JP5977897B2 - 撮像装置、内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、内部に光学部材を保持するとともに、外周面に磁石が設けられた移動部材を具備する撮像装置、内視鏡に関する。

内部に光学部材を保持するとともに、保持枠内において光学部材の光軸方向の前後に移動自在なことにより、被写体の焦点を切り替える移動部材である移動レンズ枠を具備する撮像装置が周知である。尚、撮像装置は、例えば、内視鏡の挿入部内に設けられる。

移動レンズ枠は、保持枠内においてモータ等を用いて移動自在な構成が周知であるが、この構成では、移動レンズ枠の移動構成が複雑になってしまうばかりか、移動レンズ枠の移動の際の応答速度が遅いといった問題があった。

このような問題に鑑み、日本国特開昭５７−１０８８０６号公報では、移動レンズ枠の外周面に磁石が設けられるとともに、保持枠の内周面における磁石に対向する位置に電磁コイルが設けられ、電磁コイルに電流が供給されることによって磁石と電磁コイルとの間に磁界が発生することにより、フレミングの左手の法則により移動レンズ枠を光軸方向に移動させるボイスコイルモータを用いた撮像装置の構成が開示されている。

ところで、保持枠内において移動レンズ枠を移動自在にするため、移動レンズ枠の外周面と保持枠の内周面との間には、間隙が形成されている。

ここで、日本国特開昭５７−１０８８０６号公報に開示された撮像装置やボイスコイルモータを用いた移動レンズ枠の一般的な移動構成においては、移動レンズ枠の磁石には、電磁コイルによって外周面全体に対して保持枠の径方向において磁界が複数方向から付与される。

このため、複数方向から付与される磁界の強さが径方向において不均等だと、移動の際、間隙により移動レンズ枠が保持枠内において傾いたまま移動したり、移動レンズ枠の前進と後退とで保持枠内において径方向にずれる位置が異なったりする、移動レンズ枠の所謂ガタ付きが発生し、光学性能が低下してしまう。

よって、光学性能の低下を防ぐため、光軸方向において移動レンズ枠を長く形成したり、上述した間隙を小さく設計したりする構成が考えられるが、この構成では、撮像装置の小型化を妨げてしまうばかりか、撮像装置の製造コストが高くなってしまうといった問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものあり、移動レンズ枠の移動の際のガタ付きを安価にかつ小型化を図って確実に防止することできる撮像装置、内視鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の一態様における撮像装置は、内部に移動レンズを保持するとともに、外周面に磁石が設けられたレンズ枠と、先端に対物レンズを保持し、前記レンズ枠を前記移動レンズの光軸方向に移動自在に内部に保持するとともに、前記磁石に対向し設けられ通電に伴い前記レンズ枠に対して駆動力を発生するコイルが外周面に巻回された保持枠と、前記保持枠の前記外周面よりも前記光軸方向に直交する前記保持枠の径方向の外側に設けられると共に、前記磁石に対して引力を発生する磁性部材と、を具備し、前記磁石は、前記移動レンズの光軸方向に沿って先端側と基端側とに配置された磁石から対となる磁石を複数対有すると共に、これら複数対の磁石が前記レンズ枠の周方向に均等の角度で設けられ、前記先端側に配置された前記磁石の極性は、前記基端側に配置された前記磁石の極性に対して、径方向において反対であり、前記磁性部材は、前記複数対の中の一つの対となる前記磁石と対向して設けられている。

