WO2013054787A1 - 撮像ユニット及び内視鏡 - Google Patents

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WO2013054787A1
WO2013054787A1 PCT/JP2012/076126 JP2012076126W WO2013054787A1 WO 2013054787 A1 WO2013054787 A1 WO 2013054787A1 JP 2012076126 W JP2012076126 W JP 2012076126W WO 2013054787 A1 WO2013054787 A1 WO 2013054787A1
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optical axis
movable lens
pair
holding frame
lens holding
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PCT/JP2012/076126
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聡志 牧山
武彦 井口
伸哉 河野
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オリンパスメディカルシステムズ株式会社
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    • G03B37/005—Photographing internal surfaces, e.g. of pipe

Definitions

  • the present invention relates to an imaging unit and an endoscope having an objective lens including a movable lens.
  • An endoscope having an imaging unit that can be introduced into the living body or the structure from outside the living body or structure to observe a difficult part such as the inside of the living body or the inside of the structure.
  • Mirrors are used, for example, in the medical field and the industrial field.
  • An imaging unit of an endoscope captures an objective lens that forms a subject image, and generally a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor or the like disposed on the imaging surface of the objective lens. It comprises an element.
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-110061 discloses an imaging unit for an endoscope having a movable lens and a function of changing the imaging magnification (magnification function, zoom function).
  • a movable lens holding frame for holding a movable lens in an objective lens group is disposed so as to be movable back and forth in the optical axis direction. It is configured to be moved forward and backward by an electric linear actuator that protrudes from the outer periphery of the photographing unit.
  • a central axis of action of a propulsive force generated by a linear actuator with respect to a sliding axis of a movable lens holding frame Is provided with an offset
  • the movable lens holding frame is inclined with respect to the sliding axis, so-called twisting easily occurs, and the amount of force required to move the movable lens holding frame forward and backward increases.
  • a linear actuator with high output is required, leading to an increase in the size of the linear actuator and an increase in the diameter of the wiring.
  • the present invention has been made in view of the above-described points, and an object thereof is to provide a small imaging unit having a movable lens and an endoscope including the imaging unit.
  • An imaging unit is an imaging unit including an objective lens including a plurality of optical system members that form a subject image, and includes one or more of the objective lenses.
  • a movable lens composed of a lens, a fixed lens holding frame for holding the optical system member other than the movable lens among the objective lenses, fixed to the fixed lens holding frame, and an optical axis of the objective lens as a central axis
  • the voice coil motor unit generates a driving force to move along the optical axis
  • the voice coil motor unit has a central axis of action of the generated thrust by the voice coil motor unit. It is arranged to pass through the center of gravity of the driven member driven Te.
  • An endoscope according to an aspect of the present invention includes the imaging unit.
  • FIG. 5 is a VV cross-sectional view of FIG. 3. It is a disassembled perspective view of an imaging unit. It is VII-VII sectional drawing of FIG. It is the figure which looked at the movable lens holding frame from the front along the optical axis. It is the figure which looked at the rotation control part from the radial direction outer side. It is a perspective view of the member which comprises a voice coil motor part. It is XI-XI sectional drawing of FIG. It is a figure for demonstrating the effect
  • the endoscope 101 of the present embodiment can be introduced into a subject such as a human body and has a configuration for optically imaging a predetermined observation site in the subject.
  • the subject into which the endoscope 101 is introduced is not limited to a human body, and may be another living body or an artificial object such as a machine or a building.
  • the endoscope 101 includes an insertion portion 102 introduced into the subject, an operation portion 103 located at the proximal end of the insertion portion 102, and a universal cord 104 extending from a side portion of the operation portion 103. It is mainly composed.
  • the insertion portion 102 is provided at the distal end portion 110 disposed at the distal end, the bendable bending portion 109 disposed on the proximal end side of the distal end portion 110, and the proximal end side of the bending portion 109.
  • a flexible tube portion 108 having flexibility and connected to the distal end side is continuously provided.
  • the endoscope 101 may have a so-called rigid endoscope that does not include a flexible portion in the insertion portion.
  • the imaging unit 1 and the illumination light emitting unit 113 are provided at the distal end portion 110.
  • the operation unit 103 is provided with an angle operation knob 106 for operating the bending of the bending unit 109.
  • the operation unit 103 is provided with a zoom operation unit 107 which is a lever switch for instructing an operation of a voice coil motor unit 30 described later and performing a zoom operation of the imaging unit 1.
  • the zoom operation unit 107 may be other types such as a volume switch and a push switch.
  • An endoscope connector 105 connected to the external device 120 is provided at the base end portion of the universal cord 104.
  • the external device 120 to which the endoscope connector 105 is connected includes, for example, a light source unit, an image processing unit, and an image display unit 121.
  • the endoscope 101 includes a universal cord 104, an operation unit 103, an electric cable 115 inserted into the insertion unit 102, and an optical fiber bundle 114 (not shown in FIG. 1).
  • the electrical cable 115 is configured to electrically connect the connector unit 105 and the imaging unit 1.
  • the imaging unit 1 is electrically connected to the external device 120 via the electric cable 115.
  • power is supplied from the external device 120 to the imaging unit 1, and communication between the external device 120 and the imaging unit 1 is performed.
  • the external device 120 is provided with a motor drive control unit 120a and an image processing unit 120b.
  • the motor drive control unit 120a has a configuration for controlling driving of a voice coil motor unit 30 described later in detail provided in the imaging unit 1.
  • the image processing unit 120 b has a configuration that generates a video signal based on the image sensor output signal output from the imaging unit 1 and outputs the video signal to the image display unit 121. That is, in the present embodiment, an optical image picked up by the image pickup unit 1 is displayed on the display unit 121 as a video. Note that part or all of the image processing unit and the image display unit 121 may be arranged in the endoscope 101.
  • the optical fiber bundle 114 is configured to transmit the light emitted from the light source unit of the external device 120 to the illumination light emitting unit 113 of the distal end portion 110.
  • the light source unit may be configured to be disposed on the operation unit 103 or the distal end portion 110 of the endoscope 101.
  • the imaging unit 1 and the illumination light emitting unit 113 are disposed at the distal end portion 110.
  • the imaging unit 1 is disposed so as to image the distal end direction along the longitudinal direction (insertion axis direction) of the insertion portion 102 indicated by an arrow A in FIG. More specifically, the imaging unit 1 is arranged so that the optical axis O of the objective lens 11 is along the longitudinal direction of the insertion portion 102. Note that the imaging unit 1 may be arranged such that the optical axis O forms a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the insertion portion 102.
  • the illumination light emitting unit 113 has a configuration for emitting the light incident from the optical fiber bundle 114 so as to illuminate the subject of the imaging unit 1.
  • the illumination light emitting portion 113 is configured to emit light from the distal end surface of the distal end portion 110 toward the distal end direction along the longitudinal direction of the insertion portion 102.
  • the imaging unit 1 and the illumination light emitting unit 113 are held by a holding unit 111 provided at the distal end portion 110.
  • the holding portion 111 is a hard member exposed on the distal end surface 110 a of the distal end portion 110, and is provided with through holes 111 a and 111 b drilled along the longitudinal direction of the insertion portion 102.
  • the imaging unit 1 and the illumination light emitting unit 113 are fixed by a method such as adhesive or screwing.
  • the optical fiber bundle 114 is inserted and fixed in the through hole 111b from the base end side.
  • the magnetic detection unit 50 includes, for example, a Hall element, a magnetoresistive effect element (MR element), and the like, and can detect a magnetic field.
  • the magnetic detection unit 50 is electrically connected to the motor drive control unit 120a of the external device 120 via the cable 50a.
  • two position detection magnets 39 are fixed to the movable lens holding frame 23 that moves along the optical axis O in the imaging unit 1.
  • the magnetic detection unit 50 detects a change in the magnetic field caused by the movement of the two position detection magnets 39 in the direction of the optical axis O relative to the magnetic detection unit 50.
  • the motor drive control unit 120a calculates the position of the position detection magnet 39 in the direction of the optical axis O, that is, the position of the movable lens holding frame 23, based on the change in the magnetic field detected by the magnetic detection unit 50.
  • the imaging unit 1 includes an objective lens 11, an imaging element 10 disposed on the imaging surface of the objective lens 11, and a lens barrel 20 that holds the objective lens 11 and the imaging element 10. Configured.
  • the imaging device 10 is disposed in the lens barrel 20, but the imaging device 10 may be held by a member different from the lens barrel 20.
  • the direction from the imaging unit 1 toward the subject along the optical axis O (left side in FIG. 4) is referred to as the front (object side), and the opposite direction is referred to as the rear (image side).
  • the objective lens 11 is composed of an optical system member such as a plurality of lenses for forming a subject image.
  • the objective lens 11 of the present embodiment includes a fixed lens 11a composed of one or a plurality of lenses fixed in the lens barrel 20, and one or more movable along the optical axis O in the lens barrel 20.
  • the movable lens 11b is composed of a plurality of lenses, and the photographing magnification can be changed according to the position of the movable lens 11b.
  • the objective lens 11 having such a configuration is generally referred to as a zoom lens.
  • the objective lens 11 has the highest photographing magnification when the movable lens 11b is positioned at the rearmost side of the movable range, and the movable lens 11b is positioned at the frontmost side of the movable range.
  • the shooting magnification is lowest when
  • the objective lens 11 which is a zoom lens has a so-called wide end state in which the focal length is the shortest and the field of view is wide when the movable lens 11b is located at the foremost side, and the movable lens 11b is at the rearmost side.
  • the focal length is the longest and the field of view is narrow, which is a so-called tele end state.
  • the objective lens 11 of the present embodiment has a configuration in which the photographing magnification decreases as the movable lens 11b is positioned forward, but the objective lens 11 has a photographing magnification as the movable lens 11b is positioned forward.
  • the form which becomes high may be sufficient.
  • the fixed lens 11a is disposed before and after the movable lens 11b.
  • the movable lens 11b may be disposed on the foremost side of the objective lens 11, or the objective lens. 11 may be arranged on the rearmost side.
  • the entire objective lens 11 may be a movable lens 11b.
  • the imaging device 10 is a device in which a plurality of devices that output electrical signals according to incident light at a predetermined timing are arranged in a planar light-receiving unit.
