JPWO2016170568A1 - 光調節装置及び診断機器 - Google Patents

Abstract

光調節装置は、光調節素子（8）と、回転部材（5,6）と、電磁駆動源（12）とを含む。前記光調節素子（8）は、少なくとも１つの光路に対して光学的な調節を行う。前記回転部材（5,6）は、前記光調節素子（8）を回転軸の周りに回転移動可能とする回転軸を含む。前記電磁駆動源（12）は、前記回転軸の軸方向に垂直な面に対して傾きを持って設けられ、電磁力を発生して前記回転軸を回転駆動し、前記光調節素子（8）を前記回転軸の周りに回転移動させる。

Description

本発明は、光路上に光調節素子を挿脱して光路の光学的な調節を行う光調節装置、当該装置を用いた医療用又は工業用の診断処置機器に関する。

撮影光路等の光路上に光調節素子、例えばシャッタ、レンズ又はフィルタを配置し、当該光路の光学的な調節を行う光調節装置がある。このような光調節装置は、例えば医療分野又は工業分野における内視鏡、処置具又は補助具などの医療機器又は工業用機器に用いられる。このような機器のうち例えば内視鏡等では、人体等の被検体の空洞内に挿入して診断又は処置等を行うので、当該機器に用いられる光調節装置としては、小型化が要求されている。工業用の内視鏡においても機械等の細部を検査するために小型化が要求されている。
例えば、特許文献１乃至３には、そのような小型化のための構成が提案されている。

特開２０１３−２４６２５１号公報 特開２０１４−０７１２７０号公報 特開平９−２２０４２号公報

しかしながら、上記特許文献1乃至３に開示されているような光調節装置では、小型化に際し、同装置の厚み方向の厚さを薄型化（小型化）することは可能であるが、厚み方向に対して垂直方向を小型化することが不向きになっている。
例えば、内視鏡には、可撓性の管状に形成された挿入部と、この挿入部の先端部に設けられた撮像素子と、この撮像素子の撮影光路上に配置されて光路の光学的な調節を行う光調節装置とが設けられている。このような内視鏡内に設けられる光調節装置としては、例えばシャッタ、レンズ又はフィルタ等の光調節素子と、これら光調節素子を光路上に挿脱するための駆動源として電磁石とを含む。

上記特許文献1乃至３に開示されている光調節装置では、例えば撮像素子を通る光路が挿入部の長手方向（光調節装置の厚み方向）と同一方向となるように組み込まれるので、シャッタ、レンズ又はフィルタ等の光調節素子及び電磁石は、挿入部の長手方向（光調節装置の厚み方向）に対して垂直方向に設けられるものとなる。このため、光調節装置は、挿入部の長手方向に対する厚さを小さくして小型化することが可能であるが、長手方向に対して垂直方向を小型化すること、すなわち挿入部の径のさらなる小型化が難しいこともある。電磁石は、例えばＣ字形状に形成されたヨークと、このヨークに巻き付けられたコイルとから成るものであるが、この電磁石を光調節装置に設けるためには、長手方向に対して垂直方向の平面内に電磁石を設けるためのスペースを確保する必要がある。このため、挿入部の長手方向（光調節装置の厚み方向）に対して垂直方向を小型化することに困難性がある。

本発明の目的は、厚み方向に対して垂直方向を小型化することができる光調節装置及びそれを用いた診断処置機器を提供することを目的とする。

本発明の光調節装置は、少なくとも１つの光路に対して光学的な調節を行う少なくとも１つの光調節素子と、前記光調節素子を回転軸の周りに回転移動可能とする回転軸を含む回転部材と、前記回転軸の軸方向に垂直な面に対して傾きを持って設けられ、電磁力を発生して前記回転軸を回転駆動し、前記光調節素子を前記回転軸の周りに回転移動させる電磁駆動源とを具備する。
本発明の医療用又は工業用の診断処置機器は、上記光調節装置を含み、前記光調節装置により光路に対する光学的な調節が行われる。

本発明は、厚み方向に対して垂直方向を小型化することができる光調節装置及びそれを用いた診断処置機器を提供できる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光調節装置を示す分解構成図である。 図２は、同装置を示す組立図である。 図３は、同装置における電磁駆動源の電力供給系を示す回路構成図である。 図４Ａは、従来の光調節装置の側面図である。 図４Ｂは、第１の実施の形態に係る光調節装置の側面図である。 図５は、内視鏡の挿入部を示す斜視図である。 図６は、本発明の第２の実施の形態に係る光調節装置を示す分解構成図である。 図７は、同装置を示す組立図である。 図８Ａは、同装置における複数の光路の一つを選択した状態を示す斜視図である。 図８Ｂは、同装置における複数の光路の他の一つを選択した状態を示す斜視図である。 図９は、同装置において下基板及び上基板が存在しないために形成される各スペースを示す図である。 図１０は、同装置において下基板及び上基板が存在しないスペースに診断処置機器の各種ユニットを配置した図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態に係る光調節装置について図面を参照して説明する。
図１は光調節装置の分解構成図を示し、図２は同装置の組立図を示す。この光調節装置（以下、本装置と称する）１は、下基板２と上基板３とを含む。これら下基板２と上基板３とは、それぞれ円型形状で、その一部に切り欠き部２ａ、３ａが形成されている。

