JP3635525B2

JP3635525B2 - Endoscope system

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Publication number: JP3635525B2
Application number: JP04180599A
Authority: JP
Inventors: 浩樹日比野
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2019-02-19
Also published as: JPH11316345A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子の伸縮を利用した衝撃力で被駆動体を駆動させる圧電アクチュエータを有する内視鏡を備えた内視鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧電素子の変形を利用して被駆動体を駆動させる圧電アクチュエータが一般に知られている。例えば、特開平９−３２２５６６号公報では、内視鏡の先端部に圧電アクチュエータが配置され、観察光学系における観察倍率の変更（変倍）、フォーカス、ズームを行なうために、観察光学系の光学レンズが圧電アクチュエータによって移動される。具体的には、圧電アクチュエータを有する内視鏡と、内視鏡に照明光を供給する光源装置と、内視鏡に電気的に接続されて圧電アクチュエータの駆動を制御する制御装置と、内視鏡からの画像データを処理するＣＣＵ（カメラコントロールユニット）とによって内視鏡システムが構成され、制御装置を介して圧電アクチュエータが往復移動されることによって、圧電アクチュエータに接続された光学レンズが観察光学系の光軸方向に沿って往復移動される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
圧電アクチュエータは、一般的に、往復時のスピードが異なる。そのため、従来は、操作者が制御装置の操作パネルでアクチュエータの往復のスピードのバランスをとっていた。
【０００４】
しかし、このように、アクチュエータの往復のスピードのバランスを操作者が操作パネル上で行なう従来の形態では、操作性の悪化の問題はさることながら、内視鏡を交換使用する度に圧電アクチュエータの往復スピードバランスの設定をし直さなければならず、その作業が非常に面倒であった。すなわち、内視鏡にはその種類等に応じて異なる圧電アクチュエータが組み込まれており、このような圧電アクチュエータの固体差ゆえに、操作者は内視鏡毎にアクチュエータの往復のスピードバランスを調整するという煩雑な作業を行なわなければならなかった。
【０００５】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、圧電アクチュエータの往復のスピードのバランスを自動的に調整することができる操作性が良好な内視鏡システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の内視鏡システムは、内視鏡と、内視鏡の挿入部内に設けられるとともに、圧電素子の急速変形によって往復移動される駆動部を有し、駆動部の往復移動によって内視鏡の対物光学系のレンズを移動させるアクチュエータと、内視鏡に設けられ、前記駆動部の往復移動時の速度情報を記憶した記憶手段と、内視鏡と電気的に接続され、前記記憶手段からの速度情報に基づいて、駆動部の往方向移動時の速度と復方向移動時の速度とが略同一となるように、アクチュエータの駆動を制御する制御装置とを具備することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【０００８】
図１〜図７は本発明の一実施形態を示している。図１は、拡大式電子内視鏡（以下、単に内視鏡という。）１を備えた内視鏡システムを概略的に示している。図示のように、内視鏡１は、挿入部２と操作部３とからその本体が構成されている。挿入部２は、可撓管部８と、可撓管部８の先端に接続されて湾曲操作される湾曲部７と、湾曲部７の先端に設けられ且つ各種の光学要素が組み込まれた先端構成部６とからなる。
【０００９】
操作部３にはユニバーサルコード４が接続されており、ユニバーサルコード４の先端には、光源装置２５に接続されるコネクタ５が設けられている。コネクタ５からはズームケーブル９が延出しており、ズームケーブル９の先端にはズームコネクタ１０が設けられている。このズームコネクタ１０には図示のように接続コード１１が接続されるが、接続コード１１が接続されない場合にはキャップ１０ａがズームコネクタ１０に装着される。
【００１０】
接続コード１１は、その一端にズームコネクタ１０に対して着脱自在に接続される第１のコネクタ１２を有し、その他端にズーム制御装置１４に対して着脱自在に接続される第２のコネクタ１３を有している。また、ズーム制御装置には、フットスイッチ１６に接続される接続コード１７と、挿入部２に取り付けられたシーソー型のズーム用リモコンスイッチ１８に接続される接続コード１９とが着脱自在に接続されている。
【００１１】
ユニバーサルコード４のコネクタ５には、ビデオケーブル２０の一端に設けられたコネクタ２１が着脱自在に接続されている。ビデオケーブル２０の他端にはコネクタ２２が設けられ、このコネクタ２２はカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵという。）２３に対して着脱自在に接続されている。なお、ＣＣＵ２３の出力画像は、図２に示すモニタ２４の画面に表示される。
【００１２】
図２に示すように、光源装置２５には、内視鏡１に内蔵されるライトガイドファイバ２７に対して照明光を入射せしめるランプ２６が内蔵されている。また、図示しないが、光源装置２５には、内視鏡１の挿入部２内に配設された送気管路に空気を供給する送気源と、同じく内視鏡１の挿入部２内に配設された送水管路に水を供給する送水源とが内蔵されている。
【００１３】
一方、内視鏡１の先端構成部６内には、対物レンズ系２８と、撮像素子２９とが内蔵され、被写体を撮像できるようになっている。なお、撮像素子２９としては、固体撮像素子、特に電荷結合素子（ＣＣＤ）が好ましい。したがって、以下では、撮像素子２９をＣＣＤとして話をすすめることとする。
【００１４】
対物レンズ系２８はズームレンズ３０を有している。このズームレンズ３０は、一般のズームレンズと異なり、変倍するとフォーカス点が変化する形式のものである。すなわち、広角側では例えば被写界深度が５〜１００ｍｍで、拡大側では被写界深度が２〜５ｍｍである。
【００１５】
ＣＣＤ２９の撮像信号は、プリアンプ３１を介して、ＣＣＵ２３内のビデオ信号処理回路３２に入力されるようになっている。また、内視鏡１の先端構成部６内には、ズームレンズ３０を操作するアクチュエータ３３が設けられている。このアクチュエータ３３は、ズーム制御装置１４内に設けられた駆動回路３４からの駆動信号を受けて駆動されるようになっている。なお、アクチュエータ３３は、詳しくは圧電式アクチュエータからなり、連結部材３６と連結腕３５とを介してズームレンズ３０を光軸方向に前後移動させる。
【００１６】
また、内視鏡１には、これに内蔵されたアクチュエータ３３の往復移動時の速度差の情報すなわち往方向移動時の速度と復方向移動時の速度との差の情報を記憶したＲＯＭ等からなるスピード制御信号発生手段５０が内蔵されている。内視鏡１が制御装置１４に接続されると、スピード制御信号発生手段５０と制御装置１４の制御回路４３とが電気的に接続され、スピード制御信号発生手段５０に記憶されているアクチュエータ３３の速度情報が制御回路４３に送られる。制御回路４３は、この情報を受けて、後述するように、駆動回路３４を介してアクチュエータ３３側に出力する駆動パルスの出現率（デューティ比）を制御する。なお、スピード制御信号発生手段５０は内視鏡毎に設けられており、内視鏡に内蔵されるアクチュエータ３３が異なれば、スピード制御信号発生手段５０に記憶されている速度情報も異なる場合がある。
【００１７】
オートズーム（すなわち、オートフォーカス）を可能とするために、ＣＣＵ２３内にはフォーカス検出回路４５が内蔵されている。フォーカス検出回路４５にはビデオ信号処理回路３２の画像信号が入力される。フォーカス検出回路４５はその入力された画像信号からコントラストのデータを算出し、このデータを制御回路４３に入力する。これによって、制御回路４３は、駆動回路３４を介してアクチュエータ３３の駆動を制御し、ズームレンズ３０を焦点が合う位置へと移動させる。
【００１８】
具体的には、オートフォーカス制御が行なわれると、制御回路４３は、例えばコントラスト法（山登り法）により画像のコントラストが最大になるようにズームレンズ３０を移動させるべくアクチュエータ３３の駆動を制御する。すなわち、ＣＣＤ２９の受光面にピントが常に合うようにズームレンズ３０を移動させる。これによって、モニタ２４に表示される画像は常にピントが合った状態となる。なお、一般に、内視鏡１の光学系は、広角時には深度が深くピントを合わせ易いが、拡大時には深度が浅くピントが合わせにくい。したがって、拡大時のみ自動的にオートフォーカスとし、その他の時にはオートフォーカスをＯＦＦするようにしても良い。このようにすることにより、アクチュエータ３３の耐久性がアップする。
【００１９】
また、本実施形態の内視鏡システムでは、フットスイッチ１６によってマニュアルズ−ム（すなわち、マニュアルフォ−カス）が可能となる。すなわち、フットスイッチ１６は拡大（Ｔ）スイッチ部１６ａと広角（Ｗ）スイッチ部１６ｂとを備えており、各スイッチ部１６ａ，１６ｂが選択的に操作されることにより、アクチュエータ３３が駆動され、対物レンズ系２８のズームレンズ３０がその選択されたスイッチ操作に応じて光軸方向の前方または後方へ移動されて、所定のズームがなされる。なお、各スイッチ部１６ａ，１６ｂの操作に伴うフットスイッチ１６からの出力信号は、フォトカプラ４４を介して、制御回路４３に入力される。このため、フットスイッチ１６側と制御回路４３側とが電気的に絶縁される。
【００２０】
また、本実施形態の内視鏡システムでは、リモコンスイッチ１８によってもマニュアルズ−ムが可能となる。すなわち、リモコンスイッチ１８は、シーソー型のものであり、一方の山部を形成する拡大（Ｔ）スイッチ部１８ａと、他方の山部を形成する広角（Ｗ）スイッチ部１８ｂとを備えている。そして、各スイッチ部１８ａ，１８ｂが選択的に操作されると、各スイッチ部１８ａ，１８ｂの操作に伴うリモコンスイッチ１８からの出力信号が制御回路４３に直接に入力される。これによって、アクチュエータ３３が駆動され、対物レンズ系２８のズームレンズ３０がその選択されたスイッチ操作に応じて光軸方向の前方または後方へ移動されて、所定のズームがなされる。
【００２１】
さらに、本実施形態の内視鏡システムでは、ズームスイッチ４２によってもマニュアルズ−ムが可能となる。すなわち、ズームスイッチ４２は、シーソー型のものであり、一方の山部を形成する拡大（Ｔ）スイッチ部４２ａと、他方の山部を形成する広角（Ｗ）スイッチ部４２ｂとを備えている。そして、各スイッチ部４２ａ，４２ｂが選択的に操作されると、各スイッチ部４２ａ，４２ｂの操作に伴うズームスイッチ４２からの出力信号が制御回路４３に直接に入力される。これによって、アクチュエータ３３が駆動され、対物レンズ系２８のズームレンズ３０がその選択されたスイッチ操作に応じて光軸方向の前方または後方へ移動されて、所定のズームがなされる。
【００２２】
アクチュエータ３３は、図４に示すように構成されている。すなわち、ズームレンズ３０の連結腕３５に連結部材３６を介して連結される移動体からなる駆動部５２と、この駆動部５２に固定状態で内蔵された圧電素子５３（図３参照）とからなる。この場合、圧電素子５３は、所定の波形の駆動電圧が印加されることにより機械的な伸縮変形動作をし、この伸縮変形動作によって駆動部５２に衝撃力を与える。具体的には、圧電素子５３は、図３に示すように、側面に導電性の白金内部電極５５が被着された圧電セラミック５４を積層して構成される。内部電極５５が露出する圧電素子５３の両側面には一層おきに交互に電気絶縁層５６が設けられる。そして、電気絶縁層５６が設けられている面には、圧電セラミック５４の上部から下部まで、金外部電極５７がプラズマ蒸着によって設けられて一層おきに電気的に接続されている。圧電セラミック５４の下部に位置する外部電極５７には、給電部材としてのリード線５８が半田５９により接続されている。
【００２３】
また、駆動部５２は、図４に示すように、内視鏡１の先端構成部６の本体部材に固定的に設けられたベース（静止部材）、詳しくは円管６０の内面に摩擦係合して保持されている。本実形態では、図示しないバネによって駆動部５２が円管６０の下面に押圧されている。また、その一端が圧電素子５３に電気的に接続されたリード線５８は、弾性部材からなり、コイルバネの形態で円管６０内に配置されている。リード線５８の他端側は、円管６０の後端に固定された蓋体６２を通じて円管６０の外部に直線状に延びている。この場合、リード線５８は蓋体６２に接着固定されている。なお、駆動部５２とともにズームレンズ３０が前方に移動されると広角となり、駆動部５２とともにズームレンズ３０が後方に移動されると拡大となる。
【００２４】
図４に示すように、円管６０には、アクチュエータ３３の駆動ストロークの両端（ズームレンズ３０の移動限界）を検出するための検出手段が設けられている。この検出手段は、円管６０の前端部に設けられ且つアクチュエータ３３（ズームレンズ３０）が広角側に最大に移動した時にアクチュエータ３３と当接するピン６３と、円管６０に形成され且つアクチュエータ３３（ズームレンズ３０）が拡大側に最大に移動した時に連結腕３５と当接する当接部６４とからなる。なお、連結腕３５は、図５に示すように当接部６４に当接した際に連結部材３６に対して僅かに回動してズームレンズ３０の中心軸を対物レンズ系２８の光軸２８ａからずらすとともに当接部６４から離間した際には連結部材３５に対して略直交する初期位置に復帰してズームレンズ３０の中心軸を対物レンズ系２８の光軸２８ａに一致させるように、連結部材３６に対して所定の嵌め合いをもって連結されている。
【００２５】
また、本実施形態では、アクチュエータ３３がその全駆動ストロークの略中央に位置している状態（図４の（ａ）の状態）で、リード線５８のコイル部が自然長（リード５８線に引張力あるいは押圧力がかかっていない状態でのコイル部の長さ）に保たれるようになっている。
【００２６】
