JP3228556B2 - アクチュエータ及び内視鏡装置 - Google Patents
アクチュエータ及び内視鏡装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば内視鏡の観察光学
系のフォーカシングやズーミング、観察深度の切換等を
行なうアクチュエータ及び内視鏡装置に関する。
系のフォーカシングやズーミング、観察深度の切換等を
行なうアクチュエータ及び内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内視鏡の観察光学系のフォーカシングや
ズーミングを行なうアクチュエータとして例えば特願平
２−３０５１８２号がある。これは、急速変形圧電アク
チュエータの慣性体、または移動体に観察光学系のフォ
ーカシングレンズのレンズ枠や絞りを固着させ、急速変
形圧電アクチュエータの移動をレンズ枠や絞りに直接伝
達させることにより、レンズ枠や絞りを移動させるもの
である。
ズーミングを行なうアクチュエータとして例えば特願平
２−３０５１８２号がある。これは、急速変形圧電アク
チュエータの慣性体、または移動体に観察光学系のフォ
ーカシングレンズのレンズ枠や絞りを固着させ、急速変
形圧電アクチュエータの移動をレンズ枠や絞りに直接伝
達させることにより、レンズ枠や絞りを移動させるもの
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来構成のものに
あってはレンズ枠や絞りが慣性体、または移動体に一体
的に固定されているので、アクチュエータ動作時のレン
ズ枠や絞りの変位量は慣性体と移動体の質量だけでなく
レンズ枠や絞りの質量にも影響されてしまう問題があ
る。
あってはレンズ枠や絞りが慣性体、または移動体に一体
的に固定されているので、アクチュエータ動作時のレン
ズ枠や絞りの変位量は慣性体と移動体の質量だけでなく
レンズ枠や絞りの質量にも影響されてしまう問題があ
る。
【０００４】ここで、例えば特開昭６３−２９９７８５
号公報にはレンズ枠または絞りが慣性体に固着されてい
る状態で、慣性体の質量をｎ1 、移動体の質量をｍ2 、
レンズ枠または絞りの質量をｍ3 、圧電素子の変位量を
ΔＬとした場合、アクチュエータとしてのワンステップ
の変位量ａは次の数１のようになることが示されてい
る。
号公報にはレンズ枠または絞りが慣性体に固着されてい
る状態で、慣性体の質量をｎ1 、移動体の質量をｍ2 、
レンズ枠または絞りの質量をｍ3 、圧電素子の変位量を
ΔＬとした場合、アクチュエータとしてのワンステップ
の変位量ａは次の数１のようになることが示されてい
る。
【０００５】
【数１】
【０００６】これはアクチュエータのワンステップの変
位量ａは一方に（ｍ1 ＋ｍ3 ）の重り、他方にｍ2 の重
りをつけたばねが外力のない状態で重心を中心にΔＬだ
け伸びた時のｍ2 の重りの変位量に等しいことを示す。
位量ａは一方に（ｍ1 ＋ｍ3 ）の重り、他方にｍ2 の重
りをつけたばねが外力のない状態で重心を中心にΔＬだ
け伸びた時のｍ2 の重りの変位量に等しいことを示す。
【０００７】そのため、アクチュエータの設計時にはレ
ンズ枠、または絞りの質量も予め考慮に入れる必要が有
るので、アクチュエータの設計の自由度が低下する問題
がある。
ンズ枠、または絞りの質量も予め考慮に入れる必要が有
るので、アクチュエータの設計の自由度が低下する問題
がある。
【０００８】また、上記従来構成のアクチュエータのよ
うにレンズ枠が慣性体、または移動体に一体的に固定さ
れている場合にはこのアクチュエータによってレンズ枠
を移動させる際にアクチュエータの移動方向とレンズ枠
の移動方向とがズレている状態ではレンズ枠の移動に伴
い、レンズ枠に比較的大きな摺動抵抗が作用するので、
レンズ枠の移動を円滑化しにくい問題がある。
うにレンズ枠が慣性体、または移動体に一体的に固定さ
れている場合にはこのアクチュエータによってレンズ枠
を移動させる際にアクチュエータの移動方向とレンズ枠
の移動方向とがズレている状態ではレンズ枠の移動に伴
い、レンズ枠に比較的大きな摺動抵抗が作用するので、
レンズ枠の移動を円滑化しにくい問題がある。
【０００９】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、設計の自由度を高めることができると
ともに、被駆動体の移動動作を円滑化することができる
アクチュエータ及び内視鏡装置を提供することにある。
で、その目的は、設計の自由度を高めることができると
ともに、被駆動体の移動動作を円滑化することができる
アクチュエータ及び内視鏡装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決する手段】請求項１の発明は、固定部に摺
動可能に保持された移動体と前記固定部に非接触状態で
保持された慣性体との間に圧電素子が介設され、前記圧
電素子の伸縮動作時に作用する前記慣性体の慣性力が衝
撃力として伝達されて前記移動体が前記固定部との摩擦
力に抗して摺動駆動される際の前記移動体の動作によっ
て被駆動体を駆動するアクチュエータにおいて、前記慣
性体または前記移動体のいずれか一方と前記被駆動体と
の間に弾性材を介設したものである。請求項２の発明
は、固定部に摺動可能に保持された移動体と、 前記移動
体に固定された、前記固定部に対して非接触状態である
圧電素子と、を有し、 前記圧電素子の伸縮動作時に作用
