WO2016199284A1 - 光学素子駆動機構、内視鏡および撮像装置 - Google Patents

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WO2016199284A1
WO2016199284A1 PCT/JP2015/066949 JP2015066949W WO2016199284A1 WO 2016199284 A1 WO2016199284 A1 WO 2016199284A1 JP 2015066949 W JP2015066949 W JP 2015066949W WO 2016199284 A1 WO2016199284 A1 WO 2016199284A1
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optical element
movable frame
movable
driving mechanism
bearing
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PCT/JP2015/066949
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English (en)
French (fr)
Inventor
香那子 片岡
Original Assignee
オリンパス株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification

Definitions

  • the present invention relates to an optical element driving mechanism that drives a movable portion forward and backward using a voice coil motor, an endoscope including the optical element driving mechanism, and an imaging apparatus.
  • the VCM when the VCM is driven near a heating element such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor that is used in the medical field and is sterilized exceeding 100 ° C. or driven at a temperature of 60 ° C. or higher, a digital camera, etc.
  • a heating element such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor that is used in the medical field and is sterilized exceeding 100 ° C. or driven at a temperature of 60 ° C. or higher, a digital camera, etc.
  • the movable lens frame and the bearing are formed using a resin material used in the above, the slidability may be deteriorated due to expansion and contraction at high temperatures.
  • a metal material such as brass, which is generally used as a bearing and has little deformation, is used instead of the resin material, the mass of the movable lens frame increases, so the magnetic circuit of the VCM must be enlarged.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical element driving mechanism, an endoscope, and an imaging device capable of suppressing a decrease in sliding property even at high temperatures.
  • an optical element driving mechanism is formed using a metal or an alloy and uses a shaft extending along a predetermined direction and a light metal or a heat-resistant resin.
  • a part of the bearing including the vicinity of the edge is slidably in contact with the shaft, one or a plurality of magnets, and one or a plurality of coils, and the movable frame extends along the predetermined direction.
  • a voice coil motor that can be moved relative to the holding frame, and includes the optical element, the movable frame that holds the optical element, the bearing, and the magnet or the coil.
  • Around the center of gravity of the movable group Mento is characterized by a substantially zero.
  • An endoscope according to the present invention is an endoscope that is inserted into a subject and observes the inside of the subject, and includes the optical element driving mechanism according to the invention and the optical element driving mechanism. And an imaging device that converts the light collected by the light into an electric signal.
  • an imaging apparatus is an imaging device that converts an optical image formed by an optical system including the optical element driving mechanism according to the above invention and an optical element driven by the optical element driving mechanism into an electrical signal. And an element.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of an optical unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line CC shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an optical unit according to Modification 1 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an optical unit according to Modification 2 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of an optical unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line CC shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an optical unit according to Modification 3 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an optical unit according to Modification 4 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an optical unit according to Modification 5 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an optical unit according to Modification 6 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an optical unit according to Modification 7 of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically showing the configuration of the optical unit according to Embodiment 2 of the present invention.
  • 13 is a cross-sectional view taken along the line DD shown in FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line EE shown in FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line FF shown in FIG.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of an endoscope system including the endoscope according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a schematic diagram illustrating a configuration of the information device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a schematic diagram illustrating a configuration of the information device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a perspective view showing the configuration of the imaging apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of an optical unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 1, and is a cross-sectional view taken along a plane parallel to the XY plane in the orthogonal coordinate system shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 1, and a cross-sectional view taken along a plane parallel to the YZ plane in the orthogonal coordinate system shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG. 1, and is a cross-sectional view taken along a plane parallel to the XZ plane in the orthogonal coordinate system shown in FIG. 2 to 4 will be described on the assumption that the cut surface passes through the center of the movable lens 21.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of an optical unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken
  • the optical unit 1 (optical element driving mechanism) shown in FIGS. 1 to 4 is relative to the housing of the imaging device, the fixed frame 10 (holding frame) fixed to the distal end portion of the endoscope, and the fixed frame 10.
  • a movable movable frame 20, a movable lens 21 provided on the movable frame 20, a movable frame 20, a main shaft 22 that guides the moving direction of the movable frame 20 relative to the fixed frame 10, and a movable frame 20 are supported.
  • the auxiliary shaft 23 for guiding the moving direction of the movable frame 20 relative to the fixed frame 10 the bearing 24 fixed to the movable frame 20 and slidably in contact with the main shaft 22, and the movable frame 20 to the fixed frame 10
  • Voice coil motors 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B that generate driving force to be moved, and a position detection unit 40 that detects the position of the movable frame 20 with respect to the fixed frame 10 are provided.
  • the fixed frame 10 has a hollow prism shape in which a prismatic hollow space is formed.
  • the fixed frame 10 is formed with a through hole 10a penetrating in a direction orthogonal to the central axis of the hollow prismatic penetrating direction (in the first embodiment, the Z-axis direction shown in FIG. 1). Further, a yoke 11A described later is provided on one end side in the opening direction of the fixed frame 10 (in the first embodiment, the Y-axis direction shown in FIG. 1), and a yoke described later is provided on the other end side in the opening direction. 11B is provided.
  • the yokes 11A and 11B have an annular shape formed using a material having high magnetic permeability such as iron.
  • the movable frame 20 is formed using light metal or heat-resistant resin.
  • the movable frame 20 is formed with a holding hole 20a for holding the movable lens 21, an insertion hole 20b for inserting and supporting the bearing 24, and an insertion hole 20c for inserting and supporting the auxiliary shaft 23.
  • the movable frame 20 holds the movable lens 21 so that the optical axis of the movable lens 21 substantially coincides with the central axis of the through hole 10a.
  • the insertion hole 20 b is a hole having a diameter corresponding to the diameter of the outer periphery of the bearing 24.
  • the insertion hole 20 c is a hole having a diameter corresponding to the diameter of the outer periphery of the sub shaft 23.
  • the light metal include metals such as aluminum, magnesium, titanium, and beryllium, and alloys containing these metals.
  • the heat resistant resin include a resin having a heat resistance of 60 ° C. or higher.
  • the main shaft 22 has a rod shape formed using a metal material or an alloy.
  • the main shaft 22 extends along the Z-axis direction, and both ends are fixed to the fixed frame 10.
  • the secondary shaft 23 has a rod shape formed using a metal material or an alloy.
  • the auxiliary shaft 23 extends along the Z-axis direction, and both ends thereof are fixed to the fixed frame 10.
  • the auxiliary shaft 23 is provided on the opposite side of the main shaft 22 with respect to the central axis of the movable lens 21.
  • the bearing 24 is formed using a metal material, an alloy, or a heat resistant resin, has a cylindrical shape extending along the Z-axis direction, covers a part of the outer periphery of the main shaft 22, and is held by the movable frame 20.
  • the bearings 24 are provided at both ends, and have sliding contact portions 24 a and 24 b that are slidably in contact with the main shaft 22.
  • Lubricant is applied to the outer periphery of the main shaft 22 or the contact portion (end portion) of the bearing 24 with the main shaft 22.
  • the lubricant include grease and lubricating oil.
  • a solid lubricant may be provided, or a coating treatment with fluorine lubrication plating, lubrication alumite, or the like may be performed.
  • the lubrication means is not limited to the above-described means as long as it has heat resistance at a high temperature of, for example, 60 ° C. or more and can obtain a lubrication effect.
