JP2015181913A - Optical unit and endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体を観察する際用いられる光学装置、内視鏡に関する。 The present invention relates to an optical apparatus and an endoscope used when observing a subject.
近年、内視鏡等の観察機器において、該観察機器の小型化に伴い観察機器に設けられる撮像ユニットも小型化が要求されている。 In recent years, in an observation device such as an endoscope, an imaging unit provided in the observation device is required to be downsized as the observation device is downsized.
ここで、撮像ユニットに用いられる光学枠、例えば倍率可変用のレンズを具備するレンズ枠は、該レンズ枠に噛合する撮像ユニットが具備する歯車等により観察光軸上の第1の位置と観察光軸上から退避する第2の位置との間を移動自在に構成されているものが周知である。ところが、この構成ではレンズ枠の移動に歯車等を用いるため撮像ユニットの小型化を実現することが難しいといった問題があった。 Here, an optical frame used in the imaging unit, for example, a lens frame including a lens for changing magnification, is arranged with the first position on the observation optical axis and the observation light by a gear provided in the imaging unit meshing with the lens frame. It is well known that it is configured to be movable between a second position retracted from the axis. However, in this configuration, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the imaging unit because gears or the like are used for moving the lens frame.
そこで、特許文献1には、光軸方向において離間して位置するとともに同じ外径を有する2枚の円形の基板間において、光学枠を構成する絞り部材が、各基板の観察光軸上の開口に重なる第1の位置と開口から退避する第2の位置とに回動により移動自在となるよう、2枚の基板に回動自在に軸支される構成が開示されている。また、特許文献1には、絞り部材が2つの磁極に分極された磁石から構成された棒状部材に固定されて位置している光学装置の構成が開示されている。
Therefore, in
また、特許文献1に開示された光学装置では、一方の基板に、光軸方向から光学装置を平面視した際、棒状部材を挟むよう位置するとともに電力の供給に伴い棒状部材に磁力を付与する2つの磁性部を有する電磁石が設けられており、該磁力によって棒状部材を回動させて絞り部材を回動させる構成が開示されている。
Further, in the optical device disclosed in
さらに、特許文献1に開示された光学装置では、絞り部材の移動に磁力を用いていることから歯車等を用いる必要が無い他、電磁石及び棒状部材は、光軸方向から光学装置を平面視した際、各基板に重なるよう、即ち各基板の外形からはみ出すことなく設けられているとともに、絞り部材の移動も各基板の外形内にて行われる。このことにより、光学装置の外径を各基板の外径にて規定することができるため、光学装置の小型化を図ることができる構成を有している。
Furthermore, in the optical device disclosed in
よって、特許文献1に開示された光学装置の構成において、絞り部材を倍率可変用のレンズを具備するレンズ枠に置き換えれば、特許文献1と同様に倍率可変用のレンズを具備する光学装置の小型化を実現することができる。
Therefore, in the configuration of the optical device disclosed in
ところで、特許文献1に開示された光学装置の構成において、絞り部材を、例えば第2の位置から第1の位置へと移動させるには、棒状部材の各磁極と棒状部材を挟む磁極の異なる2つの磁性部とが引力によって引き合っている状態から、電力の供給により2つの磁性部の磁極を反転させ、棒状部材の各磁極と2つの磁性部との間に斥力を発生させることによって棒状部材を一方向に回転させることにより行う。
By the way, in the configuration of the optical device disclosed in
しかしながら、棒状部材を回動させると、棒状部材は、第1の位置と第2の位置との間を回動している際は、斥力により光軸方向に移動してしまう。即ち、絞り部材も光軸方向に移動してしまう。よって、各基板間、即ち絞り部材と該絞り部材に対向する基板との間に光軸方向における絞り部材の移動スペースを十分確保しなければならないといった問題があった。 However, when the rod-shaped member is rotated, the rod-shaped member moves in the optical axis direction due to repulsive force when rotating between the first position and the second position. That is, the diaphragm member also moves in the optical axis direction. Therefore, there is a problem that a sufficient space for moving the diaphragm member in the optical axis direction must be secured between the substrates, that is, between the diaphragm member and the substrate facing the diaphragm member.
また、各基板間に絞り部材の移動スペースを十分確保すると、光学装置が大型化してしまうばかりか光軸方向への移動中、絞り部材が傾きやすいといった問題があった。尚、絞り部材の傾きは、棒状部材と該棒状部材を挟む2つの磁性部との各斥力が不均等であることからも発生する。 Further, if a sufficient movement space for the diaphragm member is secured between the substrates, there is a problem that the diaphragm member is easily tilted during the movement in the optical axis direction as well as the size of the optical device is increased. Note that the inclination of the throttle member also occurs because the repulsive forces between the rod-shaped member and the two magnetic portions sandwiching the rod-shaped member are not uniform.
よって絞り部材が傾いてしまうと、絞り部材の一部が各基板に局所的に接触してしまうため、局所的な摺動抵抗により絞り部材が回動し難くなってしまうといった問題があることから、絞り部材の回動力を増やす、即ち、各磁性部に供給する電力を増やさなければならないといった問題があった。 Therefore, if the diaphragm member is tilted, a part of the diaphragm member is locally in contact with each substrate, which causes a problem that the diaphragm member is difficult to rotate due to local sliding resistance. There has been a problem that the rotational power of the aperture member must be increased, that is, the power supplied to each magnetic part has to be increased.
