(57)【要約】【課題】駆動モジュールにより可能となる動作の自由度を向上させる。【解決手段】カプセル型内視鏡１０の外殻部１１の内部には、駆動モジュール３０が設けられている。駆動モジュール３０の固定部３１は、円板状の円板部３１ａと当該円板部３１ａにおける軸方向他方側の面から軸方向他方側へと突出する軸部３１ｂを備えている。軸部３１ｂにおける軸方向他方側の端面には、円板状の金属板３２が固定されている。金属板３２の軸方向他方側の面には、円板状の圧電素子３３が設けられている。圧電素子３３の軸方向他方側の面には、複数の電極板３４が取り付けられている。金属板３２には、質量体３５が固定されている。制御モジュール２０の制御部２２は、各電極板３４に印加する駆動電圧を個別に制御可能である。【選択図】図１
2018047018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の一方側の面に設けられ、前記金属板の面方向に伸縮する板状の圧電素子と、
前記圧電素子における前記金属板とは反対側の面に取り付けられた電極板と、
前記金属板に固定された質量体と、
前記金属板の他方側の面に設けられた軸部と、
前記電極板に印加する駆動電圧を制御する制御部とを備え、
前記電極板は、複数設けられており、
前記制御部は、複数の前記電極板に印加する駆動電圧を個別に制御可能である
ことを特徴とする駆動モジュール。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の電極板のうちのいずれかに交流駆動電圧を印加し、当該電極板とは異なる他の電極板に逆極性の交流駆動電圧を印加する動作モードを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動モジュール。
【請求項３】
前記電極板は、前記圧電素子の中心を中心とする周方向に３つ以上並設されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動モジュール。
【請求項４】
前記制御部は、前記周方向に並設された電極板に、並設順に位相の異なる交流駆動電圧を印加する動作モードを有する
ことを特徴とする請求項３に記載の駆動モジュール。
【請求項５】
前記制御部は、すべての電極板に同一の交流駆動電圧を印加する動作モードを有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の駆動モジュール。
【請求項６】
前記圧電素子として、第１金属板の一方側の面に設けられた第１圧電素子と、前記第１金属板と平行に配置された第２金属板の一方側の面に設けられた第２圧電素子とを備え、
前記電極板として、前記第１圧電素子に取り付けられた第１電極板と、前記第２圧電素子に取り付けられた第２電極板とを備え、
前記質量体として、前記第１金属板に固定された第１質量体と、前記第２金属板に固定された第２質量体とを備え、
前記第１金属板と前記第２金属板とは、前記軸部を介して連結されており、
前記第２質量体の重量は、前記第１質量体の重量の２分の１以下であり、
前記制御部は、角速度を「ω」、時間を「ｔ」、零を除く任意の係数を「Ａ」としたとき、前記第１電極板に「ＡＳｉｎ（ωｔ）」の駆動電圧を印加し、前記第２電極板に「±ＡＳｉｎ（２ωｔ）」の駆動電圧を印加する
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動モジュール。
【請求項７】
画像を撮像する撮像部が外殻部の内部に収容されたカプセル型内視鏡であって、
前記外殻部の内部に請求項１〜６のいずれか一項に記載の駆動モジュールが収容されており、前記駆動モジュールの前記軸部が前記外殻部の内面に固定されている
ことを特徴とするカプセル型内視鏡。
【請求項８】
前記外殻部は、円筒形状であり、
前記外殻部の外周面には、当該外殻部の中心軸を中心とする螺旋状に突部又は溝部が設けられている
ことを特徴とする請求項７に記載のカプセル型内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動モジュール、及びその駆動モジュールを備えたカプセル型内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の自走装置は、筒状の本体部を備え、その軸方向一方側に積層型圧電素子が取り付けられている。積層型圧電素子は、電圧が印加されることにより本体部の軸方向に伸縮可能になっている。この積層型圧電素子に鋸波状の駆動電圧を印加すると、積層型圧電素子が縮むときには比較的にゆっくりと縮む一方で、積層型圧電素子が伸びるときには急激に伸びる。この積層型圧電素子が急激に伸びるときの反作用で、自走装置の本体部が軸方向における積層型圧電素子が取り付けられているのとは反対側に移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−３１２３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の自走装置は、本体部の軸方向にしか移動できず、自走装置の進行方向に障害物等が存在する場合には、それを避けることは難しい。そのため、特許文献１の自走装置を駆動モジュールとして利用するにあたっては、駆動モジュールの進行方向を案内するためのガイドを設けるなどの対処が必要で、適用できる分野が限られる。したがって、この種の駆動モジュールをより広い分野で適用可能とするためには、当該駆動モジュールにより可能となる動作の自由度を向上させることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、金属板の一方側の面に設けられ、前記金属板の面方向に伸縮する板状の圧電素子と、前記圧電素子における前記金属板とは反対側の面に取り付けられた電極板と、前記金属板に固定された質量体と、前記金属板の他方側の面に設けられた軸部と、前記電極板に印加する駆動電圧を制御する制御部とを備え、前記電極板は、複数設けられており、前記制御部は、複数の前記電極板に印加する駆動電圧を個別に制御可能である。
【０００６】
上記構成によれば、各電極板に印加する駆動電圧を個別に制御することで、圧電素子が設けられている金属板を局所的に撓ませるなど、金属板の撓みの仕方にバリエーションを持たせることができる。そのため、金属板に固定されている質量体の変位の仕方にもバリエーションを持たせることができる。したがって、質量体が変位することの反作用で移動する物体に対して、特定の進行方向への移動だけでなく様々な動作をさせることが可能である。すなわち、駆動モジュールにより可能となる動作の自由度が向上する。
【０００７】
上記の発明において、前記制御部は、前記複数の電極板のうちのいずれかに交流駆動電圧を印加し、当該電極板とは異なる他の電極板に逆極性の交流駆動電圧を印加する動作モードを有してもよい。この構成によれば、駆動モジュールが適用される物体に、その中心軸を傾斜させるような首振り動作をさせることができる。
【０００８】