  • the voice coil motor 30A includes a yoke 11A, a magnet 12A attached to the inner peripheral side of the yoke 11A, and a coil that is supported by the movable frame 20 and wound around the yoke 11A opposite to the side to which the magnet 12A is attached. 13A.
  • the magnet 12A is realized using a permanent magnet and has a shape extending in the Z-axis direction.
  • the voice coil motor 30B includes a yoke 11B, a magnet 12B attached to the inner peripheral side of the yoke 11B, and a coil that is supported by the movable frame 20 and is wound around the yoke 11B opposite to the side to which the magnet 12B is attached. 13B.
  • the magnet 12B is realized using a permanent magnet and has a shape extending in the Z-axis direction.
  • the magnetic polarization directions of the magnets 12A and 12B are the Y-axis direction orthogonal to the optical axis direction (Z-axis direction) of the movable lens 21. More generally, the magnetic polarization directions of the magnets 12A and 12B may be any direction that intersects the optical axis (Z-axis) direction.
  • the movable frame 20 When a current is passed through the coils 13A and 13B, a force in the Z-axis direction is generated in the movable frame 20 due to the magnetic field of the magnets 12A and 12B, and the movable frame 20 moves in the Z-axis direction with respect to the fixed frame 10.
  • the movable frame 20 can be moved along the main shaft 22 in a desired direction by controlling the currents flowing through the coils 13A and 13B.
  • the position detection unit 40 is attached to the fixed frame 10 and includes, for example, a position detection sensor 14 realized by a Hall element, and a detection magnet 25 provided on the movable frame 20.
  • the position detection sensor 14 holds information relating to the detected change in the strength of the magnetic field as position detection information.
  • the detection magnet 25 is provided in the vicinity of the main shaft 22 and on the side surface in the direction orthogonal to the optical axis of the movable frame 20.
  • the detection magnet 25 is preferably disposed at a position where a straight line passing through the center and extending in the X-axis direction intersects with the central axes of the main shaft 22 and the sub shaft 23.
  • a moment (moment around the center of gravity) by the driving force at the center of gravity G1 of the movable group composed of the movable frame 20, the movable lens 21, the bearing 24, the coils 13A and 13B, and the detection magnet 25. ) Is almost zero.
  • the moment is zero (substantially zero) includes a moment caused by a design error, a force such as gravity, vibration, or the like.
  • the above-described center-of-gravity position G1 of the movable group is driven from the voice coil motors 30A and 30B when projected from the optical axis direction (Z-axis direction) or the direction orthogonal to the optical axis (X-axis direction). It substantially coincides with the force center position G2.
  • the center position G2 of the driving force is a position corresponding to the center of gravity of the voice coil motors 30A and 30B, and is a position where the moment resulting from the driving force generated from the voice coil motors 30A and 30B is substantially zero. is there.
  • center-of-gravity position G1 substantially coincides with the center position G3 (the center-of-gravity position of the bearing 24) of the sliding contact portions 24a and 24b in the bearing 24 when projected from the direction orthogonal to the optical axis (X-axis direction).
  • the optical axis direction (Z) at the center of gravity G1 of the movable group composed of the movable frame 20, the movable lens 21, the bearing 24, the coils 13A and 13B, and the detection magnet 25 is also shown.
  • the moment when projected from the direction (axial direction) or the direction orthogonal to the optical axis (X-axis direction) is substantially zero. Therefore, when the movable frame 20 is moved, the main shaft 22 and the main shaft 22 are moved via the movable frame 20 (bearing 24). It is possible to reduce the load in a direction different from the moving direction (Z-axis direction) applied to the bearing 24, and to suppress a decrease in slidability. Thereby, according to the optical unit 1 which concerns on this Embodiment 1, the fall of sliding property can be suppressed also under high temperature.
  • the voice coil motor is provided on one end side in the direction orthogonal to the moving direction of the movable lens frame, a twist (moment) is generated between the shaft and the bearing.
  • the magnet 12A and the coil 13A forming the set and the magnet 12B and the coil 13B forming the set are opposed to the optical axis, and the optical axis direction (Z-axis direction).
  • the center of gravity position G1 of the movable group coincides with the center position G3 of the sliding contact portions 24a and 24b in the bearing 24 (the center of gravity position of the bearing 24). Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a twist (moment) between the shaft and the bearing and to ensure good slidability.
  • the sliding contact portions 24 a and 24 b that are slidably in contact with the main shaft 22 are provided at both ends of the bearing 24, respectively, so that when the bearing 24 slides with respect to the main shaft 22. It can be made less susceptible to the effects of viscous resistance such as lubricants.
  • the detection magnet 25 is provided in the vicinity of the main shaft 22 and on the side surface in the direction orthogonal to the optical axis of the movable frame 20, it is provided between the main shaft 22 and the bearing 24. Even if the movable frame 20 is bent around the main shaft 22 due to rattling, the position detection error can be reduced.
  • the movable frame 20 is formed using a light metal or a heat-resistant resin, so that the weight is reduced as compared with the case where the movable frame 20 is formed using a metal other than the light metal. As a result, the optical unit 1 can be reduced in size.
  • the fixed frame 10 has been described as having the magnets 12A and 12B and the movable frame 20 having the coils 13A and 13B.
  • the fixed frame 10 has the coils 13A and 13B
  • the movable frame 20 has the magnets 12A and 12B. 12B may be provided.
  • the position detection sensor 14 is provided on the fixed frame 10 and the detection magnet 25 is provided on the movable frame 20.
  • the detection magnet 25 is provided on the fixed frame 10 and the position detection sensor is provided on the movable frame 20. 14 may be provided. Further, the position of the movable frame 20 relative to the fixed frame 10 may be detected based on brightness information such as contrast of the obtained image without providing the position detection unit 40.
  • the movable lens 21 is used as an optical element to be moved.
  • an imaging element or a filter capable of selecting the wavelength of transmitted light may be used.
  • the central axis is the optical axis, but in the case of an image sensor, the center axis is an axis that passes through the center of the light receiving surface and is orthogonal to the light receiving surface. The axis passing through the center and orthogonal to the transmission surface may be taken as the central axis.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the optical unit according to Modification 1 of Embodiment 1 of the present invention, and a plane parallel to the XY plane in the orthogonal coordinate system shown in FIG. FIG.
  • symbol is attached
  • the rotation of the movable frame 20 around the main shaft 22 has been described as being suppressed by the auxiliary shaft 23.
  • the movable frame 20 further includes a rod-shaped rotation preventing member 26 extending in the X-axis direction, and is formed on the inner peripheral surface of the fixed frame 10. Is formed with a concave locking groove 10b extending along the Z-axis direction.
  • the rotation preventing member 26 can be locked in the locking groove 10 b and moves along the locking groove 10 b in conjunction with the movement of the movable frame 20.
  • the rotation preventing member 26 is locked with the locking groove 10b, whereby movement on the XY plane is restricted. Thereby, the rotation of the movable frame 20 around the main shaft 22 can be suppressed.
  • the structure which does not have the subshaft 23 may be sufficient as long as the rotation prevention member 26 can suppress rotation around the main axis 22 of the movable frame 20.
  • Modification 2 of Embodiment 1 6 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an optical unit according to Modification 2 of Embodiment 1 of the present invention, and a plane parallel to the XY plane in the orthogonal coordinate system shown in FIG. FIG.
  • symbol is attached
  • it has been described as having two coils (coils 13A, 13B).
  • a voice coil motor is configured by one coil 15 and magnets 12A, 12B. .
