JP3100055B2 - Endoscope - Google Patents
EndoscopeInfo
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- JP3100055B2 JP3100055B2 JP02305182A JP30518290A JP3100055B2 JP 3100055 B2 JP3100055 B2 JP 3100055B2 JP 02305182 A JP02305182 A JP 02305182A JP 30518290 A JP30518290 A JP 30518290A JP 3100055 B2 JP3100055 B2 JP 3100055B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はレンズを移動することによりフォーカシング
やズーミング等を行うようにした内視鏡に関する。The present invention relates to an endoscope that performs focusing, zooming, and the like by moving a lens.
［従来の技術］ 内視鏡における対物光学系のレンズを手元側操作部で
の操作でフォーカシングを行うものが、特開昭63−1898
21号公報で知られている。これは対物光学系にあるレン
ズの保持枠を長尺な挿入部に挿通した操作ワイヤを介し
て遠隔的に操作する方式になっている。このため、操作
ワイヤをガイドする能力のある案内管を必要とするとと
もに、操作ワイヤを押し引きする操作機構等においてか
なり複雑な構成が必要であった。2. Description of the Related Art Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1898 discloses a method in which a lens of an objective optical system in an endoscope is focused by operating a hand-side operation unit.
No. 21 is known. In this method, a lens holding frame in an objective optical system is remotely operated via an operation wire inserted through a long insertion portion. For this reason, a guide tube capable of guiding the operation wire is required, and a considerably complicated configuration is required for an operation mechanism for pushing and pulling the operation wire.
［発明が解決しようとする課題］ このように従来のものにあっては、レンズを移動操作
する機構が複雑になり、部品点数がかなり多くなる。ま
た、それらを設置するスペースがかなり必要であり、こ
のため、大形化する。特に、挿入部の太径化する点が問
題であった。さらに、操作ワイヤを介しての遠隔的な押
引き操作を行うため、操作追従性および応答性が悪い傾
向があった。[Problem to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional device, the mechanism for moving and operating the lens is complicated, and the number of parts is considerably increased. In addition, a considerable space for installing them is required, which results in an increase in size. In particular, there is a problem in that the diameter of the insertion portion is increased. Further, since the remote push / pull operation is performed via the operation wire, there is a tendency that the operation followability and the responsiveness are poor.
本発明は前記課題に着目してなされたもので、その目
的とするところは、コンパクトで簡単な構成によってレ
ンズの移動操作が迅速かつ確実に行うことができる内視
鏡を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an endoscope that can perform a moving operation of a lens quickly and reliably with a compact and simple configuration.
［課題を解決するための手段および作用］ 前記目的を達成するために本発明は、対物光学系を構
成するレンズ群における移動レンズを保持するレンズ枠
と、前記レンズ枠を内蔵し、前記レンズ枠の外周と接す
るとともにこのレンズ枠を摺動可能に保持する接触面を
形成したレンズ鏡筒と、伸縮することにより、前記レン
ズ群を摺動する方向に慣性力を発生する圧電素子を有
し、前記レンズ枠に連結し、前記レンズ枠を移動させる
レンズ枠移動手段と、前記圧電素子に駆動電圧を印加し
てこの圧電素子の伸縮を制御する制御手段と、を設けた
ことを特徴とする内視鏡である。[Means and Actions for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a lens frame for holding a moving lens in a lens group constituting an objective optical system; A lens barrel having a contact surface that is in contact with the outer periphery of the lens frame and slidably holds the lens frame, and a piezoelectric element that expands and contracts to generate an inertial force in a direction in which the lens group slides, A lens frame moving means connected to the lens frame to move the lens frame; and a control means for applying a driving voltage to the piezoelectric element to control expansion and contraction of the piezoelectric element. It is an endoscope.
さらに、前記レンズ枠移動手段は、前記レンズ枠の外
周の一方向に連接して設けられたことを特徴とする内視
鏡である。Further, the endoscope is characterized in that the lens frame moving means is provided so as to be connected in one direction in the outer periphery of the lens frame.
または、前記レンズ枠移動手段は、前記レンズ枠の軸
方向と同心の円盤またはリング状の慣性体を有するこ
と、を特徴とする内視鏡である。Alternatively, the endoscope is characterized in that the lens frame moving means has a disk or ring-shaped inertial body concentric with the axial direction of the lens frame.
［実施例］ 第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示すも
のである。[Embodiment] FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of the present invention.
第１図で示すように内視鏡１は、長尺な挿入部２、操
作部３、およびライドガイドケーブル４を有している。
挿入部２は、曲り自在な可撓管５、強制的に湾曲操作さ
れる湾曲管６、および先端構成部７からなっている。操
作部３には送気送水釦８、吸引釦９、および電子観察系
の操作スイッチ10が設けられている。As shown in FIG. 1, the endoscope 1 has a long insertion section 2, an operation section 3, and a ride guide cable 4.