上記の発明において、前記電極板は、前記圧電素子の中心を中心とする周方向に３つ以上並設されていてもよい。この構成によれば、駆動モジュールが適用される物体に対し、圧電素子の面方向における様々な方向の動作をさせることが可能となる。
【０００９】
上記の発明において、前記制御部は、前記周方向に並設された電極板に、並設順に位相の異なる交流駆動電圧を印加する動作モードを有してもよい。この構成によれば、駆動モジュールが適用される物体に対し、圧電素子の中心軸線を中心として旋回する旋回動作をさせることが可能となる。
【００１０】
上記の発明において、前記制御部は、すべての電極板に同一の交流駆動電圧を印加する動作モードを有してもよい。この構成によれば、駆動モジュールが適用される物体に対し、圧電素子の中心軸線に沿って進む直進動作をさせることが可能となる。
【００１１】
上記の発明において、前記圧電素子として、第１金属板の一方側の面に設けられた第１圧電素子と、前記第１金属板と平行に配置された第２金属板の一方側の面に設けられた第２圧電素子とを備え、前記電極板として、前記第１圧電素子に取り付けられた第１電極板と、前記第２圧電素子に取り付けられた第２電極板とを備え、前記質量体として、前記第１金属板に固定された第１質量体と、前記第２金属板に固定された第２質量体とを備え、前記第１金属板と前記第２金属板とは、前記軸部を介して連結されており、前記第２質量体の重量は、前記第１質量体の重量の２分の１以下であり、前記制御部は、角速度を「ω」、時間を「ｔ」、零を除く任意の係数を「Ａ」としたとき、前記第１電極板に「ＡＳｉｎ（ωｔ）」の駆動電圧を印加し、前記第２電極板に「±Ａｓｉｎ（２ωｔ）」の駆動電圧を印加してもよい。
【００１２】
上記構成によれば、第１質量体及び第２質量体を合わせた質量体全体として見たとき、質量体全体の重心位置は鋸波状に変位する。したがって、鋸波状の電圧を生成するための回路構成を有していなくても、周期の異なる正弦波を第１電極板及び第２電極板に印加することにより、質量体全体の重心位置を、鋸波状の駆動電圧を印加したかのように変位させることができる。
【００１３】
また、本発明は、画像を撮像する撮像部が外殻部の内部に収容されたカプセル型内視鏡であって、前記外殻部の内部に上記いずれかの駆動モジュールが収容されており、前記駆動モジュールの前記軸部が前記外殻部の内面に固定されている。
【００１４】
カプセル型内視鏡の使用が想定される消化管は、曲がりくねった形状である上、当該消化管の内部において消化物等がカプセル型内視鏡の障害物となることもある。このような消化管内で使用されるカプセル型内視鏡の駆動源として、動作の自由度が高い上記各駆動モジュールを適用することは好適である。
【００１５】
上記の発明において、前記外殻部は、円筒形状であり、前記外殻部の外周面には、当該外殻部の中心軸を中心とする螺旋状に突部又は溝部が設けられていてもよい。この構成によれば、カプセル型内視鏡を軸方向に進行させるのに伴って、当該カプセル型内視鏡をその中心軸を中心として回転させることができる。また、カプセル型内視鏡をその中心軸を中心として回転させるのに伴って、当該カプセル型内視鏡を軸方向に進行させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、駆動モジュールが適用される物体の動作自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態のカプセル型内視鏡の断面図。
【図２】図１における２−２線断面図。
【図３】第１実施形態の駆動モジュールにおける直進動作モードの駆動電圧を示すグラフ。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、直進動作モードにおける駆動モジュールの動きを示す説明図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、第１実施形態の駆動モジュールにおける首振り動作モードの駆動電圧を示すグラフ。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、首振り動作モードにおける駆動モジュールの動きを示す説明図。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、第１実施形態の駆動モジュールにおける旋回動作モードの駆動電圧を示すグラフ。
【図８】第２実施形態のカプセル型内視鏡の断面図。
【図９】第２実施形態の質量体の慣性力を示すグラフ。
【図１０】変更例のカプセル型内視鏡の断面図。
【図１１】変更例のカプセル型内視鏡の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
図１に示すように、カプセル型内視鏡１０は、全体として円筒状の外殻部１１を備えている。外殻部１１は、その軸方向（図１において左右方向）の両端部が閉塞されていて、内部に空間が区画されている。外殻部１１は、透明な樹脂、例えばポリカーボネートにより構成されている。なお、以下の説明では、外殻部１１の軸方向を単に「軸方向」と呼称する。
【００１９】
図１に示すように、外殻部１１の内部には、当該外殻部１１の内部空間を軸方向に仕切る仕切板１２が設けられている。仕切板１２は、外径が外殻部１１の内径と略同一な円板状になっている。仕切板１２の外周面は、外殻部１１の内周面（内面）に固定されている。
【００２０】
図１に示すように、外殻部１１の内部空間のうち、仕切板１２よりも軸方向一方側（図１において左側）の空間には、制御モジュール２０が設けられている。制御モジュール２０は、外殻部１１の外部の画像を撮像する撮像部２１を備えている。撮像部２１は、いわゆるデジタルカメラであり、外殻部１１の外部に光を照射するフラッシュを内蔵している。制御モジュール２０は、撮像部２１を制御するための制御部２２を備えている。制御部２２は、撮像部２１による撮像タイミングを制御するとともに、撮像部２１が取得した画像を画像データに変換する。制御モジュール２０は、外殻部１１の外部と通信するための通信部２３を備えている。通信部２３は、制御部２２が変換した画像データを外部に送信する。また、通信部２３は、外部から送信されてくる信号を受信し、その受信信号を制御部２２に出力する。また、制御モジュール２０は、上記撮像部２１、制御部２２、及び通信部２３に対して電力を供給するバッテリ２４を備えている。バッテリ２４は、例えばボタン型の酸化銀電池である。なお、図面では、制御モジュール２０の各構成を簡略化してブロック図で図示している。
【００２１】
図１に示すように、外殻部１１の内部空間のうち、仕切板１２よりも軸方向他方側（図１において右側）の空間には、駆動モジュール３０が設けられている。駆動モジュール３０は、仕切板１２に固定される固定部３１を備えている。固定部３１は、円板状の円板部３１ａを備えている。円板部３１ａにおける軸方向一方側の面は、仕切板１２における軸方向他方側の面に固定されている。固定部３１は、円板部３１ａにおける軸方向他方側の面から軸方向他方側へと突出する軸部３１ｂを備えている。軸部３１ｂは、円柱状になっていて、その中心軸が外殻部１１の中心軸線上に位置している。
【００２２】