  • the optical unit 1b shown in FIG. 6 has a coil 15 instead of the coils 13A and 13B of the optical unit 1 described above.
  • the magnet 12A has the N pole on the coil 15 side and the S pole on the opposite side
  • the magnet 12B has the S pole on the coil 15 side and the N pole on the opposite side. According to the second modification, the number of parts can be reduced as compared with the optical unit 1 described above.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the optical unit according to Modification 3 of Embodiment 1 of the present invention, and a plane parallel to the XZ plane in the orthogonal coordinate system shown in FIG. FIG.
  • symbol is attached
  • the bearing 24 has been described as having an integrally formed cylindrical shape.
  • the bearings 27 are provided with cap portions at both ends.
  • the bearing 27 instead of the bearing 24 of the optical unit 1 described above.
  • the bearing 27 is provided at one end of the cylindrical main body portion 27a, the main body portion 27a, and is provided at the other end of the main body portion 27a.
  • a second cap portion 27c having a shape.
  • the first cap portion 27b and the second cap portion 27c are formed with insertion holes through which the main shaft 22 is slidably contacted, and each is in contact with the main shaft 22 at the edge of the insertion hole.
  • the main body portion 27a, the first cap portion 27b, and the second cap portion 27c are configured as separate bodies. Therefore, the first cap portion 27b and the second cap portion that are slidable contact portions are provided. If 27c is replaced, it is possible to easily change the sliding contact area with the main shaft 22, change the material of the sliding contact portion, and the like.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an optical unit according to Modification 4 of Embodiment 1 of the present invention.
  • symbol is attached
  • the movable frame 20 and the bearing 27 are described as separate bodies.
  • the movable frame and a part of the bearing are integrally provided.
  • the movable frame 28 has a flat plate shape, holds the movable lens 21, and is provided on the opposite side of the movable portion 281 supported by the auxiliary shaft 23 from the side supported by the auxiliary shaft 23 of the movable portion 281.
  • a cylindrical portion 282 having a cylindrical shape extending in the axial direction, and a convex portion 283 that protrudes in the X-axis direction from the opposite side of the movable portion 281 side of the cylindrical portion 282 and supports the detection magnet 25. It is preferable that the extension lengths of the cylindrical portion 282 with respect to the opposing main surface of the movable portion 281 are equal.
  • the 1st cap part 28a is provided in the end of the cylinder part 282, and makes
  • the 2nd cap part 28b is provided in the other end of the cylinder part 282, and makes one side bottomed cylinder shape.
  • the first cap portion 28a and the second cap portion 28b are formed with insertion holes through which the main shaft 22 is slidably contacted, and each is in contact with the main shaft 22 at the edge of the insertion hole.
  • the movable frame 28, the first cap part 28a, and the second cap part 28b are configured separately, so the first cap part that is a sliding contact part.
  • the configuration of the bearing according to the fourth modification is easier to process than the bearing 24 according to the first embodiment described above.
  • (Modification 5 of Embodiment 1) 9 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an optical unit according to Modification 5 of Embodiment 1 of the present invention, and a plane parallel to the XY plane in the orthogonal coordinate system shown in FIG. FIG.
  • symbol is attached
  • the insertion hole 20c has been described as a hole having a diameter corresponding to the diameter of the outer periphery of the sub shaft 23.
  • the optical unit 1e according to the fifth modification has the insertion hole 20c. Instead, it has an insertion hole 20d for inserting and supporting the auxiliary shaft 23. As shown in FIG.
  • the insertion hole 20d is a long hole having a short axis having a length equivalent to the outer diameter of the auxiliary shaft 23 and a long axis longer than the short axis, and is a straight line extending from the long axis. Is a hole passing through the center of the main shaft 22. According to the fifth modification, it is possible to suppress the rotation of the movable frame 20 around the main shaft 22 and to form a clearance that cancels out the shift of the sub shaft 23 when the main shaft 22 is inserted into the insertion hole 20b. .
  • (Modification 6 of Embodiment 1) 10 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an optical unit according to Modification 6 of Embodiment 1 of the present invention, and a plane parallel to the XY plane in the orthogonal coordinate system shown in FIG. FIG.
  • symbol is attached
  • the bearing 24 is provided only on the main shaft 22, but the optical unit 1f according to the sixth modification is an insertion hole for inserting and supporting the bearing 29 in place of the insertion hole 20c. 20e.
  • a bearing 29 is also provided on the auxiliary shaft 23.
  • the bearing 29 has the same configuration as the bearing 24 described above. As shown in FIG.
  • the center of gravity of the bearings 24 and 29 (the support center at which the bearings 24 and 29 support the respective shafts) is G3 ′.
  • the gravity center position G3 ′ coincides with the gravity center position G1 of the movable group, the moment around the gravity center position G3 ′ can be made substantially zero, and the movable frame 20 can be moved with higher accuracy. it can.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an optical unit according to Modification 7 of Embodiment 1 of the present invention.
  • symbol is attached
  • the center of gravity position G1 of the movable group can be adjusted by providing the weight 20f on the side surface of the movable frame 20 that faces the side surface on which the detection magnet 25 is provided.
  • the center of gravity position G1 of the movable group is moved by adding the weight 20f to the movable group.
  • the moment around the center of gravity can be made substantially zero.
  • the center of gravity position of the weight 20f passes the center of gravity position G1 before the weight 20f is disposed, and in the X direction.
  • the weight 20f is preferably disposed so as to be positioned on the extending straight line.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically showing the configuration of the optical unit according to Embodiment 2 of the present invention.
  • 13 is a cross-sectional view taken along the line DD shown in FIG. 12, and is a cross-sectional view taken along a plane parallel to the XY plane in the orthogonal coordinate system shown in FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line EE shown in FIG. 12, and a cross-sectional view taken along a plane parallel to the YZ plane in the orthogonal coordinate system shown in FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line FF shown in FIG. 12, and is a cross-sectional view taken along a plane parallel to the XZ plane in the orthogonal coordinate system shown in FIG.
  • the sectional views shown in FIGS. 13 to 15 will be described on the assumption that the cut surface passes through the center of the movable lens 61.
  • the optical unit 1g shown in FIGS. 12 to 15 includes a housing of the imaging apparatus, a fixed frame 50 fixed to the distal end portion of the endoscope, a movable frame 60 movable with respect to the fixed frame 50, and a movable frame. 60, a movable lens 61, a movable frame 60 that supports the movable frame 60, a main shaft 62 that guides the moving direction of the movable frame 60 relative to the fixed frame 50, a movable frame 60 that supports the movable frame 60, and the movable frame 60 relative to the fixed frame 50.
  • a secondary shaft 63 that guides the moving direction, a bearing 64 that is fixed to the movable frame 60 and that is slidably in contact with the main shaft 62, and a voice coil motor that generates a driving force that moves the movable frame 60 relative to the fixed frame 50. 70, and a position detection unit 80 that detects the position of the movable frame 60 with respect to the fixed frame 50.
  • the fixed frame 50 has a bottomed cylindrical shape on one side.
  • the fixed frame 50 is provided with a through hole 50a provided at the bottom and penetrating in the central axis direction of the opening (in the second embodiment, the Z-axis direction shown in FIG. 12). Further, a yoke 51 described later is provided at the bottom of the fixed frame 50.
  • the movable frame 60 is formed using a light metal or a heat resistant resin.
  • a holding hole 60 a that holds the movable lens 61 is formed in the movable frame 60.