下基板２には、光路ｐを通すための光路孔４と、回転軸６を軸支するための軸支用孔７とが設けられている。回転軸６には、羽根５が設けられている。これら回転軸６と羽根５とは、回転部材を構成する。
本装置１が例えば医療用の診断処置機器である内視鏡に設けられるものであれば、光路ｐが内視鏡挿入部の先端部に設けられる撮影系の光軸と一致するように、本装置１は内視鏡に組み込まれる。なお、この撮影系は、例えば人体等の被検体内に挿入されたときの被検体内の像を撮像する撮像素子と、被検体内を照明するための照明系とを含む。従って、光路ｐが撮影系の撮像素子を通るように、本装置１は、内視鏡に組み込まれることになる。

回転軸６は、円筒形状に形成され、かつ磁性を帯びている。この回転軸６は、例えば、円筒形状の中心軸を通る平面で２分割して２つの半円筒形状を形成すると、このうちの一方の半円筒形状にＮ極が帯磁され、他方の半円筒形状にＳ極が帯磁されている。

この回転軸６は、軸支用孔７内において当該回転軸６の軸方向ｚを回転中心として矢印Ａ方向に回転する。この回転軸６の軸方向ｚは、光路ｐと平行である。この回転軸６には、当該回転軸６の軸方向ｚに対して垂直方向に羽根５が設けられている。この羽根５は、一端が上記の通り回転軸６に設けられ、他端には光調節素子８を取り付けるためまたは光調節素子として機能させるための孔５ａが設けられている。この光調節素子８は、例えばシャッタ、レンズ、遮光板又はフィルタ等である。従って、回転軸６が回転することにより光調節素子８は、羽根５を介して当該回転軸の周りに回転移動する。この羽根５が回転移動する平面は、回転軸６の軸方向ｚに対して垂直な平面内である。

上基板３には、下基板２と同様に、光路ｐを通すための光路孔９と、羽根５を回転させるための回転軸６を軸支する軸支用孔１０とが設けられている。
下基板２には、スペーサ１１と、２つのストッパ１２ａ、１２ｂとが設けられている。上基板３は、スペーサ１１及びストッパ１２ａ、１２ｂに対して接着等により固定することで、下基板２に対して組み付けられる。このとき、下基板２の光路孔４と上基板３の光路孔９とが光路ｐ上に配置されるように、かつ下基板２の軸支用孔７と上基板３の軸支用孔１０とが回転軸６の軸方向ｚ上に配置されるように、組み立てられる。

スペーサ１１は、下基板２と上基板３との間隔を規定する。
各ストッパ１２ａ、１２ｂは、羽根５が回転軸６を中心として回転したときの当該羽根５の回転をストップさせる位置を規定する。ストッパ１２ａは、例えば羽根５の孔５ａの位置を光路孔４、９つまり光路ｐ上から離れた位置でストップさせる。ストッパ１２ｂは、例えば羽根５の孔５ａの位置を光路孔４、９、すなわち光路ｐ上の位置に一致させてストップさせる。このようにストッパ１２ｂにて羽根５をストップすることにより、光路ｐ上には、例えばシャッタ、レンズ、遮光板又はフィルタ等の光調節素子８が配置され、光路ｐに対する光学的な調節が行われる。

なお、下基板２と上基板３との製造では、このようにスペーサ１１と各ストッパ１２ａ、１２ｂとを下基板２上に設け、この下基板２に対して上基板３を組み付けるのではなく、それとは逆にしてもよい。すなわちスペーサ１１と各ストッパ１２ａ、１２ｂとを上基板３上に設け、この上基板３に対して下基板２を組み付けるようにしてもよい。或いは、上基板２と下基板３の一方にスペーサを設け、他方にストッパ１２ａ、１２ｂを設けるようにしても構わない。また、スペーサとストッパを同じ部材で兼用させてもよい。

上基板３の上面には、回転軸６を回転させるための電磁駆動源１２が当該上基板３の上面に対して傾斜して設けられている。この電磁駆動源１２は、回転軸６を回転させることによって羽根５を回転移動し、この羽根５に設けられた光調節素子８を回転軸６の周りに回転移動させる。この電磁駆動源１２が傾斜して設けられることについては、後述する。この電磁駆動源１２は、電磁力を発生して回転軸６を回転させる。この電磁駆動源１２は、例えば矩形状でギャップ１３ｇが形成された磁性部材１３と、この磁性部材１３に巻き付けられて形成されたコイル１４とから成る。

