of the leaf spring 100 after the attachment 108 is provided. Moreover, the pressing direction has an inclination with respect to the outline of the second elastic region 105, as shown in FIG. In the figure, the length of the arrow indicates the size by which the first elastic region 104 and the second elastic region 105 are deformed.

以上説明したように、本実施形態の内視鏡装置によれば、板バネ100は、固定部101と摩擦係合部103との間の弾性部102に第一弾性領域104と第二弾性領域105とを有している。第一弾性領域104と第二弾性領域105とは互いに平行な部分を有するので、固定部101から摩擦係合部103までの間の弾性部102の長さは固定部101と摩擦係合部103との直線距離よりも長い。その結果、駆動部材61に対する板バネ100の追従性がよくなり駆動部材61への摩擦力の変動が抑制できる。   As described above, according to the endoscope apparatus of the present embodiment, the leaf spring 100 includes the first elastic region 104 and the second elastic region in the elastic portion 102 between the fixed portion 101 and the friction engagement portion 103. 105. Since the first elastic region 104 and the second elastic region 105 have portions parallel to each other, the length of the elastic portion 102 between the fixed portion 101 and the friction engaging portion 103 is the fixed portion 101 and the friction engaging portion 103. Longer than the straight line distance. As a result, the followability of the leaf spring 100 with respect to the drive member 61 is improved, and fluctuations in the frictional force on the drive member 61 can be suppressed.

また、板バネ100の単位長さあたりの変形量が少なくできるので板バネ100が取り付けられる際に大きく変形されても塑性変形を抑制することができる。   Further, since the amount of deformation per unit length of the leaf spring 100 can be reduced, plastic deformation can be suppressed even if the leaf spring 100 is greatly deformed when attached.

また、固定部101から摩擦係合部103に至るまでの板バネ100の弾性部102が自由曲線形状に形成されているため、板バネ100の各部における応力集中を低減することができる。   Further, since the elastic portion 102 of the leaf spring 100 from the fixed portion 101 to the friction engagement portion 103 is formed in a free curve shape, stress concentration in each portion of the leaf spring 100 can be reduced.

また、折り曲げ部106の最大外径d2が第一弾性領域104と第二弾性領域105との間の幅d1よりも大きく構成されている。このため、第一弾性領域104と第二弾性領域105とが平行な部分の幅が相対的に狭いことで板バネ100が占有する空間を低減できる。   Further, the maximum outer diameter d <b> 2 of the bent portion 106 is configured to be larger than the width d <b> 1 between the first elastic region 104 and the second elastic region 105. For this reason, the space which the leaf | plate spring 100 occupies can be reduced because the width | variety of the part where the 1st elastic area | region 104 and the 2nd elastic area | region 105 are parallel is relatively narrow.

さらに、折り曲げ部106の最大外径が幅d1と等しい場合と比較して折り曲げ部106の曲率が小さく(曲率半径が大きく)なっている。したがって、折り曲げ部106における特定の点への応力集中を抑制することができる。
これは、板バネ100の弾性変形が多数回にわたって繰り返された場合でも折り曲げ部106における金属疲労が低減できるという効果を奏する。
Furthermore, the curvature of the bent portion 106 is smaller (the radius of curvature is larger) than when the maximum outer diameter of the bent portion 106 is equal to the width d1. Therefore, stress concentration on a specific point in the bent portion 106 can be suppressed.
This has an effect that the metal fatigue in the bent portion 106 can be reduced even when the elastic deformation of the leaf spring 100 is repeated many times.

また、折り曲げ部106における応力集中が抑制されていることで、第一弾性領域104と第二弾性領域105とをともに好適に弾性変形させることができ、ケース31の内部の狭い領域において効果的に付勢力を生じさせることができる。   Further, since the stress concentration in the bent portion 106 is suppressed, both the first elastic region 104 and the second elastic region 105 can be suitably elastically deformed, and effective in a narrow region inside the case 31. A biasing force can be generated.