  • the movable lens 61 is held so that the optical axis of the movable lens 61 substantially coincides with the central axis of the through hole 50a.
  • the light metal include metals such as aluminum, magnesium, titanium, and beryllium, and alloys of these metals.
  • the main shaft 62 has a rod shape formed using a metal material or an alloy of a metal material.
  • the main shaft 62 extends along the Y-axis direction, and both ends are fixed to the fixed frame 50.
  • the secondary shaft 63 has a rod shape formed using a metal material or an alloy of a metal material.
  • the auxiliary shaft 63 extends along the Y-axis direction, and both ends thereof are fixed to the fixed frame 50.
  • the auxiliary shaft 63 is provided on the opposite side to the main shaft 62 with respect to the central axis of the movable lens 61, and is sandwiched by the inner wall surface of the notch 60b.
  • the bearing 64 is formed using a metal material, an alloy of metal material, or a heat resistant resin, has a cylindrical shape extending along the Y-axis direction, covers a part of the outer periphery of the main shaft 62, and is held by the movable frame 60. .
  • the bearings 64 are provided at both ends, and have sliding contact portions 64 a and 64 b that are slidably in contact with the main shaft 62.
  • Lubricant is applied to the outer periphery of the main shaft 62 or the contact portion (end portion) of the bearing 64 with the main shaft 62.
  • the lubricant include grease and lubricating oil.
  • a solid lubricant may be provided, or a coating treatment with fluorine lubrication plating, lubrication alumite, or the like may be performed.
  • the lubrication means is not limited to the above-described means as long as it has heat resistance at a high temperature of, for example, 60 ° or more and can obtain a lubrication effect.
  • the voice coil motor 70 includes a yoke 51, magnets 52A and 52B provided at both ends of the movable frame 60 in the Y-axis direction, and a coil 53 supported by the yoke 51 and provided to face the magnets 52A and 52B.
  • the yoke 51 has a ring shape formed using a material having high magnetic permeability such as iron.
  • the yoke 51 is not limited to the ring shape.
  • the magnets 52A and 52B forming a pair along the Y-axis direction have magnetic poles in opposite directions.
  • the magnet 52A has an N pole on the coil 53 side and the S pole on the opposite side
  • the magnet 52B has an S pole on the coil 53 side and an N pole on the opposite side.
  • the magnetic polarization direction of the magnets 52 ⁇ / b> A and 52 ⁇ / b> B is the Z-axis direction parallel to the optical axis direction of the movable lens 21.
  • the movable frame 60 moves in the Y-axis direction with respect to the fixed frame 50.
  • the movable frame 60 can be moved along the main shaft 62 in a desired direction by controlling the current flowing through the coil 53.
  • the movable frame 60 moves in a direction (Y axis direction) orthogonal to the optical axis direction (Z axis direction).
  • the movable lens 61 moves in the Y-axis direction on a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis.
  • the operation of the movable lens 61 is used for camera shake correction, for example.
  • the position detection unit 80 is attached to the fixed frame 50 and includes, for example, a position detection sensor 54 realized by a Hall element, and a detection magnet 65 provided on the movable frame 60.
  • the position detection sensor 54 holds information related to the detected change in the strength of the magnetic field as position detection information.
  • the detection magnet 65 is provided in the vicinity of the main shaft 62 and on the side surface of the movable frame 60 in the optical axis direction.
  • the center of gravity position G4 of the movable group constituted by 65 substantially coincides with the center position G5 of the driving force emitted from the voice coil motor 70.
  • the movable frame 60, the movable lens 61, the bearing 64, the magnets 52A and 52B, and the magnets 52A and 52B when viewed from the optical axis direction (Z-axis direction) or the orthogonal direction (X direction).
  • the center of gravity G4 of the movable group composed of the detection magnets 65 is substantially coincident with the center position G5 of the driving force generated from the voice coil motor 70, the moment caused by the driving force of the voice coil motor 70
  • the moment around the center of gravity of the movable group including the movable frame 60, the movable lens 61, the bearing 64, and the magnets 52A and 52B becomes substantially zero, and the movable frame 60, the main shaft 62, and the bearing are moved when the movable frame 60 is moved.
  • the load in a direction different from the moving direction (Y-axis direction) applied to 64 can be reduced, and deterioration of slidability can be suppressed.
  • the optical knit 1g which concerns on this Embodiment 2
  • the fall of slidability can be suppressed also under high temperature.
  • the position detection sensor 54 is provided on the fixed frame 50 and the detection magnet 65 is provided on the movable frame 60.
  • the detection magnet 65 is provided on the fixed frame 50 and the position detection sensor is provided on the movable frame 60. 54 may be provided.
  • the magnets 52A and 52B may also serve as detection magnets.
  • the movable frame is moved in only one direction.
  • the fixed frame 10 is moved in a direction different from the moving direction of the movable frame.
  • a plurality of movement axes or rotation axes may be provided by rotating or rotating.
  • the arrangement of the magnets and coils of the voice coil motor may be reversed.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of an endoscope system including the endoscope according to the third embodiment of the present invention.
  • An endoscope system 90 shown in the figure includes an endoscope 91, a control device 95, and a display device 97.
  • the endoscope 91 includes any one of the optical units 1 to 1g according to Embodiments 1 and 2 described above. Hereinafter, an example including the optical unit 1 will be described.
  • the endoscope 91 can be introduced into a subject such as a human body and optically images a predetermined observation site in the subject.
  • the subject into which the endoscope 91 is introduced is not limited to a human body, but may be another living body or an artificial object such as a machine or a building.
  • the endoscope 91 may be a medical endoscope or an industrial endoscope.
  • the endoscope 91 includes an insertion portion 92 introduced into the subject, an operation portion 93 located at the proximal end of the insertion portion 92, and a universal cord 94 as a composite cable extending from the operation portion 93. Prepare.
  • the insertion portion 92 is disposed at the distal end portion 92a disposed at the distal end, the bendable bending portion 92b disposed at the proximal end side of the distal end portion 92a, and the operation portion 93 disposed at the proximal end side of the bending portion 92b. And a flexible tube portion 92c having flexibility.
  • An imaging unit 98 that collects light from the subject and images the subject is provided at the distal end portion 92a.
  • the imaging unit 98 includes an optical unit 1 that collects light from the subject, and an imaging element that photoelectrically converts the light collected by the optical unit 1 and outputs the photoelectric conversion.
  • the image sensor is configured using a CCD or a CMOS.
  • the endoscope 91 may be a rigid endoscope that does not have the flexible tube portion 92c in the insertion portion 92.
  • the operation unit 93 instructs the operation of the angle operation unit 93a for operating the bending state of the bending unit 92b and the above-described voice coil motors 30A and 30B, and performs the zoom operation or the focusing operation in the optical unit 1.
  • 93b The angle operation unit 93a is formed in a knob shape, and the optical unit operation unit 93b is formed in a lever shape.
  • other types such as a volume switch and a push switch may be used.
  • the universal cord 94 is a member that connects the operation unit 93 and the control device 95.
  • the endoscope 91 is connected to the control device 95 via a connector 94 a provided at the base end portion of the universal cord 94.
  • a cable 96 such as a wire, an electric wire, or an optical fiber is inserted through the insertion portion 92, the operation portion 93, and the universal cord 94.
  • the control device 95 includes a drive control unit 95a that controls the bending state of the bending unit 92b, an image control unit 95b that controls the imaging unit 98, and a light source control unit 95c that controls a light source device (not shown).