磁性部材１３は、例えば４つの辺により矩形状に形成されている。これら４つの辺のうち１つの辺には、上記ギャップ１３ｇが形成されている。このギャップ１３ｇは、互いに対峙する各ギャップ端１３ａ、１３ｂを有する。これらギャップ端１３ａ、１３ｂは、矩形状の磁性部材１３に開口部を形成するものとなる。これらギャップ端１３ａ、１３ｂの間には、上述したようにＮ極とＳ極とに帯磁された回転軸６が配置される。
この磁性部材１３は、上基板３の上面に設ける場合、ギャップ１３ｇを設けた辺が上基板３の上面に接して設けられる。

一方、磁性部材１３のギャップ１３ｇが設けられた辺に対峙する辺には、コイル１４が設けられている。このコイル１４には、例えば図３に示すように切換スイッチ１５を介して直流電源１６が接続されている。切換スイッチ１５は、コイル１４の一端に直流電源１６の正極を加えると共に他端に直流電源１６の負極を加える第１の切り換えと、コイル１４の一端に直流電源１６の負極を加えると共に他端に直流電源１６の正極を加える第２の切り換えとを行う。この切換スイッチ１５は、手動操作を受けて第１と第２の切り換えを行ってもよいし、又は例えば内視鏡の挿入／抜去を支援する支援ユニットからの切換指示を受けて第１と第２の切り換えを行ってもよい。

このような電源供給系であれば、直流電源１６から切換スイッチ１５を介してコイル１４の一端に正極が加えられ、他端に負極が加えられると、コイル１４の電磁誘導により磁界が発生する。この磁界の磁束は、磁性部材１３内と、当該磁性部材１３のギャップ端１３ａ、１３ｂの間とを通る。この磁束の流れにより磁性部材１３には、磁気回路が形成される。この状態に、磁性部材１３のギャップ端１３ａ、１３ｂ間には、回転軸６が設けられるので、当該回転軸６には磁束が加わる。なお、この磁気回路内には光路ｐが配置されず、磁気回路外に光路ｐが配置される。

この回転軸６は、Ｎ極とＳ極とに帯磁されているので、ギャップ端１３ａ、１３ｂ間の磁束と、回転軸６のＮ極及びＳ極とにより吸引力と反発力とが発生し、この結果として回転軸６は、矢印Ａ方向に回転する。どちら向きに回転するかは、磁束の向きによる。この回転軸６が回転すると、当該回転軸６に設けられた羽根５は、当該回転軸６の周りに回転移動する。この羽根５は、回転移動してストッパ１２ａ又はストッパ１２ｂに当接してストップする。例えば、羽根５がストッパ１２ａに当接すると、当該羽根５に設けられた光調節素子８は、光路孔４、９つまり光路ｐ上から離れた位置でストップする。又、羽根５がストッパ１２ｂに当接すると、当該羽根５に設けられた光調節素子８は、光路孔４、９つまり光路ｐ上の位置に一致してストップする。

電磁駆動源１２は、上記の通り上基板３の上面に対して傾斜して設けられる。具体的には、コイル１４が設けられた磁性部材１３が上基板３の上面に対して傾斜して設けられる。これにより、電磁駆動源１２の上基板３の上面における設置面積は、傾斜しない場合と比較して小さくすることが可能となる。すなわち、図４Ａは電磁駆動源１２を傾斜していない従来の光調節装置の場合を示し、図４Ｂは電磁駆動源１２を傾斜している本装置１の場合を示す。
電磁駆動源１２は、図４Ａに示すように回転軸６の軸方向ｚに垂直な面、すなわち上基板３の上面に対して平行に設けるときの、電磁駆動源１２の上基板３の上面への投影である設置面積Ｓａよりも、図４Ｂに示すように上基板３の上面に対して角度θの傾きを持って設けるときの、電磁駆動源１２の上基板３の上面への投影である設置面積Ｓｂの方が小さく形成される。

この電磁駆動源１２の設置面積Ｓｂは、上基板３の上面に対する傾きの角度θが大きい程小さくなる。なお、図４Ａに示すように電磁駆動源１２を上基板３の上面に対して平行に設けるときの傾きの角度θは、０°である。

電磁駆動源１２の傾きθは、光路ｐを遮蔽しない限り、０＜θ＜１８０°の範囲内に設定される。より好ましくは、電磁駆動源１２の傾きθは、０＜θ≦９０°の範囲内に設定される。さらに、電磁駆動源１２の傾きθは、９０°に設定されるのが最良である。図４Ｂは、この最良である、電磁駆動源１２の傾きの角度θが９０°の場合を示している。

