(57)【要約】【課題】外形を小さく抑えることができ、また、駆動用ケーブルの接続のための必要スペ−スも少なく、コンパクト化が可能な内視鏡用撮像装置を提供する。【解決手段】内視鏡用撮像装置である撮像ユニット１は、第二群レンズ１７を光軸Ｏ方向に進退移動する静電アクチュエータ１０を備えており、該静電アクチュエータ１０は、第二群レンズ１７を保持する移動レンズ枠１６の連結桿１６ａを介して連結される移動体２０と、第二群レンズ１７と移動体２０との間に介在して移動体２０を振動により光軸Ｏ方向に移動させ得る静電振動基板１９とを有し、また、静電振動基板１９は、移動体２０より後方に延出する延出部１９ｂを有しており、延出部１９ｂの下部に配線ケーブル用空間が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学レンズと、上記光学レンズを光軸方向に移動させる静電アクチュエータとを備えた内視鏡用撮像装置において、
上記静電アクチュエータは、上記光学レンズに連結桿を介して連結される移動体と、上記光学レンズと移動体との間に介在して上記移動体を振動により光軸方向に移動させ得る静電振動基板とを有しており、
上記静電振動基板は、上記移動体より後方に延出する延出部を有しており、上記延出部の下部に配線ケーブル用空間を形成するものであることを特徴とする内視鏡用撮像装置。
【請求項２】
上記静電振動基板が上記移動体に設けた突部を挿通させることができる挿通溝を有するものであり、上記移動体には上記突部の内側に上記移動体を静電振動基板に付勢させることができる付勢部材が設けられているものであることを特徴とする請求項１に載の内視鏡用撮像装置。
【請求項３】
光学レンズと、上記光学レンズを光軸方向に移動させる静電アクチュエータとを備えた内視鏡用撮像装置において、
上記静電アクチュエータは、上記光学レンズに連結桿を介して連結される２つの移動体と、上記２つの移動体を内包するように存在して上記移動体を振動により光軸方向に移動させ得る静電振動基板とを有していることを特徴とする内視鏡用撮像装置。
【請求項４】
光学レンズと、上記光学レンズを光軸方向に移動させる静電アクチュエータとを備えた内視鏡用撮像装置において、
上記静電アクチュエータは、上記光学レンズに連結桿を介して連結される２つの移動体と、上記２つの移動体の間に介在して上記移動体を振動により光軸方向に移動させ得る静電振動基板とを有していることを特徴とする内視鏡用撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズの駆動源として静電アクチュエータを適用する内視鏡用撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内視鏡用撮像装置にて光学レンズの駆動源として静電アクチュエータを適用する撮像装置であって、圧電素子と静電振動基板と移動体とにより進退駆動され、上記光学レンズに連結された移動レンズ枠を有する撮像ユニットがある。
【０００３】
図１４は、上記従来の撮像ユニットのレンズ光軸に沿った断面図を示し、図１５は、図１４のＤ−Ｄ断面図である。
【０００４】
図１４に示すようにこの従来の撮像ユニット１０１は、固定レンズ枠１１２に保持され、絞り１１５が装着される第一群レンズ１１４と、光軸Ｏ（レンズ光軸）方向に沿って進退可能な移動レンズ枠１１６に保持される第二群レンズ１１７と、静電アクチュエータ１１０と、ＣＣＤユニット１３０と、固定レンズ枠１１２，移動レンズ枠１１６，ＣＣＤユニット１３０を支持する筒体１１１と、静電アクチュエータ１１０を収納する収納枠１２６と、撮像ユニット１０１全体を覆う熱収縮チューブ１２９とからなる。
【０００５】
ＣＣＤユニット１３０は、第二群レンズ１１７の後方に配されるユニットであって、ＣＣＤマスク１０９，カバーガラス１０３，撮像素子であるＣＣＤ１０２と、ＣＣＤ１０２に接続され、ＩＣ撮像回路１０４，コンデンサ１０５が実装された実装基板１０６と、実装基板１０６に接続されるケーブル１０８とを有している。
【０００６】
また、静電アクチュエータ１１０は、圧電素子からなる振動子１２５と、振動子１２５に結合され、電極面を有する静電振動基板１１９と、静電振動基板１１９の電極面に接触する電極面を有する移動可能な移動体１２０と、振動子１２５,静電振動基板１１９，移動体１２０にそれぞれ接続されるケーブル１２７，１２８ａ，１２８ｂと、静電振動基板１１９を光軸Ｏ方向に常に付勢する付勢バネ１２４と、ベアリングボール１２２を介して移動体１２０を静電振動基板１１９側に付勢する押圧バネ１２１とを有している。
【０００７】
なお、静電振動基板１１９は、ケーブル接続部以外は絶縁コートが施されており、電気的ショートを防止している。また、移動体１２０は、押圧バネ１２１の付勢力により静電振動基板１１９に圧接されてているので進退駆動時以外は静止保持される。
【０００８】
上述した構成を有する撮像ユニット１０１において、振動子１２５による静電振動基板１１９の振動に同期して静電振動基板１１９と移動体１２０とに電圧が印加されると移動体１２０は、光軸Ｏ方向の前方、または、後方に移動する。移動体１２０には、上面側に移動レンズ枠１１６の連結桿１１８が嵌入しているので、移動レンズ枠１１６は、移動体１２０とともに光軸Ｏ方向に進退移動する。
【０００９】
