JPH06118314A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】内視鏡先端構成部１２に固定された観察光学系
のレンズ枠１４と、焦点調整用レンズ１６を装着してレ
ンズ枠１４に対して光軸方向に移動自在のレンズ枠１８
と、レンズ枠１４に設けられて所定間隔の複数の電極２
６を内包する固定子２４および移動自在のレンズ枠１８
に設けられた電気絶縁性フィルムからなる移動子２２を
有する静電アクチュエータ２０とを備える内視鏡装置１
０。 【効果】内視鏡先端部を小径に形成でき、運動性が改善
されて円滑かつ迅速に焦点を調整でき、操作性が改善さ
れる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば観察光学系のフ
ォーカシングやズーミング、観察深度の切換え等を行う
アクチュエータを内包した内視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内視鏡の観察光学系のフォーカ
ス調整あるいはズーム変換は光学レンズをアクチュエー
タで駆動することにより行われる。このようなアクチュ
エータとしては、各種のものが知られており、例えば特
開平２−３０２７１３号に記載のような静電モータを用
いたものがある。この静電モータは、内視鏡本体部にス
テータを固定し、レンズの保持枠にロータを固定し、こ
れらのステータとロータとの対向部位に互いに異なるピ
ッチで配置されたそれぞれ複数の電極のうち所定の電極
に電圧を印加してロータを移動するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
静電モータを使ったものは、光学部材にロータ側電極を
貼り合わせてロータの小型化を図ることが可能である
が、しかし、この場合にはロータ側電極に接続されたリ
ード線が負荷として作用し、静電モータの出力が減ぜら
れて光学部材を迅速に駆動することが困難であると共
に、ロータを回転させる場合はリード線の長さによりそ
の回転量が制限される。更に、ステータ側およびロータ
側のそれぞれのリード線を配置するためのスペースが必
要であり、設計の自由度が制限されるという問題があ
る。

【０００４】本発明は、上述に鑑みてなされたもので、
内視鏡光学系の移動光学部材を円滑に移動することがで
きると共に、設計の自由度を高めることができるコンパ
クトな内視鏡装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による内視鏡装置
は、内視鏡本体に対して静止する静止光学部材と、この
静止光学部材に対して移動する移動光学部材と、この静
止光学部材に設けられて所定間隔の複数の電極を内包す
る固定子および前記移動光学部材に設けられた電気絶縁
性フィルムからなる移動子を有する静電アクチュエータ
とを備えることを特徴とする。

【０００６】

【作用】この内視鏡装置によると、内視鏡光学系の静止
光学部材が静電アクチュエータの固定子を形成し、移動
光学部材が移動子を形成する。そして、この固定子の各
電極に、隣接する電極間の極性が異なる所定の極性パタ
ーンの電圧をかけると、移動子の電気絶縁性フィルムに
逆極性の帯電パターンが誘起される。この後、固定子の
各電極に逆極性パターンの電圧すなわち移動子の帯電パ
ターンと同じパターンの電圧をかけると、移動子が反発
し、更に、初めの極性パターンと同じでかつ電極１つ分
ずれた極性パターンの電圧を固定子の各電極にかける
と、異符号電荷の引力により、移動子が移動する。これ
を繰返すことにより、移動光学部材が所要方向に移動さ
れる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の第１実施例による内視鏡装置
１０を示す。この内視鏡装置１０は内視鏡挿入部の先端
構成部１２に固定されたレンズ枠１４内に静止光学部材
としての複数のレンズからなる観察光学系を備え、この
観察光学系の焦点調整あるいはズーム変換を行うための
移動光学部材たるレンズ１６がレンズ枠１８に取付けら
れている。このレンズ１６はレンズ枠１８により、レン
ズ枠１４に対して光軸方向に自由に移動することがで
き、このレンズ枠１８の移動は静電アクチュエータ２０
により行われる。

【０００８】本実施例では、静電アクチュエータ２０は
フィルム状に形成されており、レンズ枠１８の内周面と
の間に薄い空気層２１を介して設けられた移動子２２
と、レンズ枠１４の外面に移動子２２と対向して設けら
れた固定子２４とを備える。移動子２２は数１０μｍ厚
のポリイミドフィルムで形成されてその先端側をレンズ
枠１８の内面に接着剤で接着され、固定子２４はレンズ
枠１４の外面に接着された電極パターンを内包する数１
０μｍ厚のポリイミドフィルムで形成されてレンズ枠１
４の外面に接着剤で接着されている。

【０００９】図１の（Ｂ）に示すように、固定子２４の
各電極２６はレンズ枠１４の光軸方向に添って等間隔に
配置され、光軸方向に垂直な縞状の電極パターンを形成
する。これらの電極２６にはそれぞれリード線が電気的
に接続されており、これらのリード線はリード線束２８
として挿入部内を後方に向けて延設されている。