また、本発明の一態様における内視鏡は、前記撮像装置を有する内視鏡であって、前記移動部材が前記光軸方向に移動することにより、被写体の焦点を切り替える。

第１実施の形態の撮像装置を具備する内視鏡の外観を示す図である。 図１の内視鏡の挿入部の先端部内に設けられる撮像装置の正面図である。 図２中のIII-III線に沿うアクチュエータの断面図である。 図３の保持枠内において、移動レンズ枠が図３よりも後方に移動した状態を示す断面図である。 図３中のV-V線に沿うアクチュエータの断面図である。 第２実施の形態の撮像装置の正面図である。 図６中のVI-VI線に沿うアクチュエータの断面図である。 図７中のVII-VII線に沿うアクチュエータの断面図である。 従来のアクチュエータにおいて、保持枠内を移動レンズ枠が前進する状態を示す断面図である。 従来のアクチュエータにおいて、保持枠内を移動レンズ枠が後退する状態を示す断面図である。 図６の撮像装置の変形例を示す正面図である。 図１１中のXII-XII線に沿うアクチュエータの断面図である。 第３実施の形態の撮像装置におけるアクチュエータのである。断面図である。 図１３中のXIV-XIV線に沿うアクチュエータの断面図である。 図１４の第２の磁石の配置位置の変形例を示すアクチュエータの断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

（第１実施の形態）
図１は、本実施の形態の撮像装置を具備する内視鏡の外観を示す図である。

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。

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。

また、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。

さらに、操作部３に、後述する撮像装置１０１のアクチュエータ１００（いずれも図２参照）における移動レンズ枠４０を移動させるズームレバー１０が設けられている。

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。

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装置１０１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。

湾曲部２ｗの先端側に連設された先端部２ｓ内に、後述する撮像装置１０１が設けられている。

撮像装置１０１は、後述するアクチュエータ１００と、該アクチュエータ１００よりも光軸方向Ｌの後方（以下、単に後方と称す）に位置する複数の図示しないレンズと、該レンズの後方に位置するとともにアクチュエータ１００及び複数のレンズを介して被写体を撮像する図示しないＣＣＤ等の撮像素子を具備している。

次に、アクチュエータ１００の構成について、図２〜図５を用いて説明する。図２は、図１の内視鏡の挿入部の先端部内に設けられる撮像装置の正面図、図３は、図２中のIII-III線に沿うアクチュエータの断面図、図４は、図３の保持枠内において、移動レンズ枠が図３よりも後方に移動した状態を示す断面図、図５は、図３中のV-V線に沿うアクチュエータの断面図である。

図２〜図５に示すように、アクチュエータ１００は、保持枠３０と、移動部材である移動レンズ枠４０と、磁性部材５０とを具備して主要部が構成されている。

移動レンズ枠４０は、内部に光学部材である移動レンズ４１を保持している。また、移動レンズ枠４０は、外周に対し周状の溝４０ｈが光軸方向Ｌに沿って所定の長さ形成されている。

図３〜図５に示すように、移動レンズ枠４０の外周面４０ｇにおいて、溝４０ｈによって形成された部位４０ｇ１に、光軸方向Ｌの先端側（以下、単に先端側と称す）に磁石６０ａ〜６０ｄが周方向Ｃに沿って周状に設けられており、光軸方向Ｌの基端側（以下、単に基端側と称す）に、磁石６０ａ〜６０ｄに対して後方に離間して磁石７０ａ〜７０ｄ（磁石７０ｂ、７０ｄは図示されず）が周方向Ｃに沿って周状に設けられている。

尚、外周面４０ｇにおいて溝４０ｈによって形成された部位４０ｇ１に、磁石６０ａ〜６０ｄ、７０ａ〜７０ｄが設けられているのは、溝４０ｈが無いと、磁石６０ａ〜６０ｄ、７０ａ〜７０ｄの分だけ、移動レンズ枠４０が光軸方向Ｌに直交する径方向Ｋに大径化してしまうためである。

また、図５に示すように、磁石６０ａ〜６０ｄは、外周面４０ｇに対して、周方向Ｃにおいて、略９０°間隔にて設けられている。尚、図示しないが、磁石７０ａ〜７０ｄも、外周面４０ｇに対して、周方向Ｃにおいて、略９０°間隔にて設けられている。

磁石６０ａ〜６０ｄは、図５に示すように、径方向Ｋにおいて、内周側にＳ極が着磁されており、外周側にＮ極が着磁されている。

また、磁石７０ａ〜７０ｄは、図３、図４において磁石７０ａ、７０ｃのみ図示するが、径方向Ｋにおいて、内周側にＮ極が着磁されており、外周側にＳ極が着磁されている。即ち、磁石６０ａ〜６０ｄと、磁石７０ａ〜７０ｄとでは着磁方向が反対となっている。