図１５に示すように撮像ユニット１０１の光軸Ｏと直交する断面の外形の大きさは、上方部が移動レンズ枠１１６を保持する筒体１１１の外形で決まり、下方部が静電振動基板１１９や振動子１２５を収納する収納枠１２６の幅で決まる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来の撮像ユニット１０１によると、光学レンズから離れた位置に占有エリアの大きい静電振動基板１１９や振動子１２５が配されており、その部分が出張ったエッジ部Ｃ11,Ｃ12を有する形状になっている（図１５）。このエッジ部Ｃ11,Ｃ12は、静電振動基板１１９が薄板部材であることから側面を面取り状にカットすることができず、また、振動子１２５をカットすることも圧電性能が低下することなどから好ましくない。したがって、上述したエッジ部Ｃ11,Ｃ12を有する撮像ユニット１０１を内視鏡の挿入部先端等に収納すると該先端部が大きくなる可能性があった。
【００１１】
また、静電アクチュエータユニット１１０ではケーブル１２７,１２８ａ,１２８ｂの接続部が各構成部材の筒体１１１側に配されているので、接続のためのスペ−スが増え、静電アクチュエータユニット１１０のコンパクト化が妨げられていた。
【００１２】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、外形を小さく抑え、さらに、駆動用ケーブルの接続のための必要スペ−スが少なく、コンパクト化が可能な内視鏡用撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１記載の内視鏡撮像装置は、光学レンズと、上記光学レンズを光軸方向に移動させる静電アクチュエータとを備えた内視鏡用撮像装置において、上記静電アクチュエータは、上記光学レンズに連結桿を介して連結される移動体と、上記光学レンズと移動体との間に介在して上記移動体を振動により光軸方向に移動させ得る静電振動基板とを有しており、上記静電振動基板は、上記移動体より後方に延出する延出部を有しており、上記延出部の下部に配線ケーブル用空間を形成するものである。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の内視鏡撮像装置は、請求項１に載の内視鏡用撮像装置において、上記静電振動基板が上記移動体に設けた突部を挿通させることができる挿通溝を有するものであり、上記移動体には上記突部の内側に上記移動体を静電振動基板に付勢させることができる付勢部材が設けられているものである。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の内視鏡撮像装置は、光学レンズと、上記光学レンズを光軸方向に移動させる静電アクチュエータとを備えた内視鏡用撮像装置において、上記静電アクチュエータは、上記光学レンズに連結桿を介して連結される２つの移動体と、上記２つの移動体を内包するように存在して上記移動体を振動により光軸方向に移動させ得る静電振動基板とを有している。
【００１６】
本発明の請求項４に記載の内視鏡撮像装置は、光学レンズと、上記光学レンズを光軸方向に移動させる静電アクチュエータとを備えた内視鏡用撮像装置において、上記静電アクチュエータは、上記光学レンズに連結桿を介して連結される２つの移動体と、上記２つの移動体の間に介在して上記移動体を振動により光軸方向に移動させ得る静電振動基板とを有している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、外形を小さく抑え、さらに、駆動用ケーブルの接続のための必要スペ−スが少なく、コンパクト化が可能な内視鏡用撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。  
図１は、本発明の第一の実施形態の内視鏡用撮像装置である撮像ユニットのレンズ光軸に沿った断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、上記撮像ユニットが組み込まれる内視鏡挿入部先端の断面図である。図４は、上記撮像ユニットに適用される静電アクチュエータの組み立て状態の斜視図である。
【００１９】
なお、以下の説明において、撮像ユニットの光学レンズの光軸Ｏに沿った光軸方向をＨ0 とし、Ｈ0 方向の被写体側を前方、撮像素子側を後方とする。また、撮像ユニットの光軸Ｏ側に対して静電アクチュエータが配される側を下方側とする。
【００２０】
本実施形態の撮像ユニット１は、図１に示すように固定レンズ枠１２に保持され、絞り１５が装着される光学レンズであって、光軸Ｏ上に配される第一群レンズ１４と、光軸Ｏ方向に沿って進退可能な移動レンズ枠１６と、移動レンズ枠１６に保持される光学レンズとしての第二群レンズ１７と、移動レンズ枠１６を進退駆動する静電アクチュエータ１０と、第二群レンズ１７の後方に配される撮像素子としてのＣＣＤユニット８と、固定レンズ枠１２，移動レンズ枠１６，ＣＣＤユニット８を収容する筒体１１と、撮像ユニット１全体を覆う熱収縮チューブ２９とからなる。
【００２１】
移動レンズ枠１６には、下方に突出する連結桿１６ａが設けられおり、連結桿１６ａの先端部は、移動体２０の嵌合孔２０ａに嵌入している。したがって、移動体２０が光軸Ｏ方向に進退移動すると、移動レンズ枠１６が共に移動する。なお、筒体１１には、連結桿１６ａを挿通させるための開口部１１ａが設けられている。
【００２２】
ＣＣＤユニット８は、第二群レンズ１７の後方に配されるユニットであって、ＣＣＤマスク７と、カバーガラス３と、撮像素子であるＣＣＤ２とを有し、さらに、ＣＣＤ２に接続され、ＩＣ撮像回路４，コンデンサ５が実装された実装基板６と、実装基板６に接続されるリード線９ａおよび静電アクチュエータ１０に接続されるリード線２７，２８ａ，２８ｂを有するケーブル９とからなる。