また、本実施形態では板バネ100の第二弾性領域105がケース31の内壁に沿う形状に形成されている。これは板バネ100が板状に形成されたバネであって湾曲されて形成されていても好適に弾性変形できるためであり、例えばコイルバネなどに比べて配置の自由度が高い。したがって、ケース31の内部における板バネの占有空間を低減しつつ第二弾性領域の長さを確保することができる。   In the present embodiment, the second elastic region 105 of the leaf spring 100 is formed along the inner wall of the case 31. This is because the leaf spring 100 is a spring formed in a plate shape and can be suitably elastically deformed even if it is curved and has a higher degree of freedom in arrangement than, for example, a coil spring. Therefore, the length of the second elastic region can be ensured while reducing the space occupied by the leaf spring inside the case 31.

また、固定部101に設けられた嵌合部107によって板バネ100と被駆動光学系63とが固定されるため、板バネ100と被駆動光学系63との位置決めが容易になると共に板バネ100が弾性変形された際のがたつきが抑制できる。その結果、板バネ100から駆動部材61に作用する付勢力のばらつきを抑えて駆動部材61上での被駆動光学系63の移動精度を高めることができる。   Further, since the leaf spring 100 and the driven optical system 63 are fixed by the fitting portion 107 provided in the fixing portion 101, the leaf spring 100 and the driven optical system 63 can be easily positioned and the leaf spring 100 can be easily positioned. Shaking when the is elastically deformed can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the variation in the urging force acting on the driving member 61 from the leaf spring 100 and to increase the movement accuracy of the driven optical system 63 on the driving member 61.

レンズ保持枠63bに形成された突起64は、ケース31の溝31bにおいてケース31の周方向に離間する第一壁31dと第二壁31eとのうち第一壁31dに接触する。これにより、突起64は、第一壁31dに位置決めされた状態で移動することとなり、第一壁31dと第二壁31eとの間で生じる光学系の偏心を抑制することができる。
また、摩擦係合部103において駆動部材61の周方向一方への付勢力が生じているため、板バネ100によって駆動部材61と被駆動光学系63との周方向の相対移動方向が一方向に向かいやすくなる。このため、駆動部材61と被駆動光学系63とが中心軸線O1を揺動の中心として揺動することが抑制され、駆動部材61と被駆動光学系63との位置決めが容易になる。
The protrusion 64 formed on the lens holding frame 63b contacts the first wall 31d of the first wall 31d and the second wall 31e that are separated in the circumferential direction of the case 31 in the groove 31b of the case 31. As a result, the protrusion 64 moves while being positioned on the first wall 31d, and the eccentricity of the optical system that occurs between the first wall 31d and the second wall 31e can be suppressed.
Further, since a biasing force is generated in the friction engagement portion 103 in one circumferential direction of the drive member 61, the leaf spring 100 causes the circumferential relative movement direction of the drive member 61 and the driven optical system 63 to be one direction. It becomes easier to face. For this reason, the drive member 61 and the driven optical system 63 are restrained from swinging around the center axis O <b> 1, and positioning of the drive member 61 and the driven optical system 63 is facilitated.

(変形例)
以下では本実施形態の内視鏡装置1の変形例について図10を参照して説明する。図10は、本変形例の内視鏡装置200の一部の構成を示す正面図である。
(Modification)
Below, the modification of the endoscope apparatus 1 of this embodiment is demonstrated with reference to FIG. FIG. 10 is a front view showing a partial configuration of the endoscope apparatus 200 of the present modification.

図10に示すように、本変形例では、被駆動光学系63に加えて被駆動光学系163をさらに備えている。本変形例では、例えば被駆動光学系63は固体撮像素子72に結像する光学像の焦点調整を行うために設けられ、被駆動光学系163は対象物の拡大像を得るためのズームを行うためにズームレンズ181が設けられた光学系である。   As shown in FIG. 10, the present modification further includes a driven optical system 163 in addition to the driven optical system 63. In this modification, for example, the driven optical system 63 is provided to adjust the focus of an optical image formed on the solid-state image sensor 72, and the driven optical system 163 performs zooming to obtain an enlarged image of the object. Therefore, the zoom lens 181 is provided with an optical system.

また、内視鏡装置200は被駆動光学系163を光軸Lに沿って進退動作させるための駆動機構160を備えている。   In addition, the endoscope apparatus 200 includes a drive mechanism 160 for moving the driven optical system 163 forward and backward along the optical axis L.

駆動機構60と駆動機構160とは図10に示す正面視では符号O5で示す線を対象の軸として線対称に構成されている。また本実施形態では被駆動光学系163は光軸L上で被駆動光学系63よりも遠位端に位置している。   The drive mechanism 60 and the drive mechanism 160 are configured to be symmetrical with respect to a line indicated by the symbol O5 in the front view shown in FIG. In the present embodiment, the driven optical system 163 is located on the optical axis L at the distal end relative to the driven optical system 63.