The insertion section 2 includes a flexible tube 5 that can be freely bent, a bending tube 6 that is forcibly operated to be bent, and a distal end component 7. The operation unit 3 is provided with an air / water supply button 8, a suction button 9, and an operation switch 10 of an electronic observation system.
挿入部２の先端構成部７には対物光学系12が組み込ま
れ、この対物光学系12は観察窓13を通じて観察される視
野を固体撮像素子14の撮像面に結像するようになってい
る。また、先端構成部７には図示しない照明窓、鉗子
口、送気送水ノズル等が設けられている。この照明窓は
同じく図示しないライトガイドファイバを通じて送られ
てきた照明光を視野内に照射する。鉗子口にはチャンネ
ルチューブ16が接続され、送気送水ノズルには送気チュ
ーブ17と送水チューブ18が接続されている。固体撮像素
子14には信号ケーブル19が接続されている。An objective optical system 12 is incorporated in the distal end portion 7 of the insertion section 2, and the objective optical system 12 forms an image of a visual field observed through an observation window 13 on an imaging surface of a solid-state imaging device 14. Further, an illumination window (not shown), a forceps port, an air supply / water supply nozzle, and the like are provided in the distal end configuration section 7. The illumination window irradiates illumination light transmitted through a light guide fiber (not shown) into the field of view. A channel tube 16 is connected to the forceps port, and an air supply tube 17 and a water supply tube 18 are connected to the air supply / water supply nozzle. A signal cable 19 is connected to the solid-state imaging device 14.
対物光学系12は筒状の鏡筒21に複数の固定レンズ22を
組み込んでなり、さらに鏡筒21内には合焦レンズ23を保
持する筒状のレンズ枠24が光軸方向へスライド自在に装
着されている。すなわち、合焦レンズ23を光軸方向へ移
動することにより固体撮像素子14の撮像面に結像させる
ピント調整作用を行う。また、筒状のレンズ枠24の外周
の一部（この実施例では下面）にはアーム25が突き出し
ている。このアーム25は鏡筒21に形成したスライド孔26
を通じて貫通して鏡筒21の側方へ突出している。スライ
ド孔26は対物光学系12の光軸方向へ沿って細長く形成さ
れている。つまり、レンズ枠24はアーム25はスライド孔
26によって光軸方向へスライドされ、回転することなく
直線的に移動する。The objective optical system 12 has a plurality of fixed lenses 22 incorporated in a cylindrical lens barrel 21, and a cylindrical lens frame 24 holding a focusing lens 23 is slidable in the optical axis direction in the lens barrel 21. It is installed. That is, a focus adjustment operation is performed in which the focusing lens 23 is moved in the optical axis direction to form an image on the imaging surface of the solid-state imaging device 14. Further, an arm 25 protrudes from a part of the outer periphery of the cylindrical lens frame 24 (the lower surface in this embodiment). This arm 25 has a slide hole 26 formed in the lens barrel 21.
Penetrates through and projects to the side of the lens barrel 21. The slide hole 26 is formed to be elongated along the optical axis direction of the objective optical system 12. In other words, the lens frame 24 has the arm 25 and the slide hole
It is slid in the optical axis direction by 26 and moves linearly without rotating.
レンズ枠24から突き出すアーム25の先端には後述する
走行アクチュエータの移動体Ｍが取着固定されている。
レンズ枠24はこの移動体Ｍによって移動させられる。移
動体Ｍにはその積層方向に沿う軸方向へ伸縮する積層型
圧電素子（PZT）Ｐの一端が固定されている。圧電素子
Ｐの他端には慣性体ｍが固定してある。この慣性体ｍの
質量は前記移動体Ｍの質量より大きい。もちろん、レン
ズ枠24と一体化してこれらが実質的な移動体として機能
するその総和たる質量も前記慣性体ｍの質量よりも大き
い。前記圧電素子Ｐの電極に接続したリード線27は保護
チューブ28内を通じて、前記挿入部２、操作部３、およ
びライトガイドケーブル４の各内部を通り、外部に設け
られる駆動電源29に接続される。また、この駆動電源29
による圧電素子Ｐに対する印加通電は制御回路（制御手
段）30によって制御される。なお、この制御回路30を内
視鏡１の操作部３内に組み込む構成としてもよい。A moving body M of a traveling actuator, which will be described later, is attached and fixed to the tip of an arm 25 protruding from the lens frame 24.
The lens frame 24 is moved by the moving body M. One end of a laminated piezoelectric element (PZT) P which expands and contracts in the axial direction along the laminating direction is fixed to the moving body M. An inertia body m is fixed to the other end of the piezoelectric element P. The mass of the inertial body m is larger than the mass of the moving body M. Of course, the total mass of these integrated with the lens frame 24 and functioning as a substantial moving body is also larger than the mass of the inertial body m. The lead wire 27 connected to the electrode of the piezoelectric element P passes through the inside of the insertion section 2, the operation section 3, and the light guide cable 4 through the protection tube 28, and is connected to a driving power supply 29 provided outside. . Also, this drive power supply 29
Is applied to the piezoelectric element P by the control circuit (control means) 30. The control circuit 30 may be incorporated in the operation unit 3 of the endoscope 1.
