WO2015178126A1 - 撮像装置、内視鏡 - Google Patents

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magnets
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outer peripheral
optical axis
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岩崎　誠二
武彦 井口
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オリンパス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an imaging apparatus and an endoscope having a moving member that holds an optical member inside and has a magnet provided on an outer peripheral surface thereof.
  • An image pickup apparatus that includes a moving lens frame that is a moving member that switches a focus of a subject by holding an optical member inside the tub and being movable in the holding frame back and forth in the optical axis direction of the optical member is well known.
  • the imaging device is provided, for example, in an insertion portion of an endoscope.
  • the moving lens frame can be moved using a motor or the like within the holding frame.
  • this configuration not only complicates the moving configuration of the moving lens frame, but also moves the moving lens frame.
  • response speed of was slow.
  • a magnet is provided on the outer peripheral surface of the moving lens frame, and an electromagnetic coil is provided at a position facing the magnet on the inner peripheral surface of the holding frame.
  • An imaging device using a voice coil motor that moves the moving lens frame in the optical axis direction according to Fleming's left-hand rule by generating a magnetic field between the magnet and the electromagnetic coil by supplying current to the electromagnetic coil.
  • a gap is formed between the outer peripheral surface of the moving lens frame and the inner peripheral surface of the holding frame in order to make the moving lens frame movable within the holding frame.
  • the magnet of the moving lens frame is surrounded by an electromagnetic coil. Magnetic fields are applied to the entire surface from a plurality of directions in the radial direction of the holding frame.
  • the moving lens frame may move while being tilted in the holding frame due to the gap, or the moving lens frame may move forward and backward.
  • the shift position of the moving lens frame in the holding frame is different from that of the radial direction, so-called rattling occurs, and the optical performance deteriorates.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides an imaging apparatus and an endoscope that can reliably prevent rattling at the time of movement of the moving lens frame at low cost and downsizing. Objective.
  • an imaging device includes an optical member held inside, a moving member having a magnet provided on an outer peripheral surface, and the moving member moved in the optical axis direction of the optical member.
  • a holding frame in which a coil that is held inside freely and that is provided facing the magnet and generates a driving force for the moving member when energized is wound around the outer peripheral surface, and the outer peripheral surface of the holding frame. Also, at the outer side in the radial direction of the holding frame orthogonal to the optical axis direction, an attractive force is applied to the magnet, which is provided to face the magnet in only one direction among a plurality of directions constituting the radial direction. And a generated magnetic member.
  • the endoscope according to one aspect of the present invention is an endoscope having the imaging device, and the focus of the subject is switched by the movement of the moving member in the optical axis direction.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the actuator taken along line III-III in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a state in which a moving lens frame has moved rearward from FIG. 3 in the holding frame of FIG. 3. It is sectional drawing of the actuator which follows the VV line in FIG. It is a front view of the imaging device of a 2nd embodiment. It is sectional drawing of the actuator which follows the VI-VI line in FIG. It is sectional drawing of the actuator which follows the VII-VII line in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which a moving lens frame is retracted in a holding frame in a conventional actuator.
  • FIG. 6 is a front view which shows the modification of the imaging device of FIG.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an external appearance of an endoscope including the imaging apparatus according to the present embodiment.
  • an endoscope 1 includes an insertion portion 2 that is inserted into a subject, an operation portion 3 that is connected to the proximal end side of the insertion portion 2, and extends from the operation portion 3.
  • the main portion is configured by including the universal cord 8 and the connector 9 provided at the extended end of the universal cord 8. Note that the endoscope 1 is electrically connected to an external device such as a control device or a lighting device via the connector 9.
  • the scissors operating portion 3 is provided with an up / down bending operation knob 4 for bending a bending portion 2w described later of the insertion portion 2 in the up-down direction and a left / right bending operation knob 6 for bending the bending portion 2w in the left-right direction.
  • the operation unit 3 is provided with a fixing lever 5 that fixes the turning position of the up / down bending operation knob 4 and a fixing knob 7 that fixes the turning position of the left / right bending operation knob 6.
  • the operation unit 3 is provided with a zoom lever 10 that moves a moving lens frame 40 in an actuator 100 (both see FIG. 2) of the imaging apparatus 101 described later.