【００２３】
静電アクチュエータ１０は、積層圧電素子からなる振動子２５と、振動子２５の前面側に結合され、電極面を有する静電振動基板１９と、静電振動基板１９の下面側に配され、静電振動基板１９に対して電極面を介して接触し、移動可能な移動体２０と、リード線２７，２８ａ，２８ｂと、静電振動基板１９を振動子側に常時付勢する付勢バネ２４と、ベアリングボール２２を介して移動体２０を静電振動基板１９側に付勢する付勢部材であるボール付勢バネ２１と、静電アクチュエータ１０を収容する収納枠２６とからなる。
【００２４】
収納枠２６は、導電性材料からなるボックス形状を有しており、振動子２５，静電振動基板１９，移動体２０を収納した状態で筒体１１の底面部に嵌め込んで取り付けられる。なお、収納枠２６の後部上面には、リード線２８ｂが電気接続される。
【００２５】
静電振動基板１９は、絶縁材料に導電体被膜が形成された部材からなる。静電振動基板１９の下面部が移動体２０と接触する電極部１９ｆ（図４）となり、移動体２０よりも後方に長く延出してた形状を有している。この延出部１９ｂの下面部が配線ケーブル用空間部となり、リード線２８ａが電気的に接続される。該リード線の接続部以外は酸化シリコン膜により絶縁コーティングされており、他部材との電気的ショートを防止している。
【００２６】
静電振動基板１９には、図４に示すように移動レンズ枠１６の連結桿１６ａが挿通するための光軸Ｏ方向に沿った切欠１９ａが設けられている。したがって、移動体２０と連結桿１６ａの光軸Ｏ方向への進退移動が静電振動基板１９により妨げられない。
【００２７】
また、静電振動基板１９は、前端面部で付勢バネ２４により後方に向けた付勢力を受けて振動子２５と当接している。
【００２８】
振動子２５は、後端部両側面にリード線２７が電気接続され、前端面が静電振動基板１９に当接している。
【００２９】
移動体２０は、導電性材料からなり、上面部に静電振動基板１９の下面の電極部１９ｆと接触する電極部２０ｆ（図４）を有し、連結桿１６ａの先端部が嵌入可能な嵌合孔２０ａが設けられている。下面部にボール付勢バネ２１およびベアリングボール２２が挿入される凹部２０ｂが設けられている。この凹部２０ｂは、後述する面取り部２０ｄ，２０ｅを避けた中央底部に配されている。
【００３０】
ベアリングボール２２は、導電部材からなり、同様に導電部材のボール付勢バネ２１の付勢力によって導電部材の収納枠２６に当接している。したがって、収納枠２６への印加電圧は、ボール付勢バネ２１とベアリングボール２２を介して移動体２０の電極部１９ｆに伝わる。また、ボール付勢バネ２１の適切な付勢力により移動体２０の電極部２０ｆは、静電振動基板１９の電極部１９ｆに圧接され、進退駆動時以外は移動体２０が静止した状態で保持される。
【００３１】
移動体２０の下面部両側には面取り部２０ｄ，２０ｅが形成されている（図２）。静電振動基板１９との静電吸着力を維持するために移動体２０の電極部２０ｆの面積を狭くすることはできない。しかし、上述のように面取り部２０ｄ，２０ｅを設けることによって、移動体２０の電極部２０ｆの幅を狭くすることなく、内視鏡挿入部先端における収納枠２６を含む熱収縮チューブ２９の外形下方両サイドに面取りコーナー部Ｃ1 ，Ｃ2 が形成できる（図２）。したがって、後述するように撮像ユニット１を細径の内視鏡挿入部先端へ配置することが容易になる。
【００３２】
内視鏡挿入部先端３０には、図３の断面図に示すように２つのライトガイド３２ａ，３２ｂと、送気送水チューブ３３と、鉗子チャンネル３４と、撮像ユニット１とが配されており、４本の固定ビス３１ａ〜３１ｄにより内視鏡挿入部に取り付けられる。
【００３３】
上述したように撮像ユニット１は、その外形に面取りコーナー部Ｃ1 ，Ｃ2 が形成されていることからコンパクトな内視鏡挿入部先端３０内の固定ビス３１ａと鉗子チャンネル３４に極めて接近させた状態で収納することができる。したがって、この撮像ユニット１が組み込まれた内視鏡挿入部の細径化、コンパクト化が実現できる。
【００３４】
上述した構成を有する撮像ユニット１における静電アクチュエータ１０の進退動作について、図５の進退動作状態図を用いて説明する。
【００３５】
静電アクチュエータ１０において、静電振動基板１９と移動体２０への電圧印加による静電気力を発生させて、静電振動基板１９と移動体２０を吸着させるタイミングと、振動子２５に駆動電圧を印加し、静電振動基板１９を移動させるタイミングとの組み合わせによって、移動レンズ枠１６をＨ0 方向に進退移動させることができる。以下、その駆動方法の一例について、図５を用いて説明する。
【００３６】
まず、移動レンズ枠１６をＨ0 方向前方に移動させる場合、図５の初期状態であるＡ1 状態において、リード線２８ａと２８ｂに高電圧の正電圧と負電圧とをそれぞれ印加すると、上記正電圧は、静電振動基板１９の電極部１９ｆを正電位に帯電させる。一方、上記負電圧は、収納枠２６からベアリングボール２２，ボール付勢バネ２１を介して移動体２０の電極部２０ｆを負電位に帯電させる。静電振動基板１９と移動体２０間は、静電気により吸着状態となる。
【００３７】
そこで、リード線２７により振動子２５に駆動電圧を印加すると、Ａ2 状態に示すように振動子２５が膨張し、振動子２５の先端位置Ｐ２５ＡがＰ２５Ｂまで移動する。したがって、静電振動基板１９も先端位置Ｐ１９ＡからＰ１９Ｂに移動する。このとき、静電振動基板１９と移動体２０間は吸着状態にあるので、静電振動基板１９とともに移動体２０が前進し、移動レンズ枠１６が連結桿１６ａを介してその先端位置Ｐ１６ＡからＰ１６Ｂに移動する。