このような構造の上記第１の実施の形態によれば、電磁駆動源１２を上基板３の上面に対して角度θの傾きを持って設けるので、電磁駆動源１２を傾けない場合と比較して電磁駆動源１２の上基板３の上面に対する設置面積Ｓｂを少なくできる。これにより、上基板３（及び下基板２）の大きさは、図４Ａ及び図４Ｂに示すように電磁駆動源１２を傾けた場合の方が傾けない場合よりも例えば大きさＦだけ小さくできる。この大きさＦの方向は、本装置１を医療用又は工業用の診断処置機器、例えば内視鏡内に組み込むものであれば、内視鏡の挿入部先端部の半径方向となる。
例えば、内視鏡の挿入部１００は、図５に示すように、その先端に硬質の先端部１０１が配置され、その基端側に操作者の操作に応じて湾曲する能動湾曲部１０２と、挿入部１００が挿入される物体の内面形状に倣って湾曲する受動湾曲部１０３とを有している。そして、この先端部１０１の先端面に撮像用の窓が設けられ、先端部１０１内に、撮像素子と撮像光学系といった各種ユニットが収納されている。本装置１は、光調節素子８が撮像光学系の一部を構成するように、先端部１０１内に組み込まれることができる。
ここで、能動湾曲部１０２及び受動湾曲部１０３が延びる方向を、挿入部１００の長手方向Ｌとし、また、この長手方向Ｌと直交する方向を挿入部１００の半径方向Ｒとすれば、図４Ｂに示すように、上基板３の上面が半径方向Ｒに且つ回転軸６の軸方向ｚが長手方向Ｌになるように、本装置１を先端部１０１内に組み込むことができる。このように本装置１を内視鏡の挿入部１００に組み込むことにより、内視鏡の挿入部１００の長手方向Ｌに対して垂直方向（挿入部１００の半径方向）を小型化することができる。すなわち、本装置１の構成は、挿入部１００の細径化に寄与する。

電磁駆動源１２の傾きθは、０＜θ＜１８０°の範囲内に設定できるので、本装置１を設ける診断処置機器、例えば医療分野又は工業分野における内視鏡、処置具又は補助具などの医療機器又は工業用機器の設置環境に応じて電磁駆動源１２の傾きθを設定できる。例えば、内視鏡の挿入部先端部内において部材の設置を禁止するデッドゾーンが有れば、当該デッドゾーンを回避するように電磁駆動源１２を傾きθで傾けて配置することができる。このような傾きを持った電磁駆動源１２の配置であっても、例えば内視鏡の挿入部１００の先端部１０１の半径方向Ｒの大きさを小型化できる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る光調節装置について図面を参照して説明する。なお、上記図１と同一部分については、その詳細な説明は省略する。
図６は光調節装置の分解構成図を示し、図７は同装置の組立図を示す。この光調節装置２０は、下基板２１と、上基板２２とを含む。下基板２１と上基板２２とは、それぞれ四辺形に形成されている。
下基板２１には、例えば羽根２３が設けられた回転軸２４を軸支するための軸支用孔２５が設けられている。
上基板２２には、下基板２１と同様に、例えば回転軸２４を軸支するための軸支用孔２６が設けられている。

これら下基板２１及び上基板２２は、光路ｐを遮蔽しない形状又はサイズに形成されている。又は下基板２１及び上基板２２は、光路ｐを遮蔽しない位置に配置されている。このような下基板２１及び上基板２２に対して羽根２３は、図７に示すように当該下基板２１及び上基板２２から延出するように設けられる。
なお、図６に示す構成では、光路ｐが１つの場合を示すが、複数の光路があってもよい。複数の光路については後述する。

上記回転軸２４は、上記第１の実施の形態の回転軸６と同様に、円筒形状に形成され、かつ磁性を帯びたものとなっている。この回転軸２４は、例えば、円筒形状の中心軸を通る平面で２分割して２つの半円筒形状を形成したとすると、このうちの一方の半円筒形状にＮ極が帯磁され、他方の半円筒形状にＳ極が帯磁されたものとなっている。

この回転軸２４は、各軸支用孔２５、２６内において当該回転軸６の軸方向ｚを回転中心として矢印Ａ方向に回転する。この回転軸２４には、当該回転軸２４の軸方向ｚに対して垂直方向に羽根２３が設けられている。この羽根２３には、光調節素子８等を取り付けまたは光調節素子として機能させるための孔２３ａが設けられている。従って、回転軸２４が回転することにより羽根２３は、当該回転軸２４を中心として回転するので、光調節素子８は、回転軸２４の周りに回転移動する。

下基板２１と上基板２２との間には、スペーサ２７が設けられている。このスペーサ２７は、下基板２１と上基板２２との間隔を規定する。このスペーサ２７は、Ｃ形状に形成されている。このスペーサ２７の両端部は、それぞれストッパ２７ａ、２７ｂとして作用する。このスペーサ２７のストッパ２７ａ、２７ｂは、羽根２３が回転軸２４を中心として回転したときの当該羽根２３の回転をストップさせる位置を規定する。

ストッパ２７ａは、羽根２３の孔２３ａを光路ｐ上から離れた第１の位置でストップさせる。他方のストッパ２７ｂは、羽根２３の孔２３ａを光路ｐ上の第２の位置でストップさせる。なお、ストッパ２７ａは、羽根２３の孔２３ａを光路ｐ上の第２の位置でストップさせる。ストッパ２７ｂは、羽根２３の孔２３ａを光路ｐ上の第１の位置でストップさせるようにしてもよい。