  • the insertion portion 2 includes a distal end portion 2s, a bending portion 2w, and a flexible tube portion 2k in order from the distal end side, and is formed in an elongated shape.
  • the bending portion 2w is bent in four directions, for example, up, down, left, and right by the turning operation of the up / down bending operation knob 4 or the left / right bending operation knob 6, so that an imaging device 101 described later provided in the distal end portion 2s is provided.
  • the observation direction can be changed, and the insertability of the tip 2s in the subject can be improved.
  • the flexible tube portion 2k is connected to the proximal end side of the bending portion 2w.
  • An imaging device 101 which will be described later, is provided in a distal end portion 2s connected to the distal end side of the scissors bending portion 2w.
  • the imaging apparatus 101 includes an actuator 100 described later, a plurality of lenses (not shown) positioned behind the actuator 100 in the optical axis direction L (hereinafter simply referred to as “backward”), and positioned behind the lens and the actuator 100. And an image sensor such as a CCD (not shown) that images a subject through a plurality of lenses.
  • an actuator 100 described later a plurality of lenses (not shown) positioned behind the actuator 100 in the optical axis direction L (hereinafter simply referred to as “backward”), and positioned behind the lens and the actuator 100.
  • an image sensor such as a CCD (not shown) that images a subject through a plurality of lenses.
  • FIGS. 2 is a front view of the imaging device provided in the distal end portion of the insertion portion of the endoscope of FIG. 1
  • FIG. 3 is a sectional view of the actuator along the line III-III in FIG. 2
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the actuator taken along the line VV in FIG. 3
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the moving lens frame has moved rearward from FIG.
  • the actuator 100 includes a holding frame 30, a moving lens frame 40 that is a moving member, and a magnetic member 50, and the main part is configured.
  • the heel moving lens frame 40 holds a moving lens 41 which is an optical member inside.
  • the moving lens frame 40 has a circumferential groove 40h formed along the optical axis direction L with a predetermined length with respect to the outer periphery.
  • magnets 60a to 60g1 are formed on the distal end side in the optical axis direction L (hereinafter simply referred to as the distal end side) on a portion 40g1 formed by the groove 40h.
  • 60d is provided in a circumferential shape along the circumferential direction C, and on the base end side in the optical axis direction L (hereinafter simply referred to as the base end side), the magnet 70a is spaced rearward from the magnets 60a to 60d.
  • To 70d (magnets 70b and 70d are not shown) are provided along the circumferential direction C in a circumferential manner.
  • the magnets 60a to 60d and 70a to 70d are provided in the portion 40g1 formed by the groove 40h on the outer peripheral surface 40g. If there is no groove 40h, the magnets 60a to 60d and 70a to 70d are provided. This is because the moving lens frame 40 increases in diameter in the radial direction K orthogonal to the optical axis direction L.
  • the magnets 60a to 60d are provided at substantially 90 ° intervals in the circumferential direction C with respect to the outer circumferential surface 40g.
  • the magnets 70a to 70d are also provided at substantially 90 ° intervals in the circumferential direction C with respect to the outer peripheral surface 40g.
  • the saddle magnets 60a to 60d have an S pole magnetized on the inner peripheral side and an N pole magnetized on the outer peripheral side.
  • the magnets 70a to 70d are illustrated, but in the radial direction K, the N pole is magnetized on the inner peripheral side and the S pole is magnetized on the outer peripheral side. ing. That is, the magnetizing directions of the magnets 60a to 60d and the magnets 70a to 70d are opposite to each other.
  • the magnets 60a to 60d have an N pole magnetized on the inner peripheral side and an S pole on the outer peripheral side.
  • the magnets 70a to 70d may be magnetized such that the S pole is magnetized on the inner peripheral side and the N pole is magnetized on the outer peripheral side.
  • the holding frame 30 is formed in an elongated cylindrical shape along the optical axis direction L, holds the objective lens 31 at the tip (hereinafter simply referred to as the tip) in the optical axis direction L, and further includes a magnet. 60a to 60d and magnets 70a to 70d are located opposite to each other.
  • the holding frame 30 is movable rearwardly of the objective lens 31 inside, and the movable lens frame 40 can be moved forward and backward in the optical axis direction L (hereinafter referred to as front and rear). Hold on.
