外科的技術の向上。内視鏡アプリケーションのための可変フォーカシングと最適なシャープネス。

現代の医療技術は、患者にできるだけ不快感を与えない治療法の開発に力を入れています。低侵襲手術を可能にする内視鏡は、例えば、腹腔鏡手術において大きく貢献しています。特に医療行為においては、最大限の成功を収めるために、焦点を絞った詳細な画像情報が最優先で求められます。

チップオンザチップ内視鏡では、画像情報は内視鏡の先端にあるイメージセンサを介して送信されます。しかし、これまでのチップオンチップ内視鏡は、固定焦点光学系を使用しているため、1つの物体のギャップしか正しく表示できませんでした。被写体との距離が違うと、ピントが合わなくなります。ミニチュアドライブを搭載することで、可変焦点化が可能となり、常に最適なシャープフォーカスで被写体を表示することができるようになります。しかし、直径が10mm以下であるため、設置可能なスペースは非常に小さくなります。とはいえ、ズームレンズやフォーカスレンズに適したドライブを見つけることは不可能ではありません。

精密ドライブデバイスのスペシャリストであるPIは、この課題に対していくつかのソリューションを提供しています。

例えば、ピエゾ式超音波ドライブは興味深いアプローチです。これらのダイレクトドライブの機能原理は常に同じです：超音波周波数でのピエゾセラミックアクチュエータの振動がランナーに沿った直線運動に変換され、レンズが取り付けられた機械構造の可動部を駆動します。

この軽量なドライブは、理論上無制限の範囲でスムーズな動きを提供し、移動速度は最大約100mm/s、オープンループの動作分解能は約100nmです。

ピエゾベースの慣性駆動は、小型でコストパフォーマンスに優れているため、内視鏡にも適しています。スティックスリップ現象を利用して無制限の移動距離を実現し、数ナノメートルの分解能を備えています。

ピエゾベースのドライブに加えて、PIMagシリーズのボイスコイルドライブなどの小型のリニアダイレクトドライブは、最新のビデオ内視鏡に使用するのに適した条件を備えています。内視鏡に求められる超小型設計や数ミリから数センチの移動範囲は、この技術によって非常によく実現することができます。