  • the control device 95 has a processor such as a CPU (Central Processing Unit), and controls the entire endoscope system 90 in an integrated manner.
  • CPU Central Processing Unit
  • the drive control unit 95a has an actuator and is mechanically connected to the operation unit 93 and the bending unit 92b through a wire.
  • the drive control unit 95a controls the bending state of the bending portion 92b by moving the wire forward and backward.
  • the image control unit 95b is electrically connected to the imaging unit 98 and the operation unit 93 via electric lines.
  • the image control unit 95 b performs drive control of the voice coil motors 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B included in the imaging unit 98 and processing of an image captured by the imaging unit 98.
  • the image processed by the image control unit 95b is displayed on the display device 97.
  • the light source control unit 95c is optically connected to the light source and operation unit 93 through an optical fiber.
  • the light source controller 95c controls the brightness and the like of the light source emitted from the distal end portion 92a.
  • the operation unit 93 may be formed separately from the insertion unit 92, and the insertion unit 92 may be operated by remote operation.
  • the endoscope system 90 having the above configuration includes the imaging unit 98 having the optical unit 1 described above, it can perform a small and highly accurate zoom change or focusing operation.
  • the heat resistant resin used for the movable frame 20 or the like is preferably, for example, a resin having a heat resistance of 140 ° C. or higher.
  • FIGS. 17 and 18 are schematic diagrams illustrating the configuration of the information device 100 according to the fourth embodiment of the present invention. Note that FIGS. 17 and 18 are diagrams showing opposing main surfaces in the information device 100 having a substantially plate shape.
  • the information device 100 includes any one of the optical units 1 to 1g according to Embodiments 1 and 2 described above. Hereinafter, an example including the optical unit 1 will be described.
  • symbol is attached
  • 17 and 18 includes a housing 101, a display unit 102 provided on the surface of the housing 101, which displays images (processed image information), character information, and input information related to operations, and an external device.
  • images processed image information
  • character information displayed on the opposite side of the display unit 102 for inputting a subject luminous flux into the housing 101.
  • It has the window part 104 and the illumination part 105 which radiate
  • the optical unit 1 is provided inside the housing 101 and is disposed between the window 104 and the image sensor. Further, on the surface of the display unit 102, a position where the user has made contact is detected based on information displayed on the display unit 102, and an operation instruction for instructing an operation performed by the information device 100 according to the detected contact position is displayed.
  • a touch panel 102a (input unit) that receives an input is provided.
  • Examples of the input method of the touch panel 102a include a resistance film method, a capacitance method, and an optical method.
  • any type of touch panel is applicable.
  • the information device 100 can transmit input information or receive information according to input or setting by a wireless communication circuit (not shown). Note that the information device 100 may be configured not to include the voice input unit 103a and / or the voice output unit 103b.
  • the information device 100 having the above configuration includes the optical unit 1 described above, the information device 100 is small and can perform zoom change or focusing operation with high accuracy.
  • FIG. 19 is a perspective view illustrating a configuration of the imaging apparatus 110 according to the fifth embodiment.
  • the imaging apparatus 110 includes any one of the optical units 1 to 1g according to Embodiments 1 and 2 described above and an imaging element, and stores, for example, an image captured by the imaging element.
  • an example including the optical unit 1 will be described.