  • a gap is formed between the inner peripheral surface 30n of the holding frame 30 and the outer peripheral surface 40g of the moving lens frame 40 so that the moving lens frame 40 can move in the optical axis direction L.
  • the coils 21 and 22 that generate a driving force with respect to the moving lens frame 40 with energization in the movable range L1 of the magnets 60a to 60d and the magnets 70a to 70d in the optical axis direction L. Is wound around. That is, the coils 21 and 22 are provided to face the magnets 60a to 60d and the magnets 70a to 70d with the holding frame 30 interposed therebetween.
  • the coil 21 is wound on the distal end side of the coil 22 on the outer peripheral surface 30g. Further, the coil 21 and the coil 22 are wound in opposite directions, and the direction of the current supplied to the coil 21 is opposite to the direction of the current supplied to the coil 22.
  • the magnets 60a to 60d and the magnets 70a to 70d are oppositely magnetized, so that the magnets 60a to 60d and the magnets 70a to 70d are reversed.
  • the driving force generated for 70d acts in the same direction according to Fleming's left-hand rule. Then, by switching the direction of the current flowing through the coil 21 and the coil 22, the moving lens frame 40 moves forward or backward in the holding frame 30 as shown in FIGS. 3 and 4. As the moving lens frame 40 moves, the focus of the subject in the endoscope 1 is switched.
  • the four magnets 60a to 60d and 70a to 70d are equally provided at substantially 90 ° intervals in the circumferential direction C in the portion 40g1 of the outer peripheral surface 40g. This is because the magnetic force applied to .about.60d, 70a to 70d is made uniform in the entire circumferential direction of the portion 40g1 of the outer peripheral surface 40g, that is, in a plurality of directions constituting the radial direction K.
  • three magnets may be provided evenly at the front and rear at an interval of approximately 120 ° in the circumferential direction C in the portion 40g1 of the outer peripheral surface 40g, or five or more magnets are provided equally. It may be configured or may be configured in a circumferential shape.
  • the magnetic member 50 has, for example, a flat plate shape, and as shown in FIGS. 2 to 5, a plurality of magnetic members 50 constituting the radial direction K on the outer side of the outer peripheral surface 30 g of the holding frame 30 and the coils 21 and 22 in the radial direction K.
  • one direction K1 only the one direction K1 is provided facing the magnets 60c and 70c and spaced apart from the outer peripheral surface 30g, thereby generating an attractive force for the magnets 60c and 70c.
  • the outer peripheral surface 30g Is held by a holding member 35 that is fixed to the head.
  • the magnetic member 50 may not be held by the holding member 35 fixed to the outer peripheral surface 30g, and may be fixed to another member in the distal end portion 2s.
  • the shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the magnetic member 50 is not limited to a flat rectangular shape, and may be composed of a rod-shaped member having a cross section such as a triangle, a circle, or a U shape.
  • the one direction in the radial direction K is not limited to the K1 direction, and may be any direction as long as it is one direction facing the magnets 60a to 60d and 70a to 70d.
  • the magnetic member 50 generates an attractive force with respect to the magnets 60c and 70c, so that the groove 40h of the outer peripheral surface 40g of the moving lens frame 40 is not formed on the one direction K1 side 30n1 of the inner peripheral surface 30n of the holding frame 30. Press the part 40g2.
  • the moving lens frame 40 moves back and forth with respect to the optical axis direction L in a state where the portion 40g2 of the outer peripheral surface 40g is pressed against the one direction K1 side 30n1.
  • the magnitude of the attractive force of the magnetic member 50 with respect to the magnets 60c and 70c includes the width of the magnetic member 50 in the radial direction K and the radial direction K of the magnetic member 50 with respect to the magnets 60c and 70c.
  • the distance can be adjusted. That is, in order to reduce the attractive force, the width in the direction Kb of the magnetic member 50 may be reduced or the magnetic member 50 may be moved away from the magnets 60c and 70c.
  • the length of the magnetic member 50 in the optical axis direction L preferably extends at least in the movable range L1 of the magnets 60a to 60d and the magnets 70a to 70d that move together with the moving lens frame 40 in the optical axis direction L. .
  • the magnet 60c and the magnet 70c always face the magnetic member 50 and receive an attractive force from the magnetic member 50 regardless of before and after the movement of the movable lens frame 40 shown in FIGS. This is because it can.