図１に示すように、軸部３１ｂにおける軸方向他方側の端面には、円板状の金属板３２が固定されている。金属板３２の中心は、軸部３１ｂの中心軸線上に位置している。金属板３２の外径は、軸部３１ｂの外径よりも大きくなっている。また、金属板３２の外径は、外殻部１１の内径よりも小さく、金属板３２の外縁と外殻部１１の内周面との間に相応の隙間が存在している。
【００２３】
図１に示すように、金属板３２の軸方向他方側の面には、円板状の圧電素子３３が設けられている。圧電素子３３の中心は、軸部３１ｂの中心軸線上に位置している。すなわち、面方向において圧電素子３３の中心と金属板３２の中心とが一致している。圧電素子３３の外径は、金属板３２の外径よりも小さくなっている。
【００２４】
図１に示すように、圧電素子３３の軸方向他方側の面には、４つの電極板３４が取り付けられている。図２に示すように、各電極板３４は、平面視すると中心角が９０度の扇型になっている。４つの電極板３４は、圧電素子３３の中心を中心とする周方向に並設されていて、４つの電極板３４全体で略円形状になっている。この実施形態では、電極板３４に正電圧を印加することにより、圧電素子３３におけるその電極板３４と接触している部分が面方向に伸長する。そして、電極板３４に負電圧を印加することにより、圧電素子３３におけるその電極板３４と接触している部分が面方向に収縮する。
【００２５】
図１に示すように、金属板３２には、全体として円柱状をなす金属製の質量体３５が固定されている。質量体３５の軸方向一方側には、断面円形状の凹部３５ａが設けられている。凹部３５ａの軸方向一方側の開口の内径は、圧電素子３３の外径よりも大きくなっている。質量体３５は、凹部３５ａの内側に、圧電素子３３及び電極板３４が位置するように、軸方向一方側（凹部３５ａ側）の端面が金属板３２の周縁に固定されている。
【００２６】
駆動モジュール３０における各電極板３４は、それぞれ図示しない配線により制御モジュール２０の制御部２２に電気的に接続されている。そして、制御モジュール２０の制御部２２は、４つの電極板３４に印加する駆動電圧をそれぞれ個別に制御する。すなわち、この実施形態では、制御モジュール２０の制御部２２が、駆動モジュール３０の制御部としての機能を兼ねている。なお、仕切板１２及び金属板３２には、図示しない孔が設けられている。そして、その孔に配線が通されることにより、制御モジュール２０の制御部２２と各電極板３４とが配線で接続されている。
【００２７】
上記のように構成された第１実施形態のカプセル型内視鏡１０の作用、特に駆動モジュール３０の駆動態様について説明する。
第１実施形態の制御モジュール２０における制御部２２は、駆動モジュール３０を、直進動作モード、首振り動作モード、及び旋回動作モードの３つの動作モードで制御可能である。カプセル型内視鏡１０の動作を制御するための外部装置から上記の３つの動作モードのうちのいずれかを指定する信号が送信されると、その信号はカプセル型内視鏡１０における制御モジュール２０の通信部２３で受信される。そして、制御モジュール２０の制御部２２は、外部装置によって指定されたいずれかの動作モードで駆動モジュール３０を駆動する。
【００２８】
先ず、直進動作モードについて説明する。
制御モジュール２０の制御部２２は、直進動作モードでは、４つの電極板３４の全てに同一の鋸波状の駆動電圧を印加する。具体的には、図３に示すように、制御部２２は、各電極板３４への電圧の印加を開始すると、徐々に駆動電圧を上昇させていく。このとき、図４（ａ）に示すように、圧電素子３３は金属板３２の面上において面方向に伸長しようとする一方で、金属板３２は伸長しない。そのため、金属板３２は、その周縁が軸方向一方側に位置するように撓む。その結果、金属板３２の周縁に固定されている質量体３５が軸方向一方側へと変位する。電極板３４に印加される電圧が鋸波状の駆動電圧の最大値＋Ｖ１になったときに、金属板３２における周縁が軸方向一方側に位置するような撓みが最大となり、質量体３５の軸方向一方側への変位量も最大となる。
【００２９】
質量体３５が軸方向一方側へと変位すると、その反作用で、固定部３１に対して軸方向他方側への力が作用する。そのため、固定部３１が固定されている仕切板１２及び外殻部１１にも軸方向他方側への力が作用する。しかし、上述したとおり、制御部２２は、電極板３４に対する駆動電圧を上昇させていく場合には、徐々に駆動電圧を上昇させていく。そのため、質量体３５の軸方向一方側への変位の反作用で外殻部１１に軸方向他方側へと力が作用しても、その力が、外殻部１１とその外殻部１１に接触する物体（例えば、消化管の消化壁）との間に生じる静止摩擦力を超える可能性は低い。したがって、電極板３４に対する駆動電圧を上昇させていくときに、カプセル型内視鏡１０が軸方向に移動することはほぼない。
【００３０】
図３に示すように、制御部２２は、駆動電圧が最大値＋Ｖ１に達した後、瞬間的に鋸波状の駆動電圧の最小値−Ｖ１にまで低下させる。このとき、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、圧電素子３３は金属板３２の面上において面方向に伸長した状態から収縮しようとする一方で、金属板３２は収縮しない。そのため、金属板３２は、その周縁が軸方向他方側に位置するように撓む。その結果、金属板３２の周縁に固定されている質量体３５が軸方向他方側へと変位する。
【００３１】
質量体３５が軸方向他方側へと変位すると、その反作用で、固定部３１に対して軸方向一方側への力が作用する。そのため、固定部３１が固定されている仕切板１２及び外殻部１１にも軸方向一方側への力が作用する。ここで、上述したとおり、制御部２２は、電極板３４に対する駆動電圧を低下させていく場合には、瞬間的に駆動電圧を低下させる。そのため、質量体３５の軸方向他方側への変位の反作用で外殻部１１に軸方向一方側へと力が作用すると、その力が、外殻部１１とその外殻部１１に接触する物体との間に生じる静止摩擦力を超える。したがって、電極板３４に対する駆動電圧を低下させた際に、カプセル型内視鏡１０が軸方向一方側へと僅かに進む。
【００３２】
以上のように、制御部２２が鋸波状の駆動電圧を印加して、駆動電圧が最大値＋Ｖ１から最小値−Ｖ１へと低下する度に、カプセル型内視鏡１０は軸方向一方側へと少しずつ進んでいく。なお、制御部２２が、図３に示す鋸波状の駆動電圧とは正負の電圧が反対の逆極性の駆動電圧を各電極板３４に印加することにより、カプセル型内視鏡１０を軸方向他方側へと進ませることもできる。
【００３３】
次に、首振り動作モードについて説明する。