尚、以上の問題は、絞り部材に限らず、光学装置によって回動される他の光学枠であっても同様である。例えば倍率可変用のレンズを具備するレンズ枠に適用した場合、同様にレンズ枠が回動し難くなってしまうばかりか、レンズ枠が傾いてしまう、即ち、レンズが傾いてしまうと光学性能が低下してしまうといった問題もあった。 The above problem is not limited to the diaphragm member, and the same applies to other optical frames rotated by the optical device. For example, when applied to a lens frame having a variable magnification lens, the lens frame is similarly difficult to rotate, and the lens frame tilts, that is, the optical performance decreases when the lens tilts. There was also a problem such as.
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、光学枠を小さな駆動力にてスムーズに回動させることができるとともに、小型化を実現できる構成を具備する光学装置、内視鏡を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an optical apparatus and an endoscope that have a configuration that can smoothly rotate an optical frame with a small driving force and that can realize downsizing. The purpose is to do.
上記目的を達成するため本発明の一態様における光学装置は、周方向に回動自在であるとともに、軸方向と直交する方向において2つの磁極に分極された磁石から構成された棒状部材と、前記棒状部材に対して軸対象に設けられ前記棒状部材に磁力を付与する2つの磁性部を有するとともに、電力が供給されることにより前記2つの磁性部が互いに異なる磁極となることにより、斥力により前記棒状部材を回動させるまたは引力により前記棒状部材の回動を停止させる電磁石と、前記棒状部材の前記軸方向において前記棒状部材を移動自在に支持するとともに、前記棒状部材と前記周方向に一体的に回動する光学枠と、を具備する。 In order to achieve the above object, an optical device according to an aspect of the present invention is a rod-shaped member that is rotatable in the circumferential direction and is configured by a magnet that is polarized into two magnetic poles in a direction orthogonal to the axial direction. The rod-shaped member has two magnetic portions that are provided on the shaft object and apply magnetic force to the rod-shaped member, and the two magnetic portions become magnetic poles different from each other when electric power is supplied. An electromagnet that rotates the rod-shaped member or stops the rotation of the rod-shaped member by an attractive force, and supports the rod-shaped member movably in the axial direction of the rod-shaped member, and is integrated with the rod-shaped member in the circumferential direction. And an optical frame that rotates.
また、本発明の一態様における内視鏡は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の前記光学装置が、被検体内に挿入される挿入部の先端内に設けられている。
An endoscope according to one aspect of the present invention is provided with the optical device according to any one of
本発明によれば、光学枠を小さな駆動力にてスムーズに回動させることができるとともに、小型化を実現できる構成を具備する光学装置、内視鏡を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to rotate an optical frame smoothly with a small driving force, the optical apparatus and endoscope which comprise the structure which can implement | achieve size reduction can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施の形態)
図1は、本実施の形態の光学装置を具備する内視鏡の外観を示す図、図2は、図1中のII-II線に沿う内視鏡の挿入部の先端部を概略的に示す部分断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an external appearance of an endoscope including the optical device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic view of the distal end portion of the insertion portion of the endoscope along the line II-II in FIG. It is a fragmentary sectional view shown.
図1に示すように、内視鏡1は、被検体内に挿入される挿入部2と、該挿入部2の基端側に連設された操作部3と、該操作部3から延出されたユニバーサルコード8と、該ユニバーサルコード8の延出端に設けられたコネクタ9とを具備して主要部が構成されている。尚、コネクタ9を介して、内視鏡1は、制御装置や照明装置等の外部装置と電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, an