  • a CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • a type called a type metal oxide semiconductor) sensor or other various types of imaging devices can be applied.
  • the image sensor 10 is disposed such that the light receiving portion is positioned on the image forming plane of the objective lens 11.
  • the lens barrel 20 includes a front lens holding frame 21, a fixed frame 22, a movable lens holding frame 23, a rear lens holding frame 24, an image sensor holding frame 25, and a voice coil motor unit 30.
  • the front lens holding frame 21, the fixed frame 22, and the rear lens holding frame 24 are substantially cylindrical members, and their positions are fixed by an adhesive, press-fitting, or the like.
  • the front lens holding frame 21, the fixed frame 22, and the rear lens holding frame 24 are members constituting the outer surface of the lens barrel 20, that is, the exterior, and are fixed to the holding portion 111 of the distal end portion 110 of the endoscope 1. Is done.
  • a cylindrical portion 22a having a substantially cylindrical space is formed in the fixed frame 22, and a movable lens holding frame 23 described later is fitted into the cylindrical portion 22a with a predetermined gap. is doing.
  • the movable lens holding frame 23 is slidably disposed along the optical axis O in a state where the rotation around the optical axis O is restricted in the cylindrical portion 22 a of the fixed frame 22.
  • the fixed frame 22 is provided with a voice coil motor unit 30 that generates a driving force for moving the movable lens holding frame 23 relative to the fixed frame 22. Detailed configurations of the fixed frame, the movable lens holding frame 23, and the voice coil motor unit 30 will be described later.
  • a pair of flat surface portions 22b are formed in the outer peripheral portion of the cylindrical portion 22a so as to be recessed radially inward from the outer peripheral portion of the cylindrical portion 22a.
  • the pair of flat portions 22b are provided at positions that are substantially parallel to the optical axis O and separated from the optical axis O by a predetermined distance R1.
  • the pair of flat portions 22b are provided so as to be substantially parallel to each other with the optical axis O therebetween. That is, the pair of plane portions 22b are provided at line-symmetric positions with the optical axis O as the symmetry axis.
  • the pair of flat portions 22b are substantially orthogonal to the predetermined straight line L1 passing through the optical axis O and are predetermined from the optical axis O when viewed from the direction along the optical axis O as shown in FIG. It consists of a pair of planes separated by a distance R1.
  • a permanent magnet housing portion 22c is formed in each of the pair of plane portions 22b.
  • the permanent magnet housing part 22c is a slit-like part that penetrates the cylindrical part 22a in a direction orthogonal to the flat part 22b.
  • the permanent magnet housing portion 22c has a shape in which the cylindrical portion 22a is linearly cut along the optical axis O with a predetermined width W1.
  • the pair of permanent magnet housing portions 22c is provided at line-symmetrical positions with the optical axis O as the symmetry axis, like the pair of flat surface portions 22b.
  • the pair of permanent magnet housing portions 22c has a predetermined straight line L1 passing through the optical axis O and substantially orthogonal to the pair of plane portions 22b when viewed from the direction along the optical axis O as shown in FIG.
  • the central axis is a portion that can be regarded as a hole having a width W1 and penetrating the cylindrical portion 22a in the radial direction.
  • an extending part 22e extending in the direction along the optical axis O with the same outer diameter as the cylindrical part 22a is provided.
  • the extending part 22 e houses the permanent magnet 32 and the yoke 33 on the inner peripheral surface side. In such a configuration, the position of the yoke 33 can be guided by the flat surface portion 22b and the extending portion 22e, so that the yoke 33 can be easily assembled.
  • a pair of cylindrical portions 22a that do not overlap the pair of flat portions 22b penetrates the cylindrical portions 22a in the radial direction and extends linearly with a predetermined width W2 substantially parallel to the optical axis O.
  • the slit 22d is formed.
  • the pair of slits 22d are formed at positions that are line symmetric with respect to the optical axis O as the axis of symmetry. As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the pair of slits 22d are formed at positions shifted by 90 degrees around the optical axis O from the positions at which the pair of flat surface portions 22b and the permanent magnet housing portions 22c are formed. ing.
  • the pair of slits 22d when viewed from the direction along the optical axis O, has a predetermined straight line L2 passing through the optical axis O as a central axis and the cylindrical portion 22a in the radial direction with a width W2. It is a hole that penetrates.
  • the straight line L2 is substantially orthogonal to the central axis of the pair of permanent magnet housing portions 22c on the optical axis O.
  • the front lens holding frame 21 and the rear lens holding frame 24 hold the fixed lens 11a, and are disposed in front of and behind the fixed frame 22, respectively.
  • the image sensor holding frame 25 is a member that holds the image sensor 10 inside, and is fixed to the rear of the rear lens holding frame 24.
  • the front lens holding frame 21 and the rear lens holding frame 24 may be configured such that part or all of them are formed integrally with the fixed frame 22. Further, the image sensor holding frame 25 may be formed integrally with the rear lens holding frame 24.
  • the movable lens holding frame 23 is a substantially cylindrical member, and holds the movable lens 11b inside. As shown in FIG. 6, the movable lens holding frame 23 has a lens holding part 23a, a sliding part 23b, a coil winding part 23c, a notch part 23d, a rotation restricting part 26, and a position detecting magnet holding part 27. Configured.
  • the lens holding portion 23a has a through-hole drilled along the optical axis O, and the movable lens 11b is fixed in the through-hole.
  • the sliding portion 23b is fitted into the cylindrical portion 22a of the fixed frame 22 with a predetermined gap, and supports the movable lens holding frame 23 so as to be slidable in the direction along the optical axis O in the cylindrical portion 22a. It is a part.
  • the sliding portion 23 b has a flange-like shape that protrudes radially outward from the movable lens holding frame 23.
  • the sliding portion 23b is provided at two locations, the front end portion and the rear end portion of the movable lens holding frame 23.
  • the sliding portion 23b has a line symmetrical shape with the optical axis O as the axis of symmetry.
  • the support center of the sliding portion 23b that slidably supports the movable lens holding frame 23 in the cylindrical portion 22a is located on the optical axis O.
  • the coil winding part 23c is a part around which a winding of a coil 31 constituting a voice coil motor part 30 described later in detail is wound.
  • FIG. 8 is a view of the movable lens holding frame 23 in a state where the coil 31 is wound as viewed from the front along the optical axis O.
  • FIG. The coil winding portion 23c has a substantially cylindrical surface provided radially inward of the sliding portion 23b, and the outer peripheral portion of the wound coil 31 protrudes radially outward from the outer diameter of the sliding portion 23b.
  • the outer diameter D1 is not.
  • the movable lens holding frame 23 is provided with a cutout portion 23d, which is a portion where the movable lens holding frame 23 is cut out from the radially outer side to the inner side over the entire optical axis O direction.
  • the notches 23d are formed at two locations that are substantially equidistant in the circumferential direction of the movable lens holding frame 23.
  • the pair of cutout portions 23d is formed with a depth such that the bottom surface portion is located on the radially inner side of the outer diameter D1 of the coil winding portion 23c which is a substantially cylindrical surface.
  • the pair of cutout portions 23d are provided in line symmetry with the optical axis O as the symmetry axis. As described above, by providing the notch 23d in line symmetry with the optical axis O as the symmetry axis, the center of gravity of the movable lens holding frame 23 can be easily positioned on the optical axis O.
  • the pair of cutout portions 23d of the present embodiment has a predetermined straight line L1 passing through the optical axis O as a central axis when viewed from the direction along the optical axis O as shown in FIG. Is a groove portion having a substantially rectangular cross section carved inward in the radial direction with a width W3.
  • Each of the pair of cutout portions 23d has a planar bottom surface portion that is substantially orthogonal to the straight line L1.
  • the bottom surface portions of the pair of cutout portions 23d have a substantially parallel relationship with the optical axis O interposed therebetween, and are separated by a distance d2 with the optical axis O as the center.
  • the distance d2 has a smaller value than the outer diameter D1 of the coil winding portion 23c.
  • a pair of notch part 23d of this embodiment has a groove-like shape when it sees from the direction in alignment with the optical axis O
  • a pair of notch part 23d pinches
  • the pair of notches 23d are substantially perpendicular to the straight line L1 passing through the optical axis O and separated from the optical axis O by a predetermined distance when viewed from the direction along the optical axis O.
  • the movable lens holding frame 23 may be cut out by a flat surface.
  • the movable lens holding frame 23 described above has a substantially line-symmetric shape with the optical axis O as the axis of symmetry. As shown in FIG. 8, the movable lens holding frame 23, the movable lens 11b held by the movable lens holding frame 23, the rotation restricting portion 26, the position detecting magnet holding portion 27, and the position detecting magnet 39 are It is configured as one unit. The center of gravity of the entire unit is set so as to be penetrated by the optical axis O.
  • the movable lens holding frame 23 is provided with a rotation restricting portion 26 and a position detecting magnet holding portion 27 so as to protrude radially outward from the sliding portion 23b.
  • the rotation restricting portion 26 is a part for restricting the rotation of the movable lens holding frame 23 around the optical axis O with respect to the fixed frame 22.
  • the rotation restricting portion 26 protrudes radially outward from the sliding portion 23b, and is fitted with a predetermined gap inside a pair of slits 22d formed in the fixed frame 22.
  • the rotation restricting portion 26 is provided to be slidable in the direction along the optical axis O in one slit 22d.
  • the rotation restricting portion 26 includes a pair of flange-shaped sliding portions 23 b provided at two locations, the front end portion and the rear end portion of the movable lens holding frame 23.
  • the beam portion 26a spans between and a fitting portion 26b that is provided in the beam portion 26a and fits into one slit 22d.
  • the rotation restricting portion 26 protrudes radially outward with a predetermined straight line L2 passing through the optical axis O as a central axis when viewed from the direction along the optical axis O.
  • the straight line L2 is substantially orthogonal to the straight line L1 serving as the central axis of the notch 23d in the optical axis O.
  • the beam portion 26 a is a plate-like member that is bridged between the pair of sliding portions 23 b while avoiding interference with the coil 31.
  • the beam portion 26a is positioned and fixed with respect to the movable lens holding frame 23 by an adhesive, fitting, or the like.
  • the fitting portion 26b has a substantially disc shape with an axis substantially orthogonal to the optical axis O as a central axis, and protrudes in the width direction from the beam portion 26a.