羽根２３は、ストッパ２７ａ又はストッパ２７ｂに当接して第１の位置又は第２の位置にストップするが、第１の位置と第２の位置とにそれぞれ光路が有れば、これら光路のうちいずれか一方の光路上に羽根２３の孔２３ａをストップさせることができる。これにより、羽根２３の回転移動により第１又は第２の位置の光路の選択が可能である。
図８Ａ及び図８Ｂは、このような複数の光路に対応する場合を示している。なお、これらの図においては、羽根２３の孔２３ａを省略している、つまり光調節素子８を遮光板とした構成を記載している。勿論、例えばシャッタ、レンズ又はフィルタ等の光調節素子８を羽根２３に設けても良い。

図８Ａは羽根２３がストッパ２７ａに当接して第１の位置にストップした場合を示す。第１の位置には第１の光路ｐ１が通り、第２の位置には第２の光路ｐ２が通る。この場合、第１の光路ｐ１上には、例えばシャッタ、レンズ又はフィルタ等の光調節素子を有する第１の光学ユニット８１が配置され、第１の光路ｐ１に対する光学的な調節、この例では遮光が行われる。

図８Ｂは羽根２３がストッパ２７ｂに当接して第２の位置にストップした場合を示す。この場合、第２の光路ｐ２上には、例えばシャッタ、レンズ又はフィルタ等の光調節素子を有する第２の光学ユニット８２が配置され、第２の光路ｐ２に対する光学的な調節、この例では遮光が行われる。
例えば、第１の光路ｐ１は白色光である第１の照明光の光路、第２の光路ｐ２は波長を限定した特殊光である第２の照明光の光路、というように、複数の照明光を切り換えるような利用法が考えられる。

なお、これら第１及び第２の光学ユニット８１、８２の一方又は両方は、羽根２３に対して下基板２１側ではなく、上基板２２側に配置しても良いことは勿論である。
本実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同様、電磁駆動源２８が上基板２２の上面に対して傾斜して設けられている。この電磁駆動源２８は、例えばギャップ２８ｇが形成された凹形状の磁性部材２９と、この磁性部材２９に巻き付けられて形成されたコイル３０とから成る。このコイル３０には、例えば上記図３と同様に、切換スイッチ１５を介して直流電源１６が接続されている。

このような構成で、直流電源１６から切換スイッチ１５を介してコイル３０に電力が供給され、当該コイル３０の電磁誘導により磁界が発生する。この磁界の磁束は、磁性部材２９内と、当該磁性部材２９のギャップ２８ｇとを通ることにより磁気回路が形成される。ギャップ２８ｇ内には、回転軸２４が設けられているので、この回転軸２４には、磁界が加わる。この回転軸２４は、Ｎ極とＳ極とに帯磁されているので、ギャップ２８ｇにおける磁束と、回転軸２４のＮ極及びＳ極とにより吸引力又は反発力が発生するので、この結果として回転軸２４は、矢印Ａ方向に回転する。この回転軸２４の回転により羽根２３は、当該回転軸２４の周りに回転移動し、ストッパ２７ａ又は２７ｂに当接して光路ｐ上から離れた第１の位置又は光路ｐ上の第２の位置にストップする。なお、第１の位置と第２の位置とにそれぞれ光路ｐ１，ｐ２が有れば、これら光路ｐ１，ｐ２のうちいずれか一方の光路上に羽根２３の孔２３ａがストップする。

電磁駆動源２８は、上記第１の実施の形態の電磁駆動源１２と同様に、上基板２２の面に対して角度θの傾きを持って設けられる。この電磁駆動源２８の傾きθは、０＜θ＜１８０°の範囲内に設定される。より好ましくは、電磁駆動源２８の傾きθは、０＜θ≦９０°の範囲内に設定される。さらに、電磁駆動源２８の傾きθは、９０°に設定されるのが最良である。

このような構造の上記第２の実施の形態によれば、電磁駆動源２８を上基板２２の上面に対して角度θの傾きを持って設けるので、上記第１の実施の形態の効果と同様の効果を奏することができる。
さらに、本第２の実施の形態によれば、回転移動する羽根２３の下方に下基板２１が存在せず、かつ上方にも上基板２２が存在しないので、羽根２３の下方と上方とには、例えば図９に示すように各スペースＥ１、Ｅ２が形成される。これにより、本装置２０は、各スペースＥ１、Ｅ２の分だけ薄型化でき、小型化を図ることができる。例えば、本装置２０を内視鏡に設ければ、当該内視鏡の挿入部１００の長手方向Ｌに対して垂直方向（挿入部１００の半径方向Ｒ）を小型化することができる。