する衝撃カが伝達されて前記移動体が前記固定部との摩
擦力に抗して摺動駆動される際の前記移動体の動作によ
って被駆動体を駆動するアクチュエータにおいて、 前記
移動体と前記被駆動体との間に弾性材を介設したことを
特徴とするアクチュエータである。請求項３の発明は、
所定の駆動力に基づき駆動される被駆動体を有する内視
鏡本体と、 前記被駆動体に駆動力を与えるものであっ
て、所定の固定部に摺動可能に保持された移動体と、前
記移動体に固定された、前記固定部に対して非接触状態
である圧電素子と、を有し、前記圧電素子の伸縮動作時
に作用する衝撃力が伝達されて前記移動体が前記固定部
との摩擦力に抗して摺動駆動される際の前記移動体の動
作によって被駆動体を駆動するアクチュエータと、を有
するとともに、 前記移動体もしくは前記圧電素子と前記
被駆動体との間に弾性材を介設したことを特徴とする内
視鏡装置である。
動可能に保持された移動体と前記固定部に非接触状態で
保持された慣性体との間に圧電素子が介設され、前記圧
電素子の伸縮動作時に作用する前記慣性体の慣性力が衝
撃力として伝達されて前記移動体が前記固定部との摩擦
力に抗して摺動駆動される際の前記移動体の動作によっ
て被駆動体を駆動するアクチュエータにおいて、前記慣
性体または前記移動体のいずれか一方と前記被駆動体と
の間に弾性材を介設したものである。請求項２の発明
は、固定部に摺動可能に保持された移動体と、 前記移動
体に固定された、前記固定部に対して非接触状態である
圧電素子と、を有し、 前記圧電素子の伸縮動作時に作用
する衝撃カが伝達されて前記移動体が前記固定部との摩
擦力に抗して摺動駆動される際の前記移動体の動作によ
って被駆動体を駆動するアクチュエータにおいて、 前記
移動体と前記被駆動体との間に弾性材を介設したことを
特徴とするアクチュエータである。請求項３の発明は、
所定の駆動力に基づき駆動される被駆動体を有する内視
鏡本体と、 前記被駆動体に駆動力を与えるものであっ
て、所定の固定部に摺動可能に保持された移動体と、前
記移動体に固定された、前記固定部に対して非接触状態
である圧電素子と、を有し、前記圧電素子の伸縮動作時
に作用する衝撃力が伝達されて前記移動体が前記固定部
との摩擦力に抗して摺動駆動される際の前記移動体の動
作によって被駆動体を駆動するアクチュエータと、を有
するとともに、 前記移動体もしくは前記圧電素子と前記
被駆動体との間に弾性材を介設したことを特徴とする内
視鏡装置である。
【００１１】
【作用】請求項１の発明では、圧電素子への電圧印加時
には電圧の立ち上りに従って圧電素子が急激に伸張し、
この圧電素子の動作にともない圧電素子に固着されてい
る慣性体及び移動体が圧電素子の動作に遅れることなく
追従して移動する。このとき、弾性材における慣性体と
の密着面側にも急激なひずみが生じるがこのひずみが弾
性材を介して被駆動体側に伝達されるには、電圧の立ち
上り時間に較べて十分長い時間がかかることにより、被
駆動体は圧電素子の急激な伸張にはほとんど追従せず、
被駆動体の重さは移動体の移動量に影響することがな
い。また、急激な電圧の立ち上りで移動体が移動した後
にゆっくりと電圧が元に戻る戻り動作時には移動体と固
定部との間の摩擦力によって移動体は静止状態で保持さ
れる。そして、移動体の移動後、十分な時間の経過にと
もない弾性材は生じたひずみを元に戻す状態で変形し、
この弾性材の動きにともない被駆動体も移動体側に移動
させるようにしたものである。請求項２の発明では、圧
電素子への電圧印加時には電圧の立ち上りに従って圧電
素子が急激に伸張し、この圧電素子の動作にともない圧
電素子に固着されている慣性体及び移動体が圧電素子の
動作に遅れることなく追従して移動する。このとき、弾
性材における移動体との密着面側にも急激なひずみが生
じるがこのひずみが弾性材を介して被駆動体側に伝達さ
れるには、電圧の立ち上り時間に較べて十分長い時間が
かかることにより、被駆動体は圧電素子の急激な伸張に
はほとんど追従せず、被駆動体の重さは移動体の移動量
に影響することがない。また、急激な電圧の立ち上りで
移動体が移動した後にゆっくりと電圧が元に戻る戻り動
作時には移動体と固定部との間の摩擦力によって移動体
は静止状態で保持される。そして、移動体の移動後、十
分な時間の経過にともない弾性材は生じたひずみを元に
戻す状態で変形し、この弾性材の動きにともない被駆動
体も移動体側に移動させるようにしたものである。請求
項３の発明では、内視鏡本体の被駆動体がアクチュエー
タによって駆動される際に、アクチュエータの圧電素子
への電圧印加時には電圧の立ち上りに従って圧電素子が
急激に伸張し、この圧電素子の動作にともない圧電素子
に固着され ている移動体が圧電素子の動作に遅れること
なく追従して移動する。このとき、弾性材における移動
体との密着面側にも急激なひずみが生じるがこのひずみ
が弾性材を介して被駆動体側に伝達されるには、電圧の
立ち上り時間に較べて十分長い時間がかかることによ
り、被駆動体は圧電素子の急激な伸張にはほとんど追従
せず、被駆動体の重さは移動体の移動量に影響すること
がない。また、急激な電圧の立ち上りで移動体が移動し
た後にゆっくりと電圧が元に戻る戻り動作時には移動体
と固定部との間の摩擦力によって移動体は静止状態で保
持される。そして、移動体の移動後、十分な時間の経過
にともない弾性材は生じたひずみを元に戻す状態で変形
し、この弾性材の動きにともない被駆動体も移動体側に