制御モジュール２０の制御部２２は、首振り動作モードでは、隣接する２つの電極板３４に鋸波状の駆動電圧を印加し、それ以外の２つの電極板３４には逆極性の鋸波状の駆動電圧を印加する。なお、以下の首振り動作モードの説明では、４つの電極板３４のうちの２つの電極板３４が上側に位置しており、他の２つの電極板３４が下側に位置しているものとする。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、制御部２２は、上側の電極板３４への電圧の印加を開始すると、徐々に駆動電圧を上昇させていく。また、図５（ｂ）に示すように、制御部２２は、下側の電極板３４への電圧の印加を開始すると、徐々に駆動電圧を低下させていく。このとき、図６（ａ）に示すように、圧電素子３３の上側の部分は金属板３２の面上において面方向に伸長しようとする一方で、金属板３２は伸長しない。そのため、金属板３２の上側部分は、その周縁が軸方向一方側に位置するように撓む。また、圧電素子３３の下側の部分は金属板３２の面上において面方向に収縮しようとする一方で、金属板３２は収縮しない。そのため、金属板３２の下側部分は、その周縁が軸方向他方側に位置するように撓む。これらの結果、金属板３２の周縁に固定されている質量体３５が、軸方向他方側の端部が上側に位置するように傾斜する。換言すると、図６（ａ）において、質量体３５は、外殻部１１の中心軸に対して、反時計回りに傾斜するように変位する。図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、上側の２つの電極板３４に印加される電圧が鋸波状の駆動電圧の最大値＋Ｖ１になり、且つ下側の２つの電極板３４に印加される電圧が鋸波状の駆動電圧の最小値−Ｖ１になったときに、金属板３２の撓みが最大となり、質量体３５の傾斜量も最大となる。
【００３５】
質量体３５が、その軸方向他方側の端部が上側に位置するように傾斜すると、その反作用で、固定部３１に対して軸方向一方側の端部が上側に位置するような力が作用する。換言すると、図６（ａ）において、固定部３１には、外殻部１１の中心軸に対して、時計回りに傾斜するような力が作用する。そのため、固定部３１が固定されている仕切板１２及び外殻部１１にも軸方向一方側の端部が上側に位置するような力が作用する。しかし、上述したとおり、制御部２２は、上側の電極板３４及び下側の電極板３４に対する駆動電圧を変化させていく場合には、徐々に駆動電圧を変化させていく。そのため、外殻部１１に、軸方向一方側の端部が上側に位置するような力が作用しても、外殻部１１とその外殻部１１に接触する物体との間に生じる静止摩擦力を超える可能性は低い。したがって、上側の電極板３４及び下側の電極板３４に対する駆動電圧を徐々に変化させていくときに、カプセル型内視鏡１０が、軸方向一方側の端部が上側に位置するような首振り動作をすることはほぼない。
【００３６】
図５（ａ）に示すように、制御部２２は、上側の電極板３４に対する駆動電圧が最大値＋Ｖ１に達した後、瞬間的に鋸波状の駆動電圧の最小値−Ｖ１にまで低下させる。また、図５（ｂ）に示すように、下側の電極板３４に対する駆動電圧が最小値−Ｖ１に達した後、瞬間的に鋸波状の駆動電圧の最大値＋Ｖ１にまで上昇させる。このとき、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、圧電素子３３の上側の部分は金属板３２の面上において面方向に収縮しようとする一方で、金属板３２は伸長しない。そのため、金属板３２の上側部分は、その周縁が軸方向他方側に位置するように撓む。また、圧電素子３３の下側の部分は金属板３２の面上において面方向に伸長しようとする一方で、金属板３２は伸長しない。そのため、金属板３２の下側部分は、その周縁が軸方向一方に位置するように撓む。これらの結果、金属板３２の周縁に固定されている質量体３５が、軸方向他方側の端部が下側に位置するように傾斜する。換言すると、図６（ｂ）において、質量体３５は、外殻部１１の中心軸に対して、時計回りに傾斜するように変位する。
【００３７】
質量体３５が、軸方向他方側の端部が下側に位置するように傾斜すると、その反作用で、固定部３１に対して軸方向一方側の端部が下側に位置するような力が作用する。換言すると、図６（ｂ）において、固定部３１には、外殻部１１の中心軸に対して、反時計回りに傾斜するような力が作用する。ここで、上述したとおり、制御部２２は、上側の２つの電極板３４に対する駆動電圧を低下させていく場合には、瞬間的に駆動電圧を低下させる。また、制御部２２は、下側の２つの電極板３４に対する駆動電圧を低下させていく場合には、瞬間的に駆動電圧を上昇させる。そのため、外殻部１１に、軸方向一方側の端部が下側に位置するような力が作用すると、その力が、外殻部１１とその外殻部１１に接触する物体との間に生じる静止摩擦力を超える。したがって、各電極板３４に対する駆動電圧を瞬間的に変化させた際に、カプセル型内視鏡１０の軸方向一方側が下側へ向くように僅かに首振り運動をする。
【００３８】
以上のように、制御部２２が電極板３４に鋸波状の駆動電圧を印加して、駆動電圧が瞬間的に変化する度に、カプセル型内視鏡１０は軸方向一方側が下側を向くように首振り運動する。なお、制御部２２が、図５（ａ）及び（ｂ）に示す鋸波状の駆動電圧とは正負の電圧が反対の逆極性の駆動電圧を上側の２つの電極板３４、下側の２つの電極板３４に印加することにより、カプセル型内視鏡１０を軸方向一方側が上側を向くように首振り運動させることもできる。
【００３９】
次に、旋回動作モードについて説明する。
制御モジュール２０の制御部２２は、旋回動作モードでは、圧電素子３３の周方向に並設された４つの電極板３４に、並設順に位相の異なる鋸波状の駆動電圧を印加する。具体的には、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、駆動電圧を「０」から最大値＋Ｖ１に上昇させるまでをπ、さらに駆動電圧を最小値−Ｖ１まで低下させた後、再び「０」に上昇させるまでを２πとしたとき、制御部２２は、「２π／４」の位相差で、各電極板３４に駆動電圧を印加する。なお、以下の旋回動作モードの説明では、４つの電極板３４のうちの１つの電極板３４が上側に位置しているものとし、この上側の電極板３４に対して最初に駆動電圧を印加し始めるものとする。
【００４０】
図７（ａ）に示すように、制御部２２は、上側の電極板３４に対して駆動電圧の印加を開始する際、徐々に駆動電圧を上昇させていく。そして、制御部２２は、上側の電極板３４に印加する駆動電圧が最大値＋Ｖ１に達すると、瞬間的に駆動電圧を最小値−Ｖ１にまで低下させる。このとき、上述した首振り動作モードと同様に、質量体３５が、その他方側の端部が下側に位置するように傾斜する。
【００４１】
図７（ｂ）に示すように、制御部２２は、上側の電極板３４に対して周方向一方側に隣接する他の電極板３４に対して、「２π／４」の位相差で同様の駆動電圧を印加する。また、図７（ｃ）及び（ｄ）に示すように、その他の電極板３４に対しても周方向の並設順に、前の電極板３４に対して「２π／４」の位相差で同様の駆動電圧を印加する。すると、カプセル型内視鏡１０の軸方向他方側から見た場合に、質量体３５の軸方向他方側の端部が、下側、横側、上側、横側、と順番に傾斜する。これらの質量体３５の傾斜運動が連続して行われる結果、駆動電圧を印加する前のカプセル型内視鏡１０の中心軸を中心とする円状の軌跡を描くように、質量体３５の軸方向他方側が変位する。このように質量体３５の軸方向他方側の端部が円状の軌跡を描くように変位すると、固定部３１の軸部３１ｂに対して、周方向にねじるような力が作用する。そして、その軸部３１ｂのねじれを解消しようと、仕切板１２及び外殻部１１が、その中心軸を中心として旋回する。すなわち、カプセル型内視鏡１０が、その中心軸を中心として旋回する。なお、制御部２２が駆動電圧を印加する電極板３４の順番を反対にすることにより、カプセル型内視鏡１０の旋回方向を反対にすることができる。