  • the imaging unit 19 includes an imaging unit 111 including an imaging lens, a flash 112, and a shutter button 113, and is covered with a cover member 114.
  • the imaging device 110 includes a control circuit that performs drive control related to the optical unit 1, an imaging device, imaging processing, and the like, a solid-state imaging device such as a CCD and a CMOS, a microphone and a speaker that input and output audio, and a control circuit.
  • a drive circuit for driving each functional member under control is provided.
  • the imaging device 110 having the above-described configuration includes the optical unit 1 described above, it is small and can perform zoom change or focusing operation with high accuracy.
  • the above-described optical unit 1 may further include a current control unit that controls the current flowing through the coil based on the detection result of the position detection unit.
  • the position detection sensor 14 has been described as being realized by a Hall element, it may be realized by using, for example, a magnetoresistive effect element (MR element). By controlling the current flowing through the coil based on the magnetism detected by the position detection unit, the drive speed and stop position of the movable frame can be more accurately controlled.
  • MR element magnetoresistive effect element
  • the number of magnets disposed on the movable frame is not limited to that described in the first and second embodiments.
  • the movable frame has been described as moving in only one direction, it may be movable in a plurality of directions. In this case, for example, an axis for moving the fixed frame in a direction different from the movable frame may be added.
  • the present invention can include various embodiments and the like not described herein, and appropriate design changes and the like can be made without departing from the technical idea described in the claims. Is possible.
  • Optical unit 10 50 Fixed frame 11A, 11B, 51 Yoke 12A, 12B, 52A, 52B Magnet 13A, 13B, 15, 53 Coil 14, 54 Position detection sensor 20, 28, 60 Movable frame 21, 61 Movable lens 21a Imaging element 22, 62 Main shaft 23, 63 Sub shaft 24, 27, 29, 64 Bearing 24a, 24b, 64a, 64b Sliding portion 25, 65 Detection magnet 26 Rotation Prevention member 30A, 30B, 70 Voice coil motor 40, 80 Position detection unit 27a Main body unit 27b, 28a First cap unit 27c, 28b Second cap unit 90 Endoscope system 91 Endoscope 92 Insertion unit 100 Information device 110 Imaging apparatus

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Abstract

光学素子駆動機構は、軽金属または耐熱性樹脂を用いて形成され、光学素子を保持し、所定の方向に移動可能な可動枠と、金属、または該金属を含む合金を用いて形成され、所定の方向に沿って延びる軸と、軸を保持する保持枠と、金属、該金属を含む合金または耐熱性樹脂を用いて形成され、可動枠に固定され、縁端近傍を含む一部が軸と摺動自在に接触する軸受と、一または複数の磁石、および一または複数のコイルを有し、可動枠を所定の方向に沿って固定枠に対して相対移動させることが可能なボイスコイルモータと、を備え、ボイスコイルモータの駆動力に起因するモーメントであって、光学素子と、該光学素子を保持する可動枠と、軸受と、磁石またはコイルとを含む可動群の重心のまわりのモーメントは、略ゼロとなる。

Description

光学素子駆動機構、内視鏡および撮像装置
　本発明は、ボイスコイルモータを用いて可動部を進退駆動する光学素子駆動機構、光学素子駆動機構を備えた内視鏡および撮像装置に関する。
　従来、可動レンズが設けられた可動レンズ枠を有し、この可動レンズ枠を進退移動させることによって撮影倍率を変更するズーム機能として、コイルおよび磁石を用いた電磁駆動式アクチュエータ、すなわちボイスコイルモータ（Voice　Coil　Motor：ＶＣＭ）を利用した技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
特許第３２４６２４１号公報
　しかしながら、医療分野で多く用いられる１００℃を超えるような滅菌や、駆動時の温度が６０℃以上となるＣＣＤ（Charge　Coupled　Device）イメージセンサなどの発熱体付近でＶＣＭを駆動させる場合、デジタルカメラ等で用いられるような樹脂材料を用いて可動レンズ枠および軸受を形成すると、高温下での伸縮や変形により摺動性が悪化するおそれがあった。一方で、樹脂材料の代わりに、変形が少なく、軸受として一般的に使用される真鍮などの金属材料を用いると、可動レンズ枠の質量が増加するため、ＶＣＭの磁気回路を大きくしなければならず、大型化するという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高温下でも摺動性の低下を抑制することができる光学素子駆動機構、内視鏡および撮像装置を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光学素子駆動機構は、金属または合金を用いて形成され、所定の方向に沿って延びる軸と、軽金属または耐熱性樹脂を用いて形成され、光学素子を保持し、前記軸の延伸方向に沿って移動可能な可動枠と、前記軸を保持する保持枠と、金属、合金または耐熱性樹脂を用いて形成され、前記可動枠に固定され、縁端近傍を含む一部が前記軸と摺動自在に接触する軸受と、一または複数の磁石、および一または複数のコイルを有し、前記可動枠を前記所定の方向に沿って前記保持枠に対して相対移動させることが可能なボイスコイルモータと、を備え、前記光学素子と、該光学素子を保持する前記可動枠と、前記軸受と、前記磁石または前記コイルとを含む可動群の重心のまわりのモーメントは、略ゼロとなることを特徴とする。
　また、本発明に係る内視鏡は、被検体の内部に挿入されて該被検体の内部を観察する内視鏡であって、上記の発明に係る光学素子駆動機構と、前記光学素子駆動機構が集光した光を電気信号に変換する撮像素子と、を備えたことを特徴とする。