尚、磁石６０ａ〜６０ｄと、磁石７０ａ〜７０ｄとで着磁方向が反対となっていれば、磁石６０ａ〜６０ｄは、内周側にＮ極が着磁されているとともに外周側にＳ極が着磁され、磁石７０ａ〜７０ｄは、内周側にＳ極が着磁されているとともに外周側にＮ極が着磁されていても構わない。

保持枠３０は、光軸方向Ｌに沿って細長な筒状に形成されているとともに、光軸方向Ｌの先端（以下、単に先端と称す）内に、対物レンズ３１を保持し、さらに、磁石６０ａ〜６０ｄ及び磁石７０ａ〜７０ｄに対向して位置している。

また、図３、図４に示すように、保持枠３０は、内部において対物レンズ３１よりも後方に、移動レンズ枠４０を光軸方向Ｌの前方及び後方（以下、前後と称す）に移動自在に保持している。尚、保持枠３０の内周面３０ｎと、移動レンズ枠４０の外周面４０ｇとの間には、移動レンズ枠４０が光軸方向Ｌに移動自在となるよう、間隙が形成されている。

さらに、保持枠３０の外周面３０ｇにおいて、光軸方向Ｌにおける磁石６０ａ〜６０ｄ及び磁石７０ａ〜７０ｄの可動範囲Ｌ１に、通電に伴い移動レンズ枠４０に対して駆動力を発生するコイル２１、２２が周状に巻回されている。つまり、コイル２１、２２は、間に保持枠３０を介在した状態で、磁石６０ａ〜６０ｄ及び磁石７０ａ〜７０ｄに対向して設けられている。

尚、外周面３０ｇにおいて、コイル２１は、コイル２２よりも先端側に巻回されている。また、コイル２１とコイル２２は逆向きに巻回されており、コイル２１に通電される電流の向きと、コイル２２に通電される電流の向きとは反対になっている。

このことにより、コイル２１、２２にそれぞれ向きの異なる電流が通電されると、磁石６０ａ〜６０ｄ及び磁石７０ａ〜７０ｄの着磁方向が反対となっていることにより、磁石６０ａ〜６０ｄ及び磁石７０ａ〜７０ｄに対して発生する駆動力は、フレミングの左手の法則により同一方向に作用する。そして、コイル２１、コイル２２に流す電流の向きを切り替えることで、図３、図４に示すように、移動レンズ枠４０は、保持枠３０内において前方または後方に移動する。移動レンズ枠４０の移動に伴い、内視鏡１における被写体の焦点は切り替えられる。

尚、磁石６０ａ〜６０ｄ、７０ａ〜７０ｄが、外周面４０ｇの部位４０ｇ１において周方向Ｃに略９０°間隔にて均等に４つ設けられているのは、周状のコイル２１、２２から磁石６０ａ〜６０ｄ、７０ａ〜７０ｄに付与される磁力を、外周面４０ｇの部位４０ｇ１の全周方向、即ち、径方向Ｋを構成する複数方向において均等にするためである。

よって、このことを考慮すれば、磁石は、外周面４０ｇの部位４０ｇ１において周方向Ｃに略１２０°間隔にて均等に前後にそれぞれ３つ設けられていても構わないし、均等に５個以上設けられていても構わないし、周状に構成されていても構わない。

尚、コイル２１、２２、磁石６０ａ〜６０ｄ、７０ａ〜７０ｄを用いた移動レンズ枠４０の光軸方向Ｌへの移動構成は周知であるため、その詳しい説明は省略する。

磁性部材５０は、例えば平板状を有し、図２〜図５に示すように、保持枠３０の外周面３０ｇ及びコイル２１、２２よりも径方向Ｋの外側において、径方向Ｋを構成する複数方向の内、一方向Ｋ１のみに、磁石６０ｃ、７０ｃと対向して外周面３０ｇから離間して設けられることにより、磁石６０ｃ、７０ｃに対して引力を発生させるものであり、例えば、外周面３０ｇに対して固定された保持部材３５によって保持されている。