図７は制御装置１４のフロントパネル７０を示している。図示のように、フロントパネル７０には、電源スイッチ７１と、ズームケーブル９（または接続コード１１）が着脱自在に接続されるケーブル接続部７６と、アクチュエータ３３の移動スピードを設定するためのスピード設定部７２と、アクチュエータ３３の駆動モードを設定するためのモード設定部７３と、アクチュエータ３３のステップ移動量（倍率）を設定するためのステップ移動量設定部７４とが設けられている。スピード設定部７２には、異なるスピードを設定できるように２つの設定スイッチ７２ａ，７２ｂが設けられており、各スイッチ７２ａ，７２ｂには、それぞれに対応するＬＥＤ７５が設けられている。また、モード設定部７３には、アクチュエータ３３を連続的に移動させるための連続モードスイッチ７３ａと、アクチュエータ３３を段階的に移動させるためのステップモードスイッチ７３ｂとが設けられている。この場合も、各スイッチ７３ａ，７３ｂには、それぞれに対応するＬＥＤ７５が設けられている。さらに、ステップ移動量設定部７４には、異なるステップ移動量を設定できるように３つの設定スイッチ７４ａ，７４ｂ，７４ｃが設けられており、各スイッチ７４ａ，７４ｂ，７４ｃには、それぞれに対応するＬＥＤ７５が設けられている。本構成では、モード設定部７３の連続モードスイッチがＯＮされた時にのみスピード設定部７２でスピード設定を行なうことができる。また、モード設定部７３のステップモードスイッチがＯＮされた時にのみステップ移動量設定部７４でステップ移動量の設定を行なうことができる。なお、スピード設定部７２の第１の設定スイッチ７２ａは低速スイッチであり、また、第２の設定スイッチ７２ｂは高速スイッチであり、低速スイッチ７２ａがＯＮされた際のアクチュエータ３３の移動速度は高速スイッチ７２ｂがＯＮされた際の移動速度の１／２に設定される。
【００２７】
次に、上記構成の内視鏡システムの動作の一実施形態について説明する。
【００２８】
図６は、駆動回路３４からアクチュエータ３３に出力される駆動信号（駆動パルス）の波形を示している。基本周期当たりの全パルス数（パルス出現率が１００％の場合のパルス数）と基本周波数（単位時間当たりに発生する基本周期の個数）との積がアクチュエータ３３の駆動周波数であり、この駆動周波数はアクチュエータ固有のものである。また、基本周波数が一定の場合、アクチュエータ３３の移動速度は基本周期当たりに現れるパルス数に略比例する。すなわち、基本周期当たりの全パルス数に対する出現パルス数（実際に基本周期内に出現される（駆動回路３４を介して出力される）パルス数）の割合すなわちパルス出現率を大きくすれば、それだけアクチュエータ３３の移動速度が速くなる。具体的には、基本周期当たりの全パルス数が１０である場合、パルス出現率を１００％に設定すると、駆動パルスの出力波形は図６の（ｂ）に示すようになる。すなわち、基本周期内に現れるパルスの数が１０となる。パルスが出現している間、アクチュエータ３３は移動を続ける。また、パルス出現率を５０％に設定すると、駆動パルスの出力波形は図６の（ｄ）に示すようになる。すなわち、基本周期内に現れるパルスの数が５となる。したがって、図６の（ｂ）に比べてアクチュエータ３３の移動速度は遅くなる。
【００２９】
アクチュエータ３３は、内視鏡１に組み込まれる前に予めその往復移動時の速度差すなわち往方向移動時の速度と復方向移動時の速度との差が測定され、その測定された速度情報を記憶したＲＯＭ等からなるスピード制御信号発生手段５０とともに内視鏡１内に組み込まれる。このようにアクチュエータ３３とスピード制御信号発生手段５０とがセットで組み込まれた内視鏡１を制御装置１４に接続すると、スピード制御信号発生手段５０と制御装置１４の制御回路４３とが電気的に接続され、スピード制御信号発生手段５０に記憶された速度情報が制御回路４３に入力される。制御回路４３は、この入力情報に基づいて、アクチュエータ３３に出力する駆動パルスの出現率を制御し、駆動回路３４を介してアクチュエータ３３の往復時の駆動速度が略同一となるようにする。すなわち、アクチュエータ３３の往方向移動時の速度と復方向移動時の速度とを略同一に制御する。
【００３０】
さらに、具体的に説明すると、例えば、スピード制御信号発生手段５０に記憶されたアクチュエータ３３の往方向移動速度と復方向移動速度との比が１：０．８であった場合（往方向移動速度が復方向移動速度よりも速い場合）には、その情報がスピード制御信号発生手段５０から制御回路４３に入力され、制御回路４３は、往方向移動時のパルス出現率と復方向移動時のパルス出現率との比を前記速度情報の逆比である０．８：１に設定する。したがって、アクチュエータ３３の往方向移動時の速度と復方向移動時の速度とが略同一となる（本実施形態の場合には、拡大方向の移動速度と広角方向の移動速度とが略同一となる）。
【００３１】
この場合、制御回路４３は、連続モードスイッチ７３ａがＯＮされ且つ高速スイッチ７２ｂがＯＮされている（高速設定時）と、この信号を受けて、往方向のパルス出現率を８０％、復方向のパルス出現率を１００％に自動的に設定する（図６の（ａ）（ｂ）参照）。したがって、例えば、内視鏡１の操作部３のズームスイッチ４２またはフットスイッチ１６が拡大／広角操作されると、アクチュエータ３３を介してズームレンズ３０が拡大方向または広角方向に高速で移動し、また、拡大方向の移動速度と広角方向の移動速度とが略同一となる。
【００３２】
一方、制御回路４３は、連続モードスイッチ７３ａがＯＮされ且つ低速スイッチ７２ａがＯＮされている（低速設定時）と、この信号を受けて、往方向のパルス出現率を４０％、復方向のパルス出現率を５０％に自動的に設定する（図６の（ｃ）（ｄ）参照）。したがって、例えば、内視鏡１の操作部３のズームスイッチ４２またはフットスイッチ１６が拡大／広角操作されると、アクチュエータ３３を介してズームレンズ３０が拡大方向または広角方向に低速で移動し、また、拡大方向の移動速度と広角方向の移動速度とが略同一となる。
【００３３】
また、制御回路４３は、ステップモードスイッチ７３ｂがＯＮされていると、各設定スイッチ７４ａ，７４ｂ，７４ｃに対応した量のパルスを駆動回路３４を介して出力する。例えば、第１の設定スイッチ７４ａが１回押される度に１００パルス出力され、第２の設定スイッチ７４ｂが１回押される度に２００パルス出力され、第３の設定スイッチ７４ｃが１回押される度に３００パルス出力されるようになっている。すなわち、内視鏡１の操作部３のズームスイッチ４２またはフットスイッチ１６が拡大操作される度に、設定スイッチ７４ａ，７４ｂ，７４ｃで設定されたステップ移動量（倍率）だけズームされる。最広角の状態で通常使用されている場合には、ズームスイッチ４２またはフットスイッチ１６が拡大操作される度に、設定スイッチ７４ａ，７４ｂ，７４ｃで設定されたステップ移動量（倍率）ずつ徐々に倍率が上がっていき、最終的に拡大ＭＡＸとなる。そして、広角操作されると、どの設定倍率からでも必ず最広角に戻る。
【００３４】
以上説明した動作によってアクチュエータ３３が広角側の終端（一方のストローク端）まで移動されると、アクチュエータ３３は円管６０に設けられたピン６３に突き当たる（図５の一点鎖線参照）。この時、連結腕３５は連結部材３５に対して略直交した状態を維持しズームレンズ３０の中心軸を対物レンズ系２８の光軸２８ａに一致させたままとし、また、リード線５８は図４の（ｃ）に示すようにそのコイル部が最大に引張られる。また、アクチュエータ３３が拡大側の終端（他方のストローク端）まで移動されると、連結腕３５が円管６０の当接部６４に突き当たって連結部材３６に対して僅かに回動する（図５の実線参照）。したがって、ズームレンズ３０の中心軸が対物レンズ系２８の光軸２８ａからずれ、内視鏡画像がずれる。この画像の変化はモニタ２４を通じて確認できる。すなわち、モニタ２４を通じた画像の変化をもって拡大側の終端を知ることができる。なお、この時、リード線５８は、図４の（ｂ）に示すように、そのコイル部が最大に圧縮される。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の内視鏡システムでは、アクチュエータ３３それ固有の速度情報を記憶したスピード制御信号発生手段５０が内視鏡１に組み込まれ、この情報に基づいて制御装置１４がアクチュエータ３３に出力する駆動パルスの出現率を制御してアクチュエータ３３の往復時の駆動速度を略同一に設定する。したがって、アクチュエータ３３の往復のスピードのバランスを接続する内視鏡によらず自動的に調整することができる。
【００３６】
特に、本実施形態では、アクチュエータ３３がその全駆動ストロークの略中央に位置している状態で、リード線５８のコイル部が自然長に保たれるようになっている。すなわち、コイル部の延び側と縮み側のストロークが等しく設定されている（Ｌ１＝Ｌ２）。したがって、アクチュエータ３３の往復時のスピードバランスがコイル部によって影響を受けない。つまり、アクチュエータ３３とリード線５８のコイル部（給電部材）とからなる系の全体で往復時の速度が略同一となる。従来、例えば特開平９−８４３３６号公報に示すように、給電部材をコイル状に形成したものがあるが、この給電部材をアクチュエータの移動体が引張る時には抵抗が大きく、移動体の移動速度すなわちズーム速度が遅くなり、戻る時には勢いがついてズーム速度が速くなる不具合があった。つまり、給電部材の抵抗には固体差があるため、内視鏡を交換する度にアクチュエータの往復のスピードバランスを制御装置の操作パネルでとらなければならなかった。しかし、本実施形態の内視鏡システムによればこのような不都合も解消される。なお、本実施形態では、アクチュエータ３３とリード線５８のコイル部（給電部材）とからなる系全体の速度情報がスピード制御信号発生手段５０に記憶され、その情報に基づいて制御装置１４が系の往復時の速度バランスを調整するようになっていても良い。
【００３７】
また、本実施形態の内視鏡システムでは、連続移動モード時だけではなく、ステップ移動モード時においても、アクチュエータ３３の往復時の速度が略同一に設定される。一般に、ステップ移動モードで往復を繰り返すと、誤差、すなわち、往復時のスピード差（往復のステップ量の誤差）が積算され、所定のステップ位置とならない。しかし、本実施形態のように往復時のスピードを略等しく設定すれば、ステップモードで往復を繰り返しても、略所定のステップ位置となる。
【００３８】
また、本実施形態の内視鏡システムにおいて、アクチュエータ３３の駆動ストロークの両端（ズームレンズ３０の移動限界）を検出するための検出手段は、円管６０の前端部に設けられ且つアクチュエータ３３（ズームレンズ３０）が広角側に最大に移動した時にアクチュエータ３３と当接するピン６３と、円管６０に形成され且つアクチュエータ３３（ズームレンズ３０）が拡大側に最大に移動した時に連結腕３５と当接する当接部６４とからなる。従来、例えば特開平９−３２２５６６号公報に示すように、積層圧電振動子の一部にアクチュエータの駆動ストローク端を検出する検出手段を設けたものがある。このように、積層圧電振動子の一部を検出に使用すると、変位がその分少なくなり、したがって、アクチュエータのスピードが遅くなったり、大きさが大きくなったり、構造が複雑となる。しかしながら、本実施形態のように、円管６０に検出手段を設け、ズームレンス３０のずれによってストローク端を検出できる構成にすれ、このような不都合も解消される。
【００３９】
なお、本実施形態では、フロントパネル７０の各スイッチが押されると、ＬＥＤ７５が点灯するようになっているが、ＬＥＤ７５を設けることなく、スイッチ自身が点灯するようにしても良い。また、本実施形態では、ステップ移動量設定部７４の各スイッチ７４ａ，７４ｂ，７４ｃに番号が付されているが、この番号は、そのスイッチに対応する倍率であっても良い。すなわち、例えば、第１のスイッチ７４ａにはその設定倍率（４０倍）を示す番号（４０）が付されていても良い。同様に、第２のスイッチ７４ｂに７０の番号が付され、第３のスイッチ７４ｃに１００の番号が付されていても良い。
【００４０】
また、本実施形態では、ステップ移動モード時において、広角操作されると、どの設定倍率からでも必ず最広角に戻るが、設定倍率ずつ徐々に広角されるようになっていても良い。
【００４１】
図８は、本実施形態の第１の変形例を示している。この変形例において、アクチュエータ３３の駆動ストロークの両端（ズームレンズ３０の移動限界）を検出するための検出手段は、円管６０の前端部に形成され且つアクチュエータ３３（ズームレンズ３０）が広角側に最大に移動した時に連結腕３５と当接する当接部６５と、円管６０に形成され且つアクチュエータ３３（ズームレンズ３０）が拡大側に最大に移動した時に連結腕３５と当接する当接部６４とからなる。このように、アクチュエータ３３のストロークの両端で連結腕３５が傾くようにすれば、広角側と拡大側の両端位置を、モニタ２４を通じた画像の変化をもって知ることができる。
【００４２】
図９は、本実施形態の第２の変形例を示している。この変形例では、円管６０の当接部６３，６４，６５によってズームレンズ３０を光軸２８ａに対してずらすのではなく、内視鏡１の例えば先端構成部６の本体部材に設けられた規制体８０のガイド面８０ａによってズームレンズ３０を光軸２８ａに対して略垂直に移動させるようになっている。この場合、連結腕３５は、ガイド面８０ａに当接した際に連結部材３６に対して僅かに下方に移動してズームレンズ３０の中心軸を対物レンズ系２８の光軸２８ａから下方にずらすとともにガイド面８０ａから離間した際には上方の初期位置に復帰してズームレンズ３０の中心軸を対物レンズ系２８の光軸２８ａに一致させるように、連結部材３６に対して所定の嵌め合いをもって連結されている。したがって、このような構成によっても、広角側と拡大側の両端位置を、モニタ２４を通じた画像の変化をもって知ることができる。
【００４３】
図１０〜図１２は本実施形態の第３の変形例を示している。この変形例では、アクチュエータの構成が前記実施形態と異なる。
【００４４】
図１１に詳しく示すように、アクチュエータ３３Ａは円筒状の移動体８２を有している。移動体８２には積層圧電素子８３が内蔵されている。具体的には、移動体８２を形成するＳＵＳパイプ８４の両端にレンズ枠接続部８５と素子基台８６とが接着されている。
【００４５】