  • the fitting portion 26b has an outer diameter that fits with a predetermined gap in one slit 22d having a width W2.
  • the fitting part 26b is provided in the approximate center part of the beam part 26a. That is, the rotation restricting portion 26 is a substantially disc-shaped fitting portion 26b that is slidably fitted into one slit 22d at a substantially central portion of the pair of sliding portions 23b in the direction along the optical axis O. It is comprised.
  • the fitting portion 26b when the fitting portion 26b is fitted into one slit 22d of the fixed frame 22, the rotation of the movable lens holding frame 23 around the optical axis O with respect to the fixed frame 22 is restricted.
  • the fitting portion 26b since the fitting portion 26b has a substantially disc shape, the contact portion between the inner wall of the slit 22d and the fitting portion 26b is substantially linear or dot-like, and the resistance during sliding is reduced. Further, since the fitting portion 26b has a substantially disc shape, even when the movable lens holding frame 23 is inclined with respect to the optical axis O in the fixed frame 22, the inner wall of the slit 22d and the fitting portion 26b.
  • a concave portion 26c for positioning and holding the lead wire 31a extending from the coil 31 is formed on the side surface of the beam portion 26a.
  • the position detection magnet holding part 27 is a part for positioning and fixing the position detection magnet 39 with respect to the movable lens holding frame 23.
  • the position detection magnet holding portion 27 protrudes radially outward from the sliding portion 23 b and protrudes into the other slit 22 d formed in the fixed frame 22.
  • the position detection magnet holding portion 27 holds the position detection magnet 39 so that the position detection magnet 39 is exposed to the outer periphery of the fixed frame 22 through the other slit 22d.
  • the position detection magnet holding portion 27 is formed of a magnetic material and serves as a yoke for the position detection magnet 39. Regardless of the position of the movable lens holding frame 23 in the fixed frame 22, the position detecting magnet holding unit 27 and the position detecting magnet 39 are arranged so as not to contact the inner wall of the other slit 22d.
  • the position detection magnet holding portion 27 is bridged between a pair of flange-shaped sliding portions 23b provided at two locations, the front end portion and the rear end portion of the movable lens holding frame 23. It is a beam-shaped member.
  • the position detection magnet holding portion 27 is positioned and fixed with respect to the movable lens holding frame 23 by an adhesive or fitting.
  • the position detection magnet holding portion 27 is disposed at a position shifted 180 degrees in the circumferential direction from the rotation restricting portion 26 when viewed from the direction along the optical axis O. . That is, the position detection magnet holding portion 27 is disposed on the opposite side of the rotation restricting portion 26 with the optical axis O in between.
  • two position detection magnets 39 are arranged in a direction along the optical axis O (front-rear direction).
  • the position detection magnet 39 on the front side is disposed so that the radially inner side is the N pole and the radially outer side is the S pole, and the position detection magnet 39 on the rear side is The inner side in the radial direction is the S pole and the outer side in the radial direction is the N pole.
  • the weight of the rotation restricting portion 26 described above and the weight of the position detecting magnet holding portion 27 and the two position detecting magnets 39 are substantially the same, and the position of the center of gravity of the rotation restricting portion 26,
  • the combined barycentric position of the position detection magnet holder 27 and the two position detection magnets 39 is set to a position that is substantially line symmetric with the optical axis O as the axis of symmetry. Therefore, the combined center of gravity of the rotation restricting portion 26, which is a member disposed on the outer peripheral portion of the movable lens holding frame 23, the position detecting magnet holding portion 27, and the two position detecting magnets 39 is on the optical axis O. Is located.
  • a pair of notches 23d provided on the movable lens holding frame 23 are It is located on the radially inner side of the pair of permanent magnet housing portions 22 c provided on the fixed frame 22.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the members constituting the voice coil motor unit 30 in an extracted manner.
  • the voice coil motor unit 30 has a configuration that generates a driving force for moving the movable lens holding frame 23 relative to the fixed frame 22 along the optical axis O in response to an operation of the zoom operation unit 107.
  • the voice coil motor unit 30 includes a coil 31 fixed to the movable lens holding frame 23, and a pair of permanent magnets 32 and a pair of yokes 33 fixed to the fixed frame 22. ing.
  • the voice coil motor unit 30 has a so-called moving coil type voice coil motor. Since the principle of the voice coil motor is known, a detailed description thereof will be omitted.
  • the coil 31 is wound around the coil winding portion 23 c provided in the movable lens holding frame 23. Further, when viewed from the direction along the optical axis O as shown in FIG. 8, the coil 31 has a substantially linear shape at a position located on the radially outer side of the pair of cutout portions 23 d provided on the movable lens holding frame 23. It is wound to become. Since the portion where the coil 31 is wound linearly appears to be substantially flat, it will be hereinafter referred to as a flat portion 31b of the coil 31.
  • the coil 31 is formed such that a gap 31c having a predetermined width is generated between the pair of flat plate-like portions 31b and the bottom surfaces of the pair of cutout portions 23d.
  • a gap 31c provided between the flat plate portion 31b and the bottom surface portion of the cutout portion 23d penetrates in the direction along the optical axis O.
  • the coil 31 is wound around the coil winding portion 23c so as to have a line-symmetric shape with the optical axis O as the symmetry axis when viewed from the direction along the optical axis O, including the pair of flat plate portions 31b. . Therefore, the center of gravity of the coil 31 is located on the optical axis O.
  • the pair of permanent magnets 32 and the pair of yokes 33 fixed to the fixed frame 22 form a magnetic circuit that generates a magnetic field in a direction perpendicular to the flat plate portion 31 b of the coil 31.
  • the permanent magnet 32 is disposed in each of the pair of permanent magnet housing portions 22 c provided in the cylindrical portion 22 a of the fixed frame 22. That is, the pair of permanent magnets 32 is disposed on the outer side in the radial direction of the coil 31 so as to face the pair of flat plate portions 31b.
  • the pair of permanent magnets 32 has a radially inner surface (surface facing the optical axis O) of N poles and a radially outer surface (surface opposite to the optical axis O). ) To be the S pole.
  • a yoke 33 made of a magnetic material is disposed on the radially outer surface of the permanent magnet 32.
  • the yoke 33 is arranged so as to go around both ends of the permanent magnet 32 in the optical axis O direction (front-rear direction) and to be inserted into a gap 31 c formed on the radially inner side of the coil 31.
  • the yoke 33 is disposed so as not to interfere with the coil 31 when the movable lens holding frame 23 moves in the fixed frame 22.
  • the yoke 33 is fixed to the flat portion 22b of the fixed frame 22 with an adhesive at a portion located on the radially outer side of the permanent magnet 32.
  • the permanent magnet 32 is fixed to the yoke 33 by an adhesive or magnetic force.
  • the pair of permanent magnets 32 and the pair of yokes 33 are fixed at positions that are line symmetric with respect to the optical axis O as an axis of symmetry.
  • the pair of permanent magnets 32 and the pair of yokes 33 have shapes that are line symmetric with respect to the optical axis O as an axis of symmetry.
  • the flat plate portion 31b of the coil 31 surrounded by the permanent magnet 32 and the yoke 33 as described above exists in a magnetic field in a direction perpendicular to the flat plate portion 31b. That is, the permanent magnet 32 and the yoke 33 generate a magnetic field orthogonal to the winding direction of the lead wire in the flat plate portion 31 b of the coil 31.
  • the voice coil motor unit 30 of the present embodiment can generate a driving force for moving the movable lens holding frame 23 along the optical axis O by controlling the current flowing through the coil 31.
  • the permanent magnet 31 is accommodated in the permanent magnet accommodating portion 22c that penetrates the fixed frame 22 in the radial direction, and the yoke 33 is the outer peripheral portion of the fixed frame 22. Is bonded and fixed to the flat portion 22b having a shape obtained by shaving. For this reason, as shown in FIG. 7, when the imaging unit 1 is viewed from the direction along the optical axis O, the permanent magnet 32 and the yoke 33 are within the projected area of the fixed frame 22.
  • a notch portion 23d is formed in a region of the movable lens holding frame 22 located on the radially inner side of the permanent magnet 32, and a flat plate is formed on the region located outside the notch portion 23d of the coil 31.
  • the shape part 31b is formed. Since the flat plate portion 31b is located on the inner side of the outer diameter of the coil 31, in this embodiment, the permanent magnet 32 and the yoke 33 can be arranged closer to the inner side in the radial direction, and the optical axis
  • the voice coil motor unit 30 having a smaller projected area in the O direction is realized.
  • the voice coil motor unit 30 of the present embodiment includes a pair of permanent magnets 32 and a pair of yokes 33 that generate a magnetic field, and a pair of flat plate portions 31b that are regions located in the magnetic field of the coil 31. They are arranged at positions that are line-symmetric with O as the axis of symmetry. For this reason, in this embodiment, the central axis of action of the thrust F generated by the voice coil motor unit 30 substantially coincides with the optical axis O.
  • the movable lens 11b which is a driven member driven by the driving force of the voice coil motor unit 30, the movable lens holding frame 23, the coil 31, the rotation restricting unit 26, and the position detection magnet holding unit.
  • the driven member is slidably supported in the direction of the optical axis O by a sliding portion 23b having a line-symmetric shape with the optical axis O as the symmetry axis in the cylindrical portion 22a with the optical axis O as the center. Has been.
  • the central axis of action of the thrust F generated by the voice coil motor unit 30 passes through the support center of the sliding portion 23b that supports the driven member and is driven. It passes through the center of gravity G of the member.
  • the driven member when the thrust by the voice coil motor unit 30 is applied to the driven member including the movable lens 11b, the movable lens 11b is inclined with respect to the optical axis O in the lens barrel 20. Therefore, the driven member can be smoothly driven along the optical axis O. For this reason, the driven member can be driven by the voice coil motor unit 30 having a lower output.
  • the coil 31 is realized by reducing the diameter of the lead wire (winding), reducing the number of turns of the lead wire, and reducing the size of the coil 31 itself (reducing the dimension in the optical axis O direction or the radial dimension). it can.
  • the permanent magnet 32 and the yoke 33 can be realized by reducing the thickness or reducing the size.
  • the imaging unit 1 can be further miniaturized by reducing the size of the voice coil motor unit 30.