移動させるようにしたものである。
には電圧の立ち上りに従って圧電素子が急激に伸張し、
この圧電素子の動作にともない圧電素子に固着されてい
る慣性体及び移動体が圧電素子の動作に遅れることなく
追従して移動する。このとき、弾性材における慣性体と
の密着面側にも急激なひずみが生じるがこのひずみが弾
性材を介して被駆動体側に伝達されるには、電圧の立ち
上り時間に較べて十分長い時間がかかることにより、被
駆動体は圧電素子の急激な伸張にはほとんど追従せず、
被駆動体の重さは移動体の移動量に影響することがな
い。また、急激な電圧の立ち上りで移動体が移動した後
にゆっくりと電圧が元に戻る戻り動作時には移動体と固
定部との間の摩擦力によって移動体は静止状態で保持さ
れる。そして、移動体の移動後、十分な時間の経過にと
もない弾性材は生じたひずみを元に戻す状態で変形し、
この弾性材の動きにともない被駆動体も移動体側に移動
させるようにしたものである。請求項２の発明では、圧
電素子への電圧印加時には電圧の立ち上りに従って圧電
素子が急激に伸張し、この圧電素子の動作にともない圧
電素子に固着されている慣性体及び移動体が圧電素子の
動作に遅れることなく追従して移動する。このとき、弾
性材における移動体との密着面側にも急激なひずみが生
じるがこのひずみが弾性材を介して被駆動体側に伝達さ
れるには、電圧の立ち上り時間に較べて十分長い時間が
かかることにより、被駆動体は圧電素子の急激な伸張に
はほとんど追従せず、被駆動体の重さは移動体の移動量
に影響することがない。また、急激な電圧の立ち上りで
移動体が移動した後にゆっくりと電圧が元に戻る戻り動
作時には移動体と固定部との間の摩擦力によって移動体
は静止状態で保持される。そして、移動体の移動後、十
分な時間の経過にともない弾性材は生じたひずみを元に
戻す状態で変形し、この弾性材の動きにともない被駆動
体も移動体側に移動させるようにしたものである。請求
項３の発明では、内視鏡本体の被駆動体がアクチュエー
タによって駆動される際に、アクチュエータの圧電素子
への電圧印加時には電圧の立ち上りに従って圧電素子が
急激に伸張し、この圧電素子の動作にともない圧電素子
に固着され ている移動体が圧電素子の動作に遅れること
なく追従して移動する。このとき、弾性材における移動
体との密着面側にも急激なひずみが生じるがこのひずみ
が弾性材を介して被駆動体側に伝達されるには、電圧の
立ち上り時間に較べて十分長い時間がかかることによ
り、被駆動体は圧電素子の急激な伸張にはほとんど追従
せず、被駆動体の重さは移動体の移動量に影響すること
がない。また、急激な電圧の立ち上りで移動体が移動し
た後にゆっくりと電圧が元に戻る戻り動作時には移動体
と固定部との間の摩擦力によって移動体は静止状態で保
持される。そして、移動体の移動後、十分な時間の経過
にともない弾性材は生じたひずみを元に戻す状態で変形
し、この弾性材の動きにともない被駆動体も移動体側に
移動させるようにしたものである。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１を参照し
て説明する。図１は内視鏡の挿入部先端の先端構成部１
に光軸方向に移動自在に装着されたフォーカシング、ズ
ーミング用レンズ２のレンズ枠（被駆動体）３の移動機
構４を示すものである。
て説明する。図１は内視鏡の挿入部先端の先端構成部１
に光軸方向に移動自在に装着されたフォーカシング、ズ
ーミング用レンズ２のレンズ枠（被駆動体）３の移動機
構４を示すものである。
【００１３】この移動機構４には急速変形圧電アクチュ
エータのアクチュエータユニット５が設けられている。
このアクチュエータユニット５には先端構成部１に固定
された固定部としての外筒管６に摺動可能に保持された
移動体７、外筒管６に非接触状態で保持された慣性体８
およびこれらの移動体７と慣性体８との間に介設された
積層圧電素子９がそれぞれ設けられている。
エータのアクチュエータユニット５が設けられている。
このアクチュエータユニット５には先端構成部１に固定
された固定部としての外筒管６に摺動可能に保持された
移動体７、外筒管６に非接触状態で保持された慣性体８
およびこれらの移動体７と慣性体８との間に介設された
積層圧電素子９がそれぞれ設けられている。
【００１４】なお、この積層圧電素子９に接続されたリ
ード線１３は内視鏡の手元側に延出され、外部の図示し
ないコントローラに接続されている。そして、圧電素子
９の伸縮動作時に作用する慣性体８の慣性力が衝撃力と
して伝達されて移動体７が外筒管６との摩擦力に抗して
摺動駆動されるようになっている。
ード線１３は内視鏡の手元側に延出され、外部の図示し
ないコントローラに接続されている。そして、圧電素子
９の伸縮動作時に作用する慣性体８の慣性力が衝撃力と
して伝達されて移動体７が外筒管６との摩擦力に抗して
摺動駆動されるようになっている。
【００１５】また、レンズ枠３の枠体の外周面には突起
部１０が固定されている。この突起部１０の先端部とア
クチュエータユニット５の慣性体８との間には例えばシ
リコンゴム等の弾性材１１が介設されている。この弾性
材１１は突起部１０および慣性体８にそれぞれ接着剤１
２を介して接着されている。
部１０が固定されている。この突起部１０の先端部とア
クチュエータユニット５の慣性体８との間には例えばシ
リコンゴム等の弾性材１１が介設されている。この弾性
材１１は突起部１０および慣性体８にそれぞれ接着剤１