又、図１０に示すようにスペースＥ１、Ｅ２には、医療用又は工業用の診断処置機器、例えば内視鏡の挿入部１００の先端部１０１に設けられる、撮像素子や照明光出射部等の各種ユニット３１、３２を配置することができる。このように各種ユニット３１、３２を配置することにより内視鏡の挿入部１００の先端部１０１を小型化することができる。従って、狭いスペース内で羽根２３を回転移動する場合には、本装置２０が有効である。
このように、例えば医療分野又は工業分野における内視鏡、処置具又は補助具などの医療機器又は工業用機器に本装置２０に設ければ、これら医療機器又は工業用機器の小型化を図ることができる。

羽根２３は、ストッパ２７ａ又は２７ｂに当接して、例えば光路ｐ上から離れた第１の位置、又は光路ｐ上の第２の位置にストップするので、図８Ａ及び図８Ｂに示すように第１の位置と第２の位置とに第１と第２の光路ｐ１、ｐ２が有れば、これら光路ｐ１、ｐ２のうちいずれか一方の光路ｐ１又はｐ２を選択して羽根２３の孔２３ａをストップさせることができる。これにより、例えばシャッタ、レンズ、遮光板又はフィルタ等の光調節素子８により光学的な調節を行う光路ｐ１又はｐ２を選択できる。

以上、上記第１及び第２の実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、種々の変形及び応用が可能なことは勿論である。
さらに、上述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示した複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示す全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

１：光調節装置、２：下基板、３：上基板、２ａ，３ａ：切り欠き部、４：光路孔、５：羽根、５ａ：孔、６：回転軸、７：軸支用孔、８：光調節素子、９：光路孔、１０：軸支用孔、１１：スペーサ、１２：電磁駆動源、１２ａ，１２ｂ：ストッパ、１３：磁性部材、１３ｇ：ギャップ、１３ａ，１３ｂ：ギャップ端、１４：コイル、１５：切換スイッチ、１６：直流電源、２０：光調節装置、２１：下基板、２２：上基板、２３：羽根、２３ａ：孔、２４：回転軸、２５，２６：軸支用孔、２７：スペーサ、２７ａ，２７ｂ：ストッパ、２８：電磁駆動源、２８ｇ：ギャップ、２９：磁性部材、３０：コイル、３１，３２：各種ユニット、８１，８２：光学ユニット、１００：挿入部、１０１：先端部、１０２：能動湾曲部、１０３：受動湾曲部、Ｅ１，Ｅ２：スペース、ｐ：光路、ｐ１：第１の光路、ｐ２：第２の光路。

本発明は、光路上に光調節素子を挿脱して光路の光学的な調節を行う光調節装置、当該装置を用いた医療用又は工業用の診断機器に関する。

本発明の目的は、厚み方向に対して垂直方向を小型化することができる光調節装置及びそれを用いた診断機器を提供することを目的とする。

本発明の光調節装置は、撮像素子に受光される光の光路上で前記光に対する光学的な調節を行う光調節装置であって、先端と基端を有し、前記基端を中心として前記光路に垂直な方向に回転移動することで、前記光路に対する出し入れがなされる羽根と、一端と他端を有し、前記羽根を垂直に貫くように前記羽根の前記基端に設けられ、前記一端と前記他端を通る回転軸を中心に回転することで前記羽根を回転移動させる回転軸部材と、前記羽根に設けられ、前記羽根が回転移動したことによって前記光路上に位置したときに、前記光に対する光学的な調節を行う光調節素子と、前記回転軸部材の前記一端に、前記回転軸部材と垂直に設けられ、第１の上面と、第１の下面と、前記光路側に位置する第１の側面とを有し、前記第１の側面の側方かつ前記羽根の上方に第１の空間が生じるよう形成された上基板と、前記回転軸部材の前記他端に、前記回転軸部材と垂直に設けられ、第２の上面と、第２の下面と、前記光路側に位置する第２の側面とを有し、前記第２の側面の側方かつ前記羽根の下方に第２の空間が生じるよう形成された下基板とを具備する。
本発明の医療用又は工業用の診断機器は、上記光調節装置を含み、前記光調節装置により光に対する光学的な調節が行われる。

本発明は、厚み方向に対して垂直方向を小型化することができる光調節装置及びそれを用いた診断機器を提供できる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光調節装置を示す分解構成図である。 図２は、同装置を示す組立図である。 図３は、同装置における電磁駆動源の電力供給系を示す回路構成図である。 図４Ａは、従来の光調節装置の側面図である。 図４Ｂは、第１の実施の形態に係る光調節装置の側面図である。 図５は、内視鏡の挿入部を示す斜視図である。 図６は、本発明の第２の実施の形態に係る光調節装置を示す分解構成図である。 図７は、同装置を示す組立図である。 図８Ａは、同装置における複数の光路の一つを選択した状態を示す斜視図である。 図８Ｂは、同装置における複数の光路の他の一つを選択した状態を示す斜視図である。 図９は、同装置において下基板及び上基板が存在しないために形成される各スペースを示す図である。 図１０は、同装置において下基板及び上基板が存在しないスペースに診断機器の各種ユニットを配置した図である。