  • the present embodiment it is possible to reduce the size of the imaging unit 1 including the movable lens 11b and the voice coil motor unit 30 that is a linear motion actuator that drives the movable lens 11b. Further, according to the present embodiment, it is possible to realize the endoscope 101 in which the distal end portion 110 of the insertion portion 102 has a smaller diameter.
  • the position detection magnet 39 on the front side is arranged so that the radially inner side is the N pole.
  • the position detection magnet 39 on the rear side is arranged so that the radially inner side is the south pole.
  • the pair of permanent magnets 32 of the voice coil motor unit 30 fixed to the fixed frame 22 are arranged so that the radially inner side is an N pole.
  • a position detection magnet 39 (S pole) disposed on the rear side of the movable lens holding frame 23 and a pair of permanent magnets 32 (N pole) fixed to the fixed frame 22.
  • an attracting force in the direction of drawing each other by a magnetic force as indicated by an arrow M is generated. That is, in the imaging unit 1 of the present embodiment, the movable lens holding frame 23 is located at one end of the moving range as indicated by the arrow F by the magnetic force between the position detection magnet 39 and the permanent magnet 32. It is biased toward the side end.
  • the objective lens 11 is configured such that the photographing magnification decreases as the movable lens 11b approaches the front end. Therefore, in the present embodiment, the position detection magnet 39 urges the objective lens holding frame 23 to move in a direction in which the imaging magnification of the objective lens 11 is lowered by the magnetic force between the position detection magnet 39 and the permanent magnet 32. Yes.
  • the imaging unit 1 of the present embodiment when no current flows through the coil 31, the imaging magnification of the objective lens 11 is automatically lowered (field of view) by the magnetic force between the position detection magnet 39 and the permanent magnet 32.
  • the movable lens 11b moves in the direction in which the angle becomes wider.
  • the imaging unit 1 according to the present embodiment automatically sets the imaging magnification of the imaging unit 1 when the voice coil motor unit 30 cannot be driven due to a failure such as disconnection of the lead wire 31a. It is configured to be low, wide field of view, and deep focus depth, making it easier to deal with problems.
  • the movable lens 11b when the endoscope is transported with the voice coil motor unit 30 in a non-energized state, the movable lens 11b is moved by the transporting operation and is damaged due to an impact. Can be prevented.
  • the position detection magnet 39 and the permanent magnet 32 may have opposite polarities to those of the present embodiment.
  • the position detection magnet 39 and the permanent magnet 32 are moved by the magnetic force. It is arrange

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Abstract

　本発明は、被写体像を結像する複数の光学系部材からなる対物レンズを有してなる撮像ユニットであって、前記対物レンズの固定レンズを保持する固定枠、可動レンズを保持し、前記固定枠内において光軸に沿って摺動可能に配設された可動レンズ保持枠、及び前記可動レンズ保持枠を、前記固定枠に対して前記光軸に沿って移動させる駆動力を発生するボイスコイルモータ部を有してなり、前記ボイスコイルモータ部は、発生する推力の作用中心軸が、前記ボイスコイルモータ部によって駆動される被駆動部材の重心を通るように配設されている。

Description

撮像ユニット及び内視鏡
　可動レンズを含む対物レンズを有する撮像ユニット及び内視鏡に関する。
　生体の体内や構造物の内部等の観察が困難な箇所を観察するために、生体や構造物の外部から内部に導入可能であって、光学像を撮像するための撮像ユニットを具備した内視鏡が、例えば医療分野や工業分野において利用されている。
　内視鏡の撮像ユニットは、被写体像を結像する対物レンズと、対物レンズの結像面に配設された一般にＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサ等の撮像素子を具備してなる。
　例えば、日本国特開２００８－１１００６１号公報には、可動レンズを有し撮影倍率を変更する機能（変倍機能、ズーム機能）を備えた内視鏡の撮影ユニットが開示されている。日本国特開２００８－１１００６１号公報に開示の撮影ユニットは、対物レンズ群のうちの可動レンズを保持する可動レンズ保持枠が光軸方向に進退自在に配設されており、可動レンズ保持枠が撮影ユニットの外周部に突出して設けられた電動の直動アクチュエータによって進退移動される構成を有している。
　日本国特開２００８－１１００６１号公報に開示されている内視鏡の撮像ユニットのように、撮像ユニットの外周に突出して直動アクチュエータを設ける場合、撮像ユニットの撮影光軸方向への投影面積が大きくなってしまい、内視鏡の細径化の妨げとなる。
　また、日本国特開２００８－１１００６１号公報に開示されている内視鏡の撮像ユニットのように、可動レンズ保持枠の摺動軸に対して直動アクチュエータにより発生される推進力の作用中心軸がオフセットして設けられている場合、可動レンズ保持枠が摺動軸に対して斜めになる、いわゆるこじり、が生じやすく可動レンズ保持枠を進退移動させるために必要な力量が大きくなってしまう。このため、高出力な直動アクチュエータが必要となり、直動アクチュエータの大型化や配線の大径化を招いてしまう。
　本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、可動レンズを有する小型な撮像ユニット及び前記撮像ユニットを備えた内視鏡を提供することを目的とする。
　本発明の一態様による撮像ユニットは、被写体像を結像する複数の光学系部材からなる対物レンズを有してなる撮像ユニットであって、前記対物レンズの一部を構成する１つ又は複数のレンズからなる可動レンズ、前記対物レンズのうちの前記可動レンズ以外の前記光学系部材を保持する固定レンズ保持枠、前記固定レンズ保持枠に対して固定され、前記対物レンズの光軸を中心軸とした円筒形状の固定枠、前記可動レンズを保持し、前記固定枠内において前記光軸に沿って摺動可能に配設された可動レンズ保持枠、及び前記可動レンズ保持枠を、前記固定枠に対して前記光軸に沿って移動させる駆動力を発生するボイスコイルモータ部を有し、前記ボイスコイルモータ部は、発生する推力の作用中心軸が、前記ボイスコイルモータ部によって駆動される被駆動部材の重心を通るように配設されている。
　また本発明の一態様による内視鏡は、前記撮像ユニットを備える。
内視鏡の構成を説明する図である。 内視鏡の先端部の概略的な構成を説明する断面図である。 撮像ユニットを光軸に沿って前方から見た図である。 撮像ユニットを光軸に直交する方向から見た図である。 図３のV-V断面図である。 撮像ユニットの分解斜視図である。 図５のVII-VII断面図である。 可動レンズ保持枠を光軸に沿って前方から見た図である 回転規制部を径方向外側から見た図である。 ボイスコイルモータ部を構成する部材の斜視図である。 図３のXI-XI断面図である。 永久磁石と位置検出用磁石との作用を説明するための図である。
　以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
　以下に、本発明の実施形態の一例を説明する。まず、図１を参照して、本発明に係る撮像ユニット１を具備する内視鏡１０１の構成の一例を説明する。本実施形態の内視鏡１０１は、人体等の被検体内に導入可能であって被検体内の所定の観察部位を光学的に撮像する構成を有する。なお、内視鏡１０１が導入される被検体は、人体に限らず、他の生体であってもよいし、機械や建造物等の人工物であってもよい。