駆動機構160は、駆動機構60と同様に駆動部材161と、圧電アクチュエーター(不図示)とを有して構成され、上述の内視鏡装置1と同様に制御部50に電気的に接続されて動作される。   The drive mechanism 160 includes a drive member 161 and a piezoelectric actuator (not shown) as in the drive mechanism 60, and is electrically connected to the control unit 50 as in the endoscope apparatus 1 described above. Be operated.

また、駆動機構160は、板バネ100と同形同大の板バネ100aが設けられており、板バネ100と同様に固定部101a、弾性部102a、摩擦係合部103aを有している。   The drive mechanism 160 is provided with a leaf spring 100a having the same shape and size as the leaf spring 100, and has a fixed portion 101a, an elastic portion 102a, and a friction engagement portion 103a, like the leaf spring 100.

本変形例では、板バネ100と板バネ100aとは図10に示す正面視でケース31の内部で径方向に対向するように向きを違えた位置関係になっている。その結果、被駆動光学系163のレンズ保持枠163bに形成された突起164はケース31の溝31bのうち第二壁31eに接触している。被駆動光学系163は、突起164が第二壁31eに接触された状態でズームレンズ181の光軸(第三光軸O4)が光軸Lに合わせられている。
このような構成であっても、上述の内視鏡装置1と同様の効果を奏することができる。
In the present modification, the leaf spring 100 and the leaf spring 100a are in a positional relationship in which the directions are different so as to face each other in the radial direction inside the case 31 in a front view shown in FIG. As a result, the protrusion 164 formed on the lens holding frame 163 b of the driven optical system 163 is in contact with the second wall 31 e of the groove 31 b of the case 31. In the driven optical system 163, the optical axis (third optical axis O4) of the zoom lens 181 is aligned with the optical axis L in a state where the protrusion 164 is in contact with the second wall 31e.
Even if it is such a structure, there can exist an effect similar to the above-mentioned endoscope apparatus 1. FIG.

さらに、本変形例ではケース31の内部に被駆動光学系63と被駆動光学系163とがともに光軸Lに沿って進退動作可能に配置されている。ここで、板バネ100と板バネ100aとがケース31の径方向に対向して配置されている。したがって互いの動作の干渉が抑制され、被駆動光学系63と被駆動光学系163との動作精度を高く保つことができる。   Further, in the present modification, the driven optical system 63 and the driven optical system 163 are both disposed inside the case 31 so as to be capable of moving back and forth along the optical axis L. Here, the leaf spring 100 and the leaf spring 100a are arranged to face each other in the radial direction of the case 31. Accordingly, the interference between the operations is suppressed, and the operation accuracy of the driven optical system 63 and the driven optical system 163 can be kept high.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施形態では、固定部101は嵌合部107を有して被駆動光学系63に嵌合されている例を示したが、これに限らず固定部101を被駆動光学系63に接着により固定してもよい。また、板バネと被駆動光学系との固定方法には嵌合による固定と接着による固定とが併用されても良い。
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
For example, in the above-described embodiment, the example in which the fixing portion 101 has the fitting portion 107 and is fitted to the driven optical system 63 has been described. It may be fixed by adhesion. Further, fixing by fitting and fixing by adhesion may be used in combination as a fixing method between the leaf spring and the driven optical system.

また、上述の実施形態では、板バネ100と駆動部材61との間にはアタッチメント108が介在されて、板バネ100がアタッチメント108を介して駆動部材61を付勢している例を示した。これに限らず、アタッチメントを備えずに板バネが駆動部材に直接接触して駆動部材を付勢する構成が採用されてもよい。この場合でも本発明と同様の効果を奏することができる。   In the above-described embodiment, an example in which the attachment 108 is interposed between the leaf spring 100 and the driving member 61 and the leaf spring 100 urges the driving member 61 via the attachment 108 has been described. However, the present invention is not limited to this, and a configuration may be employed in which the leaf spring directly contacts the drive member and biases the drive member without providing an attachment. Even in this case, the same effect as the present invention can be obtained.