そして、圧電素子Ｐに所定の波形で電圧を印加する
と、その圧電素子Ｐはその軸方向へ伸縮して移動体Ｍを
移動し、合焦レンズ23を保持したレンズ枠24を移動する
合焦動作を行うようになっている。When a voltage is applied to the piezoelectric element P with a predetermined waveform, the piezoelectric element P expands and contracts in the axial direction, moves the moving body M, and moves the lens frame 24 holding the focusing lens 23. It is supposed to do.
この移動原理は第２図および第３図で概念的に示され
る。すなわち、第２図で示すように質量の大きな移動体
Ｍ、質量の小さな慣性体ｍ、移動体Ｍと慣性体ｍを連結
する積層型圧電素子Ｐからなる走行アクチュエータがベ
ースＢの上に乗っているとする。This movement principle is conceptually shown in FIGS. 2 and 3. That is, as shown in FIG. 2, a traveling actuator including a moving body M having a large mass, an inertial body m having a small mass, and a laminated piezoelectric element P connecting the moving body M and the inertial body m is mounted on the base B. Suppose you have
そして、圧電素子Ｐに第３図で示すような波形の駆動
電圧を印加することによりその走行アクチュエータの全
体が前進または後退する動作を行うのである。Then, by applying a drive voltage having a waveform as shown in FIG. 3 to the piezoelectric element P, the entire travel actuator performs an operation of moving forward or backward.
まず、前進（左方）移動するときの動作について説明
する。第２図左側の図で示すように動作スタート前にお
いて移動体ＭはベースＢ上におかれて静摩擦力で保持さ
れ、圧電素子Ｐは縮んだ状態にある。このため、慣性体
ｍは前方の移動体Ｍに引き寄せられて待機している。First, the operation when moving forward (leftward) will be described. Before the start of the operation, the moving body M is placed on the base B and held by the static friction force, and the piezoelectric element P is in a contracted state, as shown in the diagram on the left side of FIG. For this reason, the inertial body m is attracted by the moving body M ahead and stands by.
この状態から圧電素子Ｐに高圧の駆動電圧を瞬時に印
加して圧電素子Ｐを急激に伸ばすと、移動体Ｍと慣性体
ｍが互いに逆方向へ同時に移動する。このとき、移動体
Ｍは動摩擦力を受けながら前方へ距離Δm1移動する。In this state, when a high drive voltage is instantaneously applied to the piezoelectric element P to rapidly expand the piezoelectric element P, the moving body M and the inertial body m move simultaneously in opposite directions. At this time, the moving body M moves forward by a distance Δm 1 while receiving the dynamic frictional force.
ついで、圧電素子Ｐに対する印加電圧を比較的ゆっく
りと低減させて圧電素子Ｐを縮めて移動体Ｍ側へ慣性体
ｍを一定の加速度で引き戻す。このとき、移動体Ｍはベ
ースＢとの静摩擦力で保持されて静止するようにその加
速度による慣性力がその摩擦力より小さくなる印加電圧
に調整しておく。Next, the voltage applied to the piezoelectric element P is reduced relatively slowly to shrink the piezoelectric element P and pull the inertial body m back to the moving body M at a constant acceleration. At this time, the applied voltage is adjusted so that the inertial force due to the acceleration is smaller than the frictional force so that the movable body M is held by the static frictional force with the base B and stops.
圧電素子Ｐが充分に縮んだところで、通電を急に止め
て慣性体ｍの動きを急に止める。つまり、引き戻し動作
を急に停止させる。すると、慣性体ｍが移動体Ｍに衝突
する作用となり、これによって、この走行アクチュエー
タの全体が、前記摩擦力に打ち勝って前進を始め、運動
エネルギを移動体Ｍの動摩擦力によって失われるまで移
動して停止する。この動作によって前方へ距離Δm2移動
する。When the piezoelectric element P has sufficiently shrunk, the energization is suddenly stopped and the movement of the inertial body m is suddenly stopped. That is, the pull-back operation is suddenly stopped. Then, the inertial body m has a function of colliding with the moving body M, whereby the entire traveling actuator starts moving forward overcoming the frictional force and moves until kinetic energy is lost by the kinetic frictional force of the moving body M. And stop. This operation moves the distance Δm 2 forward.
しかして、この１サイクル動作で（Δm1＋Δm2）の距
離を前進（粗動）することができる。この微動前進を繰
り返すことにより大きく前進させることができる。Thus, the distance (Δm 1 + Δm 2 ) can be advanced (coarse movement) by this one-cycle operation. By repeating this fine movement advance, it is possible to greatly advance.