尚、磁性部材５０は、外周面３０ｇに対して固定された保持部材３５によって保持されていなくても良く、先端部２ｓ内の他の部材に固定されていても構わない。また、磁性部材５０の長手方向と直交する断面の形状は、平板状の矩形形状に限定されず、三角形や円形やＵ字状等の断面を有した棒状部材から構成されていても構わない。

また、径方向Ｋにおける一方向は、Ｋ１方向に限らず、磁石６０ａ〜６０ｄ、７０ａ〜７０ｄに対向する一方向であれば、どの方向でも構わない。

磁性部材５０は、磁石６０ｃ、７０ｃに対して引力を発生することにより、保持枠３０の内周面３０ｎの一方向Ｋ１側３０ｎ１に移動レンズ枠４０の外周面４０ｇの溝４０ｈが形成されていない部位４０ｇ２を押し付ける。

このことにより、図３、図４に示すように、移動レンズ枠４０は、外周面４０ｇの部位４０ｇ２が一方向Ｋ１側３０ｎ１に押し付けられた状態で光軸方向Ｌに対して前後に移動する。

尚、磁石６０ｃ、７０ｃに対する磁性部材５０の引力の大きさは、図２に示すように、径方向Ｋにおける方向Ｋｂの磁性部材５０の幅と、磁石６０ｃ、７０ｃに対する磁性部材５０の径方向Ｋの距離にて調整可能である。即ち、引力を小さくする場合は、磁性部材５０の方向Ｋｂにおける幅を小さくするか、磁石６０ｃ、７０ｃから磁性部材５０を遠ざければ良い。

また、磁性部材５０の光軸方向Ｌの長さは、少なくとも光軸方向Ｌに移動レンズ枠４０とともに移動する磁石６０ａ〜６０ｄ及び磁石７０ａ〜７０ｄの可動範囲Ｌ１だけ延在していることが好ましい。

このことによれば、図３、図４に示す移動レンズ枠４０の移動の前後に関わらず、必ず、磁石６０ｃ及び磁石７０ｃは、磁性部材５０に対向し、磁性部材５０から引力を受けることができるためである。

尚、可動範囲Ｌ１よりも磁性部材５０が光軸方向Ｌに短く形成されていると、磁石６０ｃ及び磁石７０ｃに対する磁性部材５０からの引力が移動レンズ枠４０の移動位置によっては不安定となってしまう。ところが、図３に示すように、最低限、磁石６０ａ〜６０ｄの基端と、磁石７０ａ〜７０ｄの先端との間の光軸方向Ｌの長さＬ２に磁性部材５０が形成されていれば、磁性部材５０から光軸方向Ｌに移動する磁石６０ｃ及び磁石７０ｃに引力を少なからずとも付与することが可能となる。

また、磁性部材５０によって、移動レンズ枠４０は、外周面４０ｇの部位４０ｇ２が内周面３０ｎの一方向Ｋ１側３０ｎ１に押し付けられた状態で移動することから、移動レンズ枠４０は移動の際、姿勢が安定するため、磁性部材５０が外周面３０ｇに近接している場合や、方向Ｋｂに磁性部材５０が長く形成されている場合は、外周面４０ｇの部位４０ｇ１において前後に設けられる磁石の個数は、１個または２個でも構わない。

このように、本実施の形態においては、撮像装置１０１のアクチュエータ１００において、保持枠３０の外周面３０ｇよりも径方向Ｋの外側において、径方向Ｋの一方向Ｋ１のみに、磁石６０ｃ、７０ｃと対向して外周面３０ｇから離間して、磁石６０ｃ、７０ｃに対して引力を発生させる磁性部材５０が設けられていると示した。

このことによれば、磁性部材５０は、磁石６０ｃ、７０ｃに対して引力を発生することにより、保持枠３０の内周面３０ｎの一方向Ｋ１側３０ｎ１に移動レンズ枠４０の外周面４０ｇの部位４０ｇ２を押し付けることから、図３、図４に示すように、移動レンズ枠４０は、外周面４０ｇの部位４０ｇ２が一方向Ｋ１側３０ｎ１に押し付けられた状態で光軸方向Ｌに対して前後に移動する。