　また、本発明に係る撮像装置は、上記の発明に係る光学素子駆動機構と、前記光学素子駆動機構によって駆動される光学素子を含む光学系によって結像される光学像を電気信号に変換する撮像素子と、を備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、高温下でも摺動性の低下を抑制することができるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。 図２は、図１に示すＡ－Ａ線断面図である。 図３は、図１に示すＢ－Ｂ線断面図である。 図４は、図１に示すＣ－Ｃ線断面図である。 図５は、本発明の実施の形態１の変形例１に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。 図６は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。 図７は、本発明の実施の形態１の変形例３に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。 図８は、本発明の実施の形態１の変形例４に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。 図９は、本発明の実施の形態１の変形例５に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。 図１０は、本発明の実施の形態１の変形例６に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態１の変形例７に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。 図１２は、本発明の実施の形態２に係る光学ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。 図１３は、図１２に示すＤ－Ｄ線断面図である。 図１４は、図１２に示すＥ－Ｅ線断面図である。 図１５は、図１２に示すＦ－Ｆ線断面図である。 図１６は、本発明の実施の形態３に係る内視鏡を備えた内視鏡システムの構成を示す図である。 図１７は、本発明の実施の形態４にかかる情報装置の構成を示す模式図である。 図１８は、本発明の実施の形態４にかかる情報装置の構成を示す模式図である。 図１９は、本発明の実施の形態５にかかる撮像装置の構成を示す斜視図である。
　以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。
（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示すＡ－Ａ線断面図であって、図１に示す直交座標系におけるＸＹ平面と平行な面を切断面とする断面図である。図３は、図１に示すＢ－Ｂ線断面図であって、図１に示す直交座標系におけるＹＺ平面と平行な面を切断面とする断面図である。図４は、図１に示すＣ－Ｃ線断面図であって、図１に示す直交座標系におけるＸＺ平面と平行な面を切断面とする断面図である。図２～４に示す断面図は、切断面が、可動レンズ２１の中心を通過しているものとして説明する。
　図１～図４に示す光学ユニット１（光学素子駆動機構）は、撮像装置の筐体や、内視鏡の先端部に固定される固定枠１０（保持枠）と、固定枠１０に対して移動可能な可動枠２０と、可動枠２０に設けられる可動レンズ２１と、可動枠２０を支持するとともに、固定枠１０に対する可動枠２０の移動方向を案内する主軸２２と、可動枠２０を支持するとともに、固定枠１０に対する可動枠２０の移動方向を案内する副軸２３と、可動枠２０に固定され、主軸２２と摺動自在に接触する軸受２４と、固定枠１０に対して可動枠２０を移動させる駆動力を発生するボイスコイルモータ３０Ａ，３０Ｂと、固定枠１０に対する可動枠２０の位置を検出する位置検出部４０と、を備える。
　固定枠１０は、角柱状の中空空間が形成された中空角柱状をなす。固定枠１０には、該中空角柱状の貫通方向の中心軸と直交する方向（本実施の形態１では、図１に示すＺ軸方向）に貫通する貫通孔１０ａが形成されている。また、固定枠１０の開口方向（本実施の形態１では、図１に示すＹ軸方向）の一端側には、後述するヨーク１１Ａが設けられ、開口方向の他端側には、後述するヨーク１１Ｂが設けられている。ヨーク１１Ａ，１１Ｂは、鉄などの透磁率の高い材料を用いて形成される環形状をなす。
　可動枠２０は、軽金属または耐熱樹脂を用いて形成される。可動枠２０には、可動レンズ２１を保持する保持孔２０ａと、軸受２４を挿通して支持する挿通孔２０ｂと、副軸２３を挿通して支持する挿通孔２０ｃとが形成されている。可動枠２０は、可動レンズ２１の光軸が、貫通孔１０ａの中心軸と略一致するように、可動レンズ２１を保持する。挿通孔２０ｂは、軸受２４の外周の径に応じた径を有する孔である。挿通孔２０ｃは、副軸２３の外周の径に応じた径を有する孔である。軽金属としては、アルミニウム、マグネシウム、チタン、ベリリウムなどの金属や、これらの金属を含む合金などが挙げられる。耐熱性の樹脂は、例えば、６０℃以上の耐熱性を有する樹脂が挙げられる。
　主軸２２は、金属材料または合金を用いて形成される棒状をなす。主軸２２は、Ｚ軸方向に沿って延び、両端が固定枠１０に固定される。
　副軸２３は、金属材料または合金を用いて形成される棒状をなす。副軸２３は、Ｚ軸方向に沿って延び、両端が固定枠１０に固定される。副軸２３は、可動レンズ２１の中心軸に対して主軸２２と反対側に設けられる。
　軸受２４は、金属材料、合金または耐熱樹脂を用いて形成され、Ｚ軸方向に沿って延びる筒状をなし、主軸２２の外周の一部を覆うとともに、可動枠２０に保持される。軸受２４は、両端にそれぞれ設けられ、主軸２２と摺動自在に接する摺接部２４ａ，２４ｂを有する。
　主軸２２の外周または軸受２４の主軸２２との接触部（端部）には、潤滑剤が塗布されている。潤滑剤としては、グリースや潤滑油などが挙げられる。また、潤滑手段として、固体潤滑剤を設けてもよいし、フッ素潤滑メッキ、潤滑アルマイトなどによるコーティング処理を施すものであってもよい。潤滑手段としては、例えば６０℃以上の高温下での耐熱性を有し、潤滑効果を得ることができれば、上述した手段に限らない。
　ボイスコイルモータ３０Ａは、ヨーク１１Ａと、ヨーク１１Ａの内周側に取り付けられる磁石１２Ａと、可動枠２０に支持されるとともに、磁石１２Ａが取り付けられる側と反対側のヨーク１１Ａに巻回されるコイル１３Ａと、を有する。磁石１２Ａは、永久磁石を用いて実現され、Ｚ軸方向に延びた形状をなす。
　ボイスコイルモータ３０Ｂは、ヨーク１１Ｂと、ヨーク１１Ｂの内周側に取り付けられる磁石１２Ｂと、可動枠２０に支持されるとともに、磁石１２Ｂが取り付けられる側と反対側のヨーク１１Ｂに巻回されるコイル１３Ｂと、を有する。磁石１２Ｂは、永久磁石を用いて実現され、Ｚ軸方向に延びた形状をなす。
　この場合、磁石１２Ａ，１２Ｂの磁気分極方向は、可動レンズ２１の光軸方向（Ｚ軸方向）に対して直交するＹ軸方向である。なお、より一般に磁石１２Ａ，１２Ｂの磁気分極方向は、光軸（Ｚ軸）方向と交差する方向であればよい。
　コイル１３Ａ，１３Ｂに電流を流すと、磁石１２Ａ，１２Ｂの磁界の影響によって、可動枠２０にＺ軸方向の力が発生し、固定枠１０に対して可動枠２０がＺ軸方向に移動する。例えば、コイル１３Ａ，１３Ｂにそれぞれ流す電流を制御することによって、可動枠２０を主軸２２に沿って所望の方向に移動させることができる。
　位置検出部４０は、固定枠１０に取り付けられ、例えばホール素子により実現される位置検出センサ１４と、可動枠２０に設けられる検出用磁石２５と、からなる。位置検出センサ１４は、検出した磁界の強度の変化に係る情報を位置検出情報として保持する。検出用磁石２５は、主軸２２の近傍であって、可動枠２０の光軸と直交する方向の側面に設けられる。また、検出用磁石２５は、中心を通過しＸ軸方向に延びる直線が、主軸２２および副軸２３の中心軸と交差する位置に配置されることが望ましい。
　以上の構成を有する光学ユニット１では、可動枠２０、可動レンズ２１、軸受２４、コイル１３Ａ，１３Ｂおよび検出用磁石２５で構成される可動群の重心位置Ｇ１における駆動力によるモーメント（重心まわりのモーメント）が略ゼロとなる。ここでいうモーメントがゼロ（略ゼロ）とは、設計上の誤差や、重力、振動などの力等により生じるモーメントを含む。
　光学ユニット１では、光軸方向（Ｚ軸方向）もしくは光軸と直交する方向（Ｘ軸方向）から投影したとき、上述した可動群の重心位置Ｇ１が、ボイスコイルモータ３０Ａ，３０Ｂから発せられる駆動力の中心位置Ｇ２と略一致する。ここで、駆動力の中心位置Ｇ２とは、ボイスコイルモータ３０Ａ，３０Ｂの重心に相当する位置であって、ボイスコイルモータ３０Ａ，３０Ｂから発せられる駆動力に起因するモーメントが略ゼロとなる位置である。また、重心位置Ｇ１は、光軸と直交する方向（Ｘ軸方向）から投影したとき、軸受２４における摺接部２４ａ，２４ｂの中心位置Ｇ３（軸受２４の重心位置）と略一致することが望ましい。
　以上説明した本発明の実施の形態１によれば、軽金属または耐熱樹脂を用いて形成される可動枠２０と、金属材料または金属材料の合金を用いて形成される主軸２２および副軸２３と、金属材料、金属材料の合金または耐熱樹脂を用いて形成される軸受２４とを備えるようにしたので、高温下、例えば６０℃以上の温度であっても、耐熱性に優れた光学ユニットを得ることができる。また、本実施の形態１に係る光学ユニット１では、可動枠２０、可動レンズ２１、軸受２４、コイル１３Ａ，１３Ｂおよび検出用磁石２５で構成される可動群の重心位置Ｇ１における光軸方向（Ｚ軸方向）、もしくは光軸と直交する方向（Ｘ軸方向）から投影したときのモーメントが略ゼロとなるため、可動枠２０を移動させる際に可動枠２０（軸受２４）を介して主軸２２および軸受２４に加わる移動方向（Ｚ軸方向）とは異なる方向の荷重を低減し、摺動性の低下を抑制することができる。これにより、本実施の形態１に係る光学ユニット１によれば、高温下でも摺動性の低下を抑制することができる。
　ここで、特許文献１のような従来の技術は、ボイスコイルモータが可動レンズ枠の移動方向と直交する方向の一端側に設けられているため、軸と軸受の間でこじり（モーメント）が発生し、摺動性が悪くなって光学的な性能が確保できないおそれがあった。これに対し、本実施の形態１によれば、組をなす磁石１２Ａおよびコイル１３Ａと、組をなす磁石１２Ｂおよびコイル１３Ｂとが、光軸に対して対向し、光軸方向（Ｚ軸方向）、もしくは光軸と直交する方向（Ｘ軸方向）から投影したときに、可動群の重心位置Ｇ１が、軸受２４における摺接部２４ａ，２４ｂの中心位置Ｇ３（軸受２４の重心位置）と一致するため、軸と軸受の間でのこじり（モーメント）の発生を抑制し、良好な摺動性を確保することができる。