【００３８】
続いて、リード線２８ａ，２８ｂの印加電圧を切ると、静電振動基板１９と移動体２０間はフリー状態に切り換わる。そして、リード線２７の駆動電圧を切ると、Ａ3 状態に示すように、振動子２５が収縮するので移動体２０，移動レンズ枠１６がＡ3 状態の位置に止まった状態で静電振動基板１９が付勢バネ２４の付勢力を受けてその先端位置Ｐ１９Ａに戻る。
【００３９】
上述したＡ1 状態からＡ2 状態を経てＡ3 状態の動作により移動レンズ枠１６は、その先端位置Ｐ１６Ｂまで１ステップ分だけ前進したことになる。このような動作を繰り返すことによって、例えば、Ａ4 状態に示すように移動レンズ枠１６を任意の先端位置Ｐ１６Ｃまで移動させることができる。
【００４０】
一方、移動レンズ枠１６をＨ0 方向後方に移動させる場合、まず、図５のＡ3 状態を初期状態として、リード線２８ａ，２８ｂの印加電圧を切り、静電振動基板１９と移動体２０間をフリー状態にする。そして、リード線２７に駆動電圧を印加すると、振動子２５が膨張し、静電振動基板１９がＡ2 状態に示す先端位置Ｐ１９Ｂまで移動する。しかし、静電振動基板１９と移動体２０間がフリー状態にあるので移動レンズ枠１６は、先端位置Ｐ１６Ｂに止まる。
【００４１】
続いて、リード線２８ａ，２８ｂに高電圧を印加すると、静電振動基板１９と移動体２０との電極部を吸引状態となり、さらに、リード線２７に駆動電圧を印加すると、振動子２５は、Ａ1 状態に示すように収縮し、静電振動基板１９は、付勢バネ２４の付勢力によりその先端位置Ｐ１９Ａまで後退する。そのとき、静電振動基板１９と移動体２０との電極部が吸引状態にあるので移動レンズ枠１６は、先端位置Ｐ１６Ｂから先端位置Ｐ１６Ａまで１ステップ分だけ後退する。このような動作を繰り返すことによって、移動レンズ枠１６を任意位置に後退させることができる。
【００４２】
上述した本実施形態の撮像ユニット１によれば、静電アクチュエータ１０を収納する収納枠２６が光学レンズやＣＣＤユニット８を収納している筒体１１の底面部に取り付けられることから静電アクチュエータ１０の組み付け作業が容易になる。
【００４３】
さらに、外形の大きい静電振動基板１９と振動子２５を光学レンズ側近傍に配し、また、移動体２０の電極部２０ｆをその下側に配し、また、移動体２０の厚い中央部分に移動体２０に付勢を与えるボール付勢バネ２１とベアリングボール２２からなる付勢機構を設けて静電アクチュエータ１０を含めた全体的なコンパクト化を図っている。
【００４４】
そして、移動体２０の静電振動基板１９に対する電極面２０ｆの広さには関与しない下部の両側面部を面取り部２０ｄ，２０ｅとすることにより収納枠２６，熱収縮チューブ２９の外形下部に面取りコーナー部Ｃ1 ，Ｃ2 を形成することができる。この面取りコーナー部Ｃ1 ，Ｃ2 を有する撮像ユニット１は、細径である内視鏡挿入部先端３０へ無駄なスペースを生じることなく収納することが可能となる。
【００４５】
また、配線スペ−ス効率をよくするために移動体２０との長さの違いにより生じる静電振動基板１９の後方の延出部１９ｂの下面部にてリード線２８ａの電気的接続を行うことから配線のための占有スペ−スが少なくなり、撮像ユニット１としてさらなるコンパクト化が可能となる。
【００４６】
次に、本発明の第二の実施形態の内視鏡用撮像装置である撮像ユニットに適用される静電アクチュエータについて、図６，７を用いて説明する。  
図６は、本実施形態の撮像ユニットの静電アクチュエータまわりのレンズ光軸に沿った断面図である。図７は、上記静電アクチュエータの組み立て状態の斜視図である。
【００４７】
本実施形態の撮像ユニットの静電アクチュエータ１０Ａは、第一の実施形態における静電アクチュエータ１０に対して静電振動基板に貫通孔を設け、その貫通孔に移動体の凸部（突部）を挿入させ、該凸部に嵌合孔やバネ付勢機構部を配した構造が異なっている。その他の構成は、静電アクチュエータ１０と同様である。以下、同一構成部材には同一の符号を付して、異なる部分について説明する。
【００４８】
本実施形態の静電アクチュエータ１０Ａは、図６，７に示すように静電振動基板３９と、振動子２５と、移動レンズ枠３７を進退駆動する移動体３８と、静電アクチュエータ１０Ａを収納する収納枠２６とを有している。
【００４９】
静電振動基板３９は、静電振動基板１９と同様に絶縁材料からなり、表面に導電体被膜が形成され、さらに、リード線の接続部以外は酸化シリコン膜により絶縁コートが施されてている。
【００５０】
そして、静電振動基板３９は、挿通溝を形成する貫通孔３９ａと、移動体３８よりも後方に延びる延出部３９ｂを有している。そして、静電振動基板３９には、貫通孔３９ａおよび延出部３９ｂの下面のリード線接続部を除いた下面部に電極面３９ｆが形成される。
【００５１】
移動体３８は、移動体２０と同様に導電性材料からなり、貫通孔３９ａに嵌入し、Ｈ0 方向に相対移動可能な凸部（突部）３８ｃが設けられている。凸部３８ｃには、移動レンズ枠３７の連結桿３７ａが嵌合する嵌合孔３８ａと、下面側に開口する凹部３８ｂが設けられる。凸部３８ｃ以外の上面部に電極面３８ｆが形成される。移動体３８の下面部の両側面には、面取り部３８ｄ，３８ｅが設けられる。
【００５２】
凹部３８ｂには、導電部材からなる付勢部材のボール付勢バネ２１とベアリングボール２２が挿入される。ボール付勢バネ２１の付勢力でベアリングボール２２が収納枠２６に当接し、移動体３８が上方に付勢され、電極面３８ｆが静電振動基板３９の電極面３９ｆに当接する。