操作部3に、挿入部2の後述する湾曲部2wを上下方向に湾曲させる上下用湾曲操作ノブ4と、湾曲部2wを左右方向に湾曲させる左右用湾曲操作ノブ6とが設けられている。
The
さらに、操作部3に、上下用湾曲操作ノブ4の回動位置を固定する固定レバー5と、左右用湾曲操作ノブ6の回動位置を固定する固定ノブ7とが設けられている。
Further, the
挿入部2は、先端側から順に、先端部2sと湾曲部2wと可撓管部2kとを具備して構成されており細長に形成されている。
The
湾曲部2wは、上下用湾曲操作ノブ4や左右用湾曲操作ノブ6の回動操作により、例えば上下左右の4方向に湾曲されることにより、先端部2s内に設けられた後述する撮像ユニット10の観察方向を可変したり、被検体内における先端部2sの挿入性を向上させたりするものである。さらに、可撓管部2kは、湾曲部2wの基端側に連設されている。
The
湾曲部2wの先端側に連設された先端部2s内に、図2に示すように、先端硬質部材20が設けられており、該先端硬質部材20に、被検体内を撮像する撮像ユニット10が固定されている。
As shown in FIG. 2, a distal end
尚、先端硬質部材20には、図2に示すように、撮像ユニット10の他、コネクタ9、ユニバーサルコード8、操作部3、挿入部2内にそれぞれ挿通された、被検体内に照明光を供給する図示しないライトガイドの先端側や、被検体内に対し処置具を挿抜するための処置具挿通用管路95の先端側が、既知の固定手段によって固定されている。また、先端硬質部材20には、撮像ユニット10における先端部2sの先端面に露出された後述する対物レンズ17に流体を供給する図示しない流体供給管路の先端側及び該先端側に固定された図示しない供給ノズル等が、既知の固定手段によって固定されている。
As shown in FIG. 2, the distal end
撮像ユニット10は、図2に示すように、絞り16、対物レンズ17、及び光学装置14が内部に固定されたレンズ枠12と、該レンズ枠12の基端側の外周に先端側が固定されるとともに位置出しガラス26が内部に固定されたシールド枠11とを具備している。
As shown in FIG. 2, the
また、撮像ユニット10は、位置出しガラス26の基端面に貼着されるとともに撮像素子28の先端面に構成された受光面に貼着されるカバーガラス27と、撮像素子28に先端が電気的に接続されるとともに複数の電子部品65が実装された回路基板63とを具備している。
The
さらに、撮像ユニット10は、回路基板63の基端側に設けられた端子63a、63bに複数の信号線67を介して電気的に接続された信号ケーブル29と、シールド枠11の外周における後半部と信号ケーブル29の先端側の外周を覆うことにより撮像ユニット10の内部を封止する熱収縮チューブ18とを具備している。尚、端子63bは、フレキシブル基板13を介して光学装置14に電気的に接続されている。
Further, the
次に、レンズ枠12内に設けられる光学装置14の構成の一例について、図3〜図5を用いて説明する。図3は、図2の光学装置の分解斜視図、図4は、図3の光学装置における棒状部材及び光学枠の拡大斜視図、図5は、図3中のV方向から組み立てられた図3の光学装置を概略的にみた側面図である。
Next, an example of the configuration of the
図3に示すように、光学装置14は、第1の基板45と、第2の基板75と、棒状部材43と、光学枠130と、電磁石140とを具備して主要部が構成されている。
As shown in FIG. 3, the
第1の基板45は、光軸方向Lから平面視した形状が円形であってかつ板状の円形部45xと、該円形部45xの外周の一部から第1の基板45の径方向の一部に突出した板状の凸状部45yとから主要部が構成されている。
The
また、第1の基板45は、レンズ枠12内において、図5に示すように、光軸方向Lにおいて第2の基板75よりも後述する回動ストッパ36、37の光軸方向Lの厚み分だけ対物レンズ17側に位置している。即ち、第1の基板45は、第2の基板75と光軸方向Lにおいて離間して位置している。
Further, as shown in FIG. 5, the
尚、円形部45xと凸状部45yとは一体的に形成されている。また、円形部45xと凸状部45yとの光軸方向Lにおける厚みは同一である。
The
円形部45xには、光軸方向Lに沿って貫通する光学開口45aが形成されているとともに、光軸方向Lに沿って貫通する回動軸孔45bが形成されている。尚、光学開口45aは、レンズ枠12内において、観察光軸B上に位置している。
In the
また、円形部45xにおける対物レンズ17に対向する図3、図5中の上面に対し、円形部45xを光軸方向Lから平面視した際、回動軸孔45bに少なくとも一部が重畳するL字型の移動規制部材である抜け止めストッパ42が設けられている。尚、抜け止めストッパ42の機能については後述する。
Further, when the
第2の基板75は、レンズ枠12内において、第1の基板45よりも光軸方向Lの後方において、図5に示すように、第1の基板45に対して後述する回動ストッパ36、37の光軸方向Lの厚み分だけ離間して位置している。
In the
また、第2の基板75は、光軸方向Lから平面視した形状が円形であってかつ板状の円形部75xと、該円形部75xの外周の一部から第2の基板75の径方向の一部に突出した板状の凸状部75yとから主要部が構成されている。
The
尚、円形部75xは、円形部45xと同じ外径を有しているとともに、凸状部75yは、凸状部45yと同じ突出量、突出方向を有している。
The
即ち、第2の基板75は、第1の基板45と同じ大きさ、形に形成されている。また、円形部75xと凸状部75yとは一体的に形成されている。さらに、円形部75xと凸状部75yとの光軸方向Lにおける厚みは同一である。
That is, the
円形部75xには、光軸方向Lに沿って貫通する図示しない光学開口が形成されているとともに、光軸方向Lに沿って貫通する回動軸孔75bが形成されている。尚、第2の基板75の光学開口は、レンズ枠12内において、観察光軸B上に位置している。また、第2の基板75の光学開口は、光学開口45aと同じ径を有している。
In the
また、光軸方向Lにおいて円形部45xと円形部75xとの間に、光軸方向Lから平面視した形状が略L字状かつ光軸方向Lに所定の厚みを有する回動ストッパ37が設けられている。尚、図3においては、回動ストッパ37は、円形部75xに設けられているが、円形部45xに設けられていても構わない。
Further, a
さらに、凸状部45y、75yの突出方向における突出端近傍であって、光軸方向Lにおける凸状部45yと凸状部75yとの間にも光軸方向Lに所定の厚みを有する回動ストッパ36が設けられている。
Further, the rotation is in the vicinity of the projecting end in the projecting direction of the projecting
尚、回動ストッパ36の光軸方向Lにおける厚みは、回動ストッパ37の光軸方向Lにおける厚みと等しい。また、図3においては、回動ストッパ36は、凸状部75yに設けられているが、凸状部45yに設けられていても構わない。