  • the magnetic member 50 is formed shorter in the optical axis direction L than the movable range L1, the attractive force from the magnetic member 50 to the magnet 60c and the magnet 70c becomes unstable depending on the moving position of the moving lens frame 40. End up. However, as shown in FIG. 3, if the magnetic member 50 is formed at least in the length L2 in the optical axis direction L between the proximal ends of the magnets 60a to 60d and the distal ends of the magnets 70a to 70d, At least an attractive force can be applied to the magnet 60c and the magnet 70c moving in the optical axis direction L from the magnetic member 50.
  • the moving lens frame 40 is moved by the magnetic member 50 in a state where the portion 40g2 of the outer peripheral surface 40g is pressed against the one direction K1 side 30n1 of the inner peripheral surface 30n. Since the posture is stable, when the magnetic member 50 is close to the outer peripheral surface 30g or when the magnetic member 50 is formed long in the direction Kb, the number of magnets provided at the front and rear in the portion 40g1 of the outer peripheral surface 40g. May be one or two.
  • the magnets 60c and 70c are arranged only in one direction K1 in the radial direction K outside the outer peripheral surface 30g of the holding frame 30 in the radial direction K. It is shown that the magnetic member 50 is provided to generate an attractive force against the magnets 60c and 70c while facing and separating from the outer peripheral surface 30g.
  • the magnetic member 50 generates an attractive force with respect to the magnets 60c and 70c, so that the part of the outer peripheral surface 40g of the moving lens frame 40 on the one direction K1 side 30n1 of the inner peripheral surface 30n of the holding frame 30 is obtained.
  • the moving lens frame 40 moves back and forth with respect to the optical axis direction L in a state where the portion 40g2 of the outer peripheral surface 40g is pressed against the one direction K1 side 30n1, as shown in FIGS. To do.
  • the holding frame 30 has a simple configuration in which only the magnetic member 50 is provided.
  • the moving lens frame 40 moves back and forth without rattling.
  • the imaging apparatus 101 and the endoscope 1 that can prevent rattling at the time of movement of the moving lens frame 40 at low cost and reliably.
  • FIG. 6 is a front view of the imaging apparatus of the present embodiment
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the actuator taken along line VI-VI in FIG. 6
  • FIG. 8 is a view of the actuator taken along line VII-VII in FIG. It is sectional drawing.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state where the moving lens frame moves forward in the holding frame in the conventional actuator
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state where the moving lens frame moves back in the holding frame in the conventional actuator.
  • the configuration of the imaging apparatus of the second embodiment is such that the actuator detects the position of the moving lens frame in the optical axis direction as compared with the imaging apparatus of the first embodiment shown in FIGS. The difference is that it has a sensor.
  • a sensor 80 that detects the position of the moving lens frame 40 in the optical axis direction L is provided.
  • the senor 80 is, for example, a holding member 85 fixed to the outer peripheral surface 30g of the holding frame 30 so as to face the magnets 60a and 70a in the other direction K2 opposite to the one direction K1 in the radial direction K. Is held by.
  • the senor 80 may not be held by the holding member 85 fixed to the outer peripheral surface 30g, and may be fixed to another member in the distal end portion 2s.
  • the sensor 80 may be provided at a position facing the magnets 60b to 60d and 70b to 70d.
  • a known Hall element can be used as the sensor 80.
  • the Hall element detects the position of the moving lens frame 40 by detecting a change in the magnitude of the magnetic force accompanying the movement of the moving lens frame 40 in the optical axis direction L. Since the principle of detecting the position of the moving lens frame 40 by detecting the magnetic force using the Hall element is well known, detailed description is omitted.
  • the attractive force is applied to the magnets 60c and 70c so that the moving lens frame 40 is pressed from the magnetic member 50 to the portion 40g2 of the outer peripheral surface 40g against the one direction K1 side 30n1. Therefore, the distance between the moving lens frame 40 that moves back and forth, specifically, the magnets 60a and 70a and the sensor 80 in the direction Ka connecting the one direction K1 and the other direction K2 in the radial direction K is Even when the lens frame 40 is moving back and forth, it is always constant.
  • the magnetic field direction between the magnets 60a and 70a and the coils 21 and 22 is the radial direction K, and the sensor 80 such as a Hall element detects the magnetic force in the direction Ka, so the distance between the magnets 60a and 70a and the sensor 80 is constant. As a result, the position of the moving lens frame 40 can be accurately detected using the sensor 80.