よって、保持枠３０の内周面３０ｎと移動レンズ枠４０の外周面４０ｇとの間に間隙が形成されていたとしても、磁性部材５０を設けるのみの簡単な構成により、保持枠３０内において、移動レンズ枠４０は、ガタ付くことなく前後に移動する。

以上から、移動レンズ枠４０の移動の際のガタ付きを安価にかつ小型化を図って確実に防止することできる撮像装置１０１、内視鏡１を提供することができる。

（第２実施の形態）
図６は、本実施の形態の撮像装置の正面図、図７は、図６中のVI-VI線に沿うアクチュエータの断面図、図８は、図７中のVII-VII線に沿うアクチュエータの断面図である。

また、図９は、従来のアクチュエータにおいて、保持枠内を移動レンズ枠が前進する状態を示す断面図、図１０は、従来のアクチュエータにおいて、保持枠内を移動レンズ枠が後退する状態を示す断面図である。

この第２実施の形態の撮像装置の構成は、上述した図１〜図５に示した第１実施の形態の撮像装置と比して、アクチュエータが移動レンズ枠の光軸方向の位置を検出するセンサを有している点が異なる。

よって、この相違点のみを説明し、第１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。

図６〜図８に示すように、本実施の形態の撮像装置１０１におけるアクチュエータ１００において、保持枠３０の外周面３０ｇよりも径方向Ｋの外側に、磁石６０ａ、７０ａの磁力を検出することにより移動レンズ枠４０の光軸方向Ｌの位置を検出するセンサ８０が設けられている。

具体的には、センサ８０は、径方向Ｋにおいて、一方向Ｋ１と反対側の他方向Ｋ２に、磁石６０ａ、７０ａに対向するよう、例えば保持枠３０の外周面３０ｇに固定された保持部材８５によって保持されている。

尚、センサ８０は、外周面３０ｇに対して固定された保持部材８５によって保持されていなくても良く、先端部２ｓ内の他の部材に固定されていても構わない。また、センサ８０は、磁石６０ｂ〜６０ｄ、７０ｂ〜７０ｄに対向する位置に設けられていても構わない。

また、センサ８０としては、既知のホール素子が挙げられる。ホール素子は、移動レンズ枠４０の光軸方向Ｌへの移動に伴う磁力の大きさの変化を検出することにより、移動レンズ枠４０の位置を検出するものである。尚、ホール素子を用いた磁力の検出による移動レンズ枠４０の位置検出を行う原理は周知であるため、詳しい説明は省略する。

本実施の形態においては、上述した第１実施の形態と同様に、磁性部材５０から、移動レンズ枠４０を、外周面４０ｇの部位４０ｇ２が一方向Ｋ１側３０ｎ１に押し付けるよう引力が磁石６０ｃ、７０ｃに働くため、前後に移動する移動レンズ枠４０と、具体的には、磁石６０ａ、７０ａと、径方向Ｋにおいて一方向Ｋ１と他方向Ｋ２とを結ぶ方向Ｋａにおけるセンサ８０との距離が、移動レンズ枠４０の前後への移動中であっても常に一定となる。

磁石６０ａ、７０ａとコイル２１、２２との磁界方向が、径方向Ｋとなり、ホール素子等のセンサ８０は、方向Ｋａにおける磁力を検出することから、磁石６０ａ、７０ａとセンサ８０との距離が一定なことにより、センサ８０を用いて移動レンズ枠４０の位置を精度良く検出することができる。

ここで、図９、図１０に示すように、従来のアクチュエータ２００においては、保持枠３０の外周面３０ｇから径方向Ｋに離間して、カバー部材１５０が周状に設けられた構成が周知である。

このようなアクチュエータ２００の構成においては、製造上のばらつき等により、磁石６０ａと６０ｃ，６０ｂと６０ｄ，７０ａと７０ｃ，７０ｂと７０ｄの夫々の磁力が同一にならない虞があり、必ず、移動レンズ枠４０の外周面４０ｇの部位４０ｇ２は、保持枠３０の内周面３０ｎのどこかに接触する。