レンズ枠接続部８５には、圧電素子８３の倒れを防止するための突起８５ｂが設けられている。これにより、外部からの衝撃が移動体８２に加わっても圧電素子８３の端部８３ａの倒れが規制されるため、圧電素子８３が折れにくい。素子基台８６には接着剤８７によって圧電素子８３が接着されている。ＳＵＳパイプ８４と圧電素子８３との間には、衝撃緩衝材としてのシリコン系の充填材（弾性体）８８と、絶縁用の樹脂チューブ８９とが配されている。充填材８８は樹脂チューブ８９内に隙間なく充填されている。また、充填材８８には、粒径５〜５００μm のセラミック球が混入されている（粒径５〜５００μm のガラス球が混入されてあっても良い）。この場合、セラミック（ガラス）の混入比率は充填材（弾性体）８８の１０〜７０重量％である。また、樹脂チューブ８９はポリイミドチューブからなる。
【００４６】
圧電素子８３の外部電極にはリード線９０の端部が半田９１によって取り付けられている。リード線９０は、素子基台８６を貫通する孔８６ａに挿通されて移動体８２の外部に導出されている。孔８６ａには接着剤（シリコン系の充填材）９２が充填されている。移動体８２から延出するリード線９０の基部にはシリコン系の充填材９３が充填され、リード線９０の端部が破断しないように補強されている。
【００４７】
アクチュエータ３３Ａは外側パイプ（ＳＵＳパイプ）９４の内側に略同心的に配された内側パイプ（ＳＵＳからなるガイドパイプ）９５の内面にスライド可能に摩擦係合している。具体的には、内側パイプ９５の長手方向（軸方向）に沿って移動体８２が移動可能であり、その移動範囲の全長にわたって移動体８２と内側パイプ９５とが接触部Ａ（図１２参照）で接触している。なお、この場合の接触部Ａは線状となっている。
【００４８】
内側パイプ９５には、ズームレンズが配置される側に、板バネからなる「く」の字型の摩擦板９６が着脱自在に配設されている。この摩擦板９６は、移動体８２を内側パイプ９５に対して押し付けて、内側パイプ９５と移動体８２との間に摩擦力を発生させている。具体的には、内側パイプ９５に切り欠き部９５ａが形成されるとともに、外側パイプ９４に２つの切り欠き部９４ａ，９４ｂが形成され、内側パイプ９５の切り欠き部９５ａの後端部９５ｂと外側パイプ９４の切り欠き部９４ａの前端部９４ｃとによって摩擦板９６がガタなく挟み込まれて固定されている。すなわち、移動体８２は、その移動範囲の全長にわたって、内側パイプ９５との接触部Ａおよび摩擦板８２との接触部Ｂ，Ｃの３点で支持されている（図１２参照）。
【００４９】
なお、付勢部材として機能する前記摩擦板９６は、リン青銅やＳＵＳ３０４等のバネ材からなる。また、摩擦板９６の両端部の鍔９６ａ，９６ａは内側パイプ９５と外側パイプ９４との間で挟持されている。また、内側パイプ９５に対する移動体８２の引掛かりを防止するために、移動体８２の先端部としてのレンズ枠接続部８５の外面は先細りのテーパ状に形成されている。
【００５０】
このような構成では、アクチュエータ３３Ａを内側パイプ９５に対して進退させると、レンズ枠接続部８５の結合ピン用孔８５ａに挿入されて取り付けられた結合ピン（前記実施形態の連結腕３５に相当）が進退し、結合ピンに取り付けられたズームレンズが進退される。また、充填材（弾性体）８８によって圧電素子が保護されているため、耐衝撃性が向上する。また、移動体８２の往復方向のいずれにおいても移動体８２と内側パイプ９５との接触面積が変化しないため、性能の安定性を確保することができる。また、移動体８２が３点Ａ，Ｂ，Ｃで支持されているため、安定な摩擦状態が得られる。
【００５１】
図１３〜図１９は本実施形態の第４の変形例を示している。この変形例において、アクチュエータの構成は第３の変形例と同一であるが、アクチュエータが適用される内視鏡側およびシステム側が前記実施形態と若干異なる。
【００５２】
図１３に示されるように、本変形例に係る拡大観察内視鏡システム２０１は、拡大式電子内視鏡２０２と、ビデオプロセッサ２０３と、光源装置２０４と、拡大操作を行なうためのフットスイッチ２０５と、拡大をコントロールする拡大観察コントローラ２１０と、観察画像を映す図示しないモニタとを備えている。
【００５３】
拡大式電子内視鏡２０２は、挿入部２１１と、操作部２１２と、コネクタ部２１３と、操作部２１２とコネクタ部２１３とを繋ぐ接続コード部２１４とによって構成されている。挿入部２１１は、先端部２１５と、湾曲部２１６と、柔軟な可撓管部２１７とからなる。先端部２１５には、光源装置２０４からの光を投光する照明窓２１８や観察画像を撮像する撮像ユニット等が組み込まれている。なお、前記撮像ユニットは、図１４に示されるように、固体撮像素子ユニット（以下、ＣＣＤユニットという。）１２０と、対物ユニット１２１と、対物ユニット１２１の後述するズームレンス１２３を移動させる第３の変形例と同一のアクチュエータ（ユニット）３３Ａとからなる。
【００５４】
また、操作部２１２には、アクチュエータユニット３３Ａを動作させるズームスイッチ２２４が設けられている。また、コネクタ部２１３の第１コネクタ２１３ａは光源装置２０４のソケット２０４ａに着脱自在に接続される。コネクタ部２１３の第２のコネクタ２１３ｂは、ビデオプロセッサ２０３のソケット２０３ａにカールコード２２６を介して接続される。また、拡大観察コントローラ２１０の背面パネルには、アクチュエータユニット３３Ａを駆動操作するためのフットスイッチ２０５が着脱自在に接続可能な図示しないコネクタ／ソケットが設けられている。
【００５５】
なお、アクチュエータ３３Ａそれ固有の速度情報を記憶したスピード制御信号発生手段が内視鏡２０２に組み込まれ、この情報に基づいて拡大観察コントローラ２１０がアクチュエータ３３Ａに出力する駆動パルスの出現率を制御してアクチュエータ３３Ａの往復時の駆動速度を略同一に設定する点については前記実施形態と同様である。
【００５６】
図１５に詳しく示されるように、対物ユニット１２１は、固体撮像素子（ＣＣＤ）１３５（図１４および図１９参照）上に観察画像を結像するための複数のレンズ１２３…，１３６…，１３６Ａ，１３６Ｂと、絞り１９９…と、レンズ枠１３８…，１３８Ａ，１３８Ｂとを有している。この場合、複数の対物レンズ１３６…がレンズ枠１３８…によって保持され、ズーム（変倍）レンズ１２３がズームレンズ枠１３８Ａによって保持されている。また、ズームレンズ枠１３８Ａはレンズ枠１３８Ｂ内に摺動可能に嵌合されている。
【００５７】
ズームレンズ枠１３８Ａを摺動可能に保持する前記レンズ枠１３８Ｂにはスリット１３９が設けられており、ズームレンズ枠１３８Ａから延びる柄部１４０がスリット１３９を通じて延出している。柄部１４０には、アクチュエータユニット３３Ａとの結合部を形成する結合孔１４０ａが形成されている。そして、図１４および図１８に示されるように、アクチュエータユニット３３Ａの移動体８２の先端に設けられたレンズ枠接続部８５の結合ピン用孔８５ａには結合ピン３３５が挿入固定されており、この結合ピン３３５が柄部１４０の結合孔１４０ａに挿入固定されることにより、アクチュエータユニット３３Ａがズームレンズ枠１３８Ａに取り付けられる。
【００５８】
なお、本変形例において、ズームレンズ枠１３８Ａは、光軸を中心とするその回転がスリット１３９と柄部１４０との係合によって規制されていため、レンズ枠１３８Ｂ内を対物ユニット１２１の光軸方向に沿ってのみ移動（摺動）することができる。また、結合ピン用孔８５ａはレンズ枠接続部８５を貫通するように形成されており、結合ピン用孔８５ａの一方側からの結合ピン３３５の抜けが内側パイプ９５によって防止される。また、結合ピン用孔８５ａおよび結合孔１４０ａに対する結合ピン３３５の固定は、弾性接着剤によって行なわれても良い。また、結合ピン３３５はパイプ状であっても良い。
【００５９】
図１５に示されるように、レンズ１３６Ａ，１３６Ｂのレンズ面間は広く設定されている。したがって、これらのレンズ１３６Ａ，１３６Ｂを透過する光線は光軸に対して略平行となる。そのため、レンズ１３６Ａ，１３６Ｂ間に配置されたスペーサ１４２の内面には遮光線１４２ａが設けられている。
【００６０】
また、対物ユニット１２１には解像力調整用のリング１４３が設けられている。このリング１４３は、図１６に示されるような形状を成しており、複数の貫通穴１４５を有している。また、リング１４３は、その中心軸が対物ユニット１２１の光軸上に位置するように配置されている。なお、図１７に示されるような形状のリング１４４を使用しても良い。
【００６１】
図１５に示されるように、ズームレンズ枠１３８Ａには、レンズ枠１３８Ｂのスリット１３９内に位置して、リング１４３と当接する突起１４６が設けられている。また、ズームレンズ１２３の周囲に位置するズームレンズ枠１３８Ａの部位には、複数の貫通穴１４７…が設けられている。また、ズームレンズ枠１３８Ａに接着固定された絞り１９９にも貫通穴１４８…が設けられている。この場合、ズームレンズ枠１３８Ａの貫通穴１４７の内径は、絞り１９９の貫通穴１４８の内径と同一もしくはそれよりも大きく設定されている。また、貫通穴１４７の中心軸は貫通穴１４８の中心軸からずれており、具体的には、貫通穴１４７の中心軸が貫通穴１４８の中心軸よりも内側（ユニット１２１の光軸側）に位置するようになっている。
【００６２】
図１９に詳しく示されるように、ＣＣＤユニット１２０は、ＣＣＤ１３５と、ＣＣＤ１３５を保持するＣＣＤ枠１４９と、ＣＣＤ１３５を駆動して信号を増幅する回路を有するＩＣ基板１５０と、ＣＣＤ１３５からの信号の伝送やＣＣＤ１３５への電源供給を行なう多芯複合ケーブル１５１と、ＣＣＤ１３５とＩＣ基板１５０と多芯複合ケーブル１５１との間を接続する複数の電気ケーブル１５２…と、ＣＣＤ枠１４９とＣＣＤ１３５とＩＣ基板１５０と多芯複合ケーブル１５１の先端部とを覆うシールド枠１５３とを備えている。ＩＣ基板１５０はＣＣＤ枠１４９に接着固定されている。ＣＣＤ１３５とＩＣ基板１５０は電気ケーブル１５２…を介して接続されている。シールド枠１５３は、多芯複合ケーブル１５１に糸１５４で縛って固定されるとともに、ＣＣＤ枠１４９とＩＣ基板１５０とに接続固定されている。
【００６３】
なお、本変形例において、電気ーブル１５２は、単芯のものが使用されているが、平行多芯ケ−ブル（フラットケーブル）を使用しても良い。また、シールド枠１５３を糸１５４で縛らなくても良い。また、ＣＣＤ１３５の中心と多芯複合ケーブル１５１の中心との位置関係は、内視鏡２０２の挿入部２１１の他の内蔵物との関係により適宜変更可能である。
【００６４】
次に、撮像ユニットを構成するＣＣＤユニット１２０と対物ユニット１２１とアクチュエータユニット３３Ａの組立手順について説明する。なお、完全に組み立てられた状態が図１４に示されている。
【００６５】
まず、ズームレンズ枠１３８Ａを広角（ＷＩＤＥ）側に突き当てた状態で、接着剤を付けたＣＣＤユニット１２０の嵌合部１３３Ａ（ＣＣＤ枠１４９の先端に形成されている）を対物ユニット１２１のＣＣＤユニット嵌合孔１３３（レンズ枠１３８Ｂとともにズームレンズ枠１３８Ａを摺動可能に保持する手元側のレンズ枠１３８の基端に形成されている）に嵌合させる。この時、広角側の被写界深度と解像力とを調整しながら、ＣＣＤユニット１２０と対物ユニット１２１との相対位置を決定する。この相対位置の決定は、例えば、図示しない解像力チャート等を対物ユニット１２１から規定の距離離れた位置に置いた状態で前記解像力チャート等を撮像し、規定のチャートが解像できる位置にＣＣＤユニット１２０を位置決めすることにより行なわれる。この際、治具等を用いて対物ユニット１２１とＣＣＤユニット１２０との光軸回りの相対角度が所定の角度となるようにする。
【００６６】
このように対物ユニット１２１とＣＣＤユニット１２０とを組み付けて広角側の被写界深度と解像力とを調整したら、今度は、拡大側の解像力と倍率とを調整する。すなわち、まず、ズームレンズ枠１３８Ａを拡大側に位置させた状態で、解像力調整リング１４３（１４４）に設けられた穴１４５に棒を差し込み、リング１４３（１４４）を光軸を中心に回転させる。これにより、リング１４３（１４４）は、ズームレンズ枠１３８Ａの突起１４６を押して、ズームレンズ枠１３８Ａを光軸方向に沿って広角側に移動させる。この場合も、広角側の調整と同様に、解像力チャート等を対物ユニット１２１から規定の距離離れた位置に置いた状態で前記解像力チャート等を撮像し、規定のチャートが解像できる位置または規定の倍率でる位置でリング１４３（１４４）の回転を止め、この位置でリング１４３（１４４）を接着剤により対物ユニット１２１に固定する。
【００６７】
以上のようにして対物ユニット１２１とＣＣＤユニット１２０の組立が完了したら、次に、アクチュエータユニット３３Ａを対物ユニット１２１に取り付ける。すなわち、まず、摩擦板９６が取り付けられていない状態のアクチュエータユニット３３Ａを対物ユニット１２１側に形成されたアクチュエータユニット挿通孔１３４に挿通する。そして、内側パイプ９５および移動体８２を外側パイプ９４の切り欠き部９４ａ，９４ｂよりも手元側（図１４の右側）に位置させた状態で、切り欠き部９４ｂ側（図１０のＹ方向）から外側パイプ９４内に摩擦板９６を挿入する。
【００６８】
外側パイプ９４内に摩擦板９６が挿入された状態で、今度は、移動体８２および内側パイプ９５を外側パイプ９４の先端から突出させて、摩擦板９６が内側パイプ９５の切り欠き部９５ａの基端部９５ｂと外側パイプ９４の切り欠き部９５ｂの前端部９４ｃとによってガタなく固定されるように、内側パイプ９５と外側パイプ９４とを接着固定する。
【００６９】
次に、アクチュエータユニット３３Ａの外側パイプ９４と内側パイプ９５を移動体８２に対して相対的に回転させ、結合ピン用孔８５ａの下方向の開口を露出させる。そして、この結合ピン用孔８５ａに結合ピン３３を挿入し、結合ピン３３５を柄部１４０の結合孔１４０ａに挿入するとともに、外側パイプ９４と内側パイプ９５を図１４の状態に回転する。これにより、移動体８２がズームレンズ枠１３８Ａに取り付けられる。そして、アクチュエータユニット挿通孔１３４と外側パイプ９４を接着固定する。
【００７０】
なお、本変形例では、解像力およびピント調整のために突起１４６とリング１４３とが設けられているが、これらの代わりに、アクチュエータユニット挿通孔１３４に接着用の孔１３４ａを設けても良い。すなわち、結合ピン３３５を外側パイプ９４の先端９４ｄに突き当てた状態で、アクチュエータユニット３３Ａを挿通孔１３４に対して軸方向に前後させ、解像力およびピントを調整する。そして、最適位置で、孔１３４ａに接着剤を流し込み、対物ユニット１２１とアクチュエータ３３Ａとを接着固定する。なお、ズームレンズ枠１３８Ａを内視鏡２０２の挿入部２１１の先端側に移動した時が広角側となっているので、万が一アクチュエータ３３Ａが故障して拡大側で止まっても挿入部２１１を振れば遠心力でズームレンズ枠１３８Ａを広角側に戻すことができる。
【００７１】