下基板２には、光路ｐを通すための光路孔４と、回転軸６を軸支するための軸支用孔７とが設けられている。回転軸６には、羽根５が設けられている。これら回転軸６と羽根５とは、回転部材を構成する。
本装置１が例えば医療用の診断機器である内視鏡に設けられるものであれば、光路ｐが内視鏡挿入部の先端部に設けられる撮影系の光軸と一致するように、本装置１は内視鏡に組み込まれる。なお、この撮影系は、例えば人体等の被検体内に挿入されたときの被検体内の像を撮像する撮像素子と、被検体内を照明するための照明系とを含む。従って、光路ｐが撮影系の撮像素子を通るように、本装置１は、内視鏡に組み込まれることになる。

なお、下基板２と上基板３との製造では、このようにスペーサ１１と各ストッパ１２ａ、１２ｂとを下基板２上に設け、この下基板２に対して上基板３を組み付けるのではなく、それとは逆にしてもよい。すなわちスペーサ１１と各ストッパ１２ａ、１２ｂとを上基板３上に設け、この上基板３に対して下基板２を組み付けるようにしてもよい。或いは、上基板３と下基板２の一方にスペーサを設け、他方にストッパ１２ａ、１２ｂを設けるようにしても構わない。また、スペーサとストッパを同じ部材で兼用させてもよい。

このような構造の上記第１の実施の形態によれば、電磁駆動源１２を上基板３の上面に対して角度θの傾きを持って設けるので、電磁駆動源１２を傾けない場合と比較して電磁駆動源１２の上基板３の上面に対する設置面積Ｓｂを少なくできる。これにより、上基板３（及び下基板２）の大きさは、図４Ａ及び図４Ｂに示すように電磁駆動源１２を傾けた場合の方が傾けない場合よりも例えば大きさＦだけ小さくできる。この大きさＦの方向は、本装置１を医療用又は工業用の診断機器、例えば内視鏡内に組み込むものであれば、内視鏡の挿入部先端部の半径方向となる。
例えば、内視鏡の挿入部１００は、図５に示すように、その先端に硬質の先端部１０１が配置され、その基端側に操作者の操作に応じて湾曲する能動湾曲部１０２と、挿入部１００が挿入される物体の内面形状に倣って湾曲する受動湾曲部１０３とを有している。そして、この先端部１０１の先端面に撮像用の窓が設けられ、先端部１０１内に、撮像素子と撮像光学系といった各種ユニットが収納されている。本装置１は、光調節素子８が撮像光学系の一部を構成するように、先端部１０１内に組み込まれることができる。
ここで、能動湾曲部１０２及び受動湾曲部１０３が延びる方向を、挿入部１００の長手方向Ｌとし、また、この長手方向Ｌと直交する方向を挿入部１００の半径方向Ｒとすれば、図４Ｂに示すように、上基板３の上面が半径方向Ｒに且つ回転軸６の軸方向ｚが長手方向Ｌになるように、本装置１を先端部１０１内に組み込むことができる。このように本装置１を内視鏡の挿入部１００に組み込むことにより、内視鏡の挿入部１００の長手方向Ｌに対して垂直方向（挿入部１００の半径方向）を小型化することができる。すなわち、本装置１の構成は、挿入部１００の細径化に寄与する。

電磁駆動源１２の傾きθは、０＜θ＜１８０°の範囲内に設定できるので、本装置１を設ける診断置機器、例えば医療分野又は工業分野における診断機器である内視鏡、処置具又は補助具などの医療機器又は工業用機器の設置環境に応じて電磁駆動源１２の傾きθを設定できる。例えば、内視鏡の挿入部先端部内において部材の設置を禁止するデッドゾーンが有れば、当該デッドゾーンを回避するように電磁駆動源１２を傾きθで傾けて配置することができる。このような傾きを持った電磁駆動源１２の配置であっても、例えば内視鏡の挿入部１００の先端部１０１の半径方向Ｒの大きさを小型化できる。

この回転軸２４は、各軸支用孔２５、２６内において当該回転軸２４の軸方向ｚを回転中心として矢印Ａ方向に回転する。この回転軸２４には、当該回転軸２４の軸方向ｚに対して垂直方向に羽根２３が設けられている。この羽根２３には、光調節素子８等を取り付けまたは光調節素子として機能させるための孔２３ａが設けられている。従って、回転軸２４が回転することにより羽根２３は、当該回転軸２４を中心として回転するので、光調節素子８は、回転軸２４の周りに回転移動する。