The thickness of the
光学枠130は、図3、図5に示すように、回動ストッパ36、37によって形成された光軸方向Lにおける第1の基板45と第2の基板75との間隙に設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
棒状部材43は、周方向Cに回動自在であるとともに、光軸方向Lに平行な軸方向Jと直行する方向において2つの磁極、即ちS極、N極に分極された磁石からなり、軸方向Jにおいて細長に構成されている。
The rod-shaped
また、棒状部材43は、図4に示すように、軸方向Jに直交する方向Rの断面が多角形状、例えば六角形状を有している。尚、棒状部材43の方向Rにおける断面は、六角形状に限定されず、四角形状等の他の多角形状であっても構わない。
Further, as shown in FIG. 4, the rod-shaped
光学枠130は、非磁性体から構成されるとともに軸方向Jにおいて棒状部材43を移動自在に支持するとともに、棒状部材43とともに周方向Cに一体的に回動するものである。
The
具体的には、光学枠130は、筒部33と、光学部材131とを具備して主要部が構成されている。尚、筒部33は、光学部材131と一体的に形成されている。
Specifically, the
筒部33は、図4に示すように、軸方向Jにおいて細長に形成されているとともに、軸方向Jの一端が閉塞部33bとして塞がれているとともに、他端に開口部33aを有する形状に形成されており、一端及び他端が第2の基板75、第1の基板45の各回動軸孔45b、75bに対して回動自在に軸支されている。
As shown in FIG. 4, the
筒部33は、軸方向Jにおける閉塞部33bと開口部33aとの間に、棒状部材43が軸方向Jにおいて移動自在に嵌入される嵌入部33iを有している。
The
尚、嵌入部33iは、棒状部材43と同様に、図4に示すように、方向Rの断面が多角形状、例えば六角形状を有している。尚、嵌入部33iの方向Rにおける断面は、六角形状に限定されず、四角形状等の他の多角形状であっても構わない。また、嵌入部33iの断面形状は、多角形状であれば、棒状部材43の断面形状と一致していなくても構わない。
As shown in FIG. 4, the
嵌入部33iの内周面33inは、断面形状が多角形状を有していることにより、嵌入部33iに嵌入された棒状部材43との周方向Cにおける相対的な回動を規制し、棒状部材43が周方向Cにおいて突き当たる回動規制部を構成している。
The inner peripheral surface 33in of the
即ち、断面が多角形状を有する棒状部材43の外周43gの角部が、断面が多角形状を有する嵌入部33iの内周面33inの角部に引っ掛かることにより、棒状部材43と筒部33、即ち光学枠130とは一体的に回動自在となっている。
That is, the corners of the
また、棒状部材43は、嵌入部33iにおいて軸方向Jに単独で移動自在となっている。具体的には、一端が筒部33の閉塞部33bに当接する位置から、他端が開口部33aから突出して抜け止めストッパ42に当接する位置まで、単独で軸方向Jに移動自在となっている。
Further, the rod-
よって、抜け止めストッパ42は、嵌入部33iから棒状部材43が抜けてしまうのを防ぐ部材となっている。即ち、抜け止めストッパ42は、開口部33aからの突出量J2(図7参照)を規定する部材となっている。
Therefore, the
尚、抜け止めストッパ42は、第1の基板45に固定されていなくても良く、撮像ユニット10のレンズ枠12内における他の部材に固定されていても良い。さらには、レンズ枠12内の他の部材自体が棒状部材43の抜け止めストッパとして機能しても構わない。
Note that the
また、抜け止めストッパ42の形状もL字型に限らず、後述する図14に示すようにキャップ状に形成されていても構わないし、開口部33aからの棒状部材43の突出量J2を規定できる形状であれば、どのような形状であっても構わない。
Further, the shape of the
光学部材131は、筒部33に固定されるとともに筒部33の回動に伴って一体的に回動することにより、観察光軸Bに対して出し入れ自在となっている。
The
具体的には、光学部材131は、レンズ枠34と、倍率可変用レンズ(以下、単にレンズと称す)35とから主要部が構成されている。
Specifically, the
レンズ枠34は、光軸方向Lから平面視した形状が環状であってかつ板状の環状部34xと、該環状部34xの外周の一部から径方向の一部に突出した板状の保持部34yとから主要部が構成されている。
The
保持部34yが筒部33の外周に固定されていることにより、レンズ枠34は、筒部33と一体的に回動する。
Since the holding
尚、環状部34xは、保持部34yと一体的に形成されている。また、光軸方向Lにおける環状部34xの厚みは、保持部34yの厚みと一致している。さらに、環状部34x及び保持部34yは、図5に示すように、光軸方向Lにおいて、回動ストッパ36、37以下の厚みに形成されている。
The
また、レンズ枠34は、第1の位置及び第2の位置においては、第2の基板75側の面が図3、図5に示すように、軸方向Jにおいて第2の基板75に当接して位置している。
The
レンズ35は、環状部34xの第1の基板45側の面に固定されている。レンズ35は、レンズ枠34とともに、即ち筒部33とともに回動することにより、観察光軸Bに重なる後述する図10に示す第1の位置と観察光軸Bから退避する後述する図6に示す第2の位置との間を回動自在となっている。
The
尚、第1の位置は、環状部34xが回動ストッパ37の側壁に当接することにより規定され、第2の位置は、環状部34xが回動ストッパ36の側壁に当接することにより規定される。
The first position is defined by the
また、光学部材131は、第1の位置と第2の位置との間の回動に伴い、回動ストッパ36、37により第1の基板45及び第2の基板75の外形からはみ出してしまうことがない。
In addition, the
電磁石140は、第2の基板75の円形部75xに固定されている。電磁石140は、光軸方向Lから平面視した形状が略コの字型のコイルコア39と、該コイルコア39の対向する各腕部にそれぞれ巻回された電磁コイル38と、コイルコア39の対向する各腕部の先端にそれぞれ設けられた、棒状部材43に磁力を付与する2つの磁性部であるコイルコアヘッド40a、40bとを具備して主要部が構成されている。
The
尚、電磁石140は、円形部75xにおいて、光学開口を避けた位置に固定されているとともに、コイルコアヘッド40a、40bは、図5に示すように、光軸方向Lから平面視した状態で、棒状部材43に対して軸対象に棒状部材43を挟むよう位置している。
The
電磁石140は、各電磁コイル38に電力が供給されることによってコイルコアヘッド40a、40bが互いに異なる磁極となることにより、斥力H(図8参照)により棒状部材43を回動させるまたは引力I(図6参照)により棒状部材の回動を停止させるものである。
The