また、上述の実施形態では板バネ100とアタッチメント108とがそれぞれ設けられている例を示したが、これに限らず板バネとアタッチメントとが一体成形されて一部材として構成されていてもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the leaf spring 100 and the attachment 108 are provided is shown. However, the present invention is not limited thereto, and the leaf spring and the attachment may be integrally formed as a single member.

1、200 内視鏡装置
2 シース(挿入部)
3 撮像機構
61、161 駆動部材
62 圧電アクチュエーター
63、163 被駆動光学系
70 固定光学系
O1 中心軸線
O2 第一光軸
O3 第二光軸
100、100a 板バネ
101、101a 固定部
102、102a 弾性部
103、103a 摩擦係合部
104、104a 第一弾性領域
105、105a 第二弾性領域
106、106a 折り曲げ部
1,200 Endoscopic device 2 Sheath (insertion part)
3 imaging mechanism 61, 161 driving member 62 piezoelectric actuator 63, 163 driven optical system 70 fixed optical system O1 central axis O2 first optical axis O3 second optical axis 100, 100a leaf spring 101, 101a fixing part 102, 102a elastic part 103, 103a Friction engaging portion 104, 104a First elastic region 105, 105a Second elastic region 106, 106a Bending portion

Claims (3)

近位端から遠位端に向かって延びる挿入部と、
前記挿入部の前記遠位端で前記挿入部の内部に配置され対象物を撮像する撮像機構と、
を備え、
前記撮像機構は、
固体撮像素子と、
先端が前記遠位端方向に、基端が前記近位端方向に向けられ、中心軸線O1に沿う母線を有する円柱状の部材と、
前記円柱状の部材に沿って摺動可能な被駆動光学系と、
前記被駆動光学系を前記円柱状の部材に沿って駆動させるアクチュエーターと、
前記被駆動光学系に固定するための固定部と、弾性を有し前記固定部から延在する弾性部と、前記弾性部の弾性によって前記円柱状の部材の外周面に対して付勢する摩擦係合部とを有し、前記固定部を一端側に、前記摩擦係合部を他端側に設けた板バネと、
を有し、
前記弾性部は、前記中心軸線O1に直交する面内で自由曲線形状をなす第一弾性領域及び第二弾性領域と、前記第一弾性領域と前記第二弾性領域とを曲線的に繋ぐ折り曲げ部と、を有し、
前記第二弾性領域は、前記第一弾性領域よりも前記挿入部の径方向外側に位置すると共に、前記挿入部の内壁から離間し且つ当該内壁に沿って湾曲して延在することを特徴とする内視鏡装置。
An insert extending from the proximal end toward the distal end;
An imaging mechanism that images the object disposed inside the insertion portion at the distal end of the insertion portion;
With
The imaging mechanism is
A solid-state image sensor;
A cylindrical member having a generatrix along a central axis O1 with a distal end directed toward the distal end and a proximal end directed toward the proximal end;
A driven optical system slidable along the cylindrical member;
An actuator for driving the driven optical system along the cylindrical member;
A fixed portion for fixing to the driven optical system, an elastic portion having elasticity and extending from the fixed portion, and friction urging the outer peripheral surface of the cylindrical member by the elasticity of the elastic portion A leaf spring provided with an engagement portion, the fixed portion on one end side, and the friction engagement portion on the other end side,
Have
The elastic portion includes a first elastic region and a second elastic region that form a free curve shape in a plane orthogonal to the central axis O1, and a bent portion that connects the first elastic region and the second elastic region in a curved manner. And having
The second elastic region is located on the radially outer side of the insertion portion with respect to the first elastic region, and is spaced from the inner wall of the insertion portion and extends while being curved along the inner wall. Endoscope device.
前記第二弾性領域は、前記第一弾性領域に対して前記挿入部の径方向外側に所定距離だけ離間して位置するように配設されることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。   2. The internal view according to claim 1, wherein the second elastic region is disposed so as to be spaced apart from the first elastic region by a predetermined distance on a radially outer side of the insertion portion. Mirror device. 前記折り曲げ部の最大外径は、前記第一弾性領域と前記第二弾性領域との離間距離よりも大きく形成されることを特徴とする請求項2に記載の内視鏡装置。   The endoscope apparatus according to claim 2, wherein a maximum outer diameter of the bent portion is formed larger than a separation distance between the first elastic region and the second elastic region.
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