【００４２】
上記第１実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
・駆動モジュール３０において、電極板３４が圧電素子３３の周方向に４つ設けられていることにより、金属板３２を局所的に撓ませるなど、金属板３２の撓みの仕方にバリエーションを持たせることができる。そのため、金属板３２に固定されている質量体３５の変位の仕方にもバリエーションを持たせることができる。したがって、質量体３５が変位することの反作用で移動するカプセル型内視鏡１０に対して、特定の進行方向への移動だけでなく様々な動作をさせることが可能である。すなわち、駆動モジュール３０により可能となる動作の自由度が向上している。
【００４３】
・具体的には、上記第１実施形態では、駆動モジュール３０は、動作モードとして、カプセル型内視鏡１０を軸方向に進行させる直進動作モードだけでなく、カプセル型内視鏡１０をその中心軸が傾斜するように首振り動作させる首振り動作モードで動作することも可能である。そのため、例えば、曲がりくねった消化管の内部においてその消化管の曲がりに応じてカプセル型内視鏡１０に首振り動作をさせて、進行方向を変更するといったことも可能である。また、消化管の内部において消化物が障害物としてカプセル型内視鏡１０の進行方向に存在していても、カプセル型内視鏡１０に首振り動作をさせて、その消化物を避けるように進行方向を変更するといったことも可能である。
【００４４】
・さらに、駆動モジュール３０は、カプセル型内視鏡１０をその中心軸を中心として旋回する旋回動作モードで動作することも可能である。そのため、例えば、消化管内部において撮像部２１の死角になっている部分を、カプセル型内視鏡１０を旋回させることにより撮像部２１の撮像範囲に収めるといったことが可能となる。
【００４５】
・このように、第１実施形態の駆動モジュール３０は、異なる３つの動作モードで動作可能である。そのため、消化管内を確実に自走でき、且つ消化管の内部をくまなく撮影することが求められるカプセル型内視鏡の駆動源として、上記の駆動モジュール３０を好適に適用できる。
【００４６】
（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態を図８及び図９に基づいて説明する。なお、以下の第２実施形態の説明において、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
【００４７】
図８に示すように、外殻部１１の内部空間のうち、仕切板１２よりも軸方向他方側の空間には、駆動モジュール４０が設けられている。駆動モジュール４０は、外殻部１１の内周面（内面）に固定される固定部４１を備えている。固定部４１は、円板状の円板部４１ａを備えている。円板部４１ａの外径は、外殻部１１の内径と略同一になっていて、円板部４１ａの外周面が外殻部１１の内周面に固定されている。固定部４１は、円板部３１ａにおける軸方向他方側の面から軸方向他方側へと突出する第１軸部４１ｂと、円板部４１ａにおける軸方向一方側の面から軸方向一方側へと突出する第２軸部４１ｃとを備えている。これら第１軸部４１ｂ及び第２軸部４１ｃは、円柱状になっていて、その中心軸が外殻部１１の中心軸線上に位置している。
【００４８】
図８に示すように、第１軸部４１ｂにおける軸方向他方側の端面には、円板状の第１金属板４２が固定されている。第１金属板４２の中心は、第１軸部４１ｂの中心軸線上に位置している。第１金属板４２の外径は、第１軸部４１ｂの外径よりも大きくなっている。また、第１金属板４２の外径は、外殻部１１の内径よりも小さく、第１金属板４２の外縁と外殻部１１の内周面との間に相応の隙間が存在している。
【００４９】
図８に示すように、第１金属板４２の軸方向他方側の面には、円板状の第１圧電素子４３が設けられている。第１圧電素子４３の中心は、第１軸部４１ｂの中心軸線上に位置している。すなわち、面方向において第１圧電素子４３の中心と第１金属板４２の中心とが一致している。第１圧電素子４３の外径は、第１金属板４２の外径よりも小さくなっている。
【００５０】
図８に示すように、第１圧電素子４３の軸方向他方側の面には、４つの第１電極板４４が取り付けられている（図８においては２つのみ図示）。各第１電極板４４は、平面視すると中心角が９０度の扇型になっている。４つの第１電極板４４は、第１圧電素子４３の中心を中心とする周方向に並設されていて、４つの第１電極板４４全体で略円形状になっている。この実施形態では、第１電極板４４に正電圧を印加することにより、第１圧電素子４３におけるその第１電極板４４と接触している部分が面方向に伸長する。そして、第１電極板４４に負電圧を印加することにより第１圧電素子４３におけるその第１電極板４４と接触している部分が面方向に収縮する。
【００５１】
図８に示すように、第１金属板４２には、全体として円柱状をなす金属製の第１質量体４５が固定されている。第１質量体４５の軸方向一方側には、断面円形状の凹部４５ａが設けられている。凹部４５ａの軸方向一方側の開口の内径は、第１圧電素子４３の外径よりも大きくなっている。第１質量体４５は、凹部４５ａの内側に、第１圧電素子４３及び第１電極板４４が位置するように、軸方向一方側（凹部４５ａ側）の端面が第１金属板４２の周縁に固定されている。なお、第１質量体４５及び第１金属板４２は、一体的に第１振動体として振動する。そして、この第１振動体の共振周波数が所定の共振周波数となるように、第１質量体４５の重量や第１金属板４２の寸法及び剛性等が設定されている。
【００５２】
図８に示すように、第２軸部４１ｃにおける軸方向一方側の端面には、円板状の第２金属板４６が固定されている。第２金属板４６の中心は、第２軸部４１ｃの中心軸線上に位置している。第２金属板４６の外径は、第２軸部４１ｃの外径よりも大きくなっている。また、第２金属板４６の外径は、第１金属板４２の外径よりも小さくなっている。したがって、第２金属板４６の外縁と外殻部１１の内周面との間には、相応の隙間が存在している。なお、第２金属板４６は、固定部４１（第１軸部４１ｂ及び第２軸部４１ｃ）を介して第１金属板４２に連結されている。
【００５３】
図８に示すように、第２金属板４６の軸方向一方側の面には、円板状の第２圧電素子４７が設けられている。第２圧電素子４７の中心は、第２軸部４１ｃの中心軸線上に位置している。すなわち、面方向において第２圧電素子４７の中心と第２金属板４６の中心とが一致している。第２圧電素子４７の外径は、第２金属板４６の外径よりも小さくなっている。
【００５４】