一方、後退、つまり、右方向へ移動するときには、前
記動作パターンの逆動作を行なわせる。すなわち、第２
図右側の図で示すように動作スタート前において移動体
ＭはベースＢ上におかれて摩擦力で保持され、圧電素子
Ｐは伸びた状態にある。このため、慣性体ｍは前方の移
動体Ｍから離れている。On the other hand, when retreating, that is, when moving in the right direction, the reverse operation of the operation pattern is performed. That is, the second
As shown in the diagram on the right side of the figure, before the operation starts, the moving body M is placed on the base B and held by frictional force, and the piezoelectric element P is in an extended state. Therefore, the inertial body m is separated from the moving body M ahead.
この状態から圧電素子Ｐに対する高電圧の印加を瞬時
に消去し、圧電素子Ｐを急激に縮小すると、移動体Ｍの
摩擦力に比べて慣性体ｍの慣性力が相対的に大きくな
り、移動体Ｍと慣性体ｍが互いに逆方向へ同時に移動す
る。このとき、移動体Ｍは後方へ距離Δm1移動する。When the application of the high voltage to the piezoelectric element P is instantaneously erased from this state, and the piezoelectric element P is rapidly reduced, the inertial force of the inertial body m becomes relatively larger than the frictional force of the moving body M. M and the inertial body m move simultaneously in opposite directions. At this time, the moving body M moves backward by a distance Δm 1 .
ついで、圧電素子Ｐに対する印加電圧を次第に増加さ
せて圧電素子Ｐを伸ばして移動体Ｍ側から慣性体ｍを一
定の加速度で後退させる。このとき、移動体Ｍはベース
Ｂとの摩擦力で保持されて静止するようにその加速度に
よる慣性力がその摩擦力より小さくなるようにしてお
く。Next, the voltage applied to the piezoelectric element P is gradually increased to extend the piezoelectric element P, and the inertial body m is moved backward at a constant acceleration from the moving body M side. At this time, the inertia force due to the acceleration is set to be smaller than the frictional force so that the moving body M is held by the frictional force with the base B and stopped.
圧電素子Ｐが充分に伸びたところで、慣性体ｍの動き
を急に止める。これによって、大きな慣性力が生じて自
走装置全体が、前記摩擦力に打ち勝って後退を始め、そ
の自走装置全体の運動エネルギが移動体Ｍの動摩擦力に
よって失われるまで移動して停止する。この動作によっ
て後方へ距離Δm2移動する。When the piezoelectric element P has sufficiently expanded, the movement of the inertial body m is suddenly stopped. As a result, a large inertial force is generated, and the entire self-propelled device starts retreating by overcoming the frictional force, and moves and stops until the kinetic energy of the entire self-propelled device is lost by the dynamic frictional force of the moving body M. This operation moves the distance Δm 2 backward.
しかして、この１サイクル動作で（Δm1＋Δm2）の距
離を後退させることができる。この微動後退を繰り返す
ことにより大きく後退させることができる。Thus, the distance of (Δm 1 + Δm 2 ) can be reduced by this one-cycle operation. By repeating this fine movement retreat, it can be made to retreat largely.
なお、２回の電圧出力でこれを単一のサイクルとして
の移動運動を行わせ、電圧を引き下げた直後にすぐ立ち
上げることによって急速変形時に発生したエネルギを次
の急速変形時の運動に加味してより大きな運動量を得る
ことができる。In addition, the energy generated at the time of rapid deformation is added to the movement at the time of the next rapid deformation by causing the movement to be performed as a single cycle with two voltage outputs, and immediately starting immediately after the voltage is reduced. Greater momentum can be obtained.
このような原理で移動体Ｍ、またはこの移動体Ｍおよ
びレンズ枠24を前進または後退させることができるので
ある。The moving body M, or the moving body M and the lens frame 24 can be moved forward or backward based on such a principle.
合焦レンズ23を保持したレンズ枠24の前進または後退
の選択は操作部３の電子観察用操作スイッチ10を操作し
て行う。そして、観察対象物との距離に応じて対物光学
系12の合焦を行うことができる。The selection of forward or backward movement of the lens frame 24 holding the focusing lens 23 is performed by operating the electronic observation operation switch 10 of the operation unit 3. Then, the objective optical system 12 can be focused according to the distance to the observation target.
このピント調整方式の構成によれば、合焦レンズ23を
保持したレンズ枠24を移動する走行アクチュエータを挿
入部２の先端構成部７内にコンパクトに組み込むことが
できる。また、操作ワイヤが不要で挿入部２にはリード
線27を通すだけで済むので、挿入部２の細径化を図るこ
とができる。According to the configuration of the focus adjustment method, the traveling actuator that moves the lens frame 24 holding the focusing lens 23 can be compactly incorporated in the distal end configuration section 7 of the insertion section 2. Further, since no operation wire is required and only the lead wire 27 needs to be passed through the insertion section 2, the diameter of the insertion section 2 can be reduced.