また、拡大観察コントローラ２１０の電源をＯＦＦにすると、移動体８２が広角側に移動して電源が切れるようにしても良い。これにより、拡大観察コントローラ２１０が次の検査までに故障しても、ズームレンズ枠１３８Ａは広角側に移動しているため、通常の内視鏡検査は可能となる。
【００７２】
なお、以上説明した技術内容によれば、以下に示すような各種の構成が得られる。
【００７３】
１．内視鏡の挿入部内に設けられた急速変形アクチュエータを有し、このアクチュエータにより挿入部内の光学レンズを往復移動させ、変倍、フォーカス、ズームのいずれか１つを行なう内視鏡システムにおいて、
内視鏡毎に設けられるスピード制御信号発生手段と、
制御装置に設けられ、前記制御信号発生手段の出力を検出する検出手段と、
制御装置に設けられ、検出手段の出力により前記アクチュエータの往復時のスピードを略一定に制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする内視鏡システム。
【００７４】
２．制御手段は、基本周期あたりのアクチュエータの駆動パルスの出現率を調整することによって、往復時のスピードを略一定に制御することを特徴とする第１項に記載の内視鏡システム。
３．往復時のスピードは複数の設定（Ｈｉ／Ｌｏｗ）が可能であることを特徴とする第１項に記載の内視鏡システム。
４．異なるモードの設定が可能であることを特徴とする第１項に記載の内視鏡システム。
５．異なるモードは連続移動モードとステップ移動モードであることを特徴とする第４項に記載の内視鏡システム。
６．連続移動モードの往復時のスピードを略一定に制御することを特徴とする第５項に記載の内視鏡システム。
７．ステップ移動モードの往復時のスピードを略一定に制御することを特徴とする第５項に記載の内視鏡システム。
【００７５】
８．アクチュエータの駆動によって光学レンズを一端から他端に移動させて、フォーカス、ズーム、変倍の少なくとも１つが行なわれ、光学レンズが一端と他端との中間に位置する時、アクチュエータに電力を供給する螺旋状のリード線が自然長となることを特徴とする第１項に記載の内視鏡システム。
９．内視鏡の挿入部に設けた圧電アクチュエータを駆動して、観察光学系の少なくとも１つの光学レンズを一端から他端に移動させて、フォーカス、ズーム、変倍の少なくとも１つを行なう内視鏡装置において、光学レンズが一端と他端との中間に位置する時、圧電アクチュエータに電力を供給する螺旋状のリード線が自然長となることを特徴とする内視鏡システム。
【００７６】
１０．内視鏡の挿入部に設けた圧電アクチュエータを駆動して、観察光学系の少なくとも１つの光学レンズを一端から他端に移動させて、フォーカス、ズーム、変倍の少なくとも１つを行なう内視鏡システムにおいて、
光学レンズが一端または他端に位置する時、光学レンズの軸中心が観察光学系の軸中心に対して移動することを特徴とする内視鏡システム。
【００７７】
１１．光学レンズの軸中心が観察光学系の軸中心に対して略垂直に移動する。
１２．光学レンズの軸中心が観察光学系の軸中心に対して回転移動する。
従来、特開平１０−１５０７８３号公報の図１４に示すように、圧電素子の自由端側に弾性材を設けたものがある。この構造である程度の衝撃には耐えられるが、内視鏡の先端部を床に落とした際には、圧電素子が折れたり、クラックが生じたりしていた。以下の第１３項〜第２５項は、こうした問題に着目してなされたものであり、耐衝撃性の向上をその目的としている。
【００７８】
１３．ガイドの長手方向に沿って移動可能な移動体を有する急速変形アクチュエータを備えた内視鏡装置において、
前記移動体は、両端部に蓋を有する筒状部材と、筒状部材の内部に配置され且つ前記蓋の一方に固定された圧電素子と、筒状部材の空間部に充填された弾性体とからなることを特徴とする内視鏡装置。
１４．前記蓋が筒状部材に接着固定されていることを特徴とする第１３項に記載の内視鏡装置。
１５．筒状部材と一方の蓋とが一体的に形成されていることを特徴とする第１３項に記載の内視鏡装置。
１６．前記弾性体は筒状部材の空間部に隙間なく充填されていることを特徴とする第１３項に記載の内視鏡装置。
１７．前記弾性体がシリコン系の接着剤であることを特徴とする第１３項に記載の内視鏡装置。
１８．前記弾性体がシリコン系の充填剤であることを特徴とする第１３項に記載の内視鏡装置。
【００７９】
１９．前記弾性体には、粒径５〜５００μm のセラミック球が混入されていることを特徴とする第１３項に記載の内視鏡装置。
２０．前記弾性体には、粒径５〜５００μm のガラス球が混入されていることを特徴とする第１３項に記載の内視鏡装置。
２１．前記セラミックまたはガラスの混入比率は弾性体の１０〜７０重量％であることを特徴とする第１９項または第２０項に記載の内視鏡装置。
２２．移動体の他方の蓋には、圧電素子の倒れを防止する突起が設けられていることを特徴とする第１３項に記載の内視鏡装置。
２３．圧電素子の回りには絶縁チューブが設けられていることを特徴とする第１３項に記載の内視鏡装置。
【００８０】
２４．前記絶縁チューブがポリイミドチューブであることを特徴とする第２３項に記載の内視鏡装置。
２５．絶縁チューブ内には弾性体が隙間なく充填されていることを特徴とする第２３項に記載の内視鏡装置。
従来、特開平１０−１５０７８３号公報に示すように、パイプの内部を移動体が移動する技術が開示されている。パイプから突出する方向に移動体が移動した場合と反対側に移動した場合とでガイドの接触面積が異なるため、移動体の位置により性能がばらつく問題があった。以下の第２６項〜２９項はこのような問題に着目してなされたものであり、性能の安定化を目的としている。
【００８１】
２６．ガイドの長手方向に沿って移動可能な移動体を有する急速変形アクチュエータを備えた内視鏡装置において、
移動体はその移動範囲の全長にわたってガイドと接触していることを特徴とする内視鏡装置。
２７．移動体とガイドとの接触部が線状であることを特徴とする第２６項に記載の内視鏡装置。
２８．前記ガイドが切り欠き部を有していることを特徴とする第２６項に記載の内視鏡装置。
２９．移動体は、前記切り欠き部で対物レンズユニットと結合することを特徴とする第２８項に記載の内視鏡装置。
【００８２】
従来、特開平１０−１５０７８３号公報に示すように、移動体は２点で支持されており、摩擦状態が不安定になり易かった。以下の第３０項〜第３５項はこのような問題に着目してなされたものであり、性能の安定化を目的としている。
３０．ガイドパイプの長手方向に沿って移動可能な移動体を有する急速変形アクチュエータを備えた内視鏡装置において、
移動体はその移動範囲の全長にわたって３点で支持されていることを特徴とする内視鏡装置。
３１．移動体は、ガイドパイプと「く」の字型の摩擦部材とによって、３点で支持されていることを特徴とする第３０項に記載の内視鏡装置。
３２．前記摩擦部材は移動体をガイドパイプに対して付勢する付勢部材を兼ねていることを特徴とする第３１項に記載の内視鏡装置。
【００８３】
３３．前記移動体が円筒状を成していることを特徴とする第３０項に記載の内視鏡装置。
３４．前記摩擦部材は、ガイドパイプに対して着脱自在に設けられ、レンズの光軸側に配設されていることを特徴とする第３１項に記載の内視鏡装置。
３５．移動体の先端部がテーパ状を成していることを特徴とする第３０項に記載の内視鏡装置。
【００８４】
従来、特開平１０−１５０７８３号公報に示すように、変倍（ズーム）レンズ枠と移動体とは接続した後に容易に取り外せないため、アクチュエータ交換時の手間は非常に大きなものであった。第３６項〜第４４項はこのような問題に着目してなされたものであり、容易にアクチュエータを交換できるようにすることを目的としている。
３６．ガイドパイプの長手方向に沿って移動可能な移動体を有する急速変形アクチュエータを備えた内視鏡装置において、
対物レンズとアクチュエータとが結合ピンによって結合されていることを特徴とする内視鏡装置。
３７．対物レンズは光軸方向に移動可能な変倍レンズを有することを特徴とする第３６項に記載の内視鏡装置。
【００８５】
３８．変倍レンズは変倍レンズ枠に保持されており、変倍レンズ枠にはアクチュエータ側に突出する柄部が設けられていることを特徴とする第３７項に記載の内視鏡装置。
３９．アクチュエータの移動体の先端部には前記結合ピンが嵌入される嵌入孔が形成されていることを特徴とする第３６項に記載の内視鏡装置。
４０．ガイドパイプが結合ピンのストッパになっていることを特徴とする第３６項に記載の内視鏡装置。
４１．結合ピンは、柄部と移動体とに対して弾性接着剤により固定されていることを特徴とする第３８項に記載の内視鏡装置。
【００８６】
４２．結合ピンがパイプ状を成していることを特徴とする第３６項に記載の内視鏡装置。
４３．移動体は、対物レンズユニットとアクチュエータユニットとが結合ピンによって結合された状態で、その回転が抑制されることを特徴とする第３６項に記載の内視鏡装置。
４４．移動体の少なくとも一方の蓋に結合ピンの結合孔が設けられていることを特徴とする第３６項に記載の内視鏡装置。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の内視鏡システムによれば、圧電アクチュエータの往復のスピードのバランスを自動的に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内視鏡システムの構成図である。
【図２】図１の内視鏡システムの回路構成図である。
【図３】内視鏡に組み込まれたアクチュエータの圧電素子の構成を示す斜視図である。
【図４】アクチュエータの概略断面図である。
【図５】図４のアクチュエータの駆動状態を説明するための断面図である。
【図６】アクチュエータを駆動させるための駆動パルスの波形図である。
【図７】制御装置のフロントパネルの正面図である。
【図８】図１の実施形態の第１の変形例を示す断面図である。
【図９】図１の実施形態の第２の変形例を示す断面図である。
【図１０】図１の実施形態の第３の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１０のアクチュエータの側断面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１３】図１の実施形態の第４の変形例に係る内視鏡システムの概略構成図である。
【図１４】対物ユニットとＣＣＤユニットとアクチュエータユニットとを組み立てた状態を示す側断面図である。
【図１５】対物ユニットの側断面図である。
【図１６】解像度調整リングの斜視図である。
【図１７】図１６の解像度調整リングの変形例の斜視図である。
【図１８】移動体とズームレンズ枠との接続状態を示す断面図である。
【図１９】ＣＣＤユニットの側断面図である。
【符号の説明】
１…内視鏡
１４…制御装置
３０…ズームレンズ
５０…スピード制御信号発生手段（記憶手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an endoscope system including an endoscope having a piezoelectric actuator that drives a driven body with an impact force using expansion and contraction of a piezoelectric element.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a piezoelectric actuator that drives a driven body using deformation of a piezoelectric element is generally known. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-322566, a piezoelectric actuator is disposed at the distal end portion of an endoscope, and in order to change the observation magnification (magnification), focus, and zoom in the observation optical system, the optical of the observation optical system is used. The lens is moved by a piezoelectric actuator. Specifically, an endoscope having a piezoelectric actuator, a light source device that supplies illumination light to the endoscope, a control device that is electrically connected to the endoscope and controls driving of the piezoelectric actuator, and an endoscope An endoscope system is configured by a CCU (camera control unit) that processes image data from the mirror, and the piezoelectric actuator is reciprocated through the control device, whereby the optical lens connected to the piezoelectric actuator is observed optically. It is reciprocated along the optical axis direction of the system.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Piezoelectric actuators generally have different reciprocating speeds. Therefore, conventionally, the operator has balanced the reciprocating speed of the actuator with the operation panel of the control device.