  • each magnet 60a since the magnet 40a to 60d and the magnets 70a to 70d are provided with two rows of magnets along the optical axis direction L in the portion 40g1 of the outer peripheral surface 40g of the moving lens frame 40, each magnet 60a.
  • the magnetic force generated in the radial direction K between ⁇ 60d, 70a to 70d and the coils 21 and 22 is different in the magnets 60a to 60d and the magnets 70a to 70d, as shown in FIG. 9 or FIG.
  • the moving lens frame 40 may be inclined.
  • the moving lens frame 40 does not move with respect to the optical axis direction L. It can be considered that positive and negative currents are repeatedly supplied to the coils 21 and 22. However, in this case, there is a possibility that the amount of inclination of the moving lens frame 40 with respect to the optical axis direction L changes due to the driving force applied to the moving lens frame. Further, since the imaging apparatus 101 is used tilted in multiple directions, the moving lens frame 40 may be tilted with respect to the optical axis direction L due to the influence of gravity applied to the moving lens frame 40, and the amount of tilting.
  • the distance between the magnets 60a and 70a and the sensor 80 is constant in the direction Ka even when the moving lens frame 40 is moved forward or backward or at a fixed position by the magnetic member 50. Therefore, the position of the moving lens frame 40 can be detected with high accuracy.
  • Other effects are the same as those of the first embodiment described above.
  • FIG. 11 is a front view showing a modified example of the imaging apparatus of FIG. 6, and FIG. 12 is a cross-sectional view of the actuator taken along line XII-XII in FIG.
  • the senor 80 is held between the magnetic member 50 and the outer peripheral surface 30g of the holding frame 30 so as to face the one direction K1, specifically, the magnets 60c and 70c.
  • the position of the moving lens frame 40 may be detected by detecting the magnetic force of the magnets 60c and 70c held by the member 35.
  • the distance in the direction Ka between the magnets 60c and 70c and the sensor 80 is shorter than the distance in the direction Ka between the magnets 60a and 70a and the sensor 80 in the above-described embodiment.
  • the position of the moving lens frame 40 can be detected with higher accuracy than in the embodiment.
  • Other effects are the same as those of the present embodiment described above.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the actuator in the imaging apparatus of the present embodiment
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the actuator along the XIV-XIV line in FIG.
  • the configuration of the image pickup apparatus according to the third embodiment is similar to that of the image pickup apparatus according to the second embodiment shown in FIGS. 6 to 8, 11, and 12 described above.
  • a plurality of magnets provided in a shape differ from each other in that a magnet whose magnetic force is detected by a sensor is made of a material having a smaller rate of change in magnetic force caused by a temperature change than other magnets.
  • magnets 60a, 60b, 60c ′, 60d, 70a, 70b, 70c ′, and 70d are shown provided on a portion 40g1 of the outer peripheral surface 40g of the moving lens frame 40. 1), the magnets 60c ', 70c' facing the sensor 80 and detecting the magnetic force are used as the first magnets, and the magnets 60a, 60b, 60d, 70a, 70b, 70d are used as the second magnets.
  • the magnets 60a, 60b, 60d, 70a, 70b, and 70d function as driving magnets that move the moving lens frame 40 back and forth by the magnetic force between the coils 21 and 22, and magnets 60c ′, 70 c ′ is a drive magnet and functions as a detection magnet whose magnetic force is detected by the sensor 80.
  • the magnets 60c 'and 70c' are made of a material having a smaller rate of change in magnetic force due to temperature change than the magnets 60a, 60b, 60d, 70a, 70b, and 70d.
  • the magnets 60c 'and 70c' are made of samarium cobalt magnets, and the magnets 60a, 60b, 60d, 70a, 70b and 70d are made of neodymium magnets.
  • a magnet having a small rate of change in magnetic force caused by a temperature change is generally a magnet having good temperature characteristics, and a magnet having a large rate of change in magnetic force caused by a temperature change is generally a magnet having poor temperature characteristics.
  • the temperature characteristics of the magnet vary depending on the size and the rare earth content. However, the temperature characteristics are good.