第４図ないし第５図は本発明の第２の実施例を示すも
のである。この実施例は前記レンズ枠24自体を移動体Ｍ
として兼用する方式である。この場合、慣性体ｍと圧電
素子Ｐは第５図で示すように円筒状に形成され、対物光
学系12の光軸に対して同軸的に配置される。また、慣性
体ｍと圧電素子Ｐは鏡筒21の壁部に形成したスペース35
内に配置される。このため、その走行アクチュエータを
コンパクトに設けることができる。また、レンズ枠24の
移動が安定する。その他は前記実施例の構成と同様であ
る。FIGS. 4 and 5 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the lens frame 24 itself is
This method is also used as In this case, the inertial body m and the piezoelectric element P are formed in a cylindrical shape as shown in FIG. 5, and are arranged coaxially with the optical axis of the objective optical system 12. The inertial body m and the piezoelectric element P are provided in a space 35 formed in the wall of the lens barrel 21.
Is placed within. For this reason, the travel actuator can be provided compactly. Further, the movement of the lens frame 24 is stabilized. Other configurations are the same as those of the above embodiment.
なお、この実施例の構成において、特に圧電素子Ｐを
第６図で示すように棒状の積層型のものとして、これが
複数本、移動体Ｍと慣性体ｍとの間に架設するようにし
てもよい。この際、光軸に対して各圧電素子Ｐを対称的
に設けるとよい。In addition, in the configuration of this embodiment, in particular, the piezoelectric element P may be a bar-shaped laminated type as shown in FIG. 6, and a plurality of the piezoelectric elements P may be installed between the moving body M and the inertial body m. Good. At this time, it is preferable to provide each piezoelectric element P symmetrically with respect to the optical axis.
また、第７図で示すように慣性体ｍも光軸に対して同
軸の筒状ではなく、短い柱状体のものとしてこれを棒状
の圧電素子Ｐの後端に固着するようにしてもよい。In addition, as shown in FIG. 7, the inertial body m may not be a cylindrical body coaxial with the optical axis, but may be a short columnar body and fixed to the rear end of the rod-shaped piezoelectric element P.
第８図で示す実施例は移動体Ｍと慣性体ｍを鏡筒21に
体してそれぞれ移動するレンズ枠として構成し、対物光
学系12のレンズ群のうち移動すべき合焦レンズ23をその
移動体Ｍと慣性体ｍにそれぞれ保持するようにしたもの
である。このようにすれば、対物光学系12のレンズ群の
うちのあるレンズ群を１かたまりとして移動し、ズーム
機構として構成することができる。その他の構成は前述
した通りである。In the embodiment shown in FIG. 8, the movable body M and the inertia body m are formed in a lens barrel 21 and are configured as movable lens frames, and the focusing lens 23 to be moved in the lens group of the objective optical system 12 is used as the movable body. The moving body M and the inertial body m are respectively held. In this way, a certain lens group of the lens groups of the objective optical system 12 can be moved as a unit and configured as a zoom mechanism. Other configurations are as described above.
また、第９図で示すようにレンズ群を動かすためのレ
ンズ枠を２重構造としてズーム機構を構成してもよい。
すなわち、その外枠41に移動体Ｍを固定してその外枠41
を回転してこれに設けた溝42で内枠43のピン44を前後に
移動するズーム機構を構成するようにした。Further, as shown in FIG. 9, the zoom mechanism may have a double-structured lens frame for moving the lens group.
That is, the moving body M is fixed to the outer frame 41 and the outer frame 41 is fixed.
And a zoom mechanism that rotates the pin 44 of the inner frame 43 back and forth by the groove 42 provided therein.
第10図ないし第11図は対物光学系12における移動レン
ズ50を保持する移動レンズ枠51を、フォーカシング用操
作ワイヤ52を介して上述したような走行アクチュエータ
（移動体Ｍ、慣性体ｍ、圧電素子Ｐ）で駆動する例であ
る。移動レンズ枠51は鏡筒21内に嵌挿されて摺動自在に
設けられている。さらに、移動レンズ枠51には鏡筒52に
形成した切欠き溝53を通じて側方へ突き出す支持突起部
54が設けられている。支持突起部54には切欠き凹部55を
形成し、この前後一対の立上り壁部56にわたりフォーカ
シング用操作ワイヤ52の先端を貫通して接着剤57によっ
て固定している。また、操作ワイヤ52の先端の切欠き凹
部55に位置する部分には係止部材58が固着されている。
そして、この係止部材58を前後一対の立上り壁部56で挟
み込んで接着することにより固定する。このようにすれ
ば、フォーカシング用操作ワイヤ52の進退による力はそ
の係止部材58のどちらか一方の端面が必ず圧縮の力で受
ける作用をすることになるため、強度が高まる。FIGS. 10 to 11 show that the moving lens frame 51 for holding the moving lens 50 in the objective optical system 12 is connected to a traveling actuator (moving body M, inertial body m, piezoelectric element) by using a focusing operation wire 52 as described above. P) is an example of driving. The movable lens frame 51 is slidably provided by being inserted into the lens barrel 21. In addition, a support protrusion protruding laterally through a notch groove 53 formed in the lens barrel 52 on the movable lens frame 51.