[0004]
However, in the conventional configuration in which the operator balances the reciprocating speed of the actuator on the operation panel in this way, the problem of deterioration in operability is not a problem, and the piezoelectric actuator is used each time the endoscope is replaced. The reciprocating speed balance had to be set again, which was very troublesome. In other words, different types of piezoelectric actuators are incorporated in the endoscope depending on the type of the endoscope, and the operator adjusts the reciprocating speed balance of the actuator for each endoscope because of the difference in individual piezoelectric actuators. I had to do complicated work.
[0005]
The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an endoscope system with good operability that can automatically adjust the balance of the reciprocating speed of the piezoelectric actuator. There is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an endoscope system according to the present invention includes an endoscope, a drive unit that is provided in the insertion unit of the endoscope, and that is reciprocated by rapid deformation of the piezoelectric element. An actuator that moves the lens of the objective optical system of the endoscope by the reciprocating movement of the unit, a storage unit that is provided in the endoscope and stores speed information when the driving unit reciprocates, and the endoscope and the electric And a control device that controls the driving of the actuator based on the speed information from the storage means so that the speed when the drive unit moves in the forward direction and the speed when the drive unit moves in the backward direction are substantially the same. It is characterized by comprising.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0008]
1 to 7 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 schematically shows an endoscope system including an magnifying electronic endoscope (hereinafter simply referred to as an endoscope) 1. As shown in the figure, the endoscope 1 is composed of an insertion portion 2 and an operation portion 3. The insertion portion 2 includes a flexible tube portion 8, a bending portion 7 that is connected to the distal end of the flexible tube portion 8 and is operated to bend, and a distal end that is provided at the distal end of the bending portion 7 and incorporates various optical elements. It consists of the component 6.
[0009]
A universal cord 4 is connected to the operation unit 3, and a connector 5 connected to the light source device 25 is provided at the tip of the universal cord 4. A zoom cable 9 extends from the connector 5, and a zoom connector 10 is provided at the tip of the zoom cable 9. A connection cord 11 is connected to the zoom connector 10 as shown, but when the connection cord 11 is not connected, a cap 10a is attached to the zoom connector 10.
[0010]
The connection cord 11 has a first connector 12 that is detachably connected to the zoom connector 10 at one end, and a second connector 13 that is detachably connected to the zoom control device 14 at the other end. have. In addition, a connection cord 17 connected to the foot switch 16 and a connection cord 19 connected to a seesaw-type zoom remote control switch 18 attached to the insertion portion 2 are detachably connected to the zoom control device. Yes.
[0011]
A connector 21 provided at one end of the video cable 20 is detachably connected to the connector 5 of the universal cord 4. A connector 22 is provided at the other end of the video cable 20, and this connector 22 is detachably connected to a camera control unit (hereinafter referred to as CCU) 23. The output image of the CCU 23 is displayed on the screen of the monitor 24 shown in FIG.
[0012]
As shown in FIG. 2, the light source device 25 has a built-in lamp 26 that allows illumination light to enter the light guide fiber 27 built in the endoscope 1. Although not shown, the light source device 25 includes an air supply source for supplying air to an air supply pipe disposed in the insertion portion 2 of the endoscope 1 and an insertion portion 2 of the endoscope 1. A water supply source for supplying water to the provided water supply pipeline is incorporated.
[0013]
On the other hand, an objective lens system 28 and an image pickup device 29 are built in the distal end constituting portion 6 of the endoscope 1 so that a subject can be imaged. As the image sensor 29, a solid-state image sensor, particularly a charge coupled device (CCD) is preferable. Therefore, in the following, it is assumed that the imaging element 29 is a CCD.
[0014]
The objective lens system 28 has a zoom lens 30. Unlike a general zoom lens, the zoom lens 30 is of a type in which the focus point changes upon zooming. That is, for example, the depth of field is 5 to 100 mm on the wide angle side, and the depth of field is 2 to 5 mm on the enlarged side.
[0015]
The image pickup signal of the CCD 29 is input to the video signal processing circuit 32 in the CCU 23 via the preamplifier 31. In addition, an actuator 33 for operating the zoom lens 30 is provided in the distal end configuration portion 6 of the endoscope 1. The actuator 33 is driven in response to a drive signal from a drive circuit 34 provided in the zoom control device 14. In detail, the actuator 33 is a piezoelectric actuator, and moves the zoom lens 30 back and forth in the optical axis direction via the connecting member 36 and the connecting arm 35.
[0016]
Further, the endoscope 1 has a ROM or the like that stores information on the difference in speed when the actuator 33 incorporated therein reciprocates, that is, information on the difference between the speed in the forward direction and the speed in the backward direction. The speed control signal generating means 50 is built in. When the endoscope 1 is connected to the control device 14, the speed control signal generating means 50 and the control circuit 43 of the control device 14 are electrically connected, and the actuator 33 stored in the speed control signal generating means 50 is connected. Speed information is sent to the control circuit 43. The control circuit 43 receives this information and controls the appearance rate (duty ratio) of the drive pulse output to the actuator 33 side via the drive circuit 34 as will be described later. The speed control signal generating means 50 is provided for each endoscope. If the actuator 33 built in the endoscope is different, the speed information stored in the speed control signal generating means 50 may be different. .
[0017]
In order to enable auto zoom (that is, auto focus), a focus detection circuit 45 is built in the CCU 23. An image signal from the video signal processing circuit 32 is input to the focus detection circuit 45. The focus detection circuit 45 calculates contrast data from the input image signal, and inputs this data to the control circuit 43. As a result, the control circuit 43 controls the drive of the actuator 33 via the drive circuit 34, and moves the zoom lens 30 to a position where the focus is achieved.
[0018]
Specifically, when autofocus control is performed, the control circuit 43 controls the driving of the actuator 33 so as to move the zoom lens 30 so that the contrast of the image is maximized by, for example, a contrast method (hill climbing method). That is, the zoom lens 30 is moved so that the light receiving surface of the CCD 29 is always in focus. As a result, the image displayed on the monitor 24 is always in focus. In general, the optical system of the endoscope 1 is deep and easy to focus at a wide angle, but is shallow and difficult to focus at the time of enlargement. Therefore, the auto focus may be automatically set only at the time of enlargement, and the auto focus may be turned off at other times. By doing so, the durability of the actuator 33 is improved.
[0019]
In the endoscope system of this embodiment, the foot switch 16 enables manual zoom (that is, manual focus). That is, the foot switch 16 includes an enlargement (T) switch portion 16a and a wide-angle (W) switch portion 16b, and the actuator 33 is driven by the selective operation of each switch portion 16a, 16b, and the objective The zoom lens 30 of the lens system 28 is moved forward or backward in the optical axis direction according to the selected switch operation, and a predetermined zoom is performed. Note that an output signal from the foot switch 16 accompanying the operation of each switch unit 16a, 16b is input to the control circuit 43 via the photocoupler 44. For this reason, the foot switch 16 side and the control circuit 43 side are electrically insulated.
[0020]
Further, in the endoscope system of the present embodiment, manual zooming is also possible with the remote control switch 18. That is, the remote control switch 18 is a seesaw type, and includes an enlargement (T) switch portion 18a that forms one peak and a wide-angle (W) switch portion 18b that forms the other peak. When each of the switch units 18a and 18b is selectively operated, an output signal from the remote control switch 18 in accordance with the operation of each of the switch units 18a and 18b is directly input to the control circuit 43. As a result, the actuator 33 is driven, and the zoom lens 30 of the objective lens system 28 is moved forward or backward in the optical axis direction according to the selected switch operation, and a predetermined zoom is performed.
[0021]
Furthermore, in the endoscope system of the present embodiment, manual zooming is also possible with the zoom switch 42. That is, the zoom switch 42 is of a seesaw type and includes an enlargement (T) switch portion 42a that forms one peak and a wide-angle (W) switch portion 42b that forms the other peak. When each of the switch units 42 a and 42 b is selectively operated, an output signal from the zoom switch 42 according to the operation of each of the switch units 42 a and 42 b is directly input to the control circuit 43. As a result, the actuator 33 is driven, and the zoom lens 30 of the objective lens system 28 is moved forward or backward in the optical axis direction according to the selected switch operation, and a predetermined zoom is performed.
[0022]
The actuator 33 is configured as shown in FIG. In other words, the driving unit 52 includes a moving body connected to the connecting arm 35 of the zoom lens 30 via the connecting member 36, and the piezoelectric element 53 (see FIG. 3) built in the driving unit 52 in a fixed state. . In this case, the piezoelectric element 53 performs a mechanical expansion / contraction deformation operation by applying a drive voltage having a predetermined waveform, and applies an impact force to the drive unit 52 by the expansion / contraction deformation operation. Specifically, as shown in FIG. 3, the piezoelectric element 53 is formed by laminating a piezoelectric ceramic 54 having a conductive platinum internal electrode 55 attached to its side surface. Electric insulation layers 56 are alternately provided on both sides of the piezoelectric element 53 where the internal electrodes 55 are exposed. On the surface on which the electrical insulating layer 56 is provided, gold external electrodes 57 are provided by plasma deposition from the top to the bottom of the piezoelectric ceramic 54 and are electrically connected every other layer. A lead wire 58 as a power supply member is connected to the external electrode 57 located below the piezoelectric ceramic 54 by solder 59.