【００５３】
上述した構成を有する本実施形態の撮像ユニットの静電アクチュエータ１０Ａにおいても移動レンズ枠３７を進退駆動する場合は、静電アクチュエータ１０と同様に静電振動基板３９と移動体３８への電圧印加による静電気力を発生させて、静電振動基板３９と移動体３８を吸着させるタイミングと、振動子２５に駆動電圧を印加し、静電振動基板を移動させるタイミングとの組み合わせによって、移動レンズ枠３７がＨ0 方向に進退移動される。
【００５４】
本実施形態の撮像ユニットによっても撮像ユニット１と同様の効果を奏するが、特に移動体３８の凸部３８ｃを静電振動基板３９の貫通孔３９ａに挿入させていることから、その挿入寸法だけ移動体３８の厚みを減らすことができる。したがって、静電アクチュエータ１０Ａを含む撮像ユニットの全体を薄くすることができ、該撮像ユニットが組み込まれる内視鏡挿入部先端のさらなる細径化が可能となる。
【００５５】
次に、本発明の第三の実施形態の内視鏡用撮像装置である撮像ユニットに適用される静電アクチュエータについて、図８を用いて説明する。  
図８は、本実施形態の撮像ユニットにおける静電アクチュエータまわりのレンズ光軸に沿った断面図である。
【００５６】
本実施形態の撮像ユニットにおける静電アクチュエータ１０Ｂは、第一の実施形態における静電アクチュエータ１０に対して静電振動基板を挟持する状態の２つの移動体を配したことが異なっている。その他の構成は、静電アクチュエータ１０と同様である。以下、同一構成部材には同一の符号を付し、異なる部分について説明する。
【００５７】
本実施形態の撮像ユニットの静電アクチュエータ１０Ｂは、図８に示すように静電振動基板４５と、振動子２５と、導電部材からなる移動レンズ枠１６Ｂを進退駆動する２つの移動体４１，４２と、収納枠２６とを有している。
【００５８】
静電振動基板４５は、導電体被膜が形成されたシリコン材よりなり、さらに、後述する電極面以外の表面は絶縁材であるシリコン酸化膜で絶縁コーティングされている。この静電振動基板４５には、挿通溝となる貫通孔４５ａが設けられ、移動体４１より後方に延出する延出部４５ｂを有している。延出部４５ｂの下面部は、リード線２８ａが電気接続されるリード線接続部となる。そして、該貫通孔４５ａおよび上記リード線接続部を除いた下面に下方電極面４５ｆが形成され、さらに、該貫通孔４５ａを除いた上面に上方電極面４５ｇが形成されている。
【００５９】
２つの移動体４１，４２は、ともに導電性材料からなる。そのうち、一方の移動体４１には貫通孔４５ａに挿入される凸部（突部）４１ｃと凸部４２ｂ（後述）のための逃げ用凹部４１ｄが設けられている。凸部４１ｃには、上面側に嵌入凹部４１ａと、下面側に開口する凹部４１ｂが設けられる。凸部４１ｃ，凹部４１ｄ以外の上面部に電極面４１ｆが形成される。また、移動体４１の下面部の両側面には、移動体２０と同様に面取り部（図示せず）が設けられ、さらに、後端部下面にリード線２８ｂを電気的に接続するためのカット面状の接続部４１ｅが設けられている。
【００６０】
凹部４１ｂには、付勢部材であるボール付勢バネ４３ａとベアリングボール４４ａとが挿入される。ボール付勢バネ４３ａの付勢力でベアリングボール４４ａが収納枠２６に当接し、移動体４１が上方に付勢され、電極面４１ｆが静電振動基板４５の下方電極面４５ｆに当接する。
【００６１】
嵌入凹部４１ａには、凹部を有する導電性弾性部材４６ａが嵌入する。この導電性弾性部材４６ａの凹部には移動レンズ枠１６Ｂの連結桿１６Ｂａの先端が嵌入される。なお、導電性弾性部材４６ａとしては、例えば、ゴム部材などの弾性部材の表面にメッキを施した部材が適用される。
【００６２】
他方の移動体４２は、貫通孔４２ａと、下方の凸部（突部）４２ｂとが設けられており、凸部４２ｂには、上面側に開口する凹部４２ｃが設けられる。凸部４２ｂ以外の下面部には電極面４２ｇが形成される。
【００６３】
貫通孔４２ａには、嵌合孔を有する導電性弾性部材４６ｂが嵌入する。この導電性弾性部材４６ｂの嵌合孔には導電部材からなる移動レンズ枠１６Ｂの連結桿１６Ｂａが嵌入して挿通する。連結桿１６Ｂａは、挿通後、上述したように移動体４１の導電性弾性部材４６ａの凹部に嵌入する。なお、導電性弾性部材４６ｂも導電性弾性部材４６ａと同様にゴム部材などの弾性部材の表面にメッキを施した部材が適用される。
【００６４】
凹部４２ｃには、付勢部材であるボール付勢バネ４３ｂとベアリングボール４４ｂが挿入される。ボール付勢バネ４３ｂの付勢力でベアリングボール４４ｂが筒体１１の底面部に当接し、移動体４２が下方に付勢され、電極面４２ｇが静電振動基板４５の上方電極面４５ｇに当接する。したがって、静電振動基板４５は、上下の電極面４５ｇ，４５ｆが移動体４２，４１の電極面４２ｇ，４１ｆで挟持された状態で支持される。
【００６５】
移動体４１にリード線２８ｂを介して電圧が印加された場合、該印加電圧は、移動体４１から導電性弾性部材４６ａを介し、連結桿１６Ｂａを経て移動体４２側の導電性弾性部材４６ｂに伝達され、移動体４２にも印加される。
【００６６】
なお、本実施形態の場合、移動レンズ枠１６Ｂを導電部材で形成するが、収納枠２６、および、ボール付勢バネ４３ａ，４３ｂとベアリングボール４４ａ，４４ｂは、必ずしも導電性部材で形成する必要はない。
【００６７】