図８に示すように、第２圧電素子４７の軸方向一方側の面には、４つの第２電極板４８が取り付けられている（図８においては２つのみ図示）。各第２電極板４８は、平面視すると中心角が９０度の扇型になっている。４つの第２電極板４８は、第２圧電素子４７の中心を中心とする周方向に並設されていて、４つの第２電極板４８全体で略円形状になっている。また、各第２電極板４８は、周方向において第１電極板４４と同一の位置に配置されている。この実施形態では、第２電極板４８に正電圧を印加することにより、第２圧電素子４７におけるその第２電極板４８と接触している部分が面方向に伸長する。そして、第２電極板４８に負電圧を印加することにより第２圧電素子４７におけるその第２電極板４８と接触している部分が面方向に収縮する。
【００５５】
図８に示すように、第２金属板４６には、全体として円柱状をなす金属製の第２質量体４９が固定されている。第２質量体４９の軸方向他方側には、断面円形状の凹部４９ａが設けられている。凹部４９ａの軸方向他方側の開口の内径は、第２圧電素子４７の外径よりも大きくなっている。第２質量体４９は、凹部４９ａの内側に、第２圧電素子４７及び第２電極板４８が位置するように、軸方向他方側（凹部４９ａ側）の端面が第２金属板４６の周縁に固定されている。第２質量体４９の軸方向の長さ及び外径は、第１質量体４５の軸方向の長さ及び外径よりも小さくなっている。この実施形態では、第２質量体４９は、第１質量体４５の重量の２分の１になっている。なお、第２質量体４９及び第２金属板４６は、一体的に第２振動体として振動する。そして、この第２振動体の共振周波数が、第１振動体（第１質量体４５及び第１金属板４２）の共振周波数の２倍の共振周波数となるように、第２質量体４９の重量や第２金属板４６の寸法及び剛性等が設定されている。
【００５６】
駆動モジュール４０における各第１電極板４４及び各第２電極板４８は、それぞれ図示しない配線により制御モジュール２０の制御部２２に電気的に接続されている。そして、制御モジュール２０の制御部２２は、４つの第１電極板４４及び４つの第２電極板４８に印加する駆動電圧をそれぞれ個別に制御する。すなわち、この実施形態では、制御モジュール２０の制御部２２が、駆動モジュール４０の制御部としての機能を兼ねている。なお、仕切板１２、固定部４１の円板部４１ａ、第１金属板４２及び第２金属板４６には、図示しない孔が設けられている。そして、その孔に配線が通されることにより、制御モジュール２０の制御部２２と第１電極板４４及び第２電極板４８とが配線で接続されている。
【００５７】
上記のように構成された第２実施形態のカプセル型内視鏡１０の作用、特に駆動モジュール４０の駆動態様について説明する。
第２実施形態の制御モジュール２０における制御部２２は、駆動モジュール４０を駆動する際、第１電極板４４に「ＡＳｉｎ（ωｔ）」の駆動電圧を印加する（ただし、「Ａ」は零を除く任意の係数、「ω」は角速度、「ｔ」は時間。）。また、角速度ωは、第１金属板４２及び第１質量体４５で構成される第１振動体の共振周波数に応じて定められている。すなわち、制御部２２は、第１質量体４５の共振周波数の周期と同じ周期の正弦波状となるように、第１電極板４４に駆動電圧を印加する。また、制御部２２は、第２電極板４８に「Ａｓｉｎ（２ωｔ）」の駆動電圧を印加する。なお、第２金属板４６及び第２質量体４９で構成される第２振動体の共振周波数は、第１振動体の共振周波数の２倍である。したがって、制御部２２は、第２振動体の共振周波数の周期と同じ周期であって第１質量体４５に印加する正弦波と同じ振幅の正弦波となるように、第２電極板４８に駆動電圧を印加する。
【００５８】
上記のように、制御部２２が第１電極板４４に正弦波の駆動電圧を印加し始めると、第１金属板４２は、その周縁が軸方向一方側に位置するように撓む。その結果、第１質量体４５が軸方向一方側へと変位する。その後、制御部２２が駆動電圧を正弦波状に上下させるのに伴って、第１質量体４５は、軸方向一方側から軸方向他方側への変位に転じ、その後、変位量が零になるという一連の変位の周期を、所定の周期で繰り返す。
【００５９】
また、制御部２２が第２電極板４８に正弦波の駆動電圧を印加し始めると、第２金属板４６は、その周縁が軸方向他方側に位置するように撓む。その結果、第２質量体４９が軸方向他方側へと変位する。その後、制御部２２が駆動電圧を正弦波状に上下させるのに伴って、第２質量体４９は、軸方向他方側から軸方向一方側への変位に転じ、その後、変位量が零になるという一連の変位の周期を、第１質量体４５の変位の周期の２分の１の周期（周波数は２倍）で繰り返す。
【００６０】
ここで、第１電極板４４に印加される正弦波と第２電極板４８に印加される正弦波とは振幅が同じであることから、第１電極板４４における変位幅と第２電極板４８における変位幅とは略同じである。その一方で、第２質量体４９の重量は、第１質量体４５の重量の２分の１である。したがって、図９において慣性力Ａの曲線で示すように、第１質量体４５が変位することによって生じる慣性力の振幅は、図９において慣性力Ｂの曲線で示すように、第２質量体４９が変位することによって生じる慣性力の振幅のおよそ２倍である。
【００６１】
第２実施形態の駆動モジュール４０においては、第１質量体４５及び第２質量体４９のいずれもが固定部４１に固定されている。したがって、第１質量体４５及び第２質量体４９全体として見た場合の慣性力は、第１質量体４５の変位と第２質量体４９の変位とを足し合わせた合成慣性力となる。そして、図９において合成慣性力Ｃの曲線で示すように、この合成慣性力Ｃは、軸方向一方側のピークＰ１から軸方向他方側のピークＰ２にまで至る時間Ｔ１よりも、軸方向他方側のピークＰ２から軸方向一方側のピークＰ１にまで至る時間Ｔ２の方が長い鋸波状である。したがって、この第２実施形態では、第１質量体４５及び第２質量体４９全体の重心位置が鋸波状に変位する。
【００６２】
第２実施形態の駆動モジュール４０を直進動作モードで駆動させる場合には、制御モジュール２０の制御部２２は、４つの第１電極板４４のすべてに「ＡＳｉｎ（ωｔ）」の駆動電圧を印加しつつ、４つの第２電極板４８のすべてに「ＡＳｉｎ（２ωｔ）」の駆動電圧を印加する。駆動モジュール４０を首振り動作モードで駆動させる場合には、４つの第１電極板４４のうちの隣り合う２つの第１電極板４４に「ＡＳｉｎ（ωｔ）」の駆動電圧を印加し、他の２つの第１電極板４４に「−ＡＳｉｎ（ωｔ）」の駆動電圧を印加する。その一方で、４つの第２電極板４８のうちの隣り合う２つの第２電極板４８に「ＡＳｉｎ（２ωｔ）」の駆動電圧を印加し、他の２つの第２電極板４８に「−ＡＳｉｎ（２ωｔ）」の駆動電圧を印加する。
【００６３】
駆動モジュール４０を旋回動作モードで駆動させる場合には、４つの第１電極板４４に、周方向の並列順に、「ＡＳｉｎ（ωｔ）」、「ＡＳｉｎ（ωｔ＋（π／２））」、「ＡＳｉｎ（ωｔ＋π）」、「ＡＳｉｎ（ωｔ＋（３π／２）」の駆動電圧を印加する。その一方で、４つの第２電極板４８に、周方向の並列順に、「ＡＳｉｎ（２ωｔ）」、「ＡＳｉｎ（２（ωｔ＋（π／２）））」、「ＡＳｉｎ（２（ωｔ＋π））」、「ＡＳｉｎ（２（ωｔ＋（３π／２）））」の駆動電圧を印加する。なお、これら直進動作モード、首振り動作モード及び旋回動作モードにおけるカプセル型内視鏡１０の挙動は、上述した第１実施形態と同様であるため、詳しい説明は省略する。
【００６４】