２を介して接着されている。
【００１６】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、内視鏡の観察光学系のレンズ２のフォーカシング
調整時、或いはズーミング調整時にはレンズ２のレンズ
枠３が急速変形圧電アクチュエータのアクチュエータユ
ニット５によって移動操作される。
まず、内視鏡の観察光学系のレンズ２のフォーカシング
調整時、或いはズーミング調整時にはレンズ２のレンズ
枠３が急速変形圧電アクチュエータのアクチュエータユ
ニット５によって移動操作される。
【００１７】このアクチュエータユニット５の動作時に
は積層圧電素子９が駆動される。ここで、圧電素子９に
図２の（ａ）に示す電圧が印加されると電圧の立ち上り
に従って圧電素子９は図１中で左右方向に急激に伸張す
る。そのため、圧電素子９に固着されている慣性体８及
び移動体７は圧電素子９の伸びに遅れることなく追従し
て移動する。このとき、移動体７は急速変形圧電アクチ
ュエータの原理に従い図１中で右方向に微小移動する。
は積層圧電素子９が駆動される。ここで、圧電素子９に
図２の（ａ）に示す電圧が印加されると電圧の立ち上り
に従って圧電素子９は図１中で左右方向に急激に伸張す
る。そのため、圧電素子９に固着されている慣性体８及
び移動体７は圧電素子９の伸びに遅れることなく追従し
て移動する。このとき、移動体７は急速変形圧電アクチ
ュエータの原理に従い図１中で右方向に微小移動する。
【００１８】また、この圧電素子９の伸張動作時には弾
性材１１の慣性体８との接着面側にも急激なひずみが生
じるが、このひずみが弾性材１１のレンズ枠３側の突起
部１０との接着面側に伝達されるには、電圧の立ち上り
時間に較べて十分長い時間がかかる為にレンズ枠３は圧
電素子９の急激な伸張にはほとんど追従しない。
性材１１の慣性体８との接着面側にも急激なひずみが生
じるが、このひずみが弾性材１１のレンズ枠３側の突起
部１０との接着面側に伝達されるには、電圧の立ち上り
時間に較べて十分長い時間がかかる為にレンズ枠３は圧
電素子９の急激な伸張にはほとんど追従しない。
【００１９】そのため、アクチュエータユニット５の移
動量ΔＸは慣性体８の質量をＭ1 、移動体７の質量をＭ
2 、圧電素子９の変位量をΔＬとした場合に次の数２に
示すように
動量ΔＸは慣性体８の質量をＭ1 、移動体７の質量をＭ
2 、圧電素子９の変位量をΔＬとした場合に次の数２に
示すように
【００２０】
【数２】 となり、レンズ枠３の重さはアクチュエータユニット５
の移動量ΔＸには格別に影響しない。
の移動量ΔＸには格別に影響しない。
【００２１】さらに、圧電素子９への印加電圧の急激な
立ち上りでアクチュエータユニット５が移動した後に圧
電素子９への印加電圧がゆっくりと元に戻る場合には移
動体７と外筒管６の内周面との間の摩擦力によってアク
チュエータユニット５は移動せず、静止状態で保持され
る。
立ち上りでアクチュエータユニット５が移動した後に圧
電素子９への印加電圧がゆっくりと元に戻る場合には移
動体７と外筒管６の内周面との間の摩擦力によってアク
チュエータユニット５は移動せず、静止状態で保持され
る。
【００２２】また、アクチュエータユニット５が移動し
て十分な時間が経過すると弾性材１１は生じたひずみを
元に戻す為にレンズ枠３も移動体７側へ微小移動する。
この際、レンズ枠３の移動方向とアクチュエータユニッ
ト５の移動方向にズレがあっても弾性材１１が吸収して
しまう。
て十分な時間が経過すると弾性材１１は生じたひずみを
元に戻す為にレンズ枠３も移動体７側へ微小移動する。
この際、レンズ枠３の移動方向とアクチュエータユニッ
ト５の移動方向にズレがあっても弾性材１１が吸収して
しまう。
【００２３】なお、アクチュエータユニット５の動作時
に圧電素子９に図２（ｂ）に示す電圧を印加された場合
にはアクチュエータユニット５は図１中で左方向、すな
わち慣性体８側に移動操作され、このアクチュエータユ
ニット５によってレンズ枠３が図１中で左方向に微小移
動する。
に圧電素子９に図２（ｂ）に示す電圧を印加された場合
にはアクチュエータユニット５は図１中で左方向、すな
わち慣性体８側に移動操作され、このアクチュエータユ
ニット５によってレンズ枠３が図１中で左方向に微小移
動する。
【００２４】そこで、上記構成のものにあってはレンズ
枠３側の突起部１０とアクチュエータユニット５の慣性
体８との間に弾性材１１を介設したので、アクチュエー
タユニット５の移動量ΔＸをレンズ枠３の重さに関係な
く、慣性体８の質量Ｍ1 と移動体７の質量Ｍ2 とによっ
て決めることができる。そのため、アクチュエータユニ
ット５の設計の自由度を高めることができる。
枠３側の突起部１０とアクチュエータユニット５の慣性
体８との間に弾性材１１を介設したので、アクチュエー
タユニット５の移動量ΔＸをレンズ枠３の重さに関係な
く、慣性体８の質量Ｍ1 と移動体７の質量Ｍ2 とによっ
て決めることができる。そのため、アクチュエータユニ
ット５の設計の自由度を高めることができる。
【００２５】さらに、レンズ枠３の移動方向とアクチュ
エータユニット５の移動方向がズレている場合には弾性
材１１によってそのズレを吸収させることができるの
で、従来のようにレンズ枠３の移動方向とアクチュエー
タユニット５の移動方向のズレによってレンズ枠３の移
動時によけいな摺動抵抗が生じるおそれがなく、レンズ
枠３の移動動作を円滑化することができる。