【００１０】次ぎに、静電アクチュエータ２０によりレ
ンズ枠１８を移動する場合について説明する。この静電
アクチュエータ２０は非作動の状態では移動子２２と固
定子２４とが互いに密に接している。

【００１１】まず、図１の（Ｂ）に（Ｉ）列で示すよう
に、隣接する電極間の極性が異なりかつ４つおきに同電
位となる極性パターンの電圧を固定子１４の各電極２６
にかける。このとき、移動子２２には（Ｉ）列の極性パ
ターンと逆極性の帯電パターンが誘起される。次いで固
定子２４に（ＩＩ）列で示す極性パターンの電圧をかけ
る。この（ＩＩ）列の極性パターンは先に移動子２２に
誘起された帯電パターンと同じであり、したがって固定
子２４と移動子２２とが同極性となるため、これらの移
動子２２と固定子２４とが互いに反発する。移動子２２
とレンズ枠１８の内周面との間に空気層２１が配置され
ているため、移動子２２は固定子２４から離隔する方向
に付勢される。

【００１２】次いで、固定子２４の各電極２６に、図１
の（Ｂ）の（ＩＩＩ）列に示す極性パターンの電圧をか
ける。この（ＩＩＩ）列の極性パターンは（Ｉ）列の極
性パターンを１電極分だけずらしたものと同じであり、
このため移動子２２と固定子２４との間で異符号電荷の
引力が発生する。移動子２２は図１の（Ａ）で左方向に
引かれるために、左へ１電極間隔だけ移動する。このよ
うに、固定子２４の各電極２６に（Ｉ）列から（ＩＩ
Ｉ）列の極性パターンの電圧を連続的にかけることによ
り、レンズ枠１８を所要量移動することができる。

【００１３】逆方向すなわち図１の（Ａ）の右方にレン
ズ枠１８を移動する場合は、上記と逆に図１の（Ｂ）の
（ＩＩＩ）列から（Ｉ）列の方向に沿う極性パターンの
電圧を固定子２４の各電極２６にかける。また、所定位
置にレンズ枠１８を固定する場合は、電極２６の極性を
変えずに静止した状態の極性パターンを保持する。移動
子２２と固定し２４との間の異符号電荷の引力により、
移動子２２が固定し２４の固定され、レンズ枠１８も固
定される。

【００１４】したがって、この内視鏡装置１０は静電ア
クチュエータ２０がその移動子２２および固定子２４を
薄くてフレキシブルなフィルム状に形成し、レンズ枠１
４，１８の適宜部位に自在に組込むことができ、このた
め内視鏡の先端径を小径にして、内視鏡挿入時の患者の
負担を少くできる。更に、移動子２２にはリード線を接
続する必要がなく、このようなリード線で移動子２２の
動きが抑制されことがないと共に、移動子２２の移動時
には移動子２２と固定子２４との間の同符号電荷による
反発力で両者間の摩擦力が低減され、レンズ枠１８を円
滑かつ迅速に駆動することができる。

【００１５】次ぎに、図２に示す第２実施例および第３
実施例の内視鏡装置１０について説明する。なお、上記
第１実施例と同様な部分には同じ符号を付して詳細な説
明を省略する。

【００１６】図２の（Ａ）に示す第２実施例の内視鏡装
置１０は、移動子２２がその先端部をレンズ枠１８に形
成された開口内に圧入されて固定されている点でのみ上
記第１実施例のものと異なり、図１に示す第１実施例と
同様の操作でレンズ枠１８を光軸方向に所要量移動する
ことができる。

【００１７】この第２実施例の場合には、移動子２２が
レンズ枠１８の開口内に圧入で嵌込まれているだけで第
１実施例のように接着剤で強固に接着されてはいないた
め、移動子２２の絶縁が劣化した場合には、この移動子
２２だけを簡単に交換することができる。

【００１８】図２の（Ｂ）に示す第３実施例の内視鏡装
置１０では、レンズ枠１８の内側に静電アクチュエータ
２０の移動子２２が接着され、固定子２４は移動子２２
と対向する部位でレンズ枠１４の外周面に接着されてい
る。移動子２２は半円筒状に形成され、先端部がレンズ
枠１８の内面に接着剤で接着され、レンズ枠１８の内周
面との間に薄い空気層２１が配置される。また、固定子
２４も移動子２２と同様な半円筒状に形成されている。
そして、レンズ枠１８の外周面にはカムを形成する突部
１９を形成し、一方、レンズ室３０の壁面には、この凸
部１９が噛合う螺旋状のカム溝３２を形成してある。こ
のため、レンズ枠１８はレンズ１６の中心軸を中心とし
て回転することができる。

【００１９】図３に示すように、固定子２４の各電極２
６はレンズ枠１４の光軸方向に沿って延設され、周方向
に沿う縞状の電極パターンを形成する。これらの各電極
２６から延びるリード線はリード線束２８を形成してい
る。