また、磁石６０ａ〜６０ｄ、７０ａ〜７０ｄの磁力線とコイル２１、２２の配置ずれにより、移動レンズ枠４０には、光軸方向Ｌに直交する径方向Ｋにも力が発生する。

さらに、移動レンズ枠４０の外周面４０ｇの部位４０ｇ１には、磁石６０ａ〜６０ｄと、磁石７０ａ〜７０ｄといったように、光軸方向Ｌに沿って磁石が２列設けられているため、各磁石６０ａ〜６０ｄ、７０ａ〜７０ｄとコイル２１、２２との間の径方向Ｋに発生する磁力が、磁石６０ａ〜６０ｄと、磁石７０ａ〜７０ｄと、で違う向きになり、図９または図１０に示すように移動レンズ枠４０が傾く虞がある。

そして、図９に示すように、移動レンズ枠４０が前進する際と、図１０に示すように、移動レンズ枠４０が後退する際とでは、上述したようにコイル２１、２２に流れる電流の向きが逆方向となることから、図９、図１０に示すように、移動レンズ枠４０は、前進及び後退においては、保持枠３０内において図９、図１０に示すように逆向きに傾いて動いてしまう虞がある。

また、移動レンズ枠４０が前進または後退した後の定位置での保持中に、移動レンズ枠４０が定位置からずれることを防ぐために、光軸方向Ｌに対し移動レンズ枠４０が動かない範囲で、コイル２１、２２に対し正負の電流を繰り返し流すことが考えられる。しかしこの場合、移動レンズ枠に対し多少なりとも駆動力が加わることにより、光軸方向Ｌに対する移動レンズ枠４０の傾き量が変化する虞がある。また、撮像装置１０１は多方向に傾けて使用されるため、移動レンズ枠４０に加わる重力の影響等によっても、光軸方向Ｌに対して、移動レンズ枠４０が傾く虞があり、また傾く量も、使用状況や、移動レンズ枠４０の移動の都度で、変化する虞がある。この様に、磁石６０ａ、７０ａとセンサ８０との距離は、方向Ｋａにおいて一定しないことから、センサ８０を用いて移動レンズ枠４０の位置検出を正確に行うことができない虞がある。

しかしながら、本実施の形態においては、磁性部材５０により、移動レンズ枠４０が前進または後退している時や定位置にあっても、磁石６０ａ、７０ａとセンサ８０との距離は、方向Ｋａにおいて一定であることから、精度良く移動レンズ枠４０の位置検出を行うことができるのである。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。

尚、以下、変形例を示す。図１１は、図６の撮像装置の変形例を示す正面図、図１２は、図１１中のXII-XII線に沿うアクチュエータの断面図である。

図１１、図１２に示すように、センサ８０は、一方向Ｋ１側、具体的には、磁石６０ｃ、７０ｃに対向するよう、磁性部材５０と保持枠３０の外周面３０ｇとの間において、保持部材３５によって保持され、磁石６０ｃ、７０ｃの磁力を検出することにより、移動レンズ枠４０の位置を検出しても構わない。

このような構成によれば、磁石６０ｃ、７０ｃとセンサ８０との方向Ｋａにおける距離が、上述した本実施の形態における磁石６０ａ、７０ａとセンサ８０との方向Ｋａにおける距離よりも短くなるため、本実施の形態よりもより精度良く移動レンズ枠４０の位置検出を行うことができる。尚、その他の効果は、上述した本実施の形態と同じである。

（第３実施の形態）
図１３は、本実施の形態の撮像装置におけるアクチュエータの断面図、図１４は、図１３中のXIV-XIV線に沿うアクチュエータの断面図である。

この第３実施の形態の撮像装置の構成は、上述した図６〜図８、図１１、図１２に示した第２実施の形態の撮像装置と比して、移動レンズ枠の外周面に周状に設けられる複数の磁石において、センサによって磁力が検出される磁石が、他の磁石よりも温度変化により発生する磁力の変化の割合が小さい材料から構成されている点が異なる。