エータユニット５の移動方向がズレている場合には弾性
材１１によってそのズレを吸収させることができるの
で、従来のようにレンズ枠３の移動方向とアクチュエー
タユニット５の移動方向のズレによってレンズ枠３の移
動時によけいな摺動抵抗が生じるおそれがなく、レンズ
枠３の移動動作を円滑化することができる。
【００２６】また、図３（Ａ）は本発明の第２の実施例
を示すものである。これは、第１の実施例と同様にフォ
ーカシング、ズーミング用レンズ２のレンズ枠（被駆動
体）３の移動機構４の構成の一部を変更したものであ
る。
を示すものである。これは、第１の実施例と同様にフォ
ーカシング、ズーミング用レンズ２のレンズ枠（被駆動
体）３の移動機構４の構成の一部を変更したものであ
る。
【００２７】すなわち、この実施例ではレンズ枠３の外
周面に突起部２１が一体成形されるとともに、急速変形
圧電アクチュエータのアクチュエータユニット２２に第
１の実施例の弾性材１１に代えてＳＭＡ（形状記憶合
金）材料によって形成されたコイルばね（弾性材）２３
が設けられている。
周面に突起部２１が一体成形されるとともに、急速変形
圧電アクチュエータのアクチュエータユニット２２に第
１の実施例の弾性材１１に代えてＳＭＡ（形状記憶合
金）材料によって形成されたコイルばね（弾性材）２３
が設けられている。
【００２８】このコイルばね２３のコイル内にはアクチ
ュエータユニット２２の慣性体８および積層圧電素子９
が挿入されている。そして、このコイルばね２３の一端
はアクチュエータユニット２２の移動体７に固定され、
他端はレンズ枠３の突起部２１に固定されている。な
お、コイルばね２３にはリード線２４が接続されてお
り、このリード線２４を介してコイルばね２３に通電で
きるようになっている。
ュエータユニット２２の慣性体８および積層圧電素子９
が挿入されている。そして、このコイルばね２３の一端
はアクチュエータユニット２２の移動体７に固定され、
他端はレンズ枠３の突起部２１に固定されている。な
お、コイルばね２３にはリード線２４が接続されてお
り、このリード線２４を介してコイルばね２３に通電で
きるようになっている。
【００２９】そこで、上記構成のものにあってはレンズ
枠３側の突起部２１とアクチュエータユニット２２の移
動体７との間にコイルばね２３を介設したので、この場
合も第１の実施例と同様にアクチュエータユニット２２
の移動量ΔＸをレンズ枠３の重さに関係なく、慣性体８
の質量Ｍ1 と移動体７の質量Ｍ2 とによって決めること
ができ、アクチュエータユニット２２の設計の自由度を
高めることができる。
枠３側の突起部２１とアクチュエータユニット２２の移
動体７との間にコイルばね２３を介設したので、この場
合も第１の実施例と同様にアクチュエータユニット２２
の移動量ΔＸをレンズ枠３の重さに関係なく、慣性体８
の質量Ｍ1 と移動体７の質量Ｍ2 とによって決めること
ができ、アクチュエータユニット２２の設計の自由度を
高めることができる。
【００３０】さらに、レンズ枠３の移動方向とアクチュ
エータユニット５の移動方向がズレている場合にコイル
ばね２３によってそのズレを吸収させることができるの
で、この場合も従来のようにレンズ枠３の移動方向とア
クチュエータユニット５の移動方向のズレによってレン
ズ枠３の移動時によけいな摺動抵抗が生じるおそれがな
く、レンズ枠３の移動動作を円滑化することができる。
エータユニット５の移動方向がズレている場合にコイル
ばね２３によってそのズレを吸収させることができるの
で、この場合も従来のようにレンズ枠３の移動方向とア
クチュエータユニット５の移動方向のズレによってレン
ズ枠３の移動時によけいな摺動抵抗が生じるおそれがな
く、レンズ枠３の移動動作を円滑化することができる。
【００３１】また、その他の作用として、圧電素子９に
不具合が生じてアクチュエータユニット５が移動できな
くなった場合に、ＳＭＡからなるコイルばね２３を通電
加熱して伸張させることにより、レンズ枠３を移動させ
ることができる。
不具合が生じてアクチュエータユニット５が移動できな
くなった場合に、ＳＭＡからなるコイルばね２３を通電
加熱して伸張させることにより、レンズ枠３を移動させ
ることができる。
【００３２】また、図３（Ｂ）は本発明の第３の実施例
を示すものである。これは、第１の実施例と同様にフォ
ーカシング、ズーミング用レンズ２のレンズ枠（被駆動
体）３の移動機構４に密封構造の急速変形圧電アクチュ
エータのアクチュエータユニット３２を設けたものであ
る。
を示すものである。これは、第１の実施例と同様にフォ
ーカシング、ズーミング用レンズ２のレンズ枠（被駆動
体）３の移動機構４に密封構造の急速変形圧電アクチュ
エータのアクチュエータユニット３２を設けたものであ
る。
【００３３】すなわち、この実施例ではレンズ枠３の外
周面に略Ｌ字状の突起部３１が一体成形されている。さ
らに、急速変形圧電アクチュエータのアクチュエータユ
ニット３２の移動体７、慣性体８および積層圧電素子９
を収容する外筒管３３の先端部側には内周面側に基端部
側に向けて折返された折返し部分が形成されている。こ
の折返し部分には伸縮可能なベローズ構造の軸受部３４
が形成されている。
周面に略Ｌ字状の突起部３１が一体成形されている。さ
らに、急速変形圧電アクチュエータのアクチュエータユ
ニット３２の移動体７、慣性体８および積層圧電素子９
を収容する外筒管３３の先端部側には内周面側に基端部
側に向けて折返された折返し部分が形成されている。こ