上述した構成を有する本実施形態の撮像ユニットの静電アクチュエータ１０Ｂにより移動レンズ枠１６Ｂを進退駆動する場合、リード線２８ａと２８ｂを介して静電振動基板４５と、該基板を挟持する２つの移動体４１，４２とに或るタイミングで電圧印加し、静電気力を発生させて、静電振動基板４５を移動体４１と４２で挟んだ状態で吸着させる。その吸着タイミングと、リード線２７を介して振動子２５に駆動電圧を印加することによる静電振動基板４５の移動タイミングとの組み合わせによって、移動レンズ枠１６ＢをＨ0 方向に進退移動させことができる。
【００６８】
本実施形態の撮像ユニットの静電アクチュエータ１０Ｂによれば、上述のように静電振動基板４５を上下の移動体４１，４２で挟持して静電気力を発生させることから、静電振動基板４５に対する単位面積あたりの静電気力が増え、静電振動基板４５および移動体４１，４２の長さ、および／または、幅を減じることが可能となる。したがって、静電アクチュエータ１０Ｂの外形をコンパクトにまとめることができ、静電アクチュエータ１０Ｂを収納する内視鏡挿入部先端のさらなる細径化が可能となる。
【００６９】
また、静電アクチュエータ１０Ｂにおいては、移動体４１の後方下面にカット面状のリード線接続部４１ｅを配したのでリード線２８ａの接続部に加えてリード線２８ｂの接続部も少ない空間に効率的に配することができる。その他、静電アクチュエータ１０と同様の効果も奏する。
【００７０】
次に、本発明の第四の実施形態の内視鏡用撮像装置である撮像ユニットに適用される静電アクチュエータについて、図９，１０を用いて説明する。  
図９は、本実施形態の撮像ユニットの静電アクチュエータまわりのレンズ光軸に沿った断面図である。図１０は、図９のＢ−Ｂ断面図であり、本図のＣ−Ｃ断面が図９の断面に対応する。
【００７１】
本実施形態の撮像ユニットにおける静電アクチュエータ１０Ｃは、第一の実施形態における静電アクチュエータ１０に対して静電振動基板の貫通孔内部に２つのコの字状の移動体を配したことが異なっている。その他の構成は、静電アクチュエータ１０と同様である。以下、同一構成部材には同一の符号を付し、異なる部分について説明する。
【００７２】
本実施形態の撮像ユニットの静電アクチュエータ１０Ｃは、図９，１０に示すように静電振動基板５５と、振動子２５と、移動レンズ枠１６Ｃを進退駆動する２つの移動体５１，５２と絶縁体からなる収納枠２６を有している。
【００７３】
静電振動基板５５は、導電体皮膜が形成されたシリコン材よりなり、さらに、後述する電極面以外の表面は絶縁材であるシリコン酸化膜で絶縁コーティングされている。この静電振動基板５５は、上下に貫通する貫通孔５５ａを有しており、該貫通孔５５ａの両側内面に電極面５５ｆ，５５ｇが形成され、後方側面部の傾斜したカット面にリード線接続部５５ｃが設けられ、さらに、後方から貫通孔５５ａに向けて斜めに貫通するリード線挿通孔５５ｂが設けられている。リード線接続部５５ｃには、リード線２８ａが電気接続される。リード線挿通孔５５ｂには、リード線２８ｂが挿通する。
【００７４】
なお、この静電振動基板５５は、付勢バネ２４により振動子２５側に付勢されている。振動子２５の両側面には、リード線２７ａ，２７ｂが電気接続される。
【００７５】
２つの移動体５１，５２は、ともにコの字形状を有する導電性材料からなり、そのうち一方の移動体５１は、コの字形状内部に移動レンズ枠１６Ｃの連結桿１６Ｃａが嵌入する嵌合凹部５１ａを有している。コの字形状側面部が電極面５１ｆを形成している。また、移動体５１は、コの字形状部の端面に開口する２つの凹部５１ｂ，５１ｃが設けられており、凹部５１ｂ，５１ｃには、それぞれ導電材料からなるベアリングボール５３ａ，５３ｂと、付勢部材であって導電材料からなるボール付勢バネ５４ａ，５４ｂとが挿入されている。
【００７６】
他方の移動体５２は、コの字形状内部に移動体５１が嵌入する嵌合凹部５２ａを有しており、コの字形状側面部が電極面５２ｇを形成している。また、移動体５２には、コの字形状部の端面に開口する２つの凹部５２ｂ，５２ｃが設けられており、凹部５２ｂ，５２ｃには、それぞれベアリングボール５３ｃ，５３ｄと、付勢部材であるボール付勢バネ５４ｃ，５４ｄとが挿入されている。
【００７７】
なお、移動体５２の後方端部底面部には、切欠形状のリード線接続部５２ｅが設けられている。リード線接続部５２ｅには、リード線２８ｂが電気接続される。
【００７８】
静電振動基板５５の貫通孔５５ａには、移動体５１を凹部５２ａに嵌入させた状態の移動体５２が嵌入される。移動体５２は、ボール付勢バネ５４ｃ，５４ｄの付勢力を受けて、その電極面５２ｇが静電振動基板５５の電極面５５ｇに当接した状態で支持される。移動体５１は、ボール付勢バネ５４ａ，５４ｂの付勢力を受け、ベアリングボール５３ａ，５３ｂが移動体５２の凹部５２ａの底面に当接した状態で電極面５１ｆが静電振動基板５５の電極面５５ｆに当接した状態で支持される。
【００７９】
移動体５２にリード線２８ｂを介して電圧が印加された場合、該印加電圧は、移動体５２からベアリングボール５３ａ，５３ｂとボール付勢バネ５４ａ，５４ｂを介して移動体５１側にも印加される。なお、収納枠２６は、導電部材である必要はない。
【００８０】
上述した構成を有する本実施形態の撮像ユニットにおける静電アクチュエータ１０Ｃにて移動レンズ枠１６Ｃを進退駆動する場合、リード線２８ａと２８ｂを介して或るタイミングで静電振動基板５５と、該基板の貫通孔５５ａ内に当接している２つの移動体５１，５２とに電圧が印加され、電極面５１ｆ，５５ｆ間および電極面５２ｇ，５５ｇ間に静電気力を発生させ、静電振動基板５５と、移動体５１，５２とを吸着させる。その吸着タイミングと、リード線２７ａ，２７ｂを介した振動子２５への駆動電圧を印加による静電振動基板５５の移動タイミングとの組み合わせによって、移動レンズ枠１６ＣをＨ0 方向に進退移動させることができる。