　内視鏡１０１は、被検体の内部に導入される挿入部１０２と、この挿入部１０２の基端に位置する操作部１０３と、この操作部１０３の側部から延出するユニバーサルコード１０４とで主に構成されている。
　挿入部１０２は、先端に配設される先端部１１０、先端部１１０の基端側に配設される湾曲自在な湾曲部１０９、及び湾曲部１０９の基端側に配設され操作部１０３の先端側に接続される可撓性を有する可撓管部１０８が連設されて構成されている。なお、内視鏡１０１は、挿入部に可撓性を有する部位を具備しない、いわゆる硬性鏡と称される形態のものであってもよい。
　詳しくは後述するが、先端部１１０には、撮像ユニット１、及び照明光出射部１１３（図１には不図示）が設けられている。また、操作部１０３には、湾曲部１０９の湾曲を操作するためのアングル操作ノブ１０６が設けられている。また、操作部１０３には、後述するボイスコイルモータ部３０の動作を指示し、撮像ユニット１のズーム動作を行うためのレバースイッチであるズーム操作部１０７が配設されている。なお、ズーム操作部１０７は、ボリュームスイッチやプッシュスイッチ等の他の形式であってもよい。
　ユニバーサルコード１０４の基端部には外部装置１２０に接続される内視鏡コネクタ１０５が設けられている。内視鏡コネクタ１０５が接続される外部装置１２０は、例えば、光源部、画像処理部及び画像表示部１２１を具備して構成されている。
　また、内視鏡１０１は、ユニバーサルコード１０４、操作部１０３及び挿入部１０２内に挿通された電気ケーブル１１５及び光ファイバ束１１４（図１には不図示）を具備している。
　電気ケーブル１１５は、コネクタ部１０５と撮像ユニット１とを電気的に接続するように構成されている。コネクタ部１０５が外部装置１２０に接続されることによって、撮像ユニット１は、電気ケーブル１１５を介して外部装置１２０に電気的に接続される。この電気ケーブル１１５を介して、外部装置１２０から撮像ユニット１への電力の供給、及び外部装置１２０と撮像ユニット１との間の通信が行われる。
　外部装置１２０には、モータ駆動制御部１２０ａ及び画像処理部１２０ｂが設けられている。モータ駆動制御部１２０ａは、撮像ユニット１に設けられた詳しくは後述するボイスコイルモータ部３０の駆動を制御する構成を有している。
　画像処理部１２０ｂは、撮像ユニット１から出力された撮像素子出力信号に基づいて映像信号を生成し、画像表示部１２１に出力する構成を有している。すなわち、本実施形態では、撮像ユニット１により撮像された光学像が、映像として表示部１２１に表示される。なお、画像処理部及び画像表示部１２１の一部又は全部は、内視鏡１０１に配設される構成であってもよい。
　また、光ファイバ束１１４は、外部装置１２０の光源部から発せられた光を、先端部１１０の照明光出射部１１３にまで伝えるように構成されている。なお、光源部は、内視鏡１０１の操作部１０３や先端部１１０に配設される構成であってもよい。
　次に、先端部１１０の構成を説明する。図２に示すように、先端部１１０には、撮像ユニット１及び照明光出射部１１３が配設されている。
　本実施形態では一例として、撮像ユニット１は、図２中に矢印Ａで示す挿入部１０２の長手方向（挿入軸方向）に沿って先端方向を撮像するように配設されている。より具体的には、撮像ユニット１は、対物レンズ１１の光軸Ｏが挿入部１０２の長手方向に沿うように配設されている。なお、撮像ユニット１は、光軸Ｏが、挿入部１０２の長手方向に対して所定の角度をなすように配設されるものであってもよい。
　また、照明光出射部１１３は、光ファイバ束１１４から入射した光を、撮像ユニット１の被写体を照明するように出射する構成を有している。本実施形態では、照明光出射部１１３は、挿入部１０２の長手方向に沿って、先端部１１０の先端面から先端方向に向かって光を出射するように構成されている。
　撮像ユニット１及び照明光出射部１１３は、先端部１１０に設けられた保持部１１１によって保持されている。保持部１１１は、先端部１１０の先端面１１０ａに露出する硬質な部材であって、挿入部１０２の長手方向に沿って穿設された貫通孔１１１ａ及び１１１ｂが設けられている。貫通孔１１１ａ及び１１１ｂ内には、撮像ユニット１及び照明光出射部１１３が、接着剤やネジ止め等の方法によって固定されている。また、貫通孔１１１ｂ内に、基端側から光ファイバ束１１４が挿入され、固定されている。
　また、撮像ユニット１が固定されている貫通孔１１１ａの側面部には、１つ又は複数の磁気検出部５０が配設されている。磁気検出部５０は、例えばホール素子や磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）等からなり、磁界を検出可能である。磁気検出部５０は、ケーブル５０ａを介して外部装置１２０のモータ駆動制御部１２０ａに電気的に接続されている。
　詳しくは後述するが、撮像ユニット１内において光軸Ｏに沿って移動する可動レンズ保持枠２３には、２つの位置検出用磁石３９が固定されている。磁気検出部５０は、この２つの位置検出用磁石３９が磁気検出部５０に対して相対的に光軸Ｏ方向に移動することによって生ずる磁界の変化を検出する。モータ駆動制御部１２０ａは、磁気検出部５０によって検出された磁界の変化に基づいて、位置検出用磁石３９の光軸Ｏ方向の位置、すなわち可動レンズ保持枠２３の位置を算出する。
　次に、本実施形態の撮像ユニット１の構成を説明する。図４に示すように、撮像ユニット１は、対物レンズ１１、対物レンズ１１の結像面に配設された撮像素子１０、及び対物レンズ１１及び撮像素子１０を保持するレンズ鏡筒２０を有して構成されている。本実施形態では、レンズ鏡筒２０内に撮像素子１０が配設されているが、撮像素子１０は、レンズ鏡筒２０とは別の部材によって保持される形態であってもよい。
　以下においては、光軸Ｏに沿って撮像ユニット１から被写体へ向かう方向（図４において左方）を前方（物体側）と称し、その反対の方向を後方（像側）と称するものとする。
　図５の断面図に示すように、対物レンズ１１は、被写体像を結像する複数のレンズ等の光学系部材からなる。本実施形態の対物レンズ１１は、レンズ鏡筒２０内において固定された１つ又は複数のレンズからなる固定レンズ１１ａと、レンズ鏡筒内２０内において光軸Ｏに沿って移動可能な１つ又は複数のレンズからなる可動レンズ１１ｂとからなり、可動レンズ１１ｂの位置に応じて撮影倍率の変更が可能である。このような形態の対物レンズ１１は、一般にズームレンズと称される。
　本実施形態では一例として、対物レンズ１１は、可動レンズ１１ｂが移動可能範囲の最も後側に位置している場合に撮影倍率が最も高くなり、可動レンズ１１ｂが移動可能範囲の最も前側に位置している場合に撮影倍率が最も低くなる。言い換えれば、ズームレンズである対物レンズ１１は、可動レンズ１１ｂが最も前側に位置している場合に、焦点距離が最も短く、視野が広い、いわゆるワイド端の状態となり、可動レンズ１１ｂが最も後側に位置している場合に、焦点距離が最も長く、視野が狭い、いわゆるテレ端の状態となる。
　なお、本実施形態の対物レンズ１１は、可動レンズ１１ｂが前方に位置するほど撮影倍率が低くなる形態を有しているが、対物レンズ１１は、可動レンズ１１ｂが前方に位置するほど撮影倍率が高くなる形態であってもよい。また、本実施形態では、可動レンズ１１ｂの前後に固定レンズ１１ａが配設されているが、可動レンズ１１ｂは、対物レンズ１１の最も前側に配設される形態であってもよいし、対物レンズ１１の最も後側に配設される構成であってもよい。また、対物レンズ１１全体が可動レンズ１１ｂである形態であってもよい。
　撮像素子１０は、入射される光に応じた電気信号を所定のタイミングで出力する複数の素子が面状の受光部に配列されたものであり、例えば一般にＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサ等と称される形式、あるいはその他の各種の形式の撮像素子が適用され得る。撮像素子１０は、上述したように、対物レンズ１１の結像面に受光部が位置するように配設される。
　次に、図５及び図６を用いて、対物レンズ１１及び撮像素子１０を保持するレンズ鏡筒２０の構成について説明する。
　レンズ鏡筒２０は、前側レンズ保持枠２１、固定枠２２、可動レンズ保持枠２３、後側レンズ保持枠２４、撮像素子保持枠２５、及びボイスコイルモータ部３０を有して構成されている。
　前側レンズ保持枠２１、固定枠２２、及び後側レンズ保持枠２４は、それぞれが略円筒形状の部材であり、互いの位置が接着剤や圧入等により固定されている。前側レンズ保持枠２１、固定枠２２、及び後側レンズ保持枠２４は、レンズ鏡筒２０の外表面、すなわち外装を構成する部材であり、内視鏡１の先端部１１０の保持部１１１に固定される。
　固定枠２２には、内部に略円筒形状の空間を有する円筒部２２ａが形成されており、この円筒部２２ａ内には、後述する可動レンズ保持枠２３が、所定の隙間を有して嵌合している。可動レンズ保持枠２３は、固定枠２２の円筒部２２ａ内において、光軸Ｏ周りの回転を規制された状態で光軸Ｏに沿って摺動可能に配設されている。また、固定枠２２には、可動レンズ保持枠２３を固定枠２２に対して相対的に移動させるための駆動力を発生するボイスコイルモータ部３０が配設されている。固定枠、可動レンズ保持枠２３及びボイスコイルモータ部３０の詳細な構成については後述するものとする。
　また、図６及び７に示すように、円筒部２２ａの外周部には、円筒部２２ａの外周部から径方向内側に凹設された一対の平面部２２ｂが形成されている。一対の平面部２２ｂは、光軸Ｏに略平行であって、光軸Ｏから所定の距離Ｒ１だけ離間した位置に設けられている。一対の平面部２２ｂは、光軸Ｏを間に挟んで互いに略平行となるように設けられている。すなわち、一対の平面部２２ｂは、光軸Ｏを対称軸とした線対称の位置に設けられている。言い換えるならば、一対の平面部２２ｂは、図７に示すように光軸Ｏに沿う方向から見た場合に、光軸Ｏを通る所定の直線Ｌ１に略直交し、かつ光軸Ｏから所定の距離Ｒ１だけ離間した一対の平面からなる。
　一対の平面部２２ｂのそれぞれには、永久磁石収容部２２ｃが形成されている。永久磁石収容部２２ｃは、円筒部２２ａを平面部２２ｂに直交する方向に貫通するスリット状の部位である。永久磁石収容部２２ｃは、円筒部２２ａを光軸Ｏに沿って所定の幅Ｗ１で直線状に切り欠いた形状を有している。一対の永久磁石収容部２２ｃは、一対の平面部２２ｂと同様に、光軸Ｏを対称軸とした線対称の位置に設けられている。
　すなわち、一対の永久磁石収容部２２ｃは、図７に示すように光軸Ｏに沿う方向から見た場合に、光軸Ｏを通り、かつ一対の平面部２２ｂと略直交する所定の直線Ｌ１を中心軸として、幅Ｗ１で円筒部２２ａを径方向に貫通する孔としてみなすことができる部位である。また、永久磁石収容部２２ｃ内には、円筒部２２ａと同の外径で光軸Ｏに沿う方向に延出する延出部２２ｅが設けられている。延出部２２ｅは、図７に示すように、その内周面側に永久磁石３２、ヨーク３３を収納するものである。このような構成では、平面部２２ｂ及び延出部２２ｅによってヨーク３３の組み付け時に位置をガイドすることができるため、ヨーク３３の組み付け作業を容易なものとすることができる。
　また、円筒部２２ａの、前記一対の平面部２２ｂと重ならない位置には、円筒部２２ａを径方向に貫通し、かつ光軸Ｏに略平行に所定の幅Ｗ２で直線状に延在する一対のスリット２２ｄが形成されている。一対のスリット２２ｄは、光軸Ｏを対称軸として線対称となる位置に形成されている。図７に示すように、本実施形態では、一対のスリット２２ｄは、前記一対の平面部２２ｂ及び永久磁石収容部２２ｃが形成された位置から、光軸Ｏ周りに９０度ずれた位置に形成されている。
　すなわち、図７に示すように光軸Ｏに沿う方向から見た場合に、一対のスリット２２ｄは、光軸Ｏを通る所定の直線Ｌ２を中心軸として、幅Ｗ２で円筒部２２ａを径方向に貫通する孔部である。そして、前記直線Ｌ２は、光軸Ｏにおいて一対の永久磁石収容部２２ｃの中心軸と略直交する。