54 are provided. A notch concave portion 55 is formed in the support projection portion 54, and the front end of the focusing operation wire 52 is penetrated over the pair of front and rear rising wall portions 56 and fixed by an adhesive 57. Further, a locking member 58 is fixed to a portion of the operation wire 52 located at the notch concave portion 55 at the tip.
Then, the locking member 58 is fixed by being sandwiched between a pair of front and rear rising walls 56 and bonded. With this configuration, the force caused by the advance and retreat of the focusing operation wire 52 always acts on one of the end faces of the locking member 58 with a compressive force, so that the strength is increased.
鏡筒21の前端部外周には補強リング59を密に被嵌して
いる。この補強リング59は切欠き溝53を設けたことによ
り楕円形に変形することを防止する。このため、レンズ
枠51の円滑な移動が確保される。A reinforcing ring 59 is tightly fitted around the outer periphery of the front end of the lens barrel 21. The reinforcing ring 59 is prevented from being deformed into an elliptical shape by providing the notch groove 53. Therefore, smooth movement of the lens frame 51 is ensured.
また、対物光学系12における最先端のレンズ60（窓ガ
ラス）の内面は防曇コーティングを施している。なお、
図示しないが接眼部のレンズにも同様の防曇コーティン
グを施してもよい。The inner surface of the most advanced lens 60 (window glass) in the objective optical system 12 is coated with an anti-fog coating. In addition,
Although not shown, a similar anti-fog coating may be applied to the lens of the eyepiece.
レンズ枠51を移動操作するフォーカシング用操作ワイ
ヤ52の基端は走行アクチュエータの移動体Ｍに連結され
ている。この移動体Ｍは内視鏡のガイド孔61に嵌挿され
ている。圧電素子Ｐには駆動電圧を印加するリード線62
が接続されている。この走行アクチュエータを前述した
通りに駆動すれば、操作ワイヤ52を進退してフォーカシ
ングを行うことができる。なお、63はイメージガイドフ
ァイバである。A base end of a focusing operation wire 52 for moving the lens frame 51 is connected to a moving body M of a traveling actuator. The moving body M is inserted into a guide hole 61 of the endoscope. A lead wire 62 for applying a drive voltage to the piezoelectric element P
Is connected. If the traveling actuator is driven as described above, the operation wire 52 can be moved forward and backward to perform focusing. Here, 63 is an image guide fiber.
第12図ないし第14図は本発明の第３の実施例を示すも
のである。この実施例は前述した第２の実施例の構成に
自動絞り機構70を付加したものである。すなわち、移動
体Ｍとともに移動するレンズ枠24にテーパピン71を取り
付け、このテーパピン71をレンズ枠24とともに移動する
ようにする。テーパピン71は光軸に平行で前方へ突出し
て配置される。絞り72は２枚の絞り羽根73からなり、こ
の２枚の絞り羽根73は交差点を固定軸74に枢着してな
り、その脚部75間にテーパピン71のテーパ部76が嵌入し
ている。各脚部75はスプリング77によって閉じる向きに
付勢され、テーパピン71のテーパ部76の外周面に対して
常に追従して圧接して２枚の絞り羽根73の角度を決定し
ている。つまり、絞り72の絞り部78の開度はその各脚部
75が圧接するテーパピン71のテーパ部76の径の大きさに
よって定まる。このため、テーパピン71が前進すれば開
き、後退すれば閉じ込む。つまり、移動体Ｍによりレン
ズ枠24が移動すると、それに伴って合焦レンズ23が移動
して合焦するとともに絞り72の開度が調節される。合焦
操作に追従してそれに適した絞り72の開度が自動的に決
まる。FIG. 12 to FIG. 14 show a third embodiment of the present invention. In this embodiment, an automatic aperture mechanism 70 is added to the configuration of the second embodiment described above. That is, the tapered pin 71 is attached to the lens frame 24 that moves together with the moving body M, and the tapered pin 71 moves together with the lens frame 24. The tapered pin 71 is disposed so as to protrude forward parallel to the optical axis. The diaphragm 72 is composed of two diaphragm blades 73. The two diaphragm blades 73 are pivotally connected at their intersections to a fixed shaft 74, and a tapered portion 76 of a tapered pin 71 is fitted between legs 75. Each leg 75 is urged in the closing direction by a spring 77, and always follows and presses against the outer peripheral surface of the tapered portion 76 of the tapered pin 71 to determine the angle of the two diaphragm blades 73. In other words, the opening of the squeezing section 78 of the squeezing 72 is
It is determined by the size of the diameter of the tapered portion 76 of the tapered pin 71 against which 75 is pressed. For this reason, the taper pin 71 opens when it moves forward, and closes when it retracts. That is, when the lens frame 24 is moved by the moving body M, the focusing lens 23 is moved and focused with the movement, and the opening of the diaphragm 72 is adjusted. Following the focusing operation, an appropriate opening of the diaphragm 72 is automatically determined.