【００２０】この内視鏡装置１０のレンズ枠１８を移動
する場合は、図３に示すように固定子２４の各電極２６
の極性を（Ｉ）行の極性パターンからから（ＩＩＩ）行
の極性パターンに順に変えていく。始めに移動子２２に
は、固定子２４と逆極性の帯電パターンが誘起される。
次いで固定子２４の各電極２６の極性パターンを（Ｉ
Ｉ）の状態に変えると固定子２４と移動子２２の電荷の
極性は同じになり、互いにする。更に、固定子２４の各
電極２６の極性パターンを（ＩＩＩ）の状態に変える
と、移動子２２及びレンズ枠１８は、時計方向に回る力
を受けて隣接する電極間の１間隔分だけ時計方向に回
る。これと同じ操作を順に繰返して行うことにより、移
動子２２がレンズ枠１８と共に回転しつつレンズ１６の
中心軸に沿って移動する。

【００２１】固定子２４の各電極２６の極性パターンを
（ＩＩＩ）行から（Ｉ）行方向に順に変えた場合は、移
動子２２は反時計方向に回転し、この操作を順に繰返す
ことにより連続的に回転しつつ逆方向に移動することが
できる。本実施例では、各電極２６の極性パターンを変
えないか、または、各電極２６に全く極性を与えない状
態では移動子２２は固定子２４に固定される。したがっ
て、本実施例の内視鏡装置１０の場合は、レンズ枠１８
を動かさないときには、電圧を印加することが不要にな
る。

【００２２】図４に示す第４実施例の内視鏡装置１０は
絞り交換のための絞り可変機構４０を備えている。この
絞り可変機構４０は図４の（Ａ）に示すように、先端構
成部１２の先端面に移動光学部材として半円状の絞り板
４２を装着し、この絞り板４２を通した光が静止光学部
材である対物レンズ４４とイメージガイド４６とを通じ
てレンズ室３０から後端側に導かれる。この絞り板４２
はレンズ室３０の中心に配置した回転軸４１に回動自在
に装着されており、対物レンズ４４に入る光量を制御す
る。符号４８はライトガイドであり、このライトガイド
４８の先端には対物レンズ５０が配置されている。

【００２３】本実施例の静電アクチュエータ２０は電気
絶縁フィルムからなる移動子２２を絞り板４２の後端面
側すなわち先端構成部１２に面する側に設け、複数の電
極を内包する固定子２４は先端構成部１２の先端面に設
けてある。この固定子２４にはイメージガイド４６の対
物レンズ４４と同径でかつ対物レンズ４４と同軸の円形
孔２５が開口されており、更に図４の（Ｃ）に示すよう
に回転軸４１から放射状に複数の電極２６が配置されて
いる。これらの電極２６にはそれぞれリード線が電気的
に接続され、これらのリード線は図４の（Ａ）に示すリ
ード線束２８としてその後端側に向けて挿入部内を導か
れる。

【００２４】回転軸２６が貫通する絞り板４２には、図
４の（Ｂ）に示すようにそれぞれ径の異なる複数の絞り
孔４３が形成されており、これらの絞り孔４３の中心軸
は移動子２２すなわち絞り板４２が回転軸４１を中心と
して回転した際にイメージガイド４６の対物レンズ４４
の中心軸と一致するようになっている。一方、ライトガ
イド４８の対物レンズ５０は、絞り板４２を回転させて
絞りをかえる際に、この絞り板４２で塞がらない位置に
配置してある。

【００２５】この絞り可変機構４０により絞りを変える
場合は次のように行う。まず、図４の（Ｃ）に示すよう
に固定子２４の各電極２６の極性パターンを（Ｉ）行で
示す極性パターンから順に（ＩＩＩ）行に示す極性パタ
ーンに変えていくと、隣接する電極２６，２６間の１間
隔に相当する角度だけ、移動子２２である絞り板４２が
時計方向に向けて回転する。これを連続して行うことに
より、絞り板４２を連続的に時計方向に回転して所要の
径の絞り孔４３をイメージガイド４６の対物レンズ４４
の先端側に配置することができる。逆に（ＩＩＩ）行の
極性パターンから順に（Ｉ）行の極性パターンに変えて
いくと電極２６，２６間の１間隔に相当する角度だけ反
時計方向に回転する。同じことを連続して行うことで、
絞り板４２を反時計方向に連続的に回転することができ
る。固定子２４の各電極２６の極性パターンを変えなけ
れば、移動子２２は固定子２４に固定される。

【００２６】この絞り可変機構４０は極めてコンパクト
に形成され、イメージガイド４６の対物レンズ４４の先
端側に配置される絞り孔４３を所要の径のものに切換え
て内視鏡の観察深度を調整することができる。