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。

図１３、図１４に示すように、移動レンズ枠４０の外周面４０ｇの部位４０ｇ１に設けられる磁石６０ａ、６０ｂ、６０ｃ’、６０ｄ、７０ａ、７０ｂ、７０ｃ’、７０ｄ（磁石７０ｂ、７０ｄは図示されず）の内、センサ８０に対向し、センサ８０に磁力が検出される磁石６０ｃ’、７０ｃ’を、第１の磁石とし、磁石６０ａ、６０ｂ、６０ｄ、７０ａ、７０ｂ、７０ｄを第２の磁石とした場合、磁石６０ａ、６０ｂ、６０ｄ、７０ａ、７０ｂ、７０ｄは、コイル２１、２２との間の磁力により、移動レンズ枠４０を前後に移動させる駆動用の磁石として機能し、磁石６０ｃ’、７０ｃ’は、駆動用の磁石であるとともに、センサ８０によって磁力が検出される検出用磁石として機能する。

具体的には、磁石６０ｃ’、７０ｃ’は、磁石６０ａ、６０ｂ、６０ｄ、７０ａ、７０ｂ、７０ｄよりも温度変化により発生する磁力の変化の割合が小さい材料から構成されている。

より具体的には、磁石６０ｃ’、７０ｃ’は、サマリウムコバルト磁石から構成され、磁石６０ａ、６０ｂ、６０ｄ、７０ａ、７０ｂ、７０ｄは、ネオジウム磁石から構成されている。

尚、温度変化により発生する磁力の変化の割合が小さい磁石は、一般に温度特性の良い磁石と言え、温度変化により発生する磁力の変化の割合が大きい磁石は、一般に温度特性が悪い磁石と言える。

また、磁石の温度特性は、大きさ、レアアース含有量により変化することが周知であるが、サマリウムコバルト磁石と、ネオジウム磁石とでは、大きさ、レアアース含有量が異なっても、サマリウムコバルト磁石の方が、温度特性が良い。

反対にネオジウム磁石は、温度特性が悪いが周知のように磁力が非常に強いといった特性を有することから駆動用に用いる磁石としては好適である。尚、サマリウムコバルト磁石も、ネオジウム磁石よりは磁力が劣るものの、磁力が強い磁石であることから移動レンズ枠４０の駆動に用いても良い。

このような構成によれば、センサ８０に対向する磁石６０ｃ’、７０ｃ’は温度特性の良い磁石から構成されていることから、撮像装置１０１に温度変化が付与されたとしても、磁力の変化割合が小さいことから、センサ８０の検出精度を下げてしまうことがない。

これは、撮像装置１０１が設けられる内視鏡１は、輸送環境によっては、非常に低温または高温環境下に載置される可能性が有る他、撮像装置１０１が設けられる先端部２ｓ内においては、コイル２１、２２の発熱や、他の回路基板の発熱、光源からの発熱による温度上昇や、送水操作に伴う急激な温度低下の可能性があるため、センサ８０によって検出される磁石がネオジウム磁石から構成されていると、温度変化に伴う磁力の変化によりセンサの検出精度が悪くなってしまう場合があるためである。

しかしながら、全ての磁石をサマリウムコバルト磁石にしてしまうと、ネオジウム磁石を用いた場合に比べ、移動レンズ枠４０の駆動力が低下してしまうため好ましくない。 よって、本実施の形態においては、センサ８０によって検出される磁石６０ｃ’、７０ｃ’のみ、サマリウムコバルト磁石から構成した。

尚、上述したように、ネオジウム磁石とサマリウムコバルト磁石とでは、磁力が異なるため、移動レンズ枠４０が保持枠３０内において姿勢を崩してしまう可能性があるが、本実施の形態においても、磁性部材５０が磁石６０ｃ’、７０ｃ’に対して引力を付与していることから、移動レンズ枠４０が移動に伴いガタ付いてしまうことが防がれている。

また、磁石６０ｃ’、７０ｃ’は、検出用の磁石だけでなく駆動用の磁石も兼ねていることから、駆動用磁石の他に、別途検出用の磁石が不要となるため、移動レンズ枠４０の小型化を図ることができる。尚、その他の効果は、上述した第２実施の形態と同じである。

また、本実施の形態においても、上述した図６〜図８に示したように、センサ８０は、磁性部材５０とは異なる位置に設けられていても構わない。この場合、センサ８０に対向する磁石を、サマリウムコバルト磁石から構成すれば良い。