　前側レンズ保持枠２１及び後側レンズ保持枠２４は、それぞれ固定レンズ１１ａを保持しており、固定枠２２の前方及び後方に配設されている。また、撮像素子保持枠２５は、撮像素子１０を内部に保持する部材であって、後側レンズ保持枠２４の後方に固定されている。なお、前側レンズ保持枠２１及び後側レンズ保持枠２４は、一部又は全部が固定枠２２と一体に形成される構成であってもよい。また、撮像素子保持枠２５は、後側レンズ保持枠２４と一体に形成される構成であってもよい。
　可動レンズ保持枠２３は、略円筒形状の部材であって、内部に可動レンズ１１ｂを保持している。図６に示すように、可動レンズ保持枠２３は、レンズ保持部２３ａ、摺動部２３ｂ、コイル巻回部２３ｃ、切り欠き部２３ｄ、回転規制部２６、及び位置検出用磁石保持部２７を有して構成されている。
　レンズ保持部２３ａは、光軸Ｏに沿って穿設された貫通孔を有しており、この貫通孔内に可動レンズ１１ｂが固定されている。
　摺動部２３ｂは、固定枠２２の円筒部２２ａ内に所定の隙間を有して嵌合し、円筒部２２ａ内において可動レンズ保持枠２３を光軸Ｏに沿う方向に摺動可能に支持する部位である。本実施形態では一例として、摺動部２３ｂは、可動レンズ保持枠２３から径方向外側に突出するフランジ状の形状を有している。摺動部２３ｂは、可動レンズ保持枠２３の前方側端部及び後方側端部の２箇所に設けられている。また、摺動部２３ｂは、光軸Ｏを対称軸とした線対称形状を有している。以上のように、円筒部２２ａ内において可動レンズ保持枠２３を摺動可能に支持する摺動部２３ｂの支持中心は、光軸Ｏ上に位置している。
　コイル巻回部２３ｃは、詳しくは後述するボイスコイルモータ部３０を構成するコイル３１の巻線が巻回される部位である。図８は、コイル３１が巻回された状態の可動レンズ保持枠２３を光軸Ｏに沿って前方から見た図である。コイル巻回部２３ｃは、摺動部２３ｂよりも径方向内側に設けられた略円筒面からなり、巻回されたコイル３１の外周部が摺動部２３ｂの外径よりも径方向外側に突出しない外径Ｄ１を有している。
　また、可動レンズ保持枠２３には、可動レンズ保持枠２３を、光軸Ｏ方向全体にわたって径方向外側から内側に向かって切り欠いた部位である切り欠き部２３ｄが設けられている。切り欠き部２３ｄは、可動レンズ保持枠２３の周方向に略等間隔となる２箇所に形成されている。一対の切り欠き部２３ｄは、底面部が、略円筒面であるコイル巻回部２３ｃの外径Ｄ１よりも径方向内側に位置する深さで形成されている。
　また、一対の切り欠き部２３ｄは、光軸Ｏを対称軸として線対称に設けられることが好ましい。このように、切り欠き部２３ｄを、光軸Ｏを対称軸として線対称に設けることにより、可動レンズ保持枠２３の重心を光軸Ｏ上に位置させることが容易となる。
　より具体的に、本実施形態の一対の切り欠き部２３ｄは、図８に示すように光軸Ｏに沿う方向から見た場合に、光軸Ｏを通る所定の直線Ｌ１を中心軸として、それぞれが幅Ｗ３で径方向内側に向かって彫り込まれた断面が略矩形状の溝部である。一対の切り欠き部２３ｄは、それぞれ直線Ｌ１に略直交する平面状の底面部を有する。言い換えれば、一対の切り欠き部２３ｄの底面部は、光軸Ｏを間に挟んで略平行な関係にあり、光軸Ｏを中心として距離ｄ２だけ離間している。そして、距離ｄ２は、コイル巻回部２３ｃの外径Ｄ１よりも小さい値を有している。
　なお、本実施形態の一対の切り欠き部２３ｄは、光軸Ｏに沿う方向から見た場合に溝状の形状を有しているが、一対の切り欠き部２３ｄは、光軸Ｏを挟んだ対称位置に設けられ、かつ略円筒形状の可動レンズ保持枠２３を光軸Ｏ方向全体にわたって径方向外側から内側に向かって切り欠いた形状のものであればよく、本実施形態に限定されるものではない。例えば、一対の切り欠き部２３ｄは、光軸Ｏに沿う方向から見た場合に、光軸Ｏを通る直線Ｌ１に対して略直交し、かつ光軸Ｏから両方向に所定の距離だけ離間した一対の平面によって可動レンズ保持枠２３を切り欠いた形状であってもよい。
　以上に説明した可動レンズ保持枠２３は、光軸Ｏを対称軸とした略線対称の形状を有している。この可動レンズ保持枠２３と、該可動レンズ保持枠２３に保持される可動レンズ１１ｂ、回転規制部２６、位置検出用磁石保持部２７及び位置検出用磁石３９は、図８に示すように、１つのユニットとして構成されている。このユニットの全体の重心は、光軸Ｏにより貫かれるように設定されている。
　また、可動レンズ保持枠２３には、摺動部２３ｂよりも径方向外側に突出するように、回転規制部２６及び位置検出用磁石保持部２７が設けられている。
　回転規制部２６は、可動レンズ保持枠２３の、固定枠２２に対する光軸Ｏ周りの回転を規制するための部位である。回転規制部２６は、摺動部２３ｂよりも径方向外側に突出しており、固定枠２２に形成された一対のスリット２２ｄの内部に所定の隙間を有して嵌合する。回転規制部２６は、一方のスリット２２ｄ内において光軸Ｏに沿う方向に摺動可能に設けられている。
　より具体的に、回転規制部２６は、図９に示すように、可動レンズ保持枠２３の前方側端部及び後方側端部の２箇所に設けられたフランジ状の一対の摺動部２３ｂの間に架け渡される梁部２６ａと、梁部２６ａに設けられ一方のスリット２２ｄ内に嵌合する嵌合部２６ｂを有して構成されている。
　回転規制部２６は、図７及び図８に示すように光軸Ｏに沿う方向から見た場合に、光軸Ｏを通る所定の直線Ｌ２を中心軸として径方向外側に突出している。ここで、前述のように、直線Ｌ２は、前記切り欠き部２３ｄの中心軸となる直線Ｌ１と光軸Ｏにおいて略直交する。
　梁部２６ａは、コイル３１との干渉を避けて一対の摺動部２３ｂの間に架け渡される板状の部材である。梁部２６ａは、接着剤や嵌め合い等によって可動レンズ保持枠２３に対して位置決めされ固定されている。
　嵌合部２６ｂは、図９に示すように、光軸Ｏに略直交する軸を中心軸とした略円板形状を有し、梁部２６ａから幅方向に突出している。嵌合部２６ｂは、幅Ｗ２である一方のスリット２２ｄ内に、所定の隙間を有して嵌合する外径を有している。また、嵌合部２６ｂは、梁部２６ａの略中央部に設けられている。すなわち、回転規制部２６は、光軸Ｏに沿う方向について、一対の摺動部２３ｂの略中央部において、一方のスリット２２ｄ内に摺動可能に嵌合する略円板形状の嵌合部２６ｂを有して構成されている。
　以上のように、本実施形態では、嵌合部２６ｂが固定枠２２の一方のスリット２２ｄ内に嵌合することによって、可動レンズ保持枠２３の固定枠２２に対する光軸Ｏ周りの回転が規制される。ここで、嵌合部２６ｂが略円板形状であることから、スリット２２ｄの内壁と嵌合部２６ｂとの接触部は略線状又は点状となるため、摺動時の抵抗が小さくなる。また、嵌合部２６ｂが略円板形状であることから、可動レンズ保持枠２３が固定枠２２内において光軸Ｏに対して傾いた場合であっても、スリット２２ｄの内壁と嵌合部２６ｂとの接触面積に変化が生じることがなく、摺動時の抵抗は一定に保たれたままとなり、可動レンズ保持枠２３の摺動を妨げてしまうことがない。また、梁部２６ａの側面には、コイル３１から延出するリード線３１ａを位置決めして保持するための凹部２６ｃが形成されている。
　位置検出用磁石保持部２７は、可動レンズ保持枠２３に対して、位置検出用磁石３９を位置決めして固定するための部位である。位置検出用磁石保持部２７は、摺動部２３ｂよりも径方向外側に突出しており、固定枠２２に形成された他方のスリット２２ｄの内部に突出する。位置検出用磁石保持部２７は、他方のスリット２２ｄを介して位置検出用磁石３９が固定枠２２の外周に露出するように、位置検出用磁石３９を保持している。位置検出用磁石保持部２７は、磁性体で形成されており、位置検出用磁石３９のヨークの役割を有している。位置検出用磁石保持部２７及び位置検出用磁石３９は、固定枠２２内における可動レンズ保持枠２３の位置によらず、他方のスリット２２ｄの内壁と接触しないように配設されている。
　具体的に、位置検出用磁石保持部２７は、可動レンズ保持枠２３の前方側端部及び後方側端部の２箇所に設けられたフランジ状の一対の摺動部２３ｂの間に架け渡される梁状の部材である。位置検出用磁石保持部２７は、接着剤や嵌め合い等によって可動レンズ保持枠２３に対して位置決めされ固定されている。
　位置検出用磁石保持部２７は、図７及び図８に示すように光軸Ｏに沿う方向から見た場合に、前記回転規制部２６から周方向に１８０度ずれた位置に配設されている。すなわち、位置検出用磁石保持部２７は、光軸Ｏを挟んで回転規制部２６の反対側に配設されている。
　位置検出用磁石保持部２７の径方向外側の面上には、２つの位置検出用磁石３９が、光軸Ｏに沿う方向（前後方向）に配列されている。本実施形態では一例として、前方側の位置検出用磁石３９が、径方向内側がＮ極、径方向外側がＳ極となるように配設されており、後方側の位置検出用磁石３９が、径方向内側がＳ極、径方向外側がＮ極となるように配設されている。
　そして、以上に述べた回転規制部２６の重量と、位置検出用磁石保持部２７及び２つの位置検出用磁石３９の重量とは、略同一であり、かつ、回転規制部２６の重心位置と、位置検出用磁石保持部２７及び２つの位置検出用磁石３９の合成重心位置と、は光軸Ｏを対称軸とした略線対称となる位置に設定されている。したがって、可動レンズ保持枠２３の外周部に配設される部材である、回転規制部２６と、位置検出用磁石保持部２７及び２つの位置検出用磁石３９との合成重心は、光軸Ｏ上に位置している。
　以上に述べたような可動レンズ保持枠２３を、固定枠２２の円筒部２２ａ内に挿入した場合、図７に示すように、可動レンズ保持枠２３に設けられた一対の切り欠き部２３ｄが、固定枠２２に設けられた一対の永久磁石収容部２２ｃの径方向内側に位置する。
　次に、ボイスコイルモータ部３０の構成について説明する。図１０は、ボイスコイルモータ部３０を構成する部材を抜き出して示す斜視図である。ボイスコイルモータ部３０は、ズーム操作部１０７の操作に応じ、可動レンズ保持枠２３を固定枠２２に対して光軸Ｏに沿って相対的に移動させるための駆動力を発生する構成を有する。具体的には、ボイスコイルモータ部３０は、可動レンズ保持枠２３に固定されたコイル３１と、固定枠２２に固定された一対の永久磁石３２及び一対のヨーク３３と、を有して構成されている。ボイスコイルモータ部３０は、いわゆるムービングコイル型のボイスコイルモータの形態を有している。ボイスコイルモータの原理については公知であるため、その詳細な説明を省略するものとする。
　コイル３１は、前述したように、可動レンズ保持枠２３に設けられたコイル巻回部２３ｃの周囲に巻回されている。また図８に示すように光軸Ｏに沿う方向から見た場合に、コイル３１は、可動レンズ保持枠２３に設けられた一対の切り欠き部２３ｄの径方向外側に位置する箇所が略直線状となるように巻回されている。この、コイル３１が直線状に巻かれた箇所は、略平板状に見えることから、以下ではコイル３１の平板状部３１ｂと称するものとする。コイル３１は、一対の平板状部３１ｂと一対の切り欠き部２３ｄの底面部との間に所定の幅の隙間３１ｃが生じるように形成されている。この平板状部３１ｂと切り欠き部２３ｄの底面部との間に設けられた隙間３１ｃは、光軸Ｏに沿う方向に貫通している。
　コイル３１は、一対の平板状部３１ｂを含め、光軸Ｏに沿う方向から見た場合に光軸Ｏを対称軸とした線対称形状となるようにコイル巻回部２３ｃに巻回されている。したがって、コイル３１の重心は、光軸Ｏ上に位置している。