【００８１】
本実施形態の撮像ユニットの静電アクチュエータ１０Ｃによれば、上述のように静電振動基板５５の貫通孔５５ａ内部に移動体５１，５２を収納して貫通孔５５ａ内部両面で静電気力を発生させることから、移動体５１，５２の上下方向の配置スペ−スを減らすとともに電極面が幅方向２面となることから接触面が増え、静電アクチュエータ１０Ｃのさらなる小型化が可能になる。また、リード線接続部も静電振動基板５５の側面の傾斜したカット面や移動体５２の底面切欠形状部に配したことからリード線接続のための占有スペ−スが減り、コンパクト化が容易になる。その他、静電アクチュエータ１０と同様の効果も奏する。
【００８２】
次に、本発明の第五の実施形態の内視鏡用撮像装置である撮像ユニットについて、図１１〜１３を用いて説明する。  
図１１は、本実施形態の撮像ユニットのレンズ光軸に沿った断面図である。図１２は、上記撮像ユニットに組み込まれる静電アクチュエータの斜視図である。図１３は、上記静電アクチュエータの進退動作状態図である。
【００８３】
本実施形態の撮像ユニット１Ｄにおける静電アクチュエータ１０Ｄは、第一の実施形態における静電アクチュエータ１０に対して専用の移動体を設けず、移動レンズ枠を導電性部材で形成し、移動体としての機能を持たせ、該移動レンズ枠をガイドするケーブルパイプの付勢力によりを静電振動基板に当接させるように構成したものである。その他の撮像ユニット１Ｄの構成は、撮像ユニット１と同様である。以下、同一構成部材には同一の符号を付し、異なる部分について説明する。
【００８４】
本実施形態の撮像ユニット１Ｄは、図１１に示すように移動レンズ枠１６Ｄを含む静電アクチュエータ１０Ｄ以外は、撮像ユニット１と同様の構成を有している。
【００８５】
静電アクチュエータ１０Ｄは、図１２に示すように移動レンズ枠１６Ｄと、静電振動基板６１と、積層圧電素子からなる振動子２５と、収納枠２６とを有している。
【００８６】
移動レンズ枠１６Ｄは、導電性部材で形成され、第二群レンズ１７を保持しているが、下部に両側に突出する突起部１６Ｄａ，１６Ｄｂを有している（図１２）。突起部１６Ｄａ，１６Ｄｂの下面が電極面１６Ｄｆを形成している。
【００８７】
また、移動レンズ枠１６Ｄは、突起部１６Ｄａ，１６Ｄｂの上面に当接する２本のケーブルパイプ６３，６４によりガイドされて進退可能に支持されている。ケーブルパイプ６３と６４は、そのパイプ部内をそれぞれリード線２８ａ，２８ｂとリード線２７ａ，２７ｂ，が挿通している。ケーブルパイプ６３にはパイプ部側面にリード線導出孔６３ａが配され、ケーブルパイプ６４には、先端開口部がリード線導出部になっている。そして、ケーブルパイプ６３は、図示しない付勢部材により下方に付勢された状態で保持されており、移動レンズ枠１６Ｄの下部の電極面１６Ｄｆが後述する静電振動基板６１の電極面６１ｆに当接している。
【００８８】
静電振動基板６１は、導電皮膜で覆われたシリコン材より形成され、さらに、後述する電極面以外の表面は絶縁材であるシリコン酸化膜で絶縁コーティングされている。この静電振動基板６１の上面には、移動レンズ枠１６Ｄの電極面１６Ｄｆと当接する電極面６１ｆが形成され、付勢バネ２４により、前方の振動子２５側に付勢された状態で支持されている。静電振動基板６１には、ケーブルパイプ６３のリード線導出孔６３ａから導出されたリード線２８ｂが電気的に接続される。また、リード線導出孔６３ａから導出されたリード線２８ａは、移動レンズ枠１６Ｄの突起部１６Ｄａに電気的に接続される。
【００８９】
振動子６２は、静電振動基板６１の後方にて付勢バネ２４の付勢力で当接した状態で配される。振動子６２にはケーブルパイプ６４の先端リード線導出孔から導出されたリード線２７ａ，２７ｂが電気的に接続される。なお、収納枠２６は特に導電部材である必要はない。
【００９０】
上述した構成を有する撮像ユニット１Ｄの静電アクチュエータ１０Ｄによる移動レンズ枠１６Ｄの進退動作の一例について、図１３の進退動作状態図を用いて説明する。
【００９１】
まず、移動レンズ枠１６ＤをＨ0 方向の前方に移動させる場合、図１３の初期状態であるＢ1 状態において、リード線２８ａと２８ｂの印加電圧を切り状態とし、静電振動基板６１と移動レンズ枠１６Ｄの突起部１６Ｄａ，１６Ｄｂ間をフリー状態とする。
【００９２】
続いて、リード線２７ａ，２７ｂにより振動子６２に駆動電圧を印加し、Ｂ2 状態に示すように振動子６２を膨張させて静電振動基板６１を先端位置Ｐ６１ＡからＰ６１Ｂまで移動させる。このとき、静電振動基板６１と移動レンズ枠１６Ｄ間はフリー状態にあるので、移動レンズ枠１６Ｄは、先端位置Ｐ１６ＤＡに止まっている。
【００９３】
そして、リード線２８ａ，２８ｂに印加電圧を掛け、静電振動基板６１と移動レンズ枠１６Ｄの突起部１６Ｄａ，１６Ｄｂ間を吸着状態とする。そこで、リード線２７ａ，２７ｂの駆動電圧を切ると、Ｂ3 状態に示すように、振動子６２が収縮し、静電振動基板６１が先端位置Ｐ６１Ａに戻る。移動レンズ枠１６Ｄは、静電振動基板６１と吸着状態にあるので静電振動基板６１とともに先端位置Ｐ１６ＤＡからＰ１６ＤＢに移動する。
【００９４】
上述したＢ1 状態からＢ2 状態を経てＢ3 状態の動作により移動レンズ枠１６Ｄは、先端位置Ｐ１６ＤＡからＰ１６ＤＢまで１ステップ分だけ前進したことになる。このような動作を繰り返すことによって、例えば、Ｂ4 状態に示す移動レンズ枠１６Ｄを任意の先端位置Ｐ１６ＤＣまで前進移動させることができる。