[0023]
Further, as shown in FIG. 4, the drive unit 52 is frictionally engaged with a base (stationary member) fixedly provided on the main body member of the distal end component 6 of the endoscope 1, specifically, the inner surface of the circular tube 60. And is held. In this embodiment, the drive unit 52 is pressed against the lower surface of the circular tube 60 by a spring (not shown). The lead wire 58, one end of which is electrically connected to the piezoelectric element 53, is made of an elastic member, and is disposed in the circular tube 60 in the form of a coil spring. The other end of the lead wire 58 extends linearly to the outside of the circular tube 60 through a lid 62 fixed to the rear end of the circular tube 60. In this case, the lead wire 58 is bonded and fixed to the lid body 62. When the zoom lens 30 is moved forward together with the drive unit 52, the wide angle is obtained. When the zoom lens 30 is moved backward together with the drive unit 52, enlargement is performed.
[0024]
As shown in FIG. 4, the circular tube 60 is provided with detection means for detecting both ends of the drive stroke of the actuator 33 (movement limit of the zoom lens 30). This detection means is provided at the front end of the circular tube 60 and is formed on the circular tube 60 and the actuator 33 (the zoom lens 30) when the actuator 33 (zoom lens 30) is moved to the wide angle side. The zoom lens 30 includes an abutting portion 64 that abuts the connecting arm 35 when the zoom lens 30 is moved to the enlargement side to the maximum. As shown in FIG. 5, the connecting arm 35 slightly rotates with respect to the connecting member 36 when contacting the contact portion 64, so that the central axis of the zoom lens 30 is the optical axis 28 a of the objective lens system 28. When moving away from the abutment portion 64 and moving away from the contact portion 64, the coupling member 35 is returned to the initial position substantially orthogonal to the coupling member 35 so that the central axis of the zoom lens 30 coincides with the optical axis 28a of the objective lens system 28. The member 36 is connected with a predetermined fit.
[0025]
Further, in the present embodiment, the coil portion of the lead wire 58 is stretched to the natural length (the wire is pulled to the lead 58 wire) in a state where the actuator 33 is positioned substantially at the center of the entire driving stroke (the state of FIG. 4A). The length of the coil portion when no force or pressing force is applied).
[0026]
FIG. 7 shows the front panel 70 of the control device 14. As shown in the figure, on the front panel 70, a power switch 71, a cable connection portion 76 to which the zoom cable 9 (or the connection cord 11) is detachably connected, and a speed setting for setting the moving speed of the actuator 33. A unit 72, a mode setting unit 73 for setting the drive mode of the actuator 33, and a step movement amount setting unit 74 for setting the step movement amount (magnification) of the actuator 33 are provided. The speed setting unit 72 is provided with two setting switches 72a and 72b so that different speeds can be set. Each switch 72a and 72b is provided with a corresponding LED 75. The mode setting unit 73 is provided with a continuous mode switch 73a for continuously moving the actuator 33 and a step mode switch 73b for moving the actuator 33 stepwise. Also in this case, each switch 73a and 73b is provided with LED75 corresponding to each. Further, the step movement amount setting unit 74 is provided with three setting switches 74a, 74b, and 74c so that different step movement amounts can be set. Each of the switches 74a, 74b, and 74c has an LED 75 corresponding thereto. Is provided. In this configuration, the speed setting unit 72 can set the speed only when the continuous mode switch of the mode setting unit 73 is turned on. Further, the step movement amount setting unit 74 can set the step movement amount only when the step mode switch of the mode setting unit 73 is turned on. The first setting switch 72a of the speed setting unit 72 is a low speed switch, the second setting switch 72b is a high speed switch, and the moving speed of the actuator 33 when the low speed switch 72a is turned on is the high speed switch. It is set to ½ of the moving speed when 72b is turned on.
[0027]
Next, an embodiment of the operation of the endoscope system having the above configuration will be described.
[0028]
FIG. 6 shows the waveform of the drive signal (drive pulse) output from the drive circuit 34 to the actuator 33. The product of the total number of pulses per basic period (number of pulses when the pulse appearance rate is 100%) and the basic frequency (number of basic periods generated per unit time) is the driving frequency of the actuator 33, and this driving frequency Is unique to the actuator. When the fundamental frequency is constant, the moving speed of the actuator 33 is approximately proportional to the number of pulses that appear per fundamental period. That is, if the ratio of the number of appearing pulses to the total number of pulses per basic period (the number of pulses actually appearing in the basic period (output through the drive circuit 34)), that is, the pulse appearance rate is increased, the actuator 33 moves faster. Specifically, when the total number of pulses per basic cycle is 10, and the pulse appearance rate is set to 100%, the output waveform of the drive pulse is as shown in FIG. That is, the number of pulses that appear in the fundamental period is 10. While the pulse appears, the actuator 33 continues to move. When the pulse appearance rate is set to 50%, the output waveform of the drive pulse is as shown in FIG. That is, the number of pulses that appear in the fundamental period is five. Therefore, the moving speed of the actuator 33 is slower than that in FIG.
[0029]
The actuator 33 measures the speed difference during the reciprocating movement, that is, the difference between the speed during the forward movement and the speed during the backward movement before being incorporated into the endoscope 1, and stores the measured speed information. It is incorporated in the endoscope 1 together with the speed control signal generating means 50 comprising a ROM or the like. Thus, when the endoscope 1 in which the actuator 33 and the speed control signal generating means 50 are assembled as a set is connected to the control device 14, the speed control signal generating means 50 and the control circuit 43 of the control device 14 are electrically connected. The speed information connected and stored in the speed control signal generating means 50 is input to the control circuit 43. Based on this input information, the control circuit 43 controls the appearance rate of the drive pulse output to the actuator 33 so that the drive speed of the actuator 33 during reciprocation is substantially the same via the drive circuit 34. That is, the speed when the actuator 33 moves in the forward direction and the speed when the actuator 33 moves in the backward direction are controlled to be substantially the same.
[0030]
More specifically, for example, when the ratio of the forward movement speed and the backward movement speed of the actuator 33 stored in the speed control signal generating means 50 is 1: 0.8 (forward movement speed). Information is input from the speed control signal generating means 50 to the control circuit 43, and the control circuit 43 outputs the pulse appearance rate during the forward movement and the pulse during the backward movement. The ratio with the appearance rate is set to 0.8: 1 which is the inverse ratio of the speed information. Therefore, the speed of the actuator 33 when moving in the forward direction and the speed when moving in the backward direction are substantially the same (in the case of this embodiment, the moving speed in the enlargement direction and the moving speed in the wide-angle direction are substantially the same). ).
[0031]
In this case, when the continuous mode switch 73a is turned on and the high speed switch 72b is turned on (at the time of high speed setting), the control circuit 43 receives this signal and sets the forward pulse appearance rate to 80% and the backward direction pulse appearance rate. The pulse appearance rate is automatically set to 100% (see FIGS. 6A and 6B). Therefore, for example, when the zoom switch 42 or the foot switch 16 of the operation unit 3 of the endoscope 1 is operated at an enlargement / wide angle, the zoom lens 30 moves at a high speed in the enlargement direction or the wide angle direction via the actuator 33. The moving speed in the enlargement direction and the moving speed in the wide-angle direction are substantially the same.
[0032]
On the other hand, when the continuous mode switch 73a is turned on and the low speed switch 72a is turned on (when the low speed is set), the control circuit 43 receives this signal and sets the forward pulse appearance rate to 40% and the backward pulse. The appearance rate is automatically set to 50% (see FIGS. 6C and 6D). Therefore, for example, when the zoom switch 42 or the foot switch 16 of the operation unit 3 of the endoscope 1 is operated at an enlargement / wide angle, the zoom lens 30 moves at a low speed in the enlargement direction or the wide angle direction via the actuator 33. The moving speed in the enlargement direction and the moving speed in the wide-angle direction are substantially the same.
[0033]
Further, when the step mode switch 73b is turned on, the control circuit 43 outputs an amount of pulses corresponding to the setting switches 74a, 74b, and 74c via the drive circuit 34. For example, 100 pulses are output each time the first setting switch 74a is pressed, 200 pulses are output each time the second setting switch 74b is pressed, and every time the third setting switch 74c is pressed once. 300 pulses are output. That is, each time the zoom switch 42 or the foot switch 16 of the operation unit 3 of the endoscope 1 is enlarged, the zoom is performed by the step movement amount (magnification) set by the setting switches 74a, 74b, and 74c. When the zoom switch 42 or the foot switch 16 is enlarged, the magnification is gradually increased by the step movement amount (magnification) set by the setting switches 74a, 74b, and 74c every time the zoom switch 42 or the foot switch 16 is enlarged. Will rise, and finally it will be expanded MAX. When a wide angle operation is performed, the wide angle is always returned to the widest angle from any set magnification.
[0034]
When the actuator 33 is moved to the end (one stroke end) on the wide angle side by the operation described above, the actuator 33 hits the pin 63 provided on the circular tube 60 (see the one-dot chain line in FIG. 5). At this time, the connecting arm 35 is maintained substantially orthogonal to the connecting member 35, the center axis of the zoom lens 30 is kept aligned with the optical axis 28a of the objective lens system 28, and the lead wire 58 is shown in FIG. As shown in (c), the coil portion is pulled to the maximum. Further, when the actuator 33 is moved to the enlargement side end (the other stroke end), the connecting arm 35 abuts against the contact portion 64 of the circular tube 60 and slightly rotates with respect to the connecting member 36 (FIG. 5). (See the solid line). Therefore, the central axis of the zoom lens 30 is shifted from the optical axis 28a of the objective lens system 28, and the endoscopic image is shifted. This change in the image can be confirmed through the monitor 24. That is, the end of the enlargement side can be known from the change of the image through the monitor 24. At this time, the coil portion of the lead wire 58 is compressed to the maximum as shown in FIG.
[0035]
As described above, in the endoscope system of the present embodiment, the speed control signal generating means 50 storing the speed information unique to the actuator 33 is incorporated in the endoscope 1, and the control device 14 is based on this information. The appearance rate of the drive pulse output to the actuator 33 is controlled to set the drive speed of the actuator 33 when reciprocating substantially the same. Therefore, the reciprocating speed balance of the actuator 33 can be automatically adjusted regardless of the connected endoscope.
[0036]
In particular, in the present embodiment, the coil portion of the lead wire 58 is kept at a natural length in a state where the actuator 33 is positioned at substantially the center of the entire drive stroke. That is, the strokes on the extending side and the contracting side of the coil portion are set equal (L1 = L2). Therefore, the speed balance during reciprocation of the actuator 33 is not affected by the coil portion. That is, the reciprocating speed is substantially the same in the entire system including the actuator 33 and the coil portion (feeding member) of the lead wire 58. Conventionally, as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-84336, there is one in which a power feeding member is formed in a coil shape. There was a problem that the speed slowed down and the zoom speed increased with momentum when returning. In other words, since the resistance of the power supply member varies depending on the individual, the reciprocating speed balance of the actuator must be obtained from the operation panel of the control device every time the endoscope is replaced. However, according to the endoscope system of this embodiment, such an inconvenience is also eliminated. In the present embodiment, speed information of the entire system composed of the actuator 33 and the coil portion (power feeding member) of the lead wire 58 is stored in the speed control signal generating means 50, and the control device 14 is based on that information. The speed balance at the time of reciprocation may be adjusted.
[0037]
Further, in the endoscope system according to the present embodiment, the speed of the actuator 33 when reciprocating is set substantially the same not only in the continuous movement mode but also in the step movement mode. Generally, when the reciprocation is repeated in the step movement mode, an error, that is, a speed difference during reciprocation (an error in the reciprocal step amount) is integrated and does not reach a predetermined step position. However, if the reciprocating speeds are set to be substantially equal as in this embodiment, even if the reciprocating operation is repeated in the step mode, a substantially predetermined step position is obtained.
[0038]
In the endoscope system of the present embodiment, the detection means for detecting both ends of the drive stroke of the actuator 33 (the movement limit of the zoom lens 30) is provided at the front end of the circular tube 60 and the actuator 33 (zoom). The pin 63 that contacts the actuator 33 when the lens 30) is moved to the maximum wide angle side, and the connecting arm 35 that is formed on the circular tube 60 and contacts the connecting arm 35 when the actuator 33 (zoom lens 30) is moved maximum to the enlargement side. A contact portion 64. Conventionally, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-322566, there is a laminated piezoelectric vibrator provided with detection means for detecting the driving stroke end of an actuator. As described above, when a part of the laminated piezoelectric vibrator is used for detection, the displacement is reduced correspondingly, and therefore the speed of the actuator becomes slow, the size becomes large, and the structure becomes complicated. However, as in the present embodiment, detection means is provided in the circular tube 60 so that the stroke end can be detected by the displacement of the zoom lens 30, and such inconvenience is eliminated.
[0039]
In the present embodiment, the LEDs 75 are lit when each switch on the front panel 70 is pressed. However, the switches themselves may be lit without providing the LEDs 75. In this embodiment, each switch 74a, 74b, 74c of the step movement amount setting unit 74 is numbered, but this number may be a magnification corresponding to the switch. That is, for example, the first switch 74a may be given a number (40) indicating its set magnification (40 times). Similarly, the number 70 may be assigned to the second switch 74b and the number 100 may be assigned to the third switch 74c.
[0040]
In this embodiment, when the wide-angle operation is performed in the step movement mode, the widest angle is always returned from any set magnification, but the wide angle may be gradually increased by the set magnification.