上記第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、以下のような効果を奏することができる。
・第２実施形態では、正弦波状の駆動電圧を第１電極板４４や第２電極板４８に印加することにより、第１質量体４５及び第２質量体４９全体の重心位置を、鋸波状の駆動電圧を印加したかのように変位させることができる。一般に、例えば図３で示すような鋸波状の駆動電圧を生成するよりは、正弦波状の駆動電圧を生成する方が単純な回路構成で済む。したがって、そのため、比較的に単純な回路構成で、第１質量体４５及び第２質量体４９全体の重心位置を鋸波状に変位させることができる。
【００６５】
・また、第２実施形態では、第１電極板４４や第２電極板４８に印加する正弦波の振幅を同じにしている。そのため、２つの正弦波状の駆動電圧を生成するにあたって、個別に電圧コンバータを用意する必要がなく、回路構成の簡易化に寄与できる。
【００６６】
・さらに、第２実施形態では、第１電極板４４に印加する正弦波状の駆動電圧の周波数を、第１金属板４２及び第１質量体で構成される第１振動体の共振周波数の周期に一致させている。そのため、効率的に第１振動体を振動させることが可能で、エネルギー損失を低下させることができる。この点、第２電極板４８に印加する正弦波状の駆動電圧の周波数についても同様で、効率的に第２振動体を振動させることができる。
【００６７】
上記の各実施形態は、次のように変更できる。
・上記第１実施形態では、制御モジュール２０の制御部２２を駆動モジュール３０の制御部としても機能させたが、駆動モジュール３０の制御部を、制御モジュール２０の制御部２２とは別に設けてもよい。
【００６８】
・第１実施形態の駆動モジュール３０において、電極板３４の数は複数であれば４つに限らない。例えば、電極板３４が２つであっても、直進動作モード及び首振り動作モードで動作可能である。また、電極板３４が３つ以上であって、且つその３つ以上の電極板３４が圧電素子３３の中心を中心とする周方向に並設されているならば、旋回動作モードで動作可能である。この点、第２実施形態の駆動モジュール４０における第１電極板４４及び第２電極板４８についても同様である。
【００６９】
・第１実施形態の駆動モジュール３０において、電極板３４の平面視形状は必ずしも扇型でなくてもよい。例えば、多角形状であってもよいし円形であってもよい。ただし、圧電素子３３の軸方向他方側の面のうち電極板３４によって覆われる部分の面積が大きい方が、効率的に圧電素子３３及び金属板３２を撓ませることができる。この点、第２実施形態の駆動モジュール４０における第１電極板４４及び第２電極板４８についても同様である。
【００７０】
・第１実施形態において、圧電素子３３に代えて、２枚の圧電素子を積層したものを採用してもよい。この場合、２枚の圧電素子に対して逆極性の駆動電圧を印加するようにすれば、撓みの量を大きくすることができる。
【００７１】
・第１実施形態の駆動モジュール３０において、金属板３２に軸部３１ｂが固定されているのであれば固定部３１の形状を適宜変更してもよい。例えば、固定部３１の円板部３１ａを省略して、軸部３１ｂを直接的に仕切板１２に固定してもよい。この場合、固定部３１は軸部３１ｂのみで構成されることになる。また、例えば、円板部３１ａの外径を外殻部１１の内径と略同一にし、円板部３１ａの外周面を外殻部１１の内周面に固定してもよい。この場合、円板部３１ａは、外殻部１１の内部空間を軸方向に仕切ることができるので、仕切板１２を省略してもよい。
【００７２】
・第１実施形態において、質量体３５の形状は適宜変更できる。例えば、円環状の質量体３５を金属板３２の外周縁に沿うように固定してもよい。また、質量体３５の材質も金属製に限らない。駆動モジュール３０によって動作させようとする物体（外殻部１１、仕切板１２、及び制御モジュール２０）の重量に比して相応の重量を有しているならば、金属製に限らず樹脂製であってもよい。この点、第２実施形態の駆動モジュール４０における第１質量体４５及び第２質量体４９についても同様である。
【００７３】
・第２実施形態において、第１質量体４５及び第１金属板４２で構成される第１振動体の共振周波数と、第２質量体４９及び第２金属板４６で構成される第２振動体の共振周波数との比は、１：２でなくてもよい。なお、第１振動体の共振周波数と第２振動体の共振周波数との比を１：２でなくした場合、第１振動体及び第２振動体の両方を共振周波数で振動させる（変位させる）ことはできなくなる。とはいえ、例えばバッテリ２４の容量に余裕がある等の場合には、第１振動体及び第２振動体の少なくとも一方を共振周波数で振動させることができなくても、弊害は小さい。
【００７４】
・第２実施形態において、第２質量体４９の重量を第１質量体４５の重量の２分の１より大きくしてもよい。例えば、第２質量体４９の重量を第１質量体４５の重量と同じにしてもよい。ただし、第１質量体４５及び第２質量体４９全体の重心の変位に伴う慣性力を、図９において合成慣性力Ｃの曲線で示すような鋸波状にするためには、第２質量体４９が変位することによる慣性力を第１質量体４５が変位することによる慣性力の２分の１以下にする必要がある。そのため、仮に第２質量体４９の重量を第１質量体４５の重量と同じにするのであれば、例えば電圧コンバータを設けるなどして、第２電極板４８に印加する正弦波状の駆動電圧の振幅を、第１電極板４４に印加する正弦波状の駆動電圧の振幅の２分の１以下にする必要がある。
【００７５】
・第１実施形態において、各電極板３４に印加する鋸波状の駆動電圧は、図３、図５、及び図７に例示したものに限らない。駆動電圧が最小値−Ｖ１から最大値＋Ｖ１に上昇するまでの時間と駆動電圧が最大値＋Ｖ１から最小値−Ｖ１に低下するまでの時間とが等しくないのであれば、電極板３４に印加する鋸波状の駆動電圧として採用し得る。例えば、図３、図５、及び図７に示すように、駆動電圧が最大値＋Ｖ１から最小値−Ｖ１に瞬間的に低下するのではなく、ある程度の時間をかけて低下してもよい。また、駆動電圧が上昇又は低下する際、直線的に電圧が変化するのではなく曲線的に変化してもよい。
【００７６】
・第１実施形態において、各電極板３４に印加する駆動電圧は、鋸波状の駆動電圧に限らない。例えば、正弦波状の駆動電圧など交流駆動電圧であれば、各電極板３４に印加する駆動電圧として採用し得る。
【００７７】
・第１実施形態において、駆動モジュール３０を直進動作モードで動作させる際、４つすべての電極板３４に駆動電圧を印加しなくてもよい。例えば、４つの電極板３４のうちの１つの電極板３４と、その電極板３４に対して周方向１８０°反対側に位置する電極板３４に駆動電圧を印加してもよい。この点、第２実施形態の第１電極板４４及び第２電極板４８についても同様である。
【００７８】
・第１実施形態において、駆動モジュール３０を首振り動作モードで動作させる際、１つの電極板３４に鋸波状の駆動電圧を印加し、他の３つの電極板３４のうちの１つに逆極性の鋸波状の駆動電圧を印加してもよい。なお、この変更例の場合、４つの電極板３４のうちの２つには駆動電圧が印加されないことになる。この点、第２実施形態の第１電極板４４及び第２電極板４８についても同様である。