【００２７】図５は第５実施例による内視鏡装置１０を
示す。本実施例の内視鏡装置１０は第４実施例と同様な
絞り可変機構４０を備えており、同様な部位には同じ符
号を付してその詳細な説明を省略する。

【００２８】本実施例の絞り可変機構４０は図５の
（Ａ）に示すように、先端構成部１２の先端側に配置さ
れた絞り板４２を備え、この絞り板４２は半円状の絞り
部４２ａと、この絞り部４２ａを支える円筒状の保持部
４２ｂとで形成されている。絞り部４２ａには上記第４
実施例と同様な複数の絞り孔４３（図４）が形成され、
保持部４２ｂの内周側には静電アクチュエータ２０の移
動子２２を形成する電気絶縁フィルムが設けられてい
る。また、静電アクチュエータ２０の固定子２４は、先
端構成部１２の先端部の外周面に接着され、この外側に
移動子２２が配置される。

【００２９】図５の（Ｂ）に示すように、固定子２４の
各電極２６は周方向に所定の間隔で配置され、移動子２
２の回転方向に沿う縞状に形成されている。これらの各
電極２６にはそれぞれリード線が電気的に接続されてお
り、リード線束２８として挿入部内を後端側に導かれて
いる。

【００３０】本実施例の絞り可変機構４０を作動する場
合は、図５の（Ｂ）に示すように固定子２４の各電極２
６の極性パターンを（Ｉ）列から順に（ＩＩＩ）列の右
方向に変える。移動子２２は絞り板４２の保持部４２ｂ
と共に時計方向に向けて隣接する電極２６，２６間の１
間隔ずつ回転する。同じことを連続して行うことによ
り、絞り板４２が連続的に時計方向に回転する。逆に、
図５の（ＩＩＩ）列から（Ｉ）列の方向に極性パターン
を順に変えると、移動子２２は反時計方向に電極２６，
２６間の１間隔ずつ回転する。これを連続して行うこと
で反時計方向に回転することができ、固定子２４の電極
の極性パターンを変えない場合には、移動子２２は固定
子２４に固定される。これにより、イメージガイド４６
の対物レンズ４４の前面に配置される絞り孔４３（図４
の（Ｂ））を切換え、所要の観察深度を得ることができ
る。

【００３１】最後に、図６は第６実施例による内視鏡装
置１０を示し、この実施例では、絞り板５２が、１の絞
り孔５３のみを有し、図示のように観察窓５４から離隔
した解除位置と、観察間と５４に重なるに絞り位置との
間を移動することができ、これらの絞り位置および解除
位置ではそれぞれストッパ２８，２８で係止される。こ
の絞り板５２は腕部を介して支持軸５１に固定され、こ
の支持軸５１が先端構成部１２の先端面に形成された支
持孔内に挿入される。この場合の静電アクチュエータ２
０は、移動子の電気絶縁性フィルムを装着軸５１の外周
面に配置し、固定子の複数の電極を内包するフィルムを
支持孔の内周側に配置する。この静電アクチュエータ２
０も上記各実施例のものと同様に作動させることができ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上明らかなように、本発明の内視鏡装
置によれば、移動光学部材および静止光学部材に静電ア
クチュエータの移動子および固定子を設けたため、従来
よりも小型化されて内視鏡先端部を小径に形成でき、挿
入時に患者に与える苦痛が少くなると共に、運動性が改
善されて円滑かつ迅速に移動光学部材を移動することが
でき、操作性が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による内視鏡装置の概略的
な説明図である。

【図２】第２実施例および第３実施例による内視鏡装置
の構造を示す概略的な断面図である。

【図３】第３実施例の固定子の電極パターンおよびこれ
らの電極に作用させる極性パターンを示す説明図であ
る。

【図４】第４実施例の内視鏡装置を示す説明図である。

【図５】第５実施例の内視鏡装置の説明図である。

【図６】第６実施例の内視鏡装置の先端構成部の説明図
である。

【符号の説明】

１０…内視鏡装置、１２…先端構成部、１４，１８…レ
ンズ枠、１６，４４，５０…レンズ、２０…静電アクチ
ュエータ、２１…空気層、２２…移動子、２４…固定
子、２６…電極、２８…リード線束、３０…レンズ室、
４０…絞り可変機構、４１…回転軸、４２…絞り板、４
３…絞り孔、４６…イメージガイド、４８…ライトガイ
ド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平尾 勇実 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内視鏡本体に対して静止する静止光学部
   材と、この静止光学部材に対して移動する移動光学部材
   と、この静止光学部材に設けられて所定間隔の複数の電
   極を内包する固定子および前記移動光学部材に設けられ
   た電気絶縁性フィルムからなる移動子を有する静電アク
   チュエータとを備えることを特徴とする内視鏡装置。