なお、絞り72のみを操作する走行アクチュエータを別
に設けることによって行ってもよい。Alternatively, the travel may be performed by separately providing a travel actuator that operates only the throttle 72.
また、第15図ないし第16図は虹彩絞り80を上述したよ
うな走行アクチュエータ（移動体Ｍ、慣性体ｍ、圧電素
子Ｐ）で操作する例である。すなわち、第16図で示すよ
うに複数の絞り羽根81をリング板状の支持部材82に枢着
し、各絞り羽根81に設けたピン83を矢車84の対応する溝
85に係止し、その矢車84に設けた絞り操作レバー86に操
作ワイヤ87を連結し、この操作ワイヤ87を介して走行ア
クチュエータの移動体Ｍに連結したものである。移動体
Ｍは内視鏡本体側のスライド孔88内を摺動する。なお、
図中89は絞りカバー、90はワイヤ案内用柱、91は操作ワ
イヤ87の牽引方向とは逆向きに矢車84を押すコイルであ
る。FIGS. 15 and 16 show an example in which the iris diaphragm 80 is operated by the traveling actuator (moving body M, inertial body m, piezoelectric element P) as described above. That is, as shown in FIG. 16, a plurality of diaphragm blades 81 are pivotally mounted on a ring-shaped support member 82, and pins 83 provided on the respective diaphragm blades 81 are fitted with corresponding grooves of a wicker 84.
An operation wire 87 is connected to a throttle operation lever 86 provided on a wheel 84, and is connected to a moving body M of a travel actuator via the operation wire 87. The moving body M slides in the slide hole 88 on the endoscope main body side. In addition,
In the drawing, reference numeral 89 denotes an aperture cover, 90 denotes a wire guiding column, and 91 denotes a coil that pushes a wheel 84 in a direction opposite to the pulling direction of the operation wire 87.
しかして、走行アクチュエータを前述したように駆動
して操作ワイヤ87を牽引すれば、矢車84を回転して各絞
り羽根81を開閉し、絞り量を調整することができる。な
お、移動体Ｍを前進させれば、操作ワイヤ87が緩み、コ
イル91が作用して元に戻る。Thus, by driving the traveling actuator and pulling the operation wire 87 as described above, the wheel 84 can be rotated to open and close the respective aperture blades 81 to adjust the aperture amount. If the moving body M is moved forward, the operation wire 87 is loosened, and the coil 91 operates to return to the original state.
第17図ないし第18図は超弾性素子を利用した絞りを上
述したような走行アクチュエータを操作するようにした
例である。超弾性素子からなる絞り板95が第17図で示す
ように光軸上に配置され、絞り板95の中心部には絞り孔
96を形成している。また、第18図で示すように絞り板95
の上下左右の各位置の部分は走行アクチュエータの移動
体Ｍと固定リング片97とによって挟み込まれている。FIGS. 17 and 18 show an example in which the travel actuator as described above is operated for a diaphragm using a superelastic element. A diaphragm plate 95 made of a superelastic element is arranged on the optical axis as shown in FIG. 17, and a diaphragm hole is formed at the center of the diaphragm plate 95.
Form 96. Also, as shown in FIG.
The upper, lower, left and right portions are sandwiched between the moving body M of the traveling actuator and the fixed ring piece 97.
そして、走行アクチュエータを同時に駆動することに
よりその移動体Ｍを前進すると固定リング片97との間で
絞り板95を圧縮し、移動体Ｍを後退させると固定リング
片97との間での絞り板95の圧縮力を低減する。このよう
にして絞り板95に対する圧縮力を調節することによりそ
の絞り板95の厚さを変え、第18図中矢印で示すように絞
り孔96の径を調節できる。When the moving body M moves forward by simultaneously driving the traveling actuators, the diaphragm plate 95 is compressed between the moving body M and the fixed ring piece 97. When the moving body M is retracted, the diaphragm plate between the moving ring M and the fixed ring piece 97 is compressed. Reduce 95 compression force. By adjusting the compressive force on the diaphragm plate 95 in this way, the thickness of the diaphragm plate 95 can be changed, and the diameter of the diaphragm hole 96 can be adjusted as shown by the arrow in FIG.
なお、本発明は前記各実施例のものに限定されるもの
ではなく、種々の変形例が考えられるものである。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are conceivable.