[0041]
FIG. 8 shows a first modification of the present embodiment. In this modification, the detection means for detecting both ends of the drive stroke of the actuator 33 (the movement limit of the zoom lens 30) is formed at the front end of the circular tube 60, and the actuator 33 (zoom lens 30) is on the wide angle side. A contact portion 65 that contacts the connecting arm 35 when moved to the maximum, and a contact portion 64 that is formed on the circular tube 60 and contacts the connecting arm 35 when the actuator 33 (zoom lens 30) moves to the maximum side. It consists of. As described above, if the connecting arm 35 is inclined at both ends of the stroke of the actuator 33, the positions of both ends of the wide angle side and the enlargement side can be known by the change of the image through the monitor 24.
[0042]
FIG. 9 shows a second modification of the present embodiment. In this modification, the zoom lens 30 is not displaced with respect to the optical axis 28 a by the contact portions 63, 64, 65 of the circular tube 60, but is provided, for example, on the main body member of the distal end constituting portion 6 of the endoscope 1. The zoom lens 30 is moved substantially perpendicularly to the optical axis 28a by the guide surface 80a of the restricting body 80. In this case, the connecting arm 35 moves slightly downward with respect to the connecting member 36 when it contacts the guide surface 80a to shift the central axis of the zoom lens 30 downward from the optical axis 28a of the objective lens system 28. When separated from the guide surface 80a, the zoom lens 30 is connected to the connecting member 36 with a predetermined fit so that it returns to the initial initial position and the central axis of the zoom lens 30 coincides with the optical axis 28a of the objective lens system 28. Has been. Therefore, even with such a configuration, the positions of both ends on the wide-angle side and the enlargement side can be known from changes in the image through the monitor 24.
[0043]
10 to 12 show a third modification of the present embodiment. In this modification, the configuration of the actuator is different from that of the above embodiment.
[0044]
As shown in detail in FIG. 11, the actuator 33 </ b> A has a cylindrical moving body 82. The moving body 82 includes a laminated piezoelectric element 83. Specifically, the lens frame connecting portion 85 and the element base 86 are bonded to both ends of the SUS pipe 84 forming the moving body 82.
[0045]
The lens frame connection portion 85 is provided with a protrusion 85 b for preventing the piezoelectric element 83 from falling. As a result, even when an external impact is applied to the moving body 82, the end of the end 83a of the piezoelectric element 83 is restricted, so that the piezoelectric element 83 is not easily broken. A piezoelectric element 83 is bonded to the element base 86 with an adhesive 87. Between the SUS pipe 84 and the piezoelectric element 83, a silicon-based filler (elastic body) 88 as an impact buffer and an insulating resin tube 89 are disposed. The filler 88 is filled in the resin tube 89 without a gap. The filler 88 is mixed with ceramic spheres having a particle size of 5 to 500 μm (glass spheres having a particle size of 5 to 500 μm may be mixed). In this case, the mixing ratio of ceramic (glass) is 10 to 70% by weight of the filler (elastic body) 88. The resin tube 89 is made of a polyimide tube.
[0046]
The end of the lead wire 90 is attached to the external electrode of the piezoelectric element 83 with solder 91. The lead wire 90 is inserted into a hole 86 a penetrating the element base 86 and led out of the moving body 82. The hole 86 a is filled with an adhesive (silicon-based filler) 92. The base portion of the lead wire 90 extending from the moving body 82 is filled with a silicon-based filler 93, and the end portion of the lead wire 90 is reinforced so as not to break.
[0047]
The actuator 33A is slidably engaged with the inner surface of an inner pipe (guide pipe made of SUS) 95 disposed substantially concentrically inside the outer pipe (SUS pipe) 94. Specifically, the moving body 82 is movable along the longitudinal direction (axial direction) of the inner pipe 95, and the moving body 82 and the inner pipe 95 are in contact with the contact portion A over the entire length of the moving range (see FIG. 12). In contact. In addition, the contact part A in this case is linear.
[0048]
On the inner pipe 95, on the side where the zoom lens is disposed, a “<”-shaped friction plate 96 made of a leaf spring is detachably disposed. The friction plate 96 presses the moving body 82 against the inner pipe 95 to generate a frictional force between the inner pipe 95 and the moving body 82. Specifically, the notch 95a is formed in the inner pipe 95, and the two notches 94a and 94b are formed in the outer pipe 94. The notch 95a of the inner pipe 95 has a rear end 95b and an outer side. The friction plate 96 is sandwiched and fixed by the front end portion 94c of the notch portion 94a of the pipe 94 without looseness. That is, the moving body 82 is supported at the three points of the contact portion A with the inner pipe 95 and the contact portions B and C with the friction plate 82 over the entire length of the moving range (see FIG. 12).
[0049]
The friction plate 96 functioning as an urging member is made of a spring material such as phosphor bronze or SUS304. Further, the flanges 96 a and 96 a at both ends of the friction plate 96 are sandwiched between the inner pipe 95 and the outer pipe 94. In addition, in order to prevent the moving body 82 from being caught by the inner pipe 95, the outer surface of the lens frame connecting portion 85 as a tip portion of the moving body 82 is formed in a tapered shape.
[0050]
In such a configuration, when the actuator 33A is advanced and retracted with respect to the inner pipe 95, the coupling pin inserted into the coupling pin hole 85a of the lens frame connection portion 85 and attached (corresponding to the coupling arm 35 of the above embodiment). Is advanced and retracted, and the zoom lens attached to the coupling pin is advanced and retracted. Further, since the piezoelectric element is protected by the filler (elastic body) 88, the impact resistance is improved. Further, since the contact area between the moving body 82 and the inner pipe 95 does not change in any of the reciprocating directions of the moving body 82, the stability of the performance can be ensured. Further, since the moving body 82 is supported at the three points A, B, and C, a stable friction state can be obtained.
[0051]
13 to 19 show a fourth modification of the present embodiment. In this modified example, the configuration of the actuator is the same as that of the third modified example, but the endoscope side and the system side to which the actuator is applied are slightly different from the above embodiment.
[0052]
As shown in FIG. 13, a magnifying observation endoscope system 201 according to this modification includes a magnifying electronic endoscope 202, a video processor 203, a light source device 204, and a foot switch 205 for performing a magnifying operation. And an enlargement observation controller 210 that controls the enlargement, and a monitor (not shown) that displays the observation image.
[0053]
The magnifying electronic endoscope 202 includes an insertion portion 211, an operation portion 212, a connector portion 213, and a connection cord portion 214 that connects the operation portion 212 and the connector portion 213. The insertion portion 211 includes a distal end portion 215, a bending portion 216, and a flexible flexible tube portion 217. The distal end portion 215 incorporates an illumination window 218 that projects light from the light source device 204, an imaging unit that captures an observation image, and the like. As shown in FIG. 14, the imaging unit includes a solid-state imaging device unit (hereinafter referred to as a CCD unit) 120, an objective unit 121, and a zoom lens 123 to be described later of the objective unit 121. The actuator (unit) 33A is the same as that of the modification.
[0054]
The operation unit 212 is provided with a zoom switch 224 that operates the actuator unit 33A. The first connector 213a of the connector unit 213 is detachably connected to the socket 204a of the light source device 204. The second connector 213 b of the connector unit 213 is connected to the socket 203 a of the video processor 203 via a curl cord 226. The rear panel of the magnification observation controller 210 is provided with a connector / socket (not shown) to which a foot switch 205 for driving the actuator unit 33A can be detachably connected.
[0055]
The speed control signal generating means storing the speed information unique to the actuator 33A is incorporated in the endoscope 202, and the magnification observation controller 210 controls the appearance rate of the drive pulse output to the actuator 33A based on this information. It is the same as that of the said embodiment about the point which sets the drive speed at the time of the reciprocation of the actuator 33A substantially the same.
[0056]
As shown in detail in FIG. 15, the objective unit 121 includes a plurality of lenses 123... 136 136, 136 A, for forming an observation image on a solid-state imaging device (CCD) 135 (see FIGS. 14 and 19). 136B, a stop 199, and lens frames 138, 138A, 138B. In this case, the plurality of objective lenses 136 are held by the lens frame 138, and the zoom (magnification) lens 123 is held by the zoom lens frame 138A. The zoom lens frame 138A is slidably fitted in the lens frame 138B.
[0057]
The lens frame 138B that slidably holds the zoom lens frame 138A is provided with a slit 139, and a handle 140 extending from the zoom lens frame 138A extends through the slit 139. The handle 140 is formed with a coupling hole 140a that forms a coupling with the actuator unit 33A. 14 and 18, a coupling pin 335 is inserted and fixed in the coupling pin hole 85a of the lens frame connection portion 85 provided at the tip of the moving body 82 of the actuator unit 33A. When the coupling pin 335 is inserted and fixed in the coupling hole 140a of the handle 140, the actuator unit 33A is attached to the zoom lens frame 138A.
[0058]
In this modification, the zoom lens frame 138A has its rotation about the optical axis restricted by the engagement between the slit 139 and the handle 140, and therefore the lens frame 138B is in the optical axis direction of the objective unit 121. It can move (slide) only along. Further, the coupling pin hole 85a is formed so as to penetrate the lens frame connecting portion 85, and the inner pipe 95 prevents the coupling pin 335 from coming off from one side of the coupling pin hole 85a. Further, the coupling pin 335 may be fixed to the coupling pin hole 85a and the coupling hole 140a with an elastic adhesive. Further, the coupling pin 335 may be a pipe shape.
[0059]
As shown in FIG. 15, the distance between the lens surfaces of the lenses 136A and 136B is set wide. Therefore, the light rays that pass through these lenses 136A and 136B are substantially parallel to the optical axis. Therefore, a light shielding line 142a is provided on the inner surface of the spacer 142 arranged between the lenses 136A and 136B.
[0060]
The objective unit 121 is provided with a resolution adjusting ring 143. The ring 143 has a shape as shown in FIG. 16 and has a plurality of through holes 145. The ring 143 is arranged so that its central axis is located on the optical axis of the objective unit 121. Note that a ring 144 having a shape as shown in FIG. 17 may be used.
[0061]
As shown in FIG. 15, the zoom lens frame 138 </ b> A is provided with a protrusion 146 that is positioned in the slit 139 of the lens frame 138 </ b> B and that contacts the ring 143. Further, a plurality of through holes 147... Are provided in a portion of the zoom lens frame 138 </ b> A located around the zoom lens 123. Further, the aperture 199 adhered and fixed to the zoom lens frame 138A is also provided with through holes 148. In this case, the inner diameter of the through hole 147 of the zoom lens frame 138A is set to be equal to or larger than the inner diameter of the through hole 148 of the diaphragm 199. Further, the central axis of the through hole 147 is deviated from the central axis of the through hole 148. Specifically, the central axis of the through hole 147 is on the inner side (the optical axis side of the unit 121) than the central axis of the through hole 148. It is supposed to be located.
[0062]
As shown in detail in FIG. 19, the CCD unit 120 includes a CCD 135, a CCD frame 149 that holds the CCD 135, an IC substrate 150 that has a circuit that amplifies signals by driving the CCD 135, and transmission of signals from the CCD 135. A multi-core composite cable 151 for supplying power to the CCD 135, a plurality of electric cables 152 connecting the CCD 135, the IC board 150, and the multi-core composite cable 151, a CCD frame 149, the CCD 135, the IC board 150, and a multi A shield frame 153 that covers the tip of the core composite cable 151 is provided. The IC substrate 150 is bonded and fixed to the CCD frame 149. The CCD 135 and the IC substrate 150 are connected via electric cables 152. The shield frame 153 is fixed to the multi-core composite cable 151 by a thread 154 and connected and fixed to the CCD frame 149 and the IC substrate 150.
[0063]
In the present modification, the electric cable 152 is a single core, but a parallel multi-core cable (flat cable) may be used. Further, the shield frame 153 may not be tied with the thread 154. Further, the positional relationship between the center of the CCD 135 and the center of the multi-core composite cable 151 can be changed as appropriate depending on the relationship with other built-in components of the insertion portion 211 of the endoscope 202.
[0064]
Next, an assembly procedure of the CCD unit 120, the objective unit 121, and the actuator unit 33A constituting the imaging unit will be described. The fully assembled state is shown in FIG.
[0065]
First, in the state where the zoom lens frame 138A is abutted on the wide angle (WIDE) side, the fitting portion 133A (formed at the tip of the CCD frame 149) of the CCD unit 120 to which the adhesive is applied is placed on the CCD of the objective unit 121. The unit is fitted into a unit fitting hole 133 (formed at the proximal end of the lens frame 138 on the hand side that slidably holds the zoom lens frame 138A together with the lens frame 138B). At this time, the relative position between the CCD unit 120 and the objective unit 121 is determined while adjusting the depth of field and the resolution on the wide angle side. The relative position is determined by, for example, imaging the resolving power chart or the like in a state where a resolving power chart or the like (not shown) is placed at a position away from the objective unit 121 by a predetermined distance, and at a position where the predetermined chart can be resolved. Is performed by positioning. At this time, a relative angle around the optical axis between the objective unit 121 and the CCD unit 120 is set to a predetermined angle using a jig or the like.