の折返し部分には伸縮可能なベローズ構造の軸受部３４
が形成されている。
【００３４】そして、この軸受部３４の内部にレンズ枠
３のＬ字状突起部３１の先端部が挿入されて接着固定さ
れている。さらに、この軸受部３４の折返し部分の先端
面とアクチュエータユニット３２の慣性体８との間には
第１の実施例と同様の弾性材３５が介設され、接着剤に
よって接着固定されている。
３のＬ字状突起部３１の先端部が挿入されて接着固定さ
れている。さらに、この軸受部３４の折返し部分の先端
面とアクチュエータユニット３２の慣性体８との間には
第１の実施例と同様の弾性材３５が介設され、接着剤に
よって接着固定されている。
【００３５】また、外筒管３３の基端部は閉塞板３６に
よって閉塞されている。この閉塞板３６には２ケ所にリ
ード線挿通穴３７が形成されている。そして、これらの
リード線挿通穴３７内にリード線１３が挿通された後、
接着剤で穴埋されている。
よって閉塞されている。この閉塞板３６には２ケ所にリ
ード線挿通穴３７が形成されている。そして、これらの
リード線挿通穴３７内にリード線１３が挿通された後、
接着剤で穴埋されている。
【００３６】そこで、上記構成のものにあってはレンズ
枠３側の突起部３１とアクチュエータユニット３２の移
動体７との間に弾性材３５を介設したので、この場合も
第１の実施例と同様にアクチュエータユニット３２の移
動量ΔＸをレンズ枠３の重さに関係なく、慣性体８の質
量Ｍ1 と移動体７の質量Ｍ2 とによって決めることがで
き、アクチュエータユニット３２の設計の自由度を高め
ることができるとともに、レンズ枠３の移動方向とアク
チュエータユニット５の移動方向がズレている場合に弾
性材３５によってそのズレを吸収させることができるの
で、この場合も従来のようにレンズ枠３の移動方向とア
クチュエータユニット５の移動方向のズレによってレン
ズ枠３の移動時によけいな摺動抵抗が生じるおそれがな
く、レンズ枠３の移動動作を円滑化することができる。
枠３側の突起部３１とアクチュエータユニット３２の移
動体７との間に弾性材３５を介設したので、この場合も
第１の実施例と同様にアクチュエータユニット３２の移
動量ΔＸをレンズ枠３の重さに関係なく、慣性体８の質
量Ｍ1 と移動体７の質量Ｍ2 とによって決めることがで
き、アクチュエータユニット３２の設計の自由度を高め
ることができるとともに、レンズ枠３の移動方向とアク
チュエータユニット５の移動方向がズレている場合に弾
性材３５によってそのズレを吸収させることができるの
で、この場合も従来のようにレンズ枠３の移動方向とア
クチュエータユニット５の移動方向のズレによってレン
ズ枠３の移動時によけいな摺動抵抗が生じるおそれがな
く、レンズ枠３の移動動作を円滑化することができる。
【００３７】さらに、この実施例ではアクチュエータユ
ニット５の外筒管３３が密封されているので、アクチュ
エータユニット５の耐湿性が良く、高湿度下で使用して
も圧電素子９が絶縁破壊するおそれがない。
ニット５の外筒管３３が密封されているので、アクチュ
エータユニット５の耐湿性が良く、高湿度下で使用して
も圧電素子９が絶縁破壊するおそれがない。
【００３８】また、図３（Ｃ）は本発明の第４の実施例
を示すものである。これは、内視鏡の挿入部先端の先端
構成部４１に配設された観察光学系の対物レンズ４２の
絞り機構４４に本発明のアクチュエータを適用したもの
である。
を示すものである。これは、内視鏡の挿入部先端の先端
構成部４１に配設された観察光学系の対物レンズ４２の
絞り機構４４に本発明のアクチュエータを適用したもの
である。
【００３９】この絞り機構４４には絞り板（被駆動体）
４３が設けられている。この絞り板４３の先端部には絞
り穴４３ａが形成されている。さらに、絞り機構４４に
は急速変形圧電アクチュエータのアクチュエータユニッ
ト４５が設けられている。このアクチュエータユニット
４５には先端構成部４１に固定された固定部としての外
筒管４６に摺動可能に保持された移動体４７、外筒管４
６に非接触状態で保持された慣性体４８およびこれらの
移動体４７と慣性体４８との間に介設された積層圧電素
子４９がそれぞれ設けられている。
４３が設けられている。この絞り板４３の先端部には絞
り穴４３ａが形成されている。さらに、絞り機構４４に
は急速変形圧電アクチュエータのアクチュエータユニッ
ト４５が設けられている。このアクチュエータユニット
４５には先端構成部４１に固定された固定部としての外
筒管４６に摺動可能に保持された移動体４７、外筒管４
６に非接触状態で保持された慣性体４８およびこれらの
移動体４７と慣性体４８との間に介設された積層圧電素
子４９がそれぞれ設けられている。
【００４０】なお、この積層圧電素子４９に接続された
リード線５７は内視鏡の手元側に延出され、外部の図示
しないコントローラに接続されている。そして、圧電素
子４９の伸縮動作時に作用する慣性体４８の慣性力が衝
撃力として伝達されて移動体４７が外筒管４６との摩擦
力に抗して摺動駆動されるようになっている。
リード線５７は内視鏡の手元側に延出され、外部の図示
しないコントローラに接続されている。そして、圧電素
子４９の伸縮動作時に作用する慣性体４８の慣性力が衝
撃力として伝達されて移動体４７が外筒管４６との摩擦
力に抗して摺動駆動されるようになっている。
【００４１】また、外筒管４６の先端部には内側に折れ
曲げた先端ストッパが形成されている。さらに、外筒管