【００９５】
一方、移動レンズ枠１６をＨ0 方向の後方に移動させる場合、まず、図５のＢ3 状態を初期状態として、リード線２８ａ，２８ｂに電圧を掛け、静電振動基板６１と移動レンズ枠１６Ｄに高電圧を印加し、両者を吸着状態とする。そして、リード線２７ａ，２７ｂに駆動電圧を印加すると、Ｂ2 状態に示すように振動子６２が膨張するので、静電振動基板６１が先端位置Ｐ６１ＡからＰ６１Ｂまで移動する。移動レンズ枠１６Ｄは、静電振動基板６１と吸着状態にあるので先端位置Ｐ１６ＤＢからＰ１６ＤＡに後退移動する。
【００９６】
続いて、リード線２８ａ，２８ｂに電圧を切り、静電振動基板６１と移動レンズ枠１６Ｄとをフリー状態にして、リード線２７ａ，２７ｂに駆動電圧を切ると、振動子６２は、Ｂ1 状態に示すように収縮して後端位置Ｐ６２Ａに前進し、静電振動基板６１も付勢バネ２４の付勢力によりその先端位置Ｐ６１Ａまで前進移動する。そのとき、静電振動基板６１と移動レンズ枠１６Ｄとの電極部はフリー状態にあるので移動レンズ枠１６Ｄは、その先端位置Ｐ１６ＤＡに止まり、１ステップ分だけ後退することになる。このような動作を繰り返すことによって、移動レンズ枠１６Ｄを任意位置に後退させることができる。
【００９７】
本実施形態の撮像ユニット１Ｄによれば、ケーブルパイプ６３，６４にリード線を挿通させ、静電振動基板６１，振動子６２，移動レンズ枠１６Ｄの突起部１６Ｄａの電気的接続部まで導いている構造を採用しているのでリード線の配線が容易で、配線スペ−スも少なくなる。
【００９８】
また、移動レンズ枠１６Ｄには連結桿部を設ける必要がなく、また、移動体を兼ねるので構成部品が少なく、必要な配置スペ−スも少なくなる。そして、静電振動基板６１に対して移動レンズ枠１６Ｄを当接させるためのベアリングボールやボール付勢バネが不要になっており、構造が簡単化され、コンパクト化も実現できるといった効果が得られる。
【００９９】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明による内視鏡用撮像装置は、外形を小さく抑えることができ、さらに、駆動用ケーブルの接続のための必要スペ−スが少なく、コンパクト化が可能な内視鏡用撮像装置として利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】図１は、本発明の第一の実施形態の内視鏡用撮像装置である撮像ユニットのレンズ光軸に沿った断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の撮像ユニットが組み込まれる内視鏡挿入部先端の断面図である。
【図４】図１の撮像ユニットに適用される静電アクチュエータの組み立て状態の斜視図である。
【図５】図１の撮像ユニットの進退動作状態図である。
【図６】本発明の第二の実施形態の撮像ユニットに適用される静電アクチュエータまわりのレンズ光軸に沿った断面図である。
【図７】図６の静電アクチュエータの組み立て状態の斜視図である。
【図８】本発明の第三の実施形態の撮像ユニットに適用される静電アクチュエータまわりのレンズ光軸に沿った断面図である。
【図９】本発明の第四の実施形態の撮像ユニットに適用される静電アクチュエータまわりのレンズ光軸に沿った断面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】本発明の第五の実施形態の撮像ユニットのレンズ光軸に沿った断面図である。
【図１２】図１１の撮像ユニットに組み込まれる静電アクチュエータの斜視図である。
【図１３】図１２の静電アクチュエータの進退動作状態図である。
【図１４】従来の撮像ユニットのレンズ光軸に沿った断面図である。
【図１５】図１４のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１，１Ｄ
…撮像ユニット（内視鏡用撮像装置）
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ
…静電アクチュエータ
１７  …第二群レンズ（光学レンズ）
１６ａ，１６Ｂａ，１６Ｃａ，３７ａ
…連結桿
１６Ｄ…移動レンズ枠（移動体を兼ねる部材）
１９，３９，４５，５５，６１
…静電振動基板
１９ｂ，３９ｂ，４５ｂ
…延出部
２０，３８，４１，４２，５１，５２
…移動体
２１，４３ａ，４３ｂ，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ
…ボール付勢バネ（付勢部材）
３８ｃ…凸部（突部）
３９ａ…貫通孔（挿通溝）
【図１】
2008006215.tif 000003
【図２】
2008006215.tif 000004
【図３】
2008006215.tif 000005
【図４】
2008006215.tif 000006
【図５】
2008006215.tif 000007
【図６】
2008006215.tif 000008
【図７】
2008006215.tif 000009
【図８】
2008006215.tif 000010
【図９】
2008006215.tif 000011
【図１０】
2008006215.tif 000012
【図１１】
2008006215.tif 000013
【図１２】
2008006215.tif 000014
【図１３】
2008006215.tif 000015
【図１４】
2008006215.tif 000016
【図１５】
2008006215.tif 000017