[0066]
After the objective unit 121 and the CCD unit 120 are assembled in this way and the wide-field depth of field and the resolution are adjusted, the enlargement-side resolution and magnification are now adjusted. That is, first, with the zoom lens frame 138A positioned on the enlargement side, a rod is inserted into the hole 145 provided in the resolving power adjustment ring 143 (144), and the ring 143 (144) is rotated around the optical axis. Thereby, the ring 143 (144) pushes the projection 146 of the zoom lens frame 138A, and moves the zoom lens frame 138A to the wide angle side along the optical axis direction. Also in this case, like the adjustment on the wide angle side, the resolving power chart or the like is imaged in a state where the resolving power chart or the like is placed at a position away from the objective unit 121 by a predetermined distance, and The rotation of the ring 143 (144) is stopped at the magnification position, and the ring 143 (144) is fixed to the objective unit 121 with an adhesive at this position.
[0067]
When the assembly of the objective unit 121 and the CCD unit 120 is completed as described above, the actuator unit 33A is then attached to the objective unit 121. That is, first, the actuator unit 33A in a state where the friction plate 96 is not attached is inserted into the actuator unit insertion hole 134 formed on the objective unit 121 side. Then, with the inner pipe 95 and the moving body 82 being positioned closer to the hand side (right side in FIG. 14) than the notches 94a and 94b of the outer pipe 94, from the notch portion 94b side (Y direction in FIG. 10). A friction plate 96 is inserted into the outer pipe 94.
[0068]
With the friction plate 96 inserted into the outer pipe 94, this time, the movable body 82 and the inner pipe 95 are protruded from the tip of the outer pipe 94, and the friction plate 96 is based on the notch 95a of the inner pipe 95. The inner pipe 95 and the outer pipe 94 are bonded and fixed so that the end 95b and the front end 94c of the notch 95b of the outer pipe 94 are fixed without backlash.
[0069]
Next, the outer pipe 94 and the inner pipe 95 of the actuator unit 33A are rotated relative to the moving body 82 to expose the downward opening of the coupling pin hole 85a. Then, the coupling pin 33 is inserted into the coupling pin hole 85a, the coupling pin 335 is inserted into the coupling hole 140a of the handle 140, and the outer pipe 94 and the inner pipe 95 are rotated to the state shown in FIG. Thereby, the moving body 82 is attached to the zoom lens frame 138A. Then, the actuator unit insertion hole 134 and the outer pipe 94 are bonded and fixed.
[0070]
In this modification, the projection 146 and the ring 143 are provided for adjusting the resolving power and the focus. Instead, an adhesive hole 134a may be provided in the actuator unit insertion hole 134. That is, in a state where the coupling pin 335 is abutted against the distal end 94d of the outer pipe 94, the actuator unit 33A is moved back and forth in the axial direction with respect to the insertion hole 134 to adjust the resolving power and the focus. Then, an adhesive is poured into the hole 134a at the optimum position, and the objective unit 121 and the actuator 33A are bonded and fixed. Since the zoom lens frame 138A is moved to the distal end side of the insertion portion 211 of the endoscope 202, the wide angle side is set. Therefore, if the insertion portion 211 is shaken even if the actuator 33A fails and stops on the enlargement side, The zoom lens frame 138A can be returned to the wide angle side by centrifugal force.
[0071]
Further, when the power of the magnification observation controller 210 is turned off, the moving body 82 may move to the wide-angle side to turn off the power. Thereby, even if the magnification observation controller 210 breaks down until the next inspection, the zoom lens frame 138A has moved to the wide-angle side, so that normal endoscope inspection can be performed.
[0072]
In addition, according to the technical content demonstrated above, the various structures as shown below are obtained.
[0073]
1. In an endoscope system having a rapid deformation actuator provided in an insertion portion of an endoscope, and reciprocatingly moving an optical lens in the insertion portion by this actuator, and performing any one of zooming, focusing, and zooming,
Speed control signal generating means provided for each endoscope;
A detecting means provided in the control device for detecting the output of the control signal generating means;
A control means provided in the control device for controlling the reciprocating speed of the actuator substantially constant by the output of the detection means;
An endoscope system comprising:
[0074]
2. 2. The endoscope system according to claim 1, wherein the control means controls the speed of the reciprocating operation to be substantially constant by adjusting the appearance rate of the drive pulse of the actuator per basic period.
3. 2. The endoscope system according to claim 1, wherein the speed at the time of reciprocation can be set in a plurality of settings (Hi / Low).
4). The endoscope system according to item 1, wherein different modes can be set.
5. The endoscope system according to claim 4, wherein the different modes are a continuous movement mode and a step movement mode.
6). 6. The endoscope system according to item 5, wherein the reciprocating speed in the continuous movement mode is controlled to be substantially constant.
7). 6. The endoscope system according to item 5, wherein the reciprocating speed in the step movement mode is controlled to be substantially constant.
[0075]
8). The actuator is driven to move the optical lens from one end to the other, and at least one of focusing, zooming, and zooming is performed. When the optical lens is positioned between the one end and the other end, power is supplied to the actuator. The endoscope system according to item 1, wherein the spiral lead wire has a natural length.
9. An endoscope that drives a piezoelectric actuator provided in an insertion portion of an endoscope to move at least one optical lens of an observation optical system from one end to the other to perform at least one of focusing, zooming, and zooming In the apparatus, when the optical lens is positioned between the one end and the other end, the spiral lead wire for supplying power to the piezoelectric actuator has a natural length.
[0076]
10. An endoscope that drives a piezoelectric actuator provided in an insertion portion of an endoscope and moves at least one optical lens of an observation optical system from one end to the other end to perform at least one of focusing, zooming, and zooming In the system,
An endoscope system, wherein an axial center of an optical lens moves relative to an axial center of an observation optical system when the optical lens is positioned at one end or the other end.
[0077]
11. The axial center of the optical lens moves substantially perpendicular to the axial center of the observation optical system.
12 The axis center of the optical lens rotates relative to the axis center of the observation optical system.
Conventionally, as shown in FIG. 14 of JP-A-10-150783, there is one in which an elastic material is provided on the free end side of a piezoelectric element. Although this structure can withstand a certain amount of impact, when the distal end portion of the endoscope is dropped on the floor, the piezoelectric element is broken or cracked. The following 13th to 25th items have been made paying attention to such problems, and their purpose is to improve impact resistance.
[0078]
13. In an endoscope apparatus including a rapid deformation actuator having a movable body movable along the longitudinal direction of a guide,
The movable body includes a cylindrical member having lids at both ends, a piezoelectric element disposed inside the cylindrical member and fixed to one of the lids, and an elastic body filled in a space portion of the cylindrical member; An endoscopic device comprising:
14 14. The endoscope apparatus according to claim 13, wherein the lid is bonded and fixed to a cylindrical member.
15. 14. The endoscope apparatus according to item 13, wherein the cylindrical member and one lid are integrally formed.
16. The endoscope apparatus according to Item 13, wherein the elastic body is filled in the space of the cylindrical member without any gap.
17. 14. The endoscope apparatus according to item 13, wherein the elastic body is a silicon-based adhesive.
18. 14. The endoscope apparatus according to item 13, wherein the elastic body is a silicon-based filler.
[0079]
19. 14. The endoscope apparatus according to item 13, wherein ceramic balls having a particle diameter of 5 to 500 μm are mixed in the elastic body.
20. 14. The endoscope apparatus according to item 13, wherein glass balls having a particle diameter of 5 to 500 μm are mixed in the elastic body.
21. The endoscope apparatus according to Item 19 or 20, wherein a mixing ratio of the ceramic or glass is 10 to 70% by weight of the elastic body.
22. 14. The endoscope apparatus according to item 13, wherein the other lid of the movable body is provided with a protrusion for preventing the piezoelectric element from falling down.
23. 14. The endoscope apparatus according to item 13, wherein an insulating tube is provided around the piezoelectric element.
[0080]
24. The endoscope apparatus according to item 23, wherein the insulating tube is a polyimide tube.
25. 24. The endoscope apparatus according to item 23, wherein the insulating tube is filled with an elastic body without any gap.
Conventionally, as shown in JP-A-10-150783, a technique in which a moving body moves inside a pipe has been disclosed. Since the contact area of the guide is different between the case where the moving body moves in the direction protruding from the pipe and the case where it moves to the opposite side, there is a problem that the performance varies depending on the position of the moving body. The following 26th to 29th terms are made paying attention to such a problem, and are aimed at stabilizing the performance.
[0081]
26. In an endoscope apparatus including a rapid deformation actuator having a movable body movable along the longitudinal direction of a guide,
An endoscope apparatus, wherein the moving body is in contact with the guide over the entire length of the moving range.
27. Item 27. The endoscope apparatus according to Item 26, wherein a contact portion between the moving body and the guide is linear.
28. The endoscope apparatus according to Item 26, wherein the guide has a notch.
29. 29. The endoscope apparatus according to item 28, wherein the moving body is coupled to the objective lens unit at the notch.
[0082]
Conventionally, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-150783, the moving body is supported at two points, and the frictional state is likely to be unstable. The following 30th to 35th terms are made paying attention to such a problem, and are aimed at stabilizing the performance.
30. In an endoscope apparatus including a rapid deformation actuator having a moving body movable along a longitudinal direction of a guide pipe,
An endoscope apparatus characterized in that the moving body is supported at three points over the entire length of the moving range.
31. 31. The endoscope apparatus according to item 30, wherein the moving body is supported at three points by a guide pipe and a "<"-shaped friction member.
32. 32. The endoscope apparatus according to Item 31, wherein the friction member also serves as a biasing member that biases the moving body against the guide pipe.
[0083]
33. The endoscope apparatus according to Item 30, wherein the movable body has a cylindrical shape.
34. 32. The endoscope apparatus according to Item 31, wherein the friction member is provided detachably with respect to the guide pipe and is disposed on the optical axis side of the lens.
35. 31. The endoscope apparatus according to item 30, wherein the distal end portion of the moving body is tapered.
[0084]
Conventionally, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 10-150783, since the zoom lens frame and the moving body cannot be easily removed after being connected, the labor for exchanging the actuator has been very large. The 36th term to the 44th term have been made paying attention to such a problem, and are intended to make it possible to easily replace the actuator.
36. In an endoscope apparatus including a rapid deformation actuator having a moving body movable along a longitudinal direction of a guide pipe,
An endoscope apparatus, wherein an objective lens and an actuator are coupled by a coupling pin.
37. The endoscope apparatus according to Item 36, wherein the objective lens includes a variable power lens movable in the optical axis direction.
[0085]
38. 38. The endoscope apparatus according to Item 37, wherein the variable power lens is held by a variable power lens frame, and the variable power lens frame is provided with a handle that protrudes toward the actuator.
39. 37. The endoscope apparatus according to Item 36, wherein an insertion hole into which the coupling pin is inserted is formed at a distal end portion of the moving body of the actuator.
40. The endoscope apparatus according to Item 36, wherein the guide pipe serves as a stopper for the coupling pin.
41. The endoscope apparatus according to Item 38, wherein the coupling pin is fixed to the handle portion and the moving body by an elastic adhesive.
[0086]
42. The endoscope apparatus according to Item 36, wherein the coupling pin has a pipe shape.
43. The endoscope apparatus according to Item 36, wherein the rotation of the moving body is suppressed in a state where the objective lens unit and the actuator unit are coupled by the coupling pin.
44. The endoscope apparatus according to Item 36, wherein a coupling hole for a coupling pin is provided in at least one lid of the movable body.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the endoscope system of the present invention, the balance of the reciprocating speed of the piezoelectric actuator can be automatically adjusted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an endoscope system according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit configuration diagram of the endoscope system of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a piezoelectric element of an actuator incorporated in an endoscope.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an actuator.
5 is a cross-sectional view for explaining a driving state of the actuator of FIG. 4;
FIG. 6 is a waveform diagram of drive pulses for driving an actuator.
FIG. 7 is a front view of a front panel of the control device.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a first modification of the embodiment of FIG. 1;
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a second modification of the embodiment of FIG. 1;
10 is a perspective view showing a third modification of the embodiment of FIG. 1. FIG.
11 is a side sectional view of the actuator of FIG.
12 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an endoscope system according to a fourth modification of the embodiment of FIG. 1;
FIG. 14 is a side sectional view showing a state in which an objective unit, a CCD unit, and an actuator unit are assembled.
FIG. 15 is a side sectional view of the objective unit.
FIG. 16 is a perspective view of a resolution adjustment ring.
FIG. 17 is a perspective view of a modified example of the resolution adjustment ring of FIG.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a connection state between a moving body and a zoom lens frame.
FIG. 19 is a side sectional view of the CCD unit.
[Explanation of symbols]
1 ... Endoscope
14 ... Control device
30 ... Zoom lens
50. Speed control signal generating means (storage means)

Claims

An endoscope,
An actuator that is provided in the insertion portion of the endoscope and that has a drive portion that is reciprocated by rapid deformation of the piezoelectric element, and that moves the lens of the objective optical system of the endoscope by the reciprocation of the drive portion;
A storage unit provided in the endoscope, storing speed information when the drive unit reciprocates;
Based on the speed information from the storage means, the actuator is driven so that the speed when the drive unit moves in the forward direction and the speed when the drive unit moves in the backward direction are substantially the same. A control device to control;
An endoscope system comprising: