专利名称：内窥镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在摄像单元上设有变焦透镜的内窥镜。
背景技术：
以往公知的内窥镜在设于内窥镜插入部的前端部的摄像光学系统中设有变焦透镜，观察者通过使变焦透镜相对光轴方向进退，可以获得被检部位的放大像或广角像。
变焦透镜一般由变焦透镜框保持，伴随该变焦透镜框向光轴方向的移动，变焦透镜向光轴方向进退。通过操作设于内窥镜操作部的操作杆等，通过设于变焦透镜框附近的电机、超声波致动器或压电元件等，该变焦透镜框进行进退动作。
另外，日本特开2002-122795号公报提出以下技术，通过操作设于内窥镜操作部的操作杆等，使用一端连接该操作杆、另一端连接变焦透镜框的线(wire)，使得沿光轴方向对变焦透镜框进行进退驱动。
但是，在使用电机、超声波致动器或压电元件等使变焦透镜框进退动作的技术中，由于电机、超声波致动器或压电元件等是又大又较重的部件，所以难以实现插入部前端的小型化、轻量化。
并且，电机、超声波致动器或压电元件等部件价格也高，另外由于驱动机构复杂而使得产品成本高，存在生产性差的问题。另外，使用日本特开2002一122795号公报中公开的线来进行的驱动，也存在操作性差的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种内窥镜，该内窥镜能够以低成本、利用小型且轻量的结构、以良好的操作性驱动设于内窥镜插入部的前端部的摄像光学系统的变焦透镜。
本发明的内窥镜具有摄像单元，该摄像单元至少设有多个透镜；保持上述多个透镜中的变焦用透镜的变焦透镜框；和使上述变焦透镜框沿光轴方向进退的驱动单元，所述内窥镜的特征在于，上述驱动单元具有通过电力的供给和切断而伸缩的第一致动器。
图1是示出在表示本发明的第一实施方式的内窥镜的插入部前端所设置的摄像单元的概要结构的图。
图2是从光轴方向前方观看时的表示图1中的变焦透镜框被嵌入摄像单元的槽中的状态的摄像单元的主视图。
图3是图1中的第一致动器的放大立体图。
图4是沿图3中的IV-IV线的剖面图。
图5是沿图2中的V-V线的局部剖面图。
图6是表示在表示本发明的第二实施方式的内窥镜的插入部前端所设置的摄像单元的变焦透镜框的移动机构的概要结构的图。
图7是表示以往的变焦透镜框的进退驱动机构的立体图。
图8是表示在表示本发明的第三实施方式的内窥镜的插入部前端所设置的摄像单元的概要结构的图。
图9是图8中的第一光圈的放大主视图。
图10是表示图8中的第一光圈的第一致动器的结构的剖面图。
图11A是表示图8中的第一光圈和第二光圈收缩的状态图。
图11B是表示图8中的第一光圈和第二光圈膨胀的状态图。
图12是表示安装在内窥镜插入部前端的前端盖的结构的图。
图13是沿图12中的XIII-XIII线的剖面图。
图14是表示从多个区域形成图12中的供电环部件的变形例的图。
图15是表示安装在内窥镜插入部前端的前端盖的其他结构的图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。
(第一实施方式)图1是表示在表示本发明的第一实施方式的内窥镜的插入部前端所设置的摄像单元的概要结构的图。
如图1所示，内窥镜1的摄像单元10中设有由多个光学透镜构成的摄像光学系统30，在该摄像光学系统30的光轴方向的基端侧(以下简称为基端侧)，设有用于成像通过摄像光学系统30而受光的被摄体像的CCD等摄像元件40。
摄像光学系统30包括设在摄像单元10的光轴方向的前端侧(以下简称为前端侧)的前端侧透镜组33；设在摄像单元10的基端侧、摄像元件40的前端附近的基端侧透镜组34；和设在前端侧透镜组33和基端侧透镜组34之间的变焦透镜组35。
前端侧透镜组33例如是由多个光学透镜33a、33b、33c构成的固定镜头系统，光学透镜33a、33b、33c由固定在摄像单元10的前端侧的未图示的透镜框保持着。
基端侧透镜组34例如是由多个光学透镜34a、34b构成的固定镜头系统，光学透镜34a、34b由固定在摄像单元10的基端侧的未图示的透镜框保持着。
变焦透镜组35例如由多个变焦透镜即光学透镜35a、35b构成，由变焦透镜框51保持，在前端侧透镜组33和基端侧透镜组34之间沿光轴方向进退移动。
图2是从光轴方向前方观看时的表示图1中的变焦透镜框被嵌入摄像单元的槽中的状态的摄像单元的主视图。
如该图所示，在变焦透镜框51上形成有例如分别在与图中光轴方向大致正交的上下方向上突出的两个透镜滑动用凸部51t。
并且，在摄像单元10的内周面10n的例如与图中光轴方向大致正交的上下方向上，沿着光轴方向分别形成有透镜滑动用槽部10m，两个透镜滑动用凸部51t嵌入该槽部10m中滑动。
因此，通过两个透镜滑动用凸部51t在透镜滑动用槽部10m内沿光轴方向滑动，使得变焦透镜框51由该透镜滑动用槽部10m引导着沿光轴方向进退。另外，变焦透镜框51的引导不限于此，也可以使用导轨等。
返回图1，在前端侧透镜组33的光学透镜33a的外周附近设有筒状的第一保持部件52。在该第一保持部件52的基端面和变焦透镜框51的透镜滑动用凸部51t的前端面之间，设有当提供了电力时收缩的驱动单元即第一致动器3。
具体地来讲，图3表示图1中的第一致动器的放大立体图，图4表示沿图3中的IV-IV线的剖面图。如图3所示，第一致动器3形成为大致圆筒状。
第一致动器3的光轴方向的前端面连接着第一保持部件52的基端面，从而被该第一保持部件52保持成与光轴方向大致平行。并且，第一致动器3的光轴方向的基端面连接着变焦透镜框51的两个透镜滑动用凸部51t的前端面。
另外，如图4所示，第一致动器3包括第一高分子材料(以下称为EPAM)3a，其由通过电力的供给和切断而伸缩的例如所谓人工肌肉(EPAMELECTROACTIVE POLYMERS AS ARTIFICIAL MUSCLES，电活性聚合物人工肌肉)等高分子材料构成；和第一电极部，其具有夹持该第一EPAM 3a的至少一部分的、例如由导电性橡胶等高分子材料构成的两个极性不同的电极即正电极3b、负电极3c。
因此，第一致动器3是所谓的聚合物致动器。另外，第一致动器3也具有当电力供给被切断时、如果处于收缩状态则将膨胀的性质。另外，第一EPAM 3a的收缩率与正电极3b、负电极3c的收缩率大致相同。
从设于摄像单元10的基端侧的作为控制单元的致动器驱动电路75，通过例如由导线构成的第一信号线即接线70，向正电极3b、负电极3c提供电力。
接线70设在摄像单元10的内周面10n附近，接线70的一端与电极3b、3c电连接，另一端与致动器驱动电路75连接。
致动器驱动电路75接受来自作为内窥镜1的控制单元的反馈电路100的信号，向第一致动器3提供电力。
另外，致动器驱动电路75也可以设于内窥镜1的未图示的操作部或与该内窥镜1连接的视频处理器等中。由此，由于第一EPAM 3a沿光轴方向收缩，所以连接着第一致动器3的基端面的变焦透镜框51沿光轴方向前方前进。
另外，从致动器驱动电路75向正电极3b、负电极3c传递电力的接线70也可以不是导线，例如也可以由电气图案结构构成。
具体地来讲，图5是沿图2中的V-V线的局部剖视图，如该图所示，接线70也可以通过在摄像单元10的内周面10n上进行涂层或蚀刻而形成。由此，可以简化摄像单元10的内部结构。
返回图1，在第一保持部件52的基端面和变焦透镜框51的前端面之间，在第一致动器3的内周附近设有两个例如螺旋弹簧等弹性部件6。另外，弹性部件6不限于螺旋弹簧，也可以是弹簧或橡胶。
弹性部件6使前进后的变焦透镜框51在光轴方向上的位置恢复到前进前的位置。具体地来讲，保持第一致动器3没有被提供电力时的变焦透镜框51在光轴方向上的位置。
返回图1，在基端侧透镜组34的外周附近设有筒状的第二保持部件53。在该第二保持部件53的前端面和变焦透镜框51的透镜滑动用凸部51t的基端面之间，设有通过变形而发电的位置检测单元即第二致动器4。
具体地来讲，第二致动器4与第一致动器3相同，如图3所示形成为大致圆筒状。第二致动器4的光轴方向的基端面连接第二保持部件53的前端面，从而被该第二保持部件53保持成与光轴方向大致平行。并且，第二致动器4的光轴方向的前端面连接着变焦透镜框51的透镜滑动用凸部51t的基端面。
另外，如图4所示，第二致动器4包括第二EPAM 4a，其通过变形而发电，由EPAM等高分子材料构成；第二电极部，其具有夹持该第二EPAM 4a的至少一部分的、例如由导电性橡胶等高分子材料构成的两个极性不同的电极即正电极4b、负电极4c。
因此，第二致动器4是所谓的聚合物致动器。另外，第二EPAM 4a的变形率与正电极4b、负电极4c的变形率大致相同。
例如由导线构成的作为第二信号线的接线80的一端与正电极4b、负电极4c电连接，该接线80的另一端与设于摄像单元10的基端侧的作为控制单元的位置检测处理电路85连接。
接线80设在摄像单元10的内周面10n附近。另外，位置检测处理电路85也可以设于内窥镜1的未图示的操作部或与该内窥镜1连接的视频处理器等中。
当变焦透镜框51沿光轴方向前进时，第二致动器4变形并发电。由此，该电力通过接线80传递给位置检测处理电路85。位置检测处理电路85根据所传递来的电力的发电量，检测出变焦透镜框51在光轴方向上的位置，把该检测结果传送给作为控制单元的反馈电路100。
另外，接线80与上述的接线70相同，也可以不是导线，而是由在摄像单元10的内周面10n上通过涂层或蚀刻而形成的电气图案结构构成。
在第二保持部件53的前端面和变焦透镜框51的基端面之间，在第二致动器4的内周附近设有两个例如螺旋弹簧等弹性部件7。另外，弹性部件7也不限于螺旋弹簧，也可以由弹簧或橡胶等构成。
弹性部件7与弹性部件6一起，使前进后的变焦透镜框51在光轴方向上的位置恢复到前进前的位置。具体地来讲，保持第一致动器3没有被提供电力时的变焦透镜框51在光轴方向上的位置。
下面，说明这样构成的本实施方式的内窥镜1的作用。
为了获得放大的或广角的被摄体像而使透镜框51进退时，首先操作内窥镜1的未图示的操作部，从致动器驱动电路75通过接线70向第一致动器3提供电力。
此时，例如在要获得使透镜倍率为5倍的被摄体像时，从致动器驱动电路75向第一致动器3提供相当于5倍透镜倍率的规定电力。
接受到电力供给，第一致动器3的第一EPAM 3a收缩。另外，此时电极3b、3c也收缩。由此，变焦透镜框51向光轴方向前方前进以实现5倍透镜倍率。
随之，第二致动器4的第二EPAM 4a变形即膨胀。此时，电极4b、4c也膨胀。然后，第二致动器4发电。该发电量通过接线80传递给位置检测处理电路85。
位置检测处理电路85接收上述发电量，检测变焦透镜框51的位置。然后，把该变焦透镜框51的位置检测结果传送给内窥镜1的反馈电路100。
反馈电路100接收变焦透镜框51的位置检测结果，检测该变焦透镜框51在光轴方向上的位置是否是相当于5倍透镜倍率的位置，如果未到达该位置，则向致动器驱动电路75传送使电力供给量增大的信号。由此，透镜框51前进直到光轴方向前方的规定位置。
另一方面，如果前进到超过了该位置的光轴方向前方，则向致动器驱动电路75传送使电力供给量衰减的信号。由此，透镜框51退回到光轴方向后方的规定位置。
最后，为了使变焦透镜框51返回到向第一致动器3供给电力之前的位置，通过未图示的操作部的操作，切断从致动器驱动电路75向第一致动器3的电力供给。由此，变焦透镜框51通过弹性部件6、7而顺利地返回到供给电力之前的位置，并保持该位置。
这样在表示本实施方式的内窥镜中，使用由第一EPAM 3a、正电极3b、负电极3c构成的第一致动器3，使用于保持设于摄像单元10上的变焦透镜组35的变焦透镜框51向光轴方向进退。
由此，仅通过向第一致动器3提供电力，变焦透镜框51即可在光轴方向上进退，所以能够利用低成本且小型又轻量的机构以良好的操作性来进行驱动，所以可以利用低成本且小型又轻量的机构实现变焦透镜框51的驱动单元。
并且，由于变焦透镜框51的驱动不包含电机或齿轮等的驱动，所以能够实现变焦透镜框51的稳定动作，可以提高摄像单元10的质量。
另外，由第二EPAM 4a、正电极4b、负电极4c构成的第二致动器4伴随变焦透镜框51的进退而变形并发电，利用这一点可以容易地检测变焦透镜框51在光轴方向上的进退位置。
因此，通过把该位置检测结果反馈到提供给第一致动器3的电力中，可以位置精度良好地进行变焦透镜框51即变焦透镜组35的进退。
以下表示变形例。在本实施方式中，示出了第一致动器3由通过电力的供给和切断而伸缩的EPAM 3a、电极3b和电极3c构成，第二致动器4由通过变形而发电的EPAM 4a、电极4b和电极4c构成，但不限于此，第一致动器3和第二致动器4也可以由相同部件构成。这样，可以削减制造时的成本。
并且，在本实施方式中，示出了在第一保持部件52和变焦透镜框51的透镜滑动用凸部51t之间设置第一致动器3，在第二保持部件53和变焦透镜框51的透镜滑动用凸部51t之间设置第二致动器4。
但不限于此，也可以在第一保持部件52和变焦透镜框51的透镜滑动用凸部51t之间设置第二致动器4，在第二保持部件53和变焦透镜框51的透镜滑动用凸部51t之间设置第一致动器3。
(第二实施方式)图6是表示在表示本发明的第二实施方式的内窥镜的插入部的前端所设置的摄像单元的变焦透镜框的移动机构的概要结构的图。
本实施方式的内窥镜201的结构与上述图1～图5所示的第一实施方式的内窥镜1相比，不同之处是在通过底座而移动的变焦透镜框的进退驱动机构上设置第一致动器和第二致动器。因此，只说明该不同之处，对与第一实施方式相同的结构赋予相同符号，并省略其说明。
在说明本实施方式之前，说明利用压电元件来驱动变焦透镜框51的以往的结构。具体地来讲，图7是表示以往的变焦透镜框的进退驱动机构的立体图，如该图所示，在摄像单元10内，在前端侧透镜组33、基端侧透镜组34和变焦透镜组35的下方，设有利用压电元件驱动的驱动单元250。
驱动单元250的主要部分包括上部具有开口的沿着光轴方向设置的筒状部件205；贯通该筒状部件205的导轨206；被该导轨206贯通的由压电元件驱动的底座51a；一端连接该底座51a、另一端连接用于保持变焦透镜组35的变焦透镜框51的腿部51b。
这样构成的驱动单元250使底座51a通过压电元件而在筒状部件205内沿光轴方向进退，而仅使腿部51b从筒状部件205的开口露出，由此使得通过腿部51b连接着底座51a的变焦透镜框51由导轨206引导着沿光轴方向进退。
在本实施方式中，使用由RPAM构成的致动器来进行该底座51a的进退驱动。具体地来讲，如图6所示，在底座51a的前端面上通过筒状的连接部件240连接着第一致动器203。
第一致动器203包括第一EPAM 203a；和第一电极部，该第一电极部具有夹持该第一EPAM 203a的至少一部分的、例如由导电性橡胶等高分子材料构成的两个极性不同的电极即正电极203b、负电极203c。第一致动器203通过固定部件243固定在筒状部件205上。
并且，在底座51a的基端面上通过筒状的连接部件240连接着第二致动器204。第二致动器204通过固定部件244固定在筒状部件205上。
第二致动器204包括第一EPAM 204a；和第二电极部，该第二电极部具有夹持该第一EPAM 204a的至少一部分的、例如由导电性橡胶等高分子材料构成的两个极性不同的电极即正电极204b、负电极204c。
另外，第一致动器203和第二致动器204的结构与第一实施方式中的上述第一致动器3和第二致动器4的结构大致相同，但是由直径小于第一致动器3和第二致动器4的筒状部件形成。
并且，导轨206被设置成为贯通底座51a、第一致动器203和第二致动器204。另外，其他结构与上述第一实施方式的内窥镜1相同。
下面，说明这样构成的内窥镜201的作用。
为了获得放大的或广角的被摄体像而使透镜框51进退时，首先操作内窥镜201的未图示的操作部，从致动器驱动电路75通过接线70向第一致动器203提供电力。此时，例如在要获得使透镜倍率为5倍的被摄体像时，从致动器驱动电路75向第一致动器203提供相当于5倍透镜倍率的规定电力。
接受到电力供给，构成第一致动器203的第一EPAM 203a收缩。另外，此时电极203b、203c也收缩。由此，通过连接部件240与第一致动器203连接的底座51a向光轴方向前方前进以实现5倍透镜倍率。即，变焦透镜框51向光轴方向前方前进以实现5倍透镜倍率。
随之，通过连接部件240与底座51a连接的第二致动器204的第二EPAM 204a产生变形即膨胀。此时，电极204b、204c也膨胀。然后，第二致动器4发电。该发电量通过接线80传递给位置检测处理电路85。另外，其他作用与上述第一实施方式的内窥镜1相同。
这样在本实施方式的内窥镜201中，对于具有由压电元件进行进退驱动的结构的变焦透镜框51的进退驱动，使用分别具有EPAM的两个致动器203、204来取代上述压电元件，来进行上述进退驱动，但在这种驱动机构中，仅通过向第一致动器203提供电力即可使变焦透镜框51沿光轴方向进退，所以能够利用低成本且小型又轻量的机构以良好的操作性来进行驱动，可以利用低成本且小型又轻量的机构实现变焦透镜框51的驱动单元。
另外，第二致动器204伴随变焦透镜框51的进退而变形并发电，利用这一点可以容易地检测变焦透镜框51在光轴方向上的进退位置。
此外，其他效果、变形例与上述第一实施方式相同。
(第三实施方式)图8是表示在表示本发明的第三实施方式的内窥镜的插入部的前端所设置的摄像单元的概要结构的图。
本实施方式的内窥镜301的结构与上述图1～图5所示的第一实施方式的内窥镜1相比，不同之处是在深度调节及亮度调节用光圈和遮光用光圈上设置第一致动器和第二致动器。因此，只说明该不同之处，对与第一实施方式相同的结构赋予相同符号，并省略其说明。
如图8所示，内窥镜301的摄像单元310中设有由多个光学透镜构成的摄像光学系统30，在该摄像光学系统30的基端侧设有用于成像通过摄像光学系统30受光的被摄体像的CCD等摄像元件40。
摄像光学系统30包括设在摄像单元10的前端侧的前端侧透镜组33；设在摄像单元10的基端侧、且在摄像元件40的前端附近的基端侧透镜组34；和设在前端侧透镜组33和基端侧透镜组34之间的变焦透镜组35。
前端侧透镜组33例如是由多个光学透镜33a、33b、33c构成的固定镜头系统，光学透镜33a、33b、33c由固定在摄像单元10的前端侧的未图示的透镜框保持着。
基端侧透镜组34例如是由多个光学透镜34a、34b构成的固定镜头系统，光学透镜34a、34b由固定在摄像单元10的基端侧的未图示的透镜框保持着。
变焦透镜组35例如由多个变焦透镜即光学透镜35a、35b构成，由变焦透镜框51保持着，通过例如上述的第一致动器3(参照图1)在前端侧透镜组33和基端侧透镜组34之间沿光轴方向作进退移动。
在变焦透镜框51的后方，光学透镜35b的基端侧附近设有固定在摄像单元3 10的内周上的格子状的第一保持部件353。在第一保持部件353的内周设有当被提供了电力时收缩的、用于进行被摄体像的深度调节及亮度调节的第一光圈321。
具体地来讲，图9是图8中的第一光圈的放大主视图，图10是表示图8中的第一光圈的第一致动器303的结构的剖面图，如图9所示，第一光圈321通过在形成为大致环状的第一致动器303的内周上嵌合第一环状部件308而构成，该第一环状部件308由比该第一致动器硬的硬质部件例如橡胶构成，并且具有开口308k。
另外，如图10所示，第一致动器303包括通过电力的供给和切断而伸缩的环状的EPAM 303a；和第一电极部，其具有夹持该第一EPAM303a的、例如由导电性橡胶等高分子材料构成的环状的两个极性不同的电极即正电极303b、负电极303c。
因此，第一致动器303是所谓的聚合物致动器。另外，第一致动器303也具有当电力供给被切断时，如果处于收缩状态则将膨胀的性质。另外，第一EPAM 330a的收缩率与正电极303b、负电极303c的收缩率大致相同。
从设于摄像单元310的基端侧的作为电力供给单元的第一致动器驱动电路3 85，通过例如由导线构成的作为第一信号线的接线380，向正电极303b、负电极303c提供电力。
接线380设在摄像单元310的内周面附近，接线380的一端与电极303b、303c电连接，另一端与第一致动器驱动电路385连接。
第一致动器驱动电路385接收来自内窥镜301的控制电路300的信号，向第一致动器303提供电力。另外，第一致动器驱动电路385也可以设于内窥镜301的未图示的操作部或与该内窥镜301连接的视频处理器等中。
由此，第一EPAM 303a向内周方向收缩，所以嵌合在第一致动器303中的第一环状部件308向内周方向收缩。即，第一环状部件308的开口308k的直径成为小径。
另外，从第一致动器驱动电路385向正电极303b、负电极303c传递电力的接线380也可以不是导线，而在摄像单元310的内周面上通过涂层或蚀刻而由电气图案结构构成。由此，可以简化摄像单元310的内部结构。
在前端侧透镜组33的光学透镜33a的外周附近设有筒状的第二保持部件352。在第二保持部件352的内周设有遮光用的第二光圈322，其与当被提供了电力时收缩的第一光圈321连动。
具体地来讲，如图9所示，第二光圈322通过在形成为大致环状的第二致动器304的内周嵌合第二环状部件309而构成，该第二环状部件309由比该第二致动器304硬的硬质部件例如橡胶构成，并且具有开口309k。
另外，如图10所示，第二致动器304包括通过电力的供给和切断而伸缩的环状的第二EPAM 304a；和第二电极部，其具有夹持该第二EPAM 304a的、例如由导电性橡胶等高分子材料构成的环状的两个极性不同的电极即正电极304b、负电极304c。
因此，第二致动器304是所谓的聚合物致动器。另外，第二致动器304也具有当电力供给被切断时，如果处于收缩状态则将膨胀的性质。另外，第二EPAM 304a的收缩率与正电极304b、负电极304c的收缩率大致相同。
从设于摄像单元310的基端侧的作为电力供给单元的第二致动器驱动电路375，通过例如由导线构成的作为第二信号线的接线370，向正电极304b、负电极304c提供电力。
接线370设在摄像单元310的内周面附近，接线370的一端与电极304b、304c电连接，另一端与第二致动器驱动电路375连接。
第二致动器驱动电路375接收来自内窥镜301的控制电路300的信号，向第二致动器304提供电力。另外，第二致动器驱动电路375也可以设于内窥镜301的未图示的操作部或与该内窥镜301连接的视频处理器等中。
由此，第二EPAM 304a向内周方向收缩，所以嵌合在第二致动器304中的第二环状部件309向内周方向收缩。即，第二环状部件309的开口309k的直径成为小径。
另外，从第二致动器驱动电路375向正电极304b、负电极304c传递电力的接线370也可以不是导线，而是通过在摄像单元310的内周面上进行涂层或蚀刻而由电气图案结构构成。由此，可以简化摄像单元310的内部结构。
下面，说明这样构成的本实施方式的内窥镜301的作用。
为了调节被摄体像的深度或亮度，首先，通过操作内窥镜1的未图示的操作部，从第一致动器驱动电路385通过接线380向第一光圈321的第一致动器303提供用于获得所期望的F数值(F number)、即所期望的亮度和景深的规定量的电力。
接受到电力供给，第一致动器303的第一EPAM 303a例如向内周方向收缩。另外，此时电极303b、303c也向内周方向收缩。
随之，如图11所示，嵌合在第一致动器303的内周的第一环状部件308向内周方向从图11B所示状态收缩成为图11A所示状态。即，第一环状部件的开口308k成为小径。
由此，第一光圈321被缩小，与普通光圈相同，调节被摄体像的深度或亮度。另外，利用设在内窥镜301的插入部上的未图示的测光传感器等来测定第一环状部件的开口308k的直径是否成为获得所期望的F数值用的光圈值。
如果开口308k的直径未达到获得所期望的F数值用的光圈值，则从第一致动器驱动电路385通过接线380再向第一致动器303提供电力，伴随第一EPAM 303a的收缩，使开口308k的直径更小。
如果开口308k的直径超过了获得所期望的F数值用的光圈值，则减小从第一致动器驱动电路385通过接线380提供给第一致动器303的电力量，从而伴随第一EPAM 303a的膨胀，使开口308k的直径增大直到所期望的位置。
并且，与第一光圈321的缩小动作连动，从第二致动器驱动电路375通过接线370向第二光圈322的第二致动器304提供电力。
接受到电力供给，第二致动器304的第二EPAM 304a例如向内周方向收缩。另外，此时电极304b、304c也向内周方向收缩。
随之，如图11所示，嵌合在第二致动器304的内周的第二环状部件309也向内周方向收缩。即，第二环状部件的开口309k成为小径。另外，开口309k的直径对应于开口308k的开口直径而被规定。由此，第二光圈322缩小，将到达第一光圈321之前的不需要的光遮挡住。
最后，当停止从第一致动器驱动电路385向第一致动器303的电力供给时，第一EPAM 303a、电极303b、303c膨胀，如图11B所示，第一环状部件308的开口308k恢复为供给电力之前的直径。
同时，当停止从第二致动器驱动电路375向第二致动器304的电力供给时，第二EPAM 304a、电极304b、304c膨胀，如图11B所示，第二环状部件309的开口309k恢复为供给电力之前的直径。
这样在表示本实施方式的内窥镜中，利用由第一EPAM 303a、电极303b、303c构成的第一致动器303构成被摄体像的深度及亮度调节用的第一光圈321。并且，利用由第二EPAM 304a、电极304b、304c构成的第二致动器304构成与光圈321连动的遮光用第二光圈322。
因此，第一光圈321和第二光圈322仅通过向第一致动器303、第二致动器304提供电力即可进行光圈的驱动，所以能够利用低成本且小型又轻量的机构以良好的操作性来进行驱动，所以可以利用低成本且小型又轻量的机构实现第一光圈321和第二光圈322的光圈机构的驱动单元。
并且，由于第一光圈321和第二光圈322的光圈机构的驱动不包含电机或齿轮等的驱动，所以能够实现第一光圈321和第二光圈322的稳定的光圈动作，所以可以提高摄像单元10的质量。
以下表示变形例。在本实施方式中，第一致动器303由EPAM 303a、电极303b和电极303c构成，第二致动器304由EPAM 304a、电极304b和电极304c构成，但不限于此，第一致动器3和第二致动器4也可以由相同部件构成。这样，可以削减制造时的成本。
可是，在内窥镜插入部的前端一般安装固定有具有剖面形状呈“コ”状的突出部的前端盖。前端盖通过使插入部前端与被检部位的观察距离保持恒定，从而防止由于内窥镜插入部的前端抵接被检部位的壁等而形成对焦不良，使得不能确保对于被检部位的视野，从而来提高体腔内的观察性。
前端盖通常是不同于内窥镜插入部的部件，因而有时利用带子捆绑等方式固定在该插入部前端上。但是，此时前端盖的突出部的突出量根据固定到插入部前端上的固定情况而产生偏差，有时产生被检部位的对焦不良。
并且，前端盖虽然也用于提高插入部的插入性，但存在拆装困难、可能脱落、定位困难、遮挡视野范围的问题。
鉴于这些问题，已经公知有使前端盖与内窥镜插入部一体化的技术，但如果形成一体化，则不能改变前端盖的突出部的突出量。这是因为被检部位的形状不一定是平坦的，如果前端盖的突出部的突出量恒定，则难以一直获得已对焦的良好的图像。
鉴于这种问题和情况，也可以在前端盖的突出部的内部设置由EPAM构成的致动器。具体地来讲，图12是表示安装在内窥镜插入部前端上的前端盖的结构的图，图13是沿图12中的XIII-XIII线的剖面图，如图12所示，前端盖450由弹性绝缘部件形成，并且具有突出部450t，通过涂层在内窥镜插入部的前端部400上一体地形成。
并且，在前端部400设有通过电缆407与未图示的电源供给单元连接的图13所示的环状的供电环部件420。另外，在前端盖450的突出部450t的前端也设有通过电缆407与未图示的电源供给单元连接的环状的供电环部件430。
并且，在前端盖450的供电环部件420和供电环部件430之间，设有通过电力的供给和切断而伸缩的环状的致动器404。
致动器404包括环状的EPAM 404a；和第一电极部，该第一电极部具有夹持该EPAM 404a在光轴方向上的前后的、例如由导电性橡胶等高分子材料构成的两个极性不同的电极即正电极404b、负电极404c。
另外，致动器404的结构与第三实施方式中的上述第一致动器303和第二致动器304的结构大致相同。
致动器404的正电极404b与供电环部件430抵接，负电极404c与供电环部件420抵接。正电极404b被从供电环部件430提供电力，负电极404c被从供电环部件420提供电力。
下面，说明这样构成的前端盖450的作用。
当为了对焦，而使前端盖450的突出部450t向光轴方向的基端侧收缩时，首先通过操作内窥镜的未图示的操作部，从电力供给单元通过电缆407、供电环部件420、430、电极404b、404c向致动器404的EPAM 404a提供电力。
接受到电力供给，致动器404的EPAM 404a向图中的基端侧收缩。另外，此时电极404b、404c也向基端侧收缩。随之，前端盖450的突出部450t向基端侧收缩。
最后，当停止向致动器404的电源供给时，致动器404的EPAM 404a向图中的前端侧膨胀。此时，电极404b、404c也向前端侧膨胀。随之，前端盖450的突出部450t向前端侧膨胀，恢复到提供电力之前的位置。
由此，可以通过控制对EPAM 450a的电力供给，来改变前端盖450的突出部450t的突出量，所以不设置复杂的机构也能够容易地调节突出部450t的突出量。
并且，由于前端盖450与插入部的前端部400形成为一体，所以前端盖450不会从前端部400脱落。并且，由于前端盖450的安装位置不会产生偏差，所以前端盖450不会遮挡视野范围。
以下表示变形例。供电环部件420也可以如图14所示由多个区域420a～420h形成，根据各个区域来调节突出部450t的突出量。
这样，可以局部地变更突出部450t的突出量，即可以局部地变更突出部450t的弹性绝缘部件的硬度，所以仅通过调节提供给EPAM 404a的电力，即可容易地将前端盖的外观形状调整为与硬度分布对应的形状。
因此，即使被检部位具有复杂的形状，也能够使前端盖450的突出部450t与被检部位的形状相吻合，可以进行已对焦的良好的观察。
以下表示另一变形例。前面示出了致动器404的正电极404b、负电极404c夹持环状的EPAM 404a在光轴方向上的前后部分的情况，但不限于此，也可以按图15所示配置成夹持EPAM 404a的厚度方向。
由此，向电极404b、404c提供电力的供电环部件为一个即可，可以使插入部的前端部400细径化。
另外，以上说明了本发明的实施方式，但是不限于上述实施方式，当然可以在不脱离本发明精神的范围内进行各种变更。
如以上具体叙述的那样，根据本发明的实施方式，可以获得以下所述的结构。即，(1)一种内窥镜，其具有多个透镜、和用于调节射入上述多个透镜的光的被摄体像的深度及亮度的第一光圈，所述内窥镜的特征在于，上述第一光圈构成为具有第一环状部件；和第一致动器，该第一致动器设在该第一环状部件的外周，通过电力的供给和切断而伸缩，使上述第一环状部件的开口直径改变。
(2)根据附记1所述的内窥镜，其特征在于，上述第一致动器包括通过上述电力的供给和切断而伸缩的第一高分子材料；由夹持上述第一高分子材料的两个极性不同的电极构成的第一电极部。
(3)根据附记2所述的内窥镜，其特征在于，上述环状部件由比上述第一高分子材料硬的硬质部件构成。
(4)根据附记1～3中任一项所述的内窥镜，其特征在于，上述内窥镜还具有用于使光射入上述多个透镜的遮光用的第二光圈，上述第二光圈构成为具有第二环状部件；和第二致动器，该第二致动器设在该第二环状部件的外周，通过电力的供给和切断而伸缩，使上述第二环状部件的开口直径改变。
(5)根据附记4所述的内窥镜，其特征在于，上述第二致动器包括通过上述电力的供给和切断而伸缩的第二高分子材料；由夹持上述第二高分子材料的两个极性不同的电极构成的第二电极部。
(6)根据附记5所述的内窥镜，其特征在于，上述第二环状部件由比上述第二高分子材料硬的硬质部件构成。
(7)根据附记4～6中任一项所述的内窥镜，其特征在于，上述内窥镜还具有向上述第一致动器或上述第二致动器提供电力的电力供给单元。
(8)根据附记7所述的内窥镜，其特征在于，上述电力供给单元和上述第一电极部通过第一信号线连接。
(9)根据附记8所述的内窥镜，其特征在于，上述第一信号线是形成于上述摄像单元的电气图案。
(10)根据附记7～9中任一项所述的内窥镜，其特征在于，上述电力供给单元和上述第二电极部通过第二信号线连接。
(11)根据附记10所述的内窥镜，其特征在于，上述第二信号线是形成于上述摄像单元的电气图案。
(12)根据附记4～11中任一项所述的内窥镜，其特征在于，上述第一致动器和上述第二致动器由相同部件构成。
(13)根据附记4～12中任一项所述的内窥镜，其特征在于，上述第二致动器与上述第一致动器连动而收缩。
(14)根据附记4～13中任一项所述的内窥镜，其特征在于，上述第二环状部件的开口直径对应于上述第一环状部件的开口直径而被规定。
(课题)已经公知的内窥镜在设于内窥镜插入部的前端部的摄像光学系统中，设有被摄体像的深度调节用和亮度调节用的光圈。为了防止插入部前端的大型化，并且实现结构简洁，该深度调节用和亮度调节用光圈一般多设置固定光圈。
但是，该情况下，由于光圈的F数值被固定，所以被摄体的亮度受到制约。并且，由于景深被固定，所以也存在可观察范围受限制的问题。
鉴于这种情况，提出了设置有可以改变F数值、景深的光圈的内窥镜，但如果在插入部前端设置光圈的可变机构，则存在导致插入部的大型化，而且结构变复杂的问题。
上述附记就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种具有光圈机构的内窥镜，该光圈机构可以利用简单的结构改变光圈的F数值，并且可以控制景深及亮度。
以上说明了本发明的实施方式，但是不限于上述实施方式，当然可以在不脱离本发明精神的范围内进行各种变更。
权利要求
1.一种内窥镜，该内窥镜具有摄像单元，该摄像单元至少设有多个透镜；保持上述多个透镜中的变焦用透镜的变焦透镜框；和使上述变焦透镜框沿光轴方向进退的驱动单元，其特征在于，上述驱动单元具有通过电力的供给和切断而伸缩的第一致动器。
2.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，上述第一致动器包括通过上述电力的供给和切断而伸缩的第一高分子材料；以及由夹持上述第一高分子材料的两个极性不同的电极构成的第一电极部。
3.根据权利要求1或2所述的内窥镜，其特征在于，上述内窥镜还具有检测上述变焦透镜框的移动位置的位置检测单元。
4.根据权利要求3所述的内窥镜，其特征在于，上述位置检测单元构成为具有通过变形而发电的第二致动器。
5.根据权利要求4所述的内窥镜，其特征在于，上述第二致动器包括通过变形而发电的第二高分子材料；以及由夹持上述第二高分子材料的两个极性不同的电极构成的第二电极部。
6.根据权利要求5所述的内窥镜，其特征在于，上述位置检测单元通过检测上述第二高分子材料的发电量，来检测上述变焦透镜框的移动位置。
7.根据权利要求6所述的内窥镜，其特征在于，上述内窥镜还具有控制单元，该控制单元根据上述位置检测单元的位置检测结果，进行规定上述变焦透镜框在光轴方向上的位置的控制。
8.根据权利要求7所述的内窥镜，其特征在于，上述控制单元和上述第一电极部通过第一信号线连接。
9.根据权利要求8所述的内窥镜，其特征在于，上述第一信号线是形成于上述摄像单元的电气图案。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的内窥镜，其特征在于，上述控制单元和上述第二电极部通过第二信号线连接。
11.根据权利要求10所述的内窥镜，其特征在于，上述第二信号线是形成于上述摄像单元的电气图案。
12.根据权利要求4～11中任一项所述的内窥镜，其特征在于，上述第一致动器和上述第二致动器由相同部件构成。
全文摘要
本发明提供一种在摄像单元上设有变焦透镜的内窥镜。该内窥镜(1)具有摄像单元(10)，该摄像单元(10)至少设有多个光学透镜(33a～33c、34a、34b、35a、35b)；保持上述多个光学透镜中的变焦用光学透镜(35a、35b)的变焦透镜框(51)；和使变焦透镜框(51)沿光轴方向进退的第一致动器(3)，所述内窥镜(1)的特征在于，上述第一致动器(3)通过电力的供给和切断而伸缩。
文档编号G02B23/26GK101014277SQ200580030208
公开日2007年8月8日 申请日期2005年9月5日 优先权日2004年9月8日
发明者野口利昭, 内村澄洋, 古川达也, 河内昌宏, 小野田文幸, 森山宏树, 外山隆一 申请人:奥林巴斯株式会社