　一方、固定枠２２に固定された一対の永久磁石３２及び一対のヨーク３３は、コイル３１の平板状部３１ｂに直交する方向の磁界を発生する磁気回路を形成している。具体的には、固定枠２２の円筒部２２ａに設けられた一対の永久磁石収容部２２ｃ内のそれぞれに、永久磁石３２が配設される。すなわち、一対の永久磁石３２は、コイル３１の径方向外側において、一対の平板状部３１ｂにそれぞれ対向するように配設される。ここで、本実施形態では一例として、一対の永久磁石３２は、径方向内側の面（光軸Ｏに対向する面）がＮ極、径方向外側の面（光軸Ｏとは反対側の面）がＳ極となるように配設されている。
　そして、図７、図１０及び図１１に示すように、永久磁石３２の径方向外側の面には、磁性体からなるヨーク３３が配設されている。ヨーク３３は、永久磁石３２の光軸Ｏ方向（前後方向）の両端に回り込み、コイル３１の径方向内側に形成された隙間３１ｃに挿通されるように配設されている。ヨーク３３は、可動レンズ保持枠２３が固定枠２２内において移動する場合にコイル３１に干渉しないように配設されている。
　ヨーク３３は、永久磁石３２の径方向外側に位置する部位において、固定枠２２の平面部２２ｂに接着剤によって固定されている。また、永久磁石３２は、ヨーク３３に接着剤または磁力によって固定されている。一対の永久磁石３２及び一対のヨーク３３は、光軸Ｏを対称軸として線対称となる位置に固定されている。また、一対の永久磁石３２及び一対のヨーク３３は、光軸Ｏを対称軸として線対称となる形状を有している。
　以上のような、永久磁石３２及びヨーク３３に囲まれたコイル３１の平板状部３１ｂは、平板状部３１ｂに直交する方向の磁界の中に存在することになる。すなわち、永久磁石３２及びヨーク３３は、コイル３１の平板状部３１ｂにおけるリード線の巻回方向に直交する磁界を発生する。このため、本実施形態のボイスコイルモータ部３０は、コイル３１に流す電流を制御することによって、可動レンズ保持枠２３を光軸Ｏに沿って移動させる駆動力を発生することができる。
　以上に述べたような本実施形態のボイスコイルモータ部３０は、永久磁石３１が固定枠２２を径方向に貫通する永久磁石収容部２２ｃ内に収容され、かつヨーク３３が固定枠２２の外周部を削り取った形状の平面部２２ｂに接着固定されている。このため、図７に示すように、撮像ユニット１を光軸Ｏに沿う方向から見た場合に、永久磁石３２及びヨーク３３は、固定枠２２の投影面積内に収まっている。
　またさらに、本実施形態では、可動レンズ保持枠２２の、永久磁石３２の径方向内側に位置する領域に切り欠き部２３ｄを形成し、コイル３１の切り欠き部２３ｄの外側に位置する領域に平板状部３１ｂを形成している。平板状部３１ｂは、コイル３１の外径よりも内側に位置することから、本実施形態では、永久磁石３２及びヨーク３３を、より径方向内側に寄せて配設することが可能となり、光軸Ｏ方向への投影面積がより小さいボイスコイルモータ部３０を実現している。
　また、本実施形態のボイスコイルモータ部３０は、磁界を発生する一対の永久磁石３２及び一対のヨーク３３と、コイル３１の磁界中に位置する領域である一対の平板状部３１ｂが、光軸Ｏを対称軸とした線対称となる位置に配設されている。このため、本実施形態においては、ボイスコイルモータ部３０が発生する推力Ｆの作用中心軸は、光軸Ｏと略一致する。そして、本実施形態においては、ボイスコイルモータ部３０の駆動力によって駆動される被駆動部材である可動レンズ１１ｂ、可動レンズ保持枠２３、コイル３１、回動規制部２６、位置検出用磁石保持部２７、及び位置検出用磁石３９の合成重心Ｇが、光軸Ｏ上に位置している。また、この被駆動部材は、光軸Ｏを中心とした円筒部２２ａ内において、光軸Ｏを対称軸とした線対称形状を有する摺動部２３ｂによって、光軸Ｏ方向に摺動可能に支持されている。
　以上のことから、本実施形態の撮像ユニット１では、ボイスコイルモータ部３０が発生する推力Ｆの作用中心軸が、被駆動部材を支持する摺動部２３ｂの支持中心を通り、かつ、被駆動部材の重心Ｇを通る。
　したがって、本実施形態によれば、可動レンズ１１ｂを含む被駆動部材にボイスコイルモータ部３０による推力が加えられた場合に、レンズ鏡筒２０内において可動レンズ１１ｂが光軸Ｏに対して傾いてしまうことがなく、滑らかに被駆動部材を光軸Ｏに沿って駆動することができる。このため、より低い出力のボイスコイルモータ部３０によって被駆動部材を駆動することが可能となる。ボイスコイルモータ部３０の小型化を実現する手段としては種々の手段が考えられる。例えばコイル３１においては、リード線（巻線）の細径化、リード線の巻き数削減、コイル３１自体の小型化（光軸Ｏ方向の寸法や径方向の寸法削減）等を行うことで実現できる。また、永久磁石３２やヨーク３３においては、薄肉化や小型化等を行なうことで実現できる。ボイスコイルモータ部３０の小型化によって撮像ユニット１をより小型化することが可能となる。
　以上に説明したように、本実施形態によれば、可動レンズ１１ｂ及び可動レンズ１１ｂを駆動する直動アクチュエータであるボイスコイルモータ部３０を備える撮像ユニット１を、小型化することが可能である。また、本実施形態によれば、挿入部１０２の先端部１１０がより細径な内視鏡１０１を実現可能である。
　また、本実施形態の撮像ユニット１では、可動レンズ保持枠２３に固定された一対の位置検出用磁石３９のうち、前方側の位置検出用磁石３９は径方向内側がＮ極となるように配設され、後方側の位置検出用磁石３９は径方向内側がＳ極となるように配設されている。一方、固定枠２２に固定されたボイスコイルモータ部３０の一対の永久磁石３２は、それぞれ径方向内側がＮ極となるように配設されている。
　したがって、図１２に示すように、可動レンズ保持枠２３の後方側に配設された位置検出用磁石３９（Ｓ極）と、固定枠２２に固定された一対の永久磁石３２（Ｎ極）との間には、矢印Ｍで示すような磁力によって互いを引き寄せる方向の吸着力が発生する。すなわち、本実施形態の撮像ユニット１では、位置検出用磁石３９と、永久磁石３２との間の磁力によって、可動レンズ保持枠２３を矢印Ｆで示すように移動範囲の一方の端部である前方側端部に向かって付勢している。
　ここで、前述したように、対物レンズ１１は、可動レンズ１１ｂが前方側端部に近寄るほど撮影倍率が低くなるように構成されている。したがって、本実施形態では、位置検出用磁石３９は、永久磁石３２との間の磁力によって、対物レンズ保持枠２３を、対物レンズ１１の撮影倍率が低くなる方向へ移動するように付勢している。
　よって、本実施形態の撮像ユニット１では、コイル３１に電流が流れていない場合、位置検出用磁石３９と永久磁石３２との間の磁力によって、自動的に対物レンズ１１の撮影倍率が低く（視野が広くなる）方向に可動レンズ１１ｂが移動する。このように、本実施形態の撮像ユニット１は、例えばリード線３１ａの断線等の故障によってボイスコイルモータ部３０の駆動が不可能となった場合には、自動的に撮像ユニット１の撮影倍率が低くなり、視野が広がり、かつ焦点深度が深くなるように構成されており、不具合時の対処が容易となる。また、例えばボイスコイルモータ部３０を非通電状態にして内視鏡を運搬するような場合に、運搬動作によって可動レンズ１１ｂが移動してしまい、衝撃を受けて破損してしまうといった不慮の事故を防止することができる。
　なお、位置検出用磁石３９及び永久磁石３２は、本実施形態とは反対の極性であってもよいことは言うまでもない。また、対物レンズ１１が、可動レンズ１１ｂが後方側端部に近寄るほど撮影倍率が低くなるように構成されている場合には、位置検出用磁石３９及び永久磁石３２は、磁力によって可動レンズ保持枠２３を後方へ移動する用に付勢するように配設される。
　本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う撮像ユニット及び内視鏡もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
　本出願は、２０１１年１０月１３日に日本国に出願された特願２０１１－２２６１４７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、図面に引用されたものとする。

Claims (9)

  1. 　被写体像を結像する複数の光学系部材からなる対物レンズを有してなる撮像ユニットであって、
    　前記対物レンズの一部を構成する１つ又は複数のレンズからなる可動レンズ、
    　前記対物レンズのうちの前記可動レンズ以外の前記光学系部材を保持する固定レンズ保持枠、
    　前記固定レンズ保持枠に対して固定され、前記対物レンズの光軸を中心軸とした円筒形状の固定枠、
    　前記可動レンズを保持し、前記固定枠内において前記光軸に沿って摺動可能に配設された可動レンズ保持枠、及び
    　前記可動レンズ保持枠を、前記固定枠に対して前記光軸に沿って移動させる駆動力を発生するボイスコイルモータ部
    　を有し、
    　前記ボイスコイルモータ部は、発生する推力の作用中心軸が、前記ボイスコイルモータ部によって駆動される被駆動部材の重心を通るように配設されていることを特徴とする撮像ユニット。
  2. 　前記可動レンズ保持枠に固定された位置検出用磁石、及び
    　前記固定枠に対する相対的な位置が固定され、前記位置検出用磁石の磁気を検出する磁気検出部、
    を備え、
    　前記対物レンズは、前記可動レンズ保持枠が前記光軸方向に移動することにより撮影倍率が変わり、かつ前記可動レンズ保持枠が移動範囲の一方の端部に寄るほど高倍率または低倍率となるように構成されており、
    　前記ボイスコイルモータ部は、前記可動レンズ保持枠の周囲において前記光軸周りに巻回されたコイル、及び前記固定枠に固定された永久磁石を具備して構成されており、
    　前記位置検出用磁石は、前記永久磁石との間の磁力によって、前記可動レンズ保持枠を前記移動範囲の一方の端部に向かって付勢するように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
  3. 　前記ボイスコイルモータ部は、永久磁石を具備し、
    　前記固定枠は、前記固定枠を径方向に貫通し、一対の前記永久磁石を収容する孔部である一対の永久磁石収容部を有し、
    　前記一対の永久磁石収容部は、前記光軸を対称軸とした線対称の位置に配設されている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
  4. 　前記可動レンズ保持枠は、前記一対の永久磁石の径方向内側に位置する領域において、前記可動レンズ保持枠を前記光軸に沿う方向に全体にわたって径方向内側に向かって切り欠いた、一対の切り欠き部を有し、
    　前記コイルは、前記一対の切り欠き部の底面部と前記一対の永久磁石とに挟まれる領域が、前記光軸に沿う方向から見た場合に直線状となるように巻回されている
    　ことを特徴とする請求項３に記載の撮像ユニット。
  5. 　前記切り欠き部と前記コイルとの間の隙間には、前記永久磁石と磁気回路を形成するヨークが挿通されることを特徴とする請求項４に記載の撮像ユニット。
  6. 　前記ボイスコイルモータ部は、前記可動レンズ保持枠の周囲において前記光軸周りに巻回されたコイル、前記固定枠に固定され、前記コイルの径方向外側に配設された一対の永久磁石を具備して構成されており、
    　前記固定枠は、前記固定枠を径方向に貫通し、前記一対の永久磁石を収容する孔部である永久磁石収容部を有し、
    　前記一対の永久磁石収容部は、前記光軸を対称軸とした線対称の位置に配設されている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
  7. 　前記可動レンズ保持枠は、前記一対の永久磁石の径方向内側に位置する領域において、前記可動レンズ保持枠を前記光軸に沿う方向に全体にわたって径方向内側に向かって切り欠いた、一対の切り欠き部を有し、
    　前記コイルは、前記一対の切り欠き部の底面部と前記一対の永久磁石とに挟まれる領域が、前記光軸に沿う方向から見た場合に直線状となるように巻回されている