４６の先端部側にはストッパに当接された状態で円筒状
の回転体５０が回転自在に装着されている。この場合、
外筒管４６の内周面には回転体５０の後端部に当接させ
た後端ストッパが固定されており、これらの先端ストッ
パと後端ストッパとによって回転体５０の軸心方向の移
動が防止されている。
曲げた先端ストッパが形成されている。さらに、外筒管
４６の先端部側にはストッパに当接された状態で円筒状
の回転体５０が回転自在に装着されている。この場合、
外筒管４６の内周面には回転体５０の後端部に当接させ
た後端ストッパが固定されており、これらの先端ストッ
パと後端ストッパとによって回転体５０の軸心方向の移
動が防止されている。
【００４２】また、この回転体５０の先端部中央には連
結ロッド５１が突設されている。この連結ロッド５１に
は絞り板４３の基端部が接着固定されている。さらに、
この回転体５０の円筒の内周面には回転体５０の回転ガ
イド用のカム溝５２が形成されている。
結ロッド５１が突設されている。この連結ロッド５１に
は絞り板４３の基端部が接着固定されている。さらに、
この回転体５０の円筒の内周面には回転体５０の回転ガ
イド用のカム溝５２が形成されている。
【００４３】また、この回転体５０の円筒内には操作部
材５３が軸心方向にスライド可能に挿入されている。こ
の操作部材５３の先端部外周面には回転体５０のカム溝
５２内に挿入される係合突部５４が形成されている。
材５３が軸心方向にスライド可能に挿入されている。こ
の操作部材５３の先端部外周面には回転体５０のカム溝
５２内に挿入される係合突部５４が形成されている。
【００４４】さらに、この操作部材５３とアクチュエー
タユニット４５の慣性体４８との間には弾性材５５が介
設されている。この弾性材５５は操作部材５３および慣
性体４８にそれぞれ接着剤５６を介して接着されてい
る。
タユニット４５の慣性体４８との間には弾性材５５が介
設されている。この弾性材５５は操作部材５３および慣
性体４８にそれぞれ接着剤５６を介して接着されてい
る。
【００４５】そして、絞り機構４４のアクチュエータユ
ニット４５の動作時には積層圧電素子４９に電圧が印加
され、この圧電素子９の動作にともない操作部材５３が
回転体５０の軸方向に沿って移動する。この操作部材５
３の移動量はカム溝５２と操作部材５３の係合突部５４
との係合部によって回転体５０の回転動作に変換され、
この回転体５０を介して絞り板４３が回転駆動される。
ニット４５の動作時には積層圧電素子４９に電圧が印加
され、この圧電素子９の動作にともない操作部材５３が
回転体５０の軸方向に沿って移動する。この操作部材５
３の移動量はカム溝５２と操作部材５３の係合突部５４
との係合部によって回転体５０の回転動作に変換され、
この回転体５０を介して絞り板４３が回転駆動される。
【００４６】そこで、上記構成のものにあっては絞り板
４３側の操作部材５３とアクチュエータユニット４５の
慣性体４８との間に弾性材５５を介設したので、この場
合も第１の実施例と同様にアクチュエータユニット４５
の移動量ΔＸを絞り板４３、回転体５０、操作部材５３
の重さに関係なく、慣性体４８の質量Ｍ1 と移動体４７
の質量Ｍ2 とによって決めることができ、アクチュエー
タユニット４５の設計の自由度を高めることができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できるこ
とは勿論である。
４３側の操作部材５３とアクチュエータユニット４５の
慣性体４８との間に弾性材５５を介設したので、この場
合も第１の実施例と同様にアクチュエータユニット４５
の移動量ΔＸを絞り板４３、回転体５０、操作部材５３
の重さに関係なく、慣性体４８の質量Ｍ1 と移動体４７
の質量Ｍ2 とによって決めることができ、アクチュエー
タユニット４５の設計の自由度を高めることができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できるこ
とは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば慣性体または移動体のい
ずれか一方と被駆動体との間に弾性材を介設したので、
設計の自由度を高めることができるとともに、被駆動体
の移動動作を円滑化することができる。
ずれか一方と被駆動体との間に弾性材を介設したので、
設計の自由度を高めることができるとともに、被駆動体
の移動動作を円滑化することができる。
【図１】 本発明の第１の実施例の要部構成を示す縦断
面図。
面図。
【図２】 圧電素子への電圧印加状態を示す特性図。
【図３】 （Ａ）は本発明の第２の実施例を示す要部の
縦断面図、（Ｂ）は本発明の第３の実施例を示す要部の
縦断面図、（Ｃ）は本発明の第４の実施例を示す要部の
縦断面図。
縦断面図、（Ｂ）は本発明の第３の実施例を示す要部の
縦断面図、（Ｃ）は本発明の第４の実施例を示す要部の
縦断面図。
３…レンズ枠（被駆動体），６，３３，４６…外筒管
（固定部），７，４７…移動体，８，４８…慣性体，
９，４９…積層圧電素子，１１，３５，５５…弾性材，
２３…コイルばね（弾性材），４３…絞り板（被駆動
体）。
（固定部），７，４７…移動体，８，４８…慣性体，
９，４９…積層圧電素子，１１，３５，５５…弾性材，
２３…コイルばね（弾性材），４３…絞り板（被駆動
体）。
Claims (3)
- 【請求項１】 固定部に摺動可能に保持された移動体と