【００７９】
・第１実施形態において、駆動モジュール３０を旋回動作モードで動作させる際、４つの電極板３４に印加される駆動電圧の位相が２π／４ずつずれていなくてもよい。これら駆動電圧の位相のずれが均等でなくても、全体として位相がずれているならば、駆動モジュール３０は旋回動作モードで動作し得る。第２実施形態の第１電極板４４及び第２電極板４８についても同様である。また、駆動モジュール３０を旋回動作モードで動作させる際、４つの電極板３４に、並設順に位相の異なる正弦波状の駆動電圧を印加してもよい。
【００８０】
・第２実施形態において、駆動モジュール４０を直進動作モードで動作させる際、第１電極板４４に「ＡＳｉｎ（ωｔ）」の駆動電圧を印加しつつ、第２電極板４８に「ＡＳｉｎ（２ωｔ）」の駆動電圧を印加したが、第２電極板４８に「−ＡＳｉｎ（２ωｔ）」の駆動電圧を印加してもよい。この場合でも、第１質量体４５及び第２質量体４９全体の重心は、鋸波状に変位する。
【００８１】
・第１実施形態及び第２実施形態において、直進動作モード、首振り動作モード、及び旋回動作モード以外に他の動作モードがあってもよい。また、必要に応じて、直進動作モード、首振り動作モード及び旋回動作モードのうちのいずれか１つを省略してもよい。
【００８２】
・複数の圧電素子及び金属板を採用することで、質量体の変位量を増加させることもできる。例えば、図１０に示す変更例において駆動モジュール５０は、仕切板１２の軸方向他方側の面に、円筒状の固定筒部５１の軸方向一方側の端面が固定されている。固定筒部５１の軸方向他方側の端面には、第１金属板５２が取り付けられている。第１金属板５２は、円板状になっていて、その外径が固定筒部５１の外径と略同一になっている。第１金属板５２の軸方向一方側の面には、円板状の第１圧電素子５３が設けられている。第１圧電素子５３の中心は、第１金属板５２の中心軸線上に位置している。第１圧電素子５３の外径は、固定筒部５１の内径よりも小さくなっていて、当該第１圧電素子５３が固定筒部５１の内部に収容されたようになっている。第１圧電素子５３の軸方向一方側の面には、４つの第１電極板５４が取り付けられている。第１金属板５２の軸方向他方側の面には、軸方向他方側へ向かって延びる軸部５５が設けられている。軸部５５の軸方向他方側の端面には、円板状の第２金属板５６が設けられている。第２金属板５６の外径は、外殻部１１の内径よりも小さく、第２金属板５６の外縁と外殻部１１の内周面との間に相応の隙間が存在している。第２金属板５６の軸方向他方側の面には、第２圧電素子５７が設けられ、この第２圧電素子５７の軸方向他方側の面には４つの第２電極板５８が取り付けられている。また、第２金属板５６には、質量体５９が固定されている。なお、第２金属板５６、第２圧電素子５７、第２電極板５８、及び質量体５９の構成は、第１実施形態における金属板３２、圧電素子３３、電極板３４、及び質量体３５の構成と同様である。
【００８３】
上記のような構成の駆動モジュール５０において、第１電極板５４に負電圧を印加すると、第１金属板５２の中央が軸方向他方側に位置するように第１金属板５２が撓む。その結果、軸部５５、これに固定されている第２金属板５６及び質量体５９が軸方向他方側へと変位する。同時に、第２電極板５８に正電圧を印加すると、第２金属板５６の周縁が軸方向他方側に位置するように第２金属板５６が撓む。その結果、第２金属板５６の周縁に固定されている質量体５９が軸方向他方側へと変位する。以上のとおり、この変更例では、第１電極板５４及び第２電極板５８に互いに逆極性の電圧を印加することにより、両者の撓みを加算した分だけ質量体５９を変位させることができる。そのため、圧電素子を単独で使用するよりも質量体５９を多く変位させることができる。
【００８４】
・図１０に示す変更例において、第２電極板５８に「ＡＳｉｎ（ωｔ）」の駆動電圧を印加し、第１電極板５４に「ＢＳｉｎ（ωｔ）」を印加するようにしてもよい。このとき、係数「Ｂ」を係数「Ａ」の２分の１以下にしたり、係数「Ｂ」を係数「Ａ」の２倍以上にしたりすることで、上記第２実施形態と同様に、質量体５９を鋸波状に変位させることもできる。
【００８５】
・カプセル型内視鏡１０の外殻部１１の形状は、円筒形状でなくてもよい。例えば、四角筒状やその他の多角形筒状であってもよい。また、外殻部１１は筒状に限らず、例えば、球状であってもよい。
【００８６】
・図１１に示すように、カプセル型内視鏡１０の外殻部１１の外周面に、当該外殻部１１の中心軸を中心とする螺旋状に突部１１ａを設けてもよい。このように突部１１ａを設けた場合、カプセル型内視鏡１０内の駆動モジュール３０を直進動作モードで駆動すると、カプセル型内視鏡１０が直進するのに伴ってカプセル型内視鏡１０が外殻部１１の中心軸を中心に旋回する。また、カプセル型内視鏡１０内の駆動モジュール３０を旋回動作モードで駆動すると、カプセル型内視鏡１０が旋回するのに伴ってカプセル型内視鏡１０が軸方向に移動する。このように、この変更例では、カプセル型内視鏡１０は、直進動作と旋回動作とを同時に行う。したがって、直進動作モード及び旋回動作モードのいずれか一方のみが実行可能な駆動モジュールであっても、直進動作及び旋回動作の両方を行うことが可能となる。なお、突部１１ａに代えて、外殻部１１の外周面に螺旋状に溝部を設けても同様の効果が得られる。
【００８７】
・駆動モジュール３０、４０、５０は、カプセル型内視鏡１０の駆動源として適用されるのに限らない。管の内部や物体と物体の間のような比較的に狭い通路内を移動する装置の駆動源として、上記各実施形態の駆動モジュールは好適である。
【符号の説明】
【００８８】
１０…カプセル型内視鏡、１１…外殻部、１２…仕切板、２０…制御モジュール、２１…撮像部、２２…制御部、２３…通信部、２４…バッテリ、３０…駆動モジュール、３１…固定部、３１ａ…円板部、３１ｂ…軸部、３２…金属板、３３…圧電素子、３４…電極板、３５…質量体、３５ａ…凹部、４０…駆動モジュール、４１…固定部、４１ａ…円板部、４１ｂ…第１軸部、４１ｃ…第２軸部、４２…第１金属板、４３…第１圧電素子、４４…第１電極板、４５…第１質量体、４５ａ…凹部、４６…第２金属板、４７…第２圧電素子、４８…第２電極板、４９…第２質量体、４９ａ…凹部、５０…駆動モジュール、５１…固定筒部、５２…第１金属板、５３…第１圧電素子、５４…第１電極板、５５…軸部、５６…第２金属板、５７…第２圧電素子、５８…第２電極板、５９…質量体。
【図１】
2018047018.tif 000003
【図２】
2018047018.tif 000004
【図３】
2018047018.tif 000005
【図４】
2018047018.tif 000006
【図５】
2018047018.tif 000007
【図６】
2018047018.tif 000008
【図７】
2018047018.tif 000009
【図８】
2018047018.tif 000010
【図９】
2018047018.tif 000011
【図１０】
2018047018.tif 000012
【図１１】
2018047018.tif 000013