具体的には、電磁石140は、各電磁コイル38に信号ケーブル29、フレキシブル基板13を介して駆動電力が供給されると、具体的には所定の電流が印加されると、コイルコアヘッド40a、40bから磁気を発生することにより磁石より構成された棒状部材43を斥力Hにより回動させる。
Specifically, the
その結果、棒状部材43が回動することにより、棒状部材43を支持する光学枠130も、第1の位置と第2の位置との間を回動する。
As a result, when the rod-shaped
また、各コイルコアヘッド40a、40bは、後述する図7に示すように、各コイルコアヘッド40a、40bの磁力が最大となる中心位置T1が、嵌入部33iにおいて筒部33の閉塞部33bに当接している棒状部材43の磁力が最大となる中心位置T2よりも閉塞部33b側にずれて位置している。
Further, as shown in FIG. 7 to be described later, each
このことにより、上述した第1の位置及び第2の位置においては、棒状部材43は、棒状部材43の各磁極と各コイルコアヘッド40a、40bとの引力Iにより、閉塞部33bに押し付けられ、軸方向Jにおける位置が規定される。
Thus, in the first position and the second position described above, the rod-shaped
この際、棒状部材43が閉塞部33bを押圧することにより、筒部33が図5中下側に押下されるため、筒部33に固定されたレンズ枠34は、第2の基板75に押し付けられることから、光学部材131も第1の位置及び第2の位置において軸方向Jにおける位置が規定される。
At this time, since the rod-shaped
尚、引力Iを用いてレンズ枠34を第2の基板75に押し付けるのは、内視鏡1の挿入部2の先端部2s内に設けられた撮像ユニット10は、図3〜図5に示すように、常時第2の基板75が重力方向下方に位置する姿勢を取らないことから、図5に示すように、レンズ35と第1の基板45との間には、設計交差上、軸方向Jにおいて間隙J1が生じているため、撮像ユニット10の姿勢によっては、光学部材131は、第1の位置及び第2の位置において、間隙J1によって第2の基板75から軸方向Jに離れてガタ付いて位置ずれしてしまう可能性があり、第1の位置及び第2の位置におけるレンズ35の軸方向Jの位置がずれ、光学性能が安定しなくなってしまうためである。
The
しかしながら、図4に示すように、筒部33の一端には閉塞部33bが形成されていることによって、閉塞部33bに引力Iにより棒状部材43が当接して閉塞部33bを押圧することを利用して、筒部33に固定されたレンズ枠34を第2の基板75に押し付けることにより、撮像ユニット10の姿勢に関わらず光学部材131の軸方向Jにおける位置を規定することができる構成を、本実施の形態の光学装置14は有している。
However, as shown in FIG. 4, the
尚、反対に、第1の位置及び第2の位置において、レンズ枠34を第1の基板45に押し付けて固定したい場合は、筒部33における閉塞部33bと開口部33aとの位置を軸方向において反転させる、即ち閉塞部33bを図5中上方に位置させ、開口部33aを図5中下方に位置させるとともに、中心位置T1が中心位置T2よりも閉塞部33b側となる図5の上方側にずれて位置していれば、上述と同様に、確実に第1の位置及び第2の位置において、光学部材131の軸方向Jの位置を、引力Iによりレンズ枠34を第1の基板45に押し付けて固定することができる。
On the other hand, when the
次に、図3〜図5を用いて説明した光学装置を用いて、レンズ35を第2の位置から第1の位置へと移動させる動作を、図6〜図11を用いて説明する。
Next, the operation of moving the
図6は、図3の光学枠が第2の位置にて停止している状態を、棒状部材、電磁石、回動ストッパとともに概略的に示す図、図7は、図6の光学枠、棒状部材、電磁石の断面を、抜け止めストッパ及び第2の基板とともに示す図である。 6 is a diagram schematically showing the state in which the optical frame of FIG. 3 is stopped at the second position, together with the rod-shaped member, electromagnet, and rotation stopper, and FIG. 7 is the diagram of the optical frame and rod-shaped member of FIG. FIG. 3 is a view showing a cross section of an electromagnet together with a stopper and a second substrate.
また、図8は、図6の電磁石における各コイルコアヘッドの磁極を反転させた状態を、棒状部材、電磁石、回動ストッパとともに概略的に示す図、図9は、図8の光学枠、棒状部材、電磁石の断面を、抜け止めストッパ及び第2の基板とともに示す図である。 8 schematically shows a state in which the magnetic poles of the coil core heads in the electromagnet of FIG. 6 are reversed together with a rod-shaped member, an electromagnet, and a rotation stopper, and FIG. 9 shows the optical frame and rod-shaped of FIG. It is a figure which shows the cross section of a member and an electromagnet with a stopper and a 2nd board | substrate.
さらに、図10は、第1の位置まで回転させた図8の光学枠が第1の位置にて停止している状態を、棒状部材、電磁石、回動ストッパとともに概略的に示す図、図11は、図10の光学枠、棒状部材、電磁石の断面を、抜け止めストッパ及び第2の基板とともに示す図である。 Further, FIG. 10 is a view schematically showing a state where the optical frame of FIG. 8 rotated to the first position is stopped at the first position together with the rod-shaped member, the electromagnet, and the rotation stopper. FIG. 11 is a view showing a cross section of the optical frame, rod-shaped member, and electromagnet of FIG. 10 together with a stopper and a second substrate.