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、圧電素子が急速
変形するときの慣性力とそれ以外のときの摩擦力を利用
した走行アクチュエータを用いるから、コンパクトで簡
単な構成によってレンズの移動操作が迅速かつ確実に行
うことができる内視鏡を提供することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the traveling actuator uses the inertial force when the piezoelectric element is rapidly deformed and the friction force when the piezoelectric element is not rapidly deformed, the lens has a compact and simple configuration. The endoscope which can perform the moving operation of swiftly and reliably can be provided.
第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図はその内視鏡の断面図、第２図は圧電式走行アクチ
ュエータの駆動原理の動作説明図、第３図は圧電素子に
印加する駆動電圧の波形図、第４図ないし第５図は本発
明の第２の実施例を示し、第４図はその内視鏡の先端部
の断面図、第５図はレンズ枠の斜視図、第６図ないし第
９図は各種レンズ枠の変形例を示す斜視図、第10図は内
視鏡の先端部の断面図、第11図は第10図中Ａ−Ａ線に沿
う断面図、第12図ないし第14図は本発明の第３の実施例
を示し、第12図はその内視鏡の先端部の断面図、第13図
および第14図はその絞り部の断面図、第15図は他の絞り
機構の概略図、第16図はその絞り機構の斜視図、第17図
はさらに他の絞り機構の概略図、第18図はその絞り部分
の正面図である。 Ｍ……移動体、ｍ……慣性体、Ｐ……圧電素子、Ｂ……
ベース、12……対物光学系、21……鏡筒、24……レンズ
枠、30……制御回路。1 to 3 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of the endoscope, FIG. 2 is an operation explanatory view of the driving principle of a piezoelectric traveling actuator, FIG. FIG. 4 is a waveform diagram of a driving voltage applied to the piezoelectric element, FIGS. 4 and 5 show a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of the tip of the endoscope, and FIG. FIGS. 6 to 9 are perspective views showing modifications of various lens frames, FIG. 10 is a cross-sectional view of the distal end portion of the endoscope, and FIG. 11 is AA in FIG. 12 to 14 show a third embodiment of the present invention. FIG. 12 is a sectional view of the distal end of the endoscope, and FIGS. 15 is a schematic view of another aperture mechanism, FIG. 16 is a perspective view of the aperture mechanism, FIG. 17 is a schematic view of another aperture mechanism, and FIG. 18 is a front view of the aperture section. FIG. M: moving body, m: inertial body, P: piezoelectric element, B:
Base 12, Objective optical system 21, Lens barrel 24 Lens frame 30, Control circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 頼夫 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 巽 康一 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 布施 栄一 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 審査官 峰 祐治 (56)参考文献 特開 昭61−126521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−276522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−299785（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 23/26 A61B 1/00 300 H01L 41/08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yorio Matsui 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside O-Limpus Optical Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Koichi Tatsumi 2-43 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. 2 Inside Olympus Optical Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Eiichi Fuse 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Examiner inside Olympus Optical Kogyo Co., Ltd. Yuji Mine (56) References JP-A-61-126521 ( JP, A) JP-A-62-276522 (JP, A) JP-A-63-299785 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 23/26 A61B 1/00 300 H01L 41/08
Claims (3)
動レンズを保持するレンズ枠と、 前記レンズ枠を内蔵し、前記レンズ枠の外周と接すると
ともにこのレンズ枠を摺動可能に保持する接触面を形成
したレンズ鏡筒と、 伸縮することにより、前記レンズ群を摺動する方向に慣
性力を発生する圧電素子を有し、前記レンズ枠に連結
し、前記レンズ枠を移動させるレンズ枠移動手段と、 前記圧電素子に駆動電圧を印加して、この圧電素子の伸
縮を制御する制御手段と、 を設けたことを特徴とする内視鏡。1. A lens frame for holding a moving lens in a lens group constituting an objective optical system, and a contact surface which incorporates the lens frame, is in contact with an outer periphery of the lens frame, and slidably holds the lens frame. And a lens barrel moving means for expanding and contracting to generate an inertial force in the direction in which the lens group slides, and connected to the lens frame to move the lens frame. And a control means for applying a driving voltage to the piezoelectric element to control expansion and contraction of the piezoelectric element.
外周の一方向に連接して設けられたことを特徴とする請
求項１に記載の内視鏡。2. The endoscope according to claim 1, wherein said lens frame moving means is provided so as to be connected in one direction of an outer periphery of said lens frame.
軸方向と同心の円盤またはリング状の慣性体を有するこ
と、 を特徴とする請求項１に記載の内視鏡。3. The endoscope according to claim 1, wherein the lens frame moving means has a disk or ring-shaped inertial body concentric with the axial direction of the lens frame.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1990-11-09 JP JP02305182A patent/JP3100055B2/en not_active Expired - Fee Related
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