    　ことを特徴とする請求項３に記載の撮像ユニット。
  8. 　前記切り欠き部と前記コイルとの間の隙間には、前記永久磁石と磁気回路を形成するヨークが挿通されることを特徴とする請求項４に記載の撮像ユニット。
  9. 　前記請求項１から８のいずれか一項に記載の撮像ユニットを具備することを特徴とする内視鏡。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014203626A1 (ja) * 2013-06-19 2014-12-24 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像ユニットおよび内視鏡
WO2015093398A1 (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 オリンパス株式会社 内視鏡及び内視鏡システム
WO2015118711A1 (ja) * 2014-02-06 2015-08-13 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
JP5977897B2 (ja) * 2014-05-22 2016-08-24 オリンパス株式会社 撮像装置、内視鏡
WO2016166855A1 (ja) * 2015-04-15 2016-10-20 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
JP2016206408A (ja) * 2015-04-22 2016-12-08 オリンパス株式会社 撮像装置および内視鏡
WO2017008538A1 (zh) * 2015-07-16 2017-01-19 广州永士达医疗科技有限责任公司 空心轴直线电机
JPWO2016194128A1 (ja) * 2015-06-02 2018-03-29 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
JPWO2017094126A1 (ja) * 2015-12-01 2018-09-20 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
JP6997210B2 (ja) 2017-04-06 2022-01-17 オリンパス ビンテル ウント イーベーエー ゲーエムベーハー 手術器具のための電磁アクチュエータおよびその製造方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011090132B4 (de) * 2011-12-29 2017-09-14 Olympus Winter & Ibe Gmbh Videoendoskop und Videoendoskopsystem
JP6388361B2 (ja) * 2014-01-28 2018-09-12 オリンパス株式会社 駆動ユニット、光学ユニット、撮像装置及び内視鏡
DE102014204784A1 (de) * 2014-03-14 2015-09-17 Olympus Winter & Ibe Gmbh Endoskop mit distaler elektrischer Durchführung und Verfahren zur Montage eines Endoskops
CN104391372A (zh) * 2014-12-17 2015-03-04 常振生 可电子调焦内窥镜
US9791674B1 (en) * 2015-02-06 2017-10-17 Apple Inc. Miniature camera zoom actuator with magnet-induced friction
JP6678163B2 (ja) * 2015-04-15 2020-04-08 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
JP6721366B2 (ja) * 2016-03-16 2020-07-15 株式会社フジクラ 撮像モジュール、内視鏡および撮像モジュールの製造方法
EP3490124A4 (en) * 2016-07-25 2020-02-26 Shimadzu Corporation ACOUSTIC COIL MOTOR, MOBILE MIRROR UNIT AND INTERFERENCE SPECTROPHOTOMETER PROVIDED WITH SAID MOTOR
JPWO2018105044A1 (ja) * 2016-12-07 2019-06-24 オリンパス株式会社 立体視撮像装置および立体視内視鏡
DE102017003231A1 (de) * 2017-04-03 2018-10-04 Mühlbauer Gmbh & Co. Kg Optisches Bauteilerfassungssystem und Verfahren zum Erfassen mindestens eines Bauteils
JP2021156906A (ja) * 2018-05-01 2021-10-07 オリンパス株式会社 光学ユニット
WO2020044600A1 (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 オリンパス株式会社 光学装置および内視鏡

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002214504A (ja) * 2001-01-19 2002-07-31 Canon Inc 光学装置および撮影装置
JP2009015224A (ja) * 2007-07-09 2009-01-22 Tdk Taiwan Corp マイクロレンズ活動機構保護構造
JP2010046424A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08164148A (ja) * 1994-12-13 1996-06-25 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡下手術装置
US8343042B2 (en) * 2005-07-11 2013-01-01 Lighthouse Imaging Corporation Magnetically actuated endoscope coupler
JP5242041B2 (ja) 2006-10-30 2013-07-24 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡
JP5393060B2 (ja) * 2008-06-04 2014-01-22 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像ユニット

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002214504A (ja) * 2001-01-19 2002-07-31 Canon Inc 光学装置および撮影装置
JP2009015224A (ja) * 2007-07-09 2009-01-22 Tdk Taiwan Corp マイクロレンズ活動機構保護構造
JP2010046424A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9448397B2 (en) 2013-06-19 2016-09-20 Olympus Corporation Image pickup unit and endoscope
WO2014203626A1 (ja) * 2013-06-19 2014-12-24 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像ユニットおよび内視鏡
WO2015093398A1 (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 オリンパス株式会社 内視鏡及び内視鏡システム
JP5873218B2 (ja) * 2013-12-18 2016-03-01 オリンパス株式会社 内視鏡システム
CN105611865A (zh) * 2013-12-18 2016-05-25 奥林巴斯株式会社 内窥镜以及内窥镜系统
US10244932B2 (en) 2013-12-18 2019-04-02 Olympus Corporation Endoscope system with antifogging heating of distal lens
WO2015118711A1 (ja) * 2014-02-06 2015-08-13 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
JP2015148704A (ja) * 2014-02-06 2015-08-20 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
US10120181B2 (en) 2014-02-06 2018-11-06 Olympus Corporation Optical unit and endoscope
US9924854B2 (en) 2014-05-22 2018-03-27 Olympus Corporation Image pickup apparatus with magnetically movable lens
JP5977897B2 (ja) * 2014-05-22 2016-08-24 オリンパス株式会社 撮像装置、内視鏡
WO2016166855A1 (ja) * 2015-04-15 2016-10-20 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
JPWO2016166855A1 (ja) * 2015-04-15 2018-02-08 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
CN107430256A (zh) * 2015-04-15 2017-12-01 奥林巴斯株式会社 光学单元和内窥镜
US10739548B2 (en) 2015-04-15 2020-08-11 Olympus Corporation Optical unit and endoscope
CN107430256B (zh) * 2015-04-15 2020-03-03 奥林巴斯株式会社 光学单元和内窥镜
JP2016206408A (ja) * 2015-04-22 2016-12-08 オリンパス株式会社 撮像装置および内視鏡
JPWO2016194128A1 (ja) * 2015-06-02 2018-03-29 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
WO2017008538A1 (zh) * 2015-07-16 2017-01-19 广州永士达医疗科技有限责任公司 空心轴直线电机
JPWO2017094126A1 (ja) * 2015-12-01 2018-09-20 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
JP6997210B2 (ja) 2017-04-06 2022-01-17 オリンパス ビンテル ウント イーベーエー ゲーエムベーハー 手術器具のための電磁アクチュエータおよびその製造方法

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