先ず、図6に示すように、光学枠130が第2の位置にて停止している状態においては、レンズ枠34が回動ストッパ36に当接した状態で、コイルコアヘッド40aのS極と該S極に対向する棒状部材43のN極との間の引力I、コイルコアヘッド40bのN極と該N極に対向する棒状部材43のS極との間の引力Iによって光学枠130の回動位置が第2の位置にて固定されている。
First, as shown in FIG. 6, in the state where the
尚、この第2の位置においては、上述したように、中心位置T1が中心位置T2よりも閉塞部33b側にずれて位置していることにより、図7に示すように、引力Iにより、棒状部材43は、閉塞部33bを押圧することにより、筒部33に固定されたレンズ枠34も第2の基板75を押圧するため、軸方向Jにおける光学部材131の位置が規定されている。
In the second position, as described above, since the center position T1 is shifted from the center position T2 toward the closing
次に、光学枠130を第1の位置へと移動させるため、図8に示すように、各コイルコアヘッドの磁極を、電流の向きを逆にして図6とは反転させると、コイルコアヘッド40aのN極と該N極に対向する棒状部材43のN極との間に斥力Hが発生するとともに、コイルコアヘッド40bのS極と該S極に対向する棒状部材43のS極との間に斥力Hが発生する。
Next, in order to move the
その後、図9に示すように、斥力Hにより、棒状部材43のみが抜け止めストッパ42に当接するまで軸方向Jに移動してしまう。この際、棒状部材43は、筒部33に固定されていないことから、光学枠130までもが軸方向Jに移動してしまうことがない。
Thereafter, as shown in FIG. 9, due to the repulsive force H, only the rod-shaped
また、斥力Hにより、棒状部材43には一方向への回転力が各コイルコアヘッド40a、40bから付与されるが、棒状部材43の回転力は、上述したように棒状部材43の方向Rの断面が多角形状に形成され、筒部33の嵌入部33iの方向Rの断面も多角形状に形成されていることから、棒状部材43の外周43gの角部が筒部33の内周面33inの角部に引っ掛かることにより、筒部33にも回転力が付与される。その結果、光学枠130は、レンズ枠34が回動ストッパ37に当接するまで回転する。
Further, due to the repulsive force H, a rotational force in one direction is applied to the rod-shaped
この際、光学枠130は、光軸方向Lに移動してしまうことがないため、光学枠130は、レンズ枠34が第2の基板75に当接したまま第1の位置まで摺動回転する。
At this time, since the
最後に、レンズ枠34が回動ストッパ37に当接する第1の位置まで一方向に回転した状態においては、図10に示すように、レンズ枠34が回動ストッパ37に当接した状態で、コイルコアヘッド40aのN極と該N極に対向する棒状部材43のS極との間の引力I、コイルコアヘッド40bのS極と該S極に対向する棒状部材43のN極との間の引力Iによって光学枠130の第1の位置における回動位置が固定される。
Finally, in a state where the
尚、この第1の位置においては、第2の位置と同様に、中心位置T1が中心位置T2よりも閉塞部33b側にずれて位置していることにより、図11に示すように、引力Iにより、棒状部材43は、閉塞部33bを押圧することにより、筒部33に固定されたレンズ枠34も第2の基板75を押圧するため、軸方向Jにおける光学部材131の位置が規定される。
In this first position, as in the second position, the center position T1 is shifted from the center position T2 toward the closing
尚、以上の動作は、光学枠130を第1の位置から第2の位置へと他方向に回転させる場合であっても同様である。
The above operation is the same even when the
このように、本実施の形態においては、各コイルコアヘッド40a、40bから磁力が付与される磁石より構成された棒状部材43は、筒部33の嵌入部33iにおいて軸方向Jに移動自在となるよう嵌入部33iに嵌入されていると示した。
As described above, in the present embodiment, the rod-
また、棒状部材43は、光学枠130とともに一体的に回動すると示した。
Further, the rod-shaped
このことによれば、各コイルコアヘッド40a、40bから棒状部材43に磁力を付与した際、上述したように、棒状部材43は軸方向Jに移動してしまうが、棒状部材43に対して光学枠130は固定されていないため、光学枠130までもが棒状部材43とともに軸方向Jに移動してしまうことがない。
According to this, when the magnetic force is applied from the coil core heads 40 a and 40 b to the rod-shaped
さらには、棒状部材43及び筒部33の棒状部材43が嵌入される嵌入部33iの方向Rにおける断面が多角形状を有しているため、棒状部材43の回動力を筒部33に確実に伝達することができることから、棒状部材43の回動に伴い、光学枠130を第1の位置と第2の位置との間において確実に回動させることができる。
Furthermore, since the cross-section in the direction R of the
尚、光学枠130の回動の際、光学枠130は軸方向Jに移動してしまうことがないため、上述した従来のように、レンズ枠34に傾きが生じてしまい、レンズ枠34の一部が第1の基板45及び第2の基板75に局所的に接触してしまうことがないことから、スムーズに光学枠130を小さな回動力にて回動させることができる他、レンズ35の光学特性を安定させることができる。
Since the
さらには、光学枠130が回動に伴い、軸方向Jに移動してしまうことがないため、第1の基板45と第2の基板75との間の軸方向Jのスペース、即ち、レンズ35と第1の基板45との間の間隙J1を従来よりも小さくできることから、光学装置14の小型化を実現することができる。
Furthermore, since the
また、従来のように、棒状部材43に光学枠130が固定されていないことから、棒状部材43の自重が軽くなるため、衝撃を受けた際の衝撃力も小さくなることから、棒状部材43が壊れ難くなる。
Further, since the
以上から、光学枠130を小さな駆動力にてスムーズに回動させることができるとともに、小型化を実現できる構成を具備する光学装置14、内視鏡1を提供することができる。
From the above, it is possible to provide the
(第2実施の形態)
図12は、本実施の形態の光学装置における棒状部材の形状の変形例を示す斜視図である。
(Second Embodiment)
FIG. 12 is a perspective view showing a modification of the shape of the rod-shaped member in the optical device according to the present embodiment.