前記固定部に非接触状態で保持された慣性体との間に圧
電素子が介設され、前記圧電素子の伸縮動作時に作用す
る前記慣性体の慣性力が衝撃力として伝達されて前記移
動体が前記固定部との摩擦力に抗して摺動駆動される際
の前記移動体の動作によって被駆動体を駆動するアクチ
ュエータにおいて、前記慣性体または前記移動体のいず
れか一方と前記被駆動体との間に弾性材を介設したこと
を特徴とするアクチュエータ。 - 【請求項２】 固定部に摺動可能に保持された移動体
と、 前記移動体に固定された、前記固定部に対して非接触状
態である圧電素子と、を有し、 前記圧電素子の伸縮動作時に作用する衝撃カが伝達され
て前記移動体が前記固定部との摩擦力に抗して摺動駆動
される際の前記移動体の動作によって被駆動体を駆動す
るアクチュエータにおいて、 前記移動体と前記被駆動体との間に弾性材を介設したこ
とを特徴とするアクチュエータ。 - 【請求項３】 所定の駆動力に基づき駆動される被駆動
体を有する内視鏡本体と、 前記被駆動体に駆動力を与えるものであって、所定の固
定部に摺動可能に保持された移動体と、前記移動体に固
定された、前記固定部に対して非接触状態である圧電素
子と、を有し、前記圧電素子の伸縮動作時に作用する衝
撃力が伝達されて前記移動体が前記固定部との摩擦力に
抗して摺動駆動される際の前記移動体の動作によって被
駆動体を駆動するアクチュエータと、を有するととも
に、 前記移動体もしくは前記圧電素子と前記被駆動体との間
に弾性材を介設したことを特徴とする内視鏡装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14967592A JP3228556B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | アクチュエータ及び内視鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14967592A JP3228556B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | アクチュエータ及び内視鏡装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05341209A JPH05341209A (ja) | 1993-12-24 |
| JP3228556B2 true JP3228556B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=15480376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14967592A Expired - Fee Related JP3228556B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | アクチュエータ及び内視鏡装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3228556B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5114031B2 (ja) * | 2005-10-31 | 2013-01-09 | オリンパス株式会社 | 内視鏡装置 |
| JP4847157B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2011-12-28 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡 |
| JP5042656B2 (ja) * | 2007-02-09 | 2012-10-03 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 撮像装置 |
| US8427533B2 (en) | 2007-12-19 | 2013-04-23 | Olympus Medical Systems Corp. | Image pickup apparatus, electronic endoscope, and lens unit |
| JP5030762B2 (ja) * | 2007-12-19 | 2012-09-19 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 撮像装置、及び電子内視鏡 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2921681B2 (ja) * | 1989-05-17 | 1999-07-19 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡 |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP14967592A patent/JP3228556B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05341209A (ja) | 1993-12-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010814 |
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