  • neodymium magnets are suitable as magnets used for driving because they have characteristics such as poor magnetic properties but very strong magnetic force as is well known.
  • the samarium cobalt magnet is inferior in magnetic force to the neodymium magnet, it may be used for driving the moving lens frame 40 because it is a strong magnet.
  • the magnets 60c ′ and 70c ′ facing the sensor 80 are composed of magnets with good temperature characteristics, even if a temperature change is applied to the imaging device 101, the change rate of the magnetic force Therefore, the detection accuracy of the sensor 80 is not lowered.
  • the magnet detected by the sensor 80 is a neodymium magnet because of the possibility of heat generation of the coils 21 and 22, heat generation of other circuit boards, temperature increase due to heat generation from the light source, and sudden temperature decrease due to water supply operation. This is because the detection accuracy of the sensor may deteriorate due to a change in magnetic force accompanying a temperature change.
  • the magnets 60c 'and 70c' detected by the sensor 80 are composed of samarium cobalt magnets.
  • the moving lens frame 40 since the magnetic force is different between the neodymium magnet and the samarium cobalt magnet, there is a possibility that the moving lens frame 40 may lose its posture in the holding frame 30. Since the member 50 applies an attractive force to the magnets 60c ′ and 70c ′, the moving lens frame 40 is prevented from rattling with movement.
  • magnets 60c ′ and 70c ′ serve not only as a detection magnet but also as a drive magnet, a separate detection magnet is not required in addition to the drive magnet. Can be miniaturized. Other effects are the same as those of the second embodiment described above.
  • the senor 80 may be provided at a position different from the magnetic member 50 as shown in FIGS. 6 to 8 described above.
  • the magnet facing the sensor 80 may be composed of a samarium cobalt magnet.
  • a samarium-cobalt magnet has been described as an example of a magnet having good temperature characteristics, the present invention is not limited to this, and other magnets having good temperature characteristics can also be applied.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of an actuator showing a modification of the arrangement position of the second magnet of FIG.
  • magnets 60a, 60b, 60d, 70a, 70b, and 70d which are second magnets made of neodymium serving as a driving magnet, are moved.
  • Magnets 60a, 60b, 60d and magnets 70a, 70b, 70d are arranged at intervals of approximately 120 ° in the circumferential direction C on the outer peripheral surface 40g so that the balance of the posture of the moving lens frame 40 can be maintained.
  • the first magnets 60c ′ and 70c ′ made of samarium cobalt serving as the magnets may be disposed between 60b and 60d and 70b and 70d. Even with such a configuration, the same effect as in the present embodiment can be obtained.
  • the imaging apparatus 101 is described as being provided in the endoscope 1, but the present invention is not limited to this, and the present invention is applicable even when provided in a camera or the like. Is possible.
  • an imaging device and an endoscope that can reliably prevent rattling during movement of the moving lens frame at a low cost and with a reduction in size.

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Abstract

内部に移動レンズ４１を保持するとともに、外周面４０ｇに磁石６０ａ～６０ｄ、７０ａ～７０ｄが設けられた移動レンズ枠４０と、移動レンズ枠４０を光軸方向Ｌに移動自在に内部に保持するとともに、通電に伴い対向して設けられた磁石６０ａ～６０ｄ、７０ａ～７０ｄに駆動力を発生するコイル２１、２２が外周面３０ｇに巻回された保持枠３０と、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と対向して設けられた、磁石６０ｃ、７０ｃに対して引力を発生する磁性部材５０と、を具備する。

Description

撮像装置、内視鏡
　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と、前記移動部材を前記光学部材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移動部材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おいて、前記径方向を構成する複数方向の内、一方向のみに前記磁石と対向して設けられた、前記磁石に対して引力を発生する磁性部材と、を具備する。
 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と、前記移動部材を前記光学部材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移動部材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おいて、前記径方向を構成する複数方向の内、一方向のみに前記磁石と対向して設けられた、前記磁石に対して引力を発生する磁性部材と、を具備することを特徴とする撮像装置。
  2.  前記磁性部材は、前記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前記一方向側に前記移動部材の前記外周面を押し付け、前記移動部材は、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移動部材とともに移動する前記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、前記磁石の磁力を検出することにより前記移動部材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、前記移動部材の前記外周面において、前記移動部材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ことを特徴とする内視鏡。
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