この第2実施の形態の光学装置の構成は、上述した図1〜図11に示した第1実施の形態の光学装置と比して、棒状部材の断面形状が異なる。 The configuration of the optical device according to the second embodiment is different from that of the optical device according to the first embodiment shown in FIGS.
よって、この相違点のみを説明し、第2実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。 Therefore, only this difference will be described, the same reference numerals are given to the same components as those in the second embodiment, and the description thereof will be omitted.
上述した第1実施の形態においては、棒状部材43は、図4に示すように、方向Rの断面が多角形状を有していると示した。
In 1st Embodiment mentioned above, the rod-shaped
これに対し、本実施の形態の棒状部材43の断面形状は、円形を有している。しかしながら、円形の断面形状であると棒状部材43に回動力が付与された際、棒状部材43の外周43gが筒部33の嵌入部33iの内周面33inに引っ掛からないため、回動力を、筒部33に伝達させることはできない。
On the other hand, the cross-sectional shape of the rod-shaped
そこで、本実施の形態においては、図12に示すように、断面円形の棒状部材43の外周43gに、軸方向Jに離間して複数、多角形状の外形を有するリング46が固定された構成を有しており、リング46が棒状部材43とともに嵌入部33iに嵌入自在な構成を有している。尚、その他の構成は、上述した第1実施の形態と同じである。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 12, a configuration in which a
尚、リング46の外形形状も六角形に限らず、多角形状であればどのような形状であっても構わないし、嵌入部33iの断面形状と同じでなくとも良い。
The outer shape of the
このような構成によれば、リング46の外周46gの角部が嵌入部33iの内周面33inの角部に引っ掛かるため、棒状部材43の回動力を、筒部33に伝達することができる。尚、その他の効果は、上述した第1実施の形態と同じである。
According to such a configuration, the corner portion of the
尚、棒状部材43の断面形状が円形の場合において、筒部33に設けられた内周面33inの角部に引っ掛かることのできる部材はリングに限定されず、棒状部材43に設けられたピン等であっても良いことは勿論である。
In addition, when the cross-sectional shape of the rod-shaped
尚、以下、変形例を、図13、図14を用いて示す。図13は、図3の第2の基板にウイングガイドを設けた変形例を、光学枠、回動ストッパ、第2の基板とともに概略的に示す図、図14は、図13の光学枠、回動ストッパ、第2の基板の断面を、抜け止めストッパ、コイルコアヘッドとともに示す図である。 A modification will be described below with reference to FIGS. FIG. 13 is a diagram schematically showing a modified example in which a wing guide is provided on the second substrate of FIG. 3 together with the optical frame, the rotation stopper, and the second substrate. FIG. 14 is a diagram showing the optical frame of FIG. It is a figure which shows the cross section of a dynamic stopper and a 2nd board | substrate with a stopper and a coil core head.
図13、図14に示すように、第2の基板75のレンズ枠34が摺動回転する面に、光学装置14を光軸方向Lから平面視した形状が円弧状のウイングガイド200が設けられていても構わない。
As shown in FIGS. 13 and 14, a
ウイングガイド200は、軸方向Jにおける第1の基板45と第2の基板75との間において、レンズ枠34の第1の基板45側の面よりも第1の基板45側に若干離間して位置する部位を有してしている。
The
このようにウイングガイド200が設けられておれば、光学枠130が軸方向Jに移動しようとしても、レンズ枠34の軸方向Jへの移動をウイングガイド200が規制するため、光学枠130の回動に伴う光軸方向Lの移動や傾きをより確実に防止することができる。
If the
また、光学装置14にウイングガイド200が設けられておれば、光学枠130が図14中、上方に抜けてしまうことがないため、光学装置14から第1の基板45を省略することもできる。尚、光学枠130は、上述した第1、第2実施の形態と同様に、筒部33と、光学部材131とを具備して主要部が構成されている。
Further, if the
尚、上述した第1、第2実施の形態においては、光学装置14は、倍率可変用のレンズ15を具備する光学部材を例に挙げて示しているが、これに限らず、絞り部材やフィルタ等を具備し、絞り部材やフィルタを第1の位置と第2の位置との間において磁力により移動させる構成を具備する光学部材にも適用可能である。
In the first and second embodiments described above, the
ところで、光学装置14を組み立て中、レンズ35の表面や第1の基板45と第2の基板75との間に塵埃等が進入してしまうと、塵埃等を除去できないといった問題があった。よって、光学装置14内への塵埃等の進入を防ぐ必要があることから、塵埃管理を厳重にするとともに、生産設備も整備しなければならないため、歩留まりが悪いといった問題があった。
By the way, when the
このような問題を解決する構成を、以下、図3、図15を用いて示す。図15は、第1の位置における光学枠の回動ストッパにゴミ出し溝を設けた構成を、第2の基板、光学枠とともに概略的に示す図である。 A configuration for solving such a problem will be described below with reference to FIGS. FIG. 15 is a diagram schematically showing a configuration in which a dust removal groove is provided in the rotation stopper of the optical frame at the first position together with the second substrate and the optical frame.