さらに、温度特性の良い磁石として、サマリウムコバルト磁石を例に挙げて示したが、これに限らず、他の温度特性の良い磁石でも適用可能である。

また、以下、変形例を、図１５を用いて示す。図１５は、図１４の第２の磁石の配置位置の変形例を示すアクチュエータの断面図である。

図１５に示すように、駆動用の磁石となるネオジウムよりなる第２の磁石である磁石６０ａ、６０ｂ、６０ｄ、７０ａ、７０ｂ、７０ｄ（磁石７０ａ、７０ｂ、７０ｄは図示されず）だけで、移動の際の移動レンズ枠４０の姿勢バランスを保つことができるよう、磁石６０ａ、６０ｂ、６０ｄ、磁石７０ａ、７０ｂ、７０ｄは、外周面４０ｇにおいて周方向Ｃに略１２０°間隔で配置され、検出用の磁石となるサマリウムコバルトよりなる第１の磁石である６０ｃ’，７０ｃ’を６０ｂと６０ｄ及び７０ｂと７０ｄの間に配置しても構わない。このような構成によっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

尚、上述した第１〜第３実施の形態においては、撮像装置１０１は、内視鏡１に設けられていると示したが、これに限らず、カメラ等に設けられる場合であっても適用可能である。

本発明によれば、移動レンズ枠の移動の際のガタ付きを安価にかつ小型化を図って確実に防止することできる撮像装置、内視鏡を提供することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本出願は、２０１４年５月２２日に日本国に出願された特願２０１４−１０６３８９号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (8)

1. 内部に移動レンズを保持するとともに、外周面に磁石が設けられたレンズ枠と、
   先端に対物レンズを保持し、前記レンズ枠を前記移動レンズの光軸方向に移動自在に内部に保持するとともに、前記磁石に対向し設けられ通電に伴い前記レンズ枠に対して駆動力を発生するコイルが外周面に巻回された保持枠と、
   前記保持枠の前記外周面よりも前記光軸方向に直交する前記保持枠の径方向の外側に設けられると共に、前記磁石に対して引力を発生する磁性部材と、
   を具備し、
   前記磁石は、前記移動レンズの光軸方向に沿って先端側と基端側とに配置された磁石から対となる磁石を複数対有すると共に、これら複数対の磁石が前記レンズ枠の周方向に均等の角度で設けられ、
   前記先端側に配置された前記磁石の極性は、前記基端側に配置された前記磁石の極性に対して、径方向において反対であり、
   前記磁性部材は、前記複数対の中の一つの対となる前記磁石と対向して設けられていることを特徴とする撮像装置。
2. 前記磁性部材は、前記一つの対となる磁石に対して引力を発生することにより、前記保持枠の内周面の一方向側に前記レンズ枠の前記外周面を押し付け、
   前記レンズ枠は、前記外周面が前記保持枠の前記内周面の前記一方向側に押し付けられた状態で前記光軸方向に移動する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記磁性部材は、前記光軸方向において、少なくとも前記光軸方向に前記レンズ枠とともに移動する前記一つの対となる磁石の可動範囲だけ延在していることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記保持枠の前記外周面よりも前記径方向の外側に、前記一つの対となる磁石の磁力を検出することにより前記レンズ枠の前記光軸方向の位置を検出するセンサが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記センサは、前記径方向において、前記磁性部材と前記保持枠の前記外周面との間に位置していることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記磁石は、前記レンズ枠の前記外周面において、前記レンズ枠の周方向に沿って複数設けられているとともに、前記センサに対向し前記センサに磁力が検出される第１の磁石と、その他の第２の磁石とから構成されており、
   前記第１の磁石は、前記第２の磁石よりも温度変化により発生する磁力の変化の割合が小さい材料から構成されていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
7. 前記第１の磁石は、サマリウムコバルト磁石から構成され、
   前記第２の磁石は、ネオジウム磁石から構成されていることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 請求項１に記載の前記撮像装置を有する内視鏡であって、
   前記レンズ枠が前記光軸方向に移動することにより、被写体の焦点を切り替える
   ことを特徴とする内視鏡。

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