ストッパ２７ａは、羽根２３の孔２３ａを光路ｐ上から離れた第１の位置でストップさせる。他方のストッパ２７ｂは、羽根２３の孔２３ａを光路ｐ上の第２の位置でストップさせる。なお、ストッパ２７ａは、羽根２３の孔２３ａを光路ｐ上の第２の位置でストップさせ、ストッパ２７ｂは、羽根２３の孔２３ａを光路ｐ上から離れた第１の位置でストップさせるようにしてもよい。

又、図１０に示すようにスペースＥ１、Ｅ２には、医療用又は工業用の診断機器、例えば内視鏡の挿入部１００の先端部１０１に設けられる、撮像素子や照明光出射部等の各種ユニット３１、３２を配置することができる。このように各種ユニット３１、３２を配置することにより内視鏡の挿入部１００の先端部１０１を小型化することができる。従って、狭いスペース内で羽根２３を回転移動する場合には、本装置２０が有効である。
このように、例えば医療分野又は工業分野における内視鏡、処置具又は補助具などの医療機器又は工業用機器に本装置２０に設ければ、これら医療機器又は工業用機器の小型化を図ることができる。

Claims (17)

1. 少なくとも１つの光路に対して光学的な調節を行う少なくとも１つの光調節素子と、
   前記光調節素子を回転軸の周りに回転移動可能とする回転軸を含む回転部材と、
   前記回転軸の軸方向に垂直な面に対して傾きを持って設けられ、電磁力を発生して前記回転軸を回転駆動し、前記光調節素子を前記回転軸の周りに回転移動させる電磁駆動源と、
   を具備することを特徴とする光調節装置。
2. 前記電磁駆動源は、前記回転軸の軸方向に垂直な前記面に対して平行に設けるときの設置面積よりも前記回転軸の軸方向に垂直な前記面に対して傾きを持って設けるときの設置面積の方が小さく形成されることを特徴とする請求項１に記載の光調節装置。
3. 前記電磁駆動源の前記設置面積は、前記回転軸の軸方向に垂直な前記面に対する傾きが大きい程小さくなることを特徴とする請求項２に記載の光調節装置。
4. 前記電磁駆動源が設けられる、前記回転軸の軸方向に垂直な前記面に対する、傾きをθとすると、当該傾きθは、０＜θ＜１８０°に設定されることを特徴とする請求項１に記載の光調節装置。
5. 前記傾きθは、０＜θ≦９０°に設定されることを特徴とする請求項４に記載の光調節装置。
6. 前記傾きθは、９０°に設定されることを特徴とする請求項５に記載の光調節装置。
7. 前記電磁駆動源は、前記電磁力を発生する磁気回路を形成することを特徴とする請求項１に記載の光調節装置。
8. 前記電磁駆動源は、磁性部材と、当該磁性部材に巻き付けられたコイルとを含み、
   前記磁気回路は、前記コイルに電力が供給されたときに磁束が前記磁性部材内を通ることにより形成される、
   ことを特徴とする請求項７に記載の光調節装置。
9. 前記回転軸は、磁性を帯びており、
   前記磁気回路は、前記磁束が前記回転軸の少なくとも一部分を通ることにより形成される、
   ことを特徴とする請求項８に記載の光調節装置。
10. 前記回転部材は、前記光調節素子を前記回転軸の軸方向に垂直な前記面に平行に回転移動させることを特徴とする請求項１に記載の光調節装置。
11. 前記少なくとも１つの光路は、前記磁気回路の外に配置されることを特徴とする請求項９に記載の光調節装置。
12. 前記光路が通る少なくとも１つの孔部が形成された基板を含み、
    前記回転軸は、前記基板に対して当該基板の面方向に対して垂直方向に設けられ、
    前記回転部材は、前記光調節素子を回転移動させて前記孔部上又は当該孔部上以外の部分に配置し、
    前記電磁駆動源は、前記基板の前記面方向に対して傾きを持って設けられる、
    ことを特徴とする請求項１に記載の光調節装置。
13. 基板を含み、
    前記回転軸は、前記基板に対して当該基板の面方向に対して垂直方向に設けられ、
    前記回転部材は、前記光調節素子を回転移動させて少なくとも前記光路上に配置し、
    前記電磁駆動源は、前記基板の前記面方向に対して傾きを持って設けられ、
    前記基板は、前記光路を遮蔽しない形状に形成されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の光調節装置。
14. 前記光路が複数有り、
    前記回転部材は、前記光調節素子を回転移動させて前記複数の光路のうちいずれかの前記光路上に配置する、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の光調節装置。
15. 前記電磁駆動源は、Ｃ字状に形成された磁性部材と、当該磁性部材に巻き付けられたコイルとを含み、
    前記回転軸は、前記Ｃ字状に形成された磁性部材の開口部に配置される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の光調節装置。
16. 請求項１乃至１５のうちいずれか１項に記載の光調節装置を含み、
    前記光調節装置により前記光路に対する光学的な調節が行われる、
    ことを特徴とする診断処置機器。
17. 医療分野又は工業分野における内視鏡、処置具、又は補助具を含むことを特徴とする請求項１６に記載の診断処置機器。

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