図3、図15に示すように、光軸方向Lから平面視した形状が略L字状を有する回動ストッパ37において、屈曲部Gに対し光学装置14の径方向に回動ストッパ37を貫通するゴミ出し溝41が形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 15, in the
このような構成によれば、光学装置14の組み立て中であっても、光学枠130を図15に示すように第2の位置側へと移動させた状態で、凸状部75y側からエアAを吹き付ければ、レンズ35の表面の塵埃や、第2の基板75の円形部75x上において、屈曲部G付近に溜まっている塵埃等を、エアAによりゴミ出し溝41から光学装置14外へと容易に排出することができる。
According to such a configuration, even when the
尚、回動ストッパ37の屈曲部Gにゴミ出し溝41を設けたのは、屈曲部Gに塵埃等は蓄積しやすいためである。
The reason why the
また、回動ストッパ36を設ける前の組立工程においては、図15の点線に示すように、光軸方向Lから平面視した際、レンズ35を、第2の基板75外へとはみ出させた第3の位置に配置できるので、レンズ35の表面に付着した塵埃等を容易に除去することができる。
Further, in the assembly process before the
以上から、光学装置14の完成前に、光学装置をクリーニングすることができることから、組み立ての際の塵埃等の管理が容易となり、生産コストを低くすることができる。
As described above, since the optical device can be cleaned before the
また、以下、別の構成を、図16を用いて示す。図16は、図15の第2の基板にさらにゴミ出し孔を設けた変形例を概略的に示す図である。 Further, another configuration will be described below with reference to FIG. FIG. 16 is a diagram schematically showing a modification in which dust discharge holes are further provided in the second substrate of FIG.
図16に示すように、第2の基板75の円形部75xにおける回動ストッパ37の屈曲部Gの近傍において、ゴミ出し溝41に連通する位置に、円形部75xを光軸方向Lに貫通するゴミ出し孔51が設けられていても構わない。
As shown in FIG. 16, in the vicinity of the bent portion G of the
このような構成によれば、光学装置14の組み立て中であっても、光学枠130を図15に示すように第3の位置へと移動させた状態で、凸状部75y側からエアAを吹き付ければ、レンズ35の表面の塵埃や、第2の基板75の円形部75x上において、屈曲部G付近に溜まっている塵埃等を、エアAによりゴミ出し溝41のみならず、ゴミ出し孔51からも光学装置14外へと容易に排出することができる。尚、ゴミ出し孔51は、第1の基板45の円形部45xに設けられていても構わない。
According to such a configuration, even when the
1…内視鏡
2…挿入部
14…光学装置
33…筒部
33b…閉塞部
33i…嵌入部
33in…嵌入部の回動規制部
40a…コイルコアヘッド(磁性部)
40b…コイルコアヘッド(磁性部)
42…抜け止めストッパ(移動規制部材)
43…棒状部材
45…第1の基板
75…第2の基板
130…光学枠
131…光学部材
140…電磁石
B…光軸
C…周方向
J…軸方向
J2…突出量
H…斥力
I…引力
R…軸方向に直交する方向
T1…中心位置
T2…中心位置
DESCRIPTION OF
40b ... Coil core head (magnetic part)
42. Stop stopper (movement restricting member)
43 ... rod-
Claims (8)
前記棒状部材に対して軸対象に設けられ前記棒状部材に磁力を付与する2つの磁性部を有するとともに、電力が供給されることにより前記2つの磁性部が互いに異なる磁極となることにより、斥力により前記棒状部材を回動させるまたは引力により前記棒状部材の回動を停止させる電磁石と、
前記棒状部材の前記軸方向において前記棒状部材を移動自在に支持するとともに、前記棒状部材と前記周方向に一体的に回動する光学枠と、
を具備することを特徴とする光学装置。 A rod-shaped member that is rotatable in the circumferential direction and is composed of a magnet polarized in two magnetic poles in a direction orthogonal to the axial direction;
It has two magnetic parts that are provided on an axis with respect to the rod-shaped member and apply magnetic force to the rod-shaped member, and when the electric power is supplied, the two magnetic parts become magnetic poles different from each other. An electromagnet for rotating the rod-shaped member or stopping the rotation of the rod-shaped member by attractive force;
An optical frame that supports the rod-shaped member movably in the axial direction of the rod-shaped member, and rotates integrally with the rod-shaped member in the circumferential direction;
An optical device comprising:
前記2つの磁性部は、前記軸方向において、前記2つの磁性部の磁力が最大となる中心位置が、前記嵌入部において前記筒部の前記一端の閉塞部に当接している前記棒状部材の磁力が最大となる中心位置よりも前記一端側にずれて位置していることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の光学装置。 The cylindrical portion has one end in the axial direction closed and the other end in the axial direction opened.
In the axial direction, the two magnetic portions are such that the center position where the magnetic force of the two magnetic portions is the maximum is in contact with the closed portion at the one end of the cylindrical portion in the fitting portion. 5. The optical device according to claim 2, wherein the optical device is shifted to the one end side from a center position where the maximum is.
前記2つの磁性部と前記棒状部材との引力によって前記棒状部材は前記筒部の前記閉塞部に押し付けられることにより、前記光学部材は、前記第1の基板と前記第2の基板とのいずれかに押し付けられ前記軸方向における位置が規定されることを特徴とする請求項5に記載の光学装置。 The optical member is positioned between the first substrate and the second substrate that are separated in the axial direction, and the cylindrical portion is located between the first substrate and the second substrate. It is pivotally supported,
The optical member is either the first substrate or the second substrate by the rod member being pressed against the closing portion of the tube portion by the attractive force between the two magnetic portions and the rod member. The optical device according to claim 5, wherein the position in the axial direction is defined by being pressed against the optical device.
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Cited By (1)
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CN109874267A (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | 纬创资通股份有限公司 | Electronic equipment and its radiator with cooling system |
-
2014
- 2014-03-26 JP JP2014064166A patent/JP2015181913A/en active Pending
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CN109874267A (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | 纬创资通股份有限公司 | Electronic equipment and its radiator with cooling system |
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