　また、本実施の形態１によれば、主軸２２と摺動自在に接する摺接部２４ａ，２４ｂを、軸受２４の両端にそれぞれ設けたので、主軸２２に対して軸受２４が摺動する際の潤滑剤などの粘性抵抗の影響を受けにくくすることができる。
　また、本実施の形態１によれば、検出用磁石２５は、主軸２２の近傍であって、可動枠２０の光軸と直交する方向の側面に設けたので、主軸２２および軸受２４の間のガタツキによって、可動枠２０に主軸２２まわりの煽りが生じた場合であっても、位置検出誤差を小さくすることができる。
　また、本実施の形態１によれば、可動枠２０を軽金属または耐熱樹脂を用いて形成して、軽金属以外の金属を用いて形成した場合と比して軽量化するようにしたので、アクチュエータを小さくすることができ、その結果、光学ユニット１を小型化することができる。
　なお、本実施の形態１では、固定枠１０に磁石１２Ａ，１２Ｂ、可動枠２０にコイル１３Ａ，１３Ｂを設けるものとして説明したが、固定枠１０にコイル１３Ａ，１３Ｂ、可動枠２０に磁石１２Ａ，１２Ｂを設けてもよい。
　また、本実施の形態１では、固定枠１０に位置検出センサ１４、可動枠２０に検出用磁石２５を設けるものとして説明したが、固定枠１０に検出用磁石２５、可動枠２０に位置検出センサ１４を設けてもよい。また、位置検出部４０を設けずに、得られた画像のコントラスト等の明るさの情報をもとに、固定枠１０に対する可動枠２０の位置を検出するものであってもよい。
　また、本実施の形態１では、移動対象の光学素子として、可動レンズ２１を用いるものとして説明したが、撮像素子であってもよいし、透過する光の波長を選択可能なフィルタであってもよい。可動レンズ２１の場合、中心軸は光軸となるが、撮像素子の場合は、受光面の中心を通過し、該受光面と直交する軸を中心軸とし、フィルタの場合は、光の透過領域の中心を通過し、透過面と直交する軸を中心軸とすればよい。
（実施の形態１の変形例１）
　図５は、本発明の実施の形態１の変形例１に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図であって、図１に示す直交座標系におけるＸＹ平面と平行な面を切断面とする断面図である。なお、上述した構成と同じ構成要素には、同一の符号が付してある。上述した実施の形態１では、可動枠２０の主軸２２まわりの回転を副軸２３により抑制するものとして説明したが、本変形例１では、可動枠２０に設けられた回転防止部材２６と、固定枠１０に形成された係止溝１０ｂとにより構成される回転抑制手段によって、可動枠２０の主軸２２まわりの回転を抑制する。
　図５に示す光学ユニット１ａは、上述した光学ユニット１の構成に加えて、可動枠２０が、Ｘ軸方向に延びる棒状をなす回転防止部材２６をさらに有し、固定枠１０の内周面には、Ｚ軸方向に沿って延びる凹状をなす係止溝１０ｂが形成されている。回転防止部材２６は、係止溝１０ｂに係止可能であり、可動枠２０の移動に連動して、係止溝１０ｂに沿って移動する。回転防止部材２６は、係止溝１０ｂと係止することで、ＸＹ平面上の移動が規制される。これにより、可動枠２０の主軸２２まわりの回転を抑制することができる。なお、回転防止部材２６により可動枠２０の主軸２２まわりの回転を抑制することができれば、副軸２３を有しない構成であってもよい。
（実施の形態１の変形例２）
　図６は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図であって、図１に示す直交座標系におけるＸＹ平面と平行な面を切断面とする断面図である。なお、上述した構成と同じ構成要素には、同一の符号が付してある。上述した実施の形態１では、二つのコイル（コイル１３Ａ，１３Ｂ）を有するものとして説明したが、本変形例２では、一つのコイル１５と、磁石１２Ａ，１２Ｂとにより、ボイスコイルモータを構成する。
　図６に示す光学ユニット１ｂは、上述した光学ユニット１のコイル１３Ａ，１３Ｂに代えて、コイル１５を有する。本変形例２では、磁石１２Ａは、コイル１５側をＮ極、その反対側をＳ極とし、磁石１２Ｂは、コイル１５側をＳ極、その反対側をＮ極とする。本変形例２によれば、上述した光学ユニット１と比して、部品点数を少なくすることができる。
（実施の形態１の変形例３）
　図７は、本発明の実施の形態１の変形例３に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図であって、図１に示す直交座標系におけるＸＺ平面と平行な面を切断面とする断面図である。なお、上述した構成と同じ構成要素には、同一の符号が付してある。上述した実施の形態１では、軸受２４が、一体的に形成された筒状をなすものとして説明したが、本変形例３では、両端にキャップ部を設けた軸受２７を有する。
　図７に示す光学ユニット１ｃは、上述した光学ユニット１の軸受２４に代えて、軸受２７を有する。軸受２７は、筒状をなす本体部２７ａと、本体部２７ａの一端に設けられ、片側有底筒状をなす第１キャップ部２７ｂと、本体部２７ａの他端に設けられ、片側有底筒状をなす第２キャップ部２７ｃと、を有する。第１キャップ部２７ｂおよび第２キャップ部２７ｃには、主軸２２を摺接自在に挿通する挿通孔が形成され、各々が挿通孔の縁端において主軸２２と接触している。本変形例３によれば、本体部２７ａと、第１キャップ部２７ｂおよび第２キャップ部２７ｃと、を別体の構成としたので、摺接部である第１キャップ部２７ｂおよび第２キャップ部２７ｃを交換すれば、主軸２２との摺接面積の変更や、摺接部の材質変更などを簡易に行うことができる。
（実施の形態１の変形例４）
　図８は、本発明の実施の形態１の変形例４に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図であって、図１に示す直交座標系におけるＸＺ平面と平行な面を切断面とする断面図である。なお、上述した構成と同じ構成要素には、同一の符号が付してある。上述した変形例３では、可動枠２０と軸受２７とが別体であるものとして説明したが、本変形例４では、可動枠と軸受の一部とが一体的に設けられる。
　図８に示す光学ユニット１ｄは、上述した光学ユニット１ｃの可動枠２０および軸受２７に代えて、可動枠２８、および軸受としての第１キャップ部２８ａおよび第２キャップ部２８ｂを有する。可動枠２８は、平板状をなし、可動レンズ２１を保持するとともに、副軸２３に支持される可動部２８１と、可動部２８１の副軸２３に支持される側と反対側に設けられ、Ｚ軸方向に延びる筒状をなす筒部２８２と、筒部２８２の可動部２８１側と反対側からＸ軸方向に突出し、検出用磁石２５を支持する凸部２８３と、を有する。筒部２８２の可動部２８１の対向する主面に対する各延出長は、等しいことが好ましい。
　第１キャップ部２８ａは、筒部２８２の一端に設けられ、片側有底筒状をなす。第２キャップ部２８ｂは、筒部２８２の他端に設けられ、片側有底筒状をなす。第１キャップ部２８ａおよび第２キャップ部２８ｂには、主軸２２を摺接自在に挿通する挿通孔が形成され、各々が挿通孔の縁端において主軸２２と接触している。本変形例４によれば、変形例３と同様、可動枠２８と、第１キャップ部２８ａおよび第２キャップ部２８ｂと、を別体の構成としたので、摺接部である第１キャップ部２８ａおよび第２キャップ部２８ｂを交換すれば、主軸２２との摺接面積の変更や、摺接部の材質変更などを簡易に行うことができる。また、本変形例４に係る軸受の構成は、上述した実施の形態１に係る軸受２４よりも加工が容易になる。
（実施の形態１の変形例５）
　図９は、本発明の実施の形態１の変形例５に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図であって、図１に示す直交座標系におけるＸＹ平面と平行な面を切断面とする断面図である。なお、上述した構成と同じ構成要素には、同一の符号が付してある。上述した実施の形態１では、挿通孔２０ｃが、副軸２３の外周の径に応じた径を有する孔であるものとして説明したが、本変形例５にかかる光学ユニット１ｅは、挿通孔２０ｃに代えて、副軸２３を挿通して支持する挿通孔２０ｄを有する。図９に示すように、挿通孔２０ｄは、副軸２３の外周の径と同等の長さの短軸と、該短軸より長い長軸とを有する長孔であって、長軸から延びる直線が、主軸２２の中心を通過する孔である。本変形例５によれば、可動枠２０の主軸２２まわりの回転を抑制するとともに、挿通孔２０ｂに主軸２２を挿通した際の、副軸２３のずれ等を相殺するクリアランスを形成することができる。
（実施の形態１の変形例６）
　図１０は、本発明の実施の形態１の変形例６に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図であって、図１に示す直交座標系におけるＸＹ平面と平行な面を切断面とする断面図である。なお、上述した構成と同じ構成要素には、同一の符号が付してある。上述した実施の形態１では、主軸２２にのみ軸受２４を設けるものとして説明したが、本変形例６にかかる光学ユニット１ｆは、挿通孔２０ｃに代えて、軸受２９を挿通して支持する挿通孔２０ｅを有する。本変形例６では、副軸２３にも軸受２９が設けられる。軸受２９は、上述した軸受２４と同等の構成である。図１０に示すように、主軸２２および副軸２３にそれぞれ軸受２４，２９を設けることにより、軸受２４，２９の重心位置（軸受２４，２９が各軸をそれぞれ支持する支持中心）をＧ３’とし、該重心位置Ｇ３’が可動群の重心位置Ｇ１と一致するものとしたとき、重心位置Ｇ３’のまわりのモーメントを略ゼロとすることができ、可動枠２０を一層高精度に移動させることができる。
（実施の形態１の変形例７）
　図１１は、本発明の実施の形態１の変形例７に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図であって、図１に示す直交座標系におけるＸＹ平面と平行な面を切断面とする断面図である。なお、上述した構成と同じ構成要素には、同一の符号が付してある。本変形例７では、可動枠２０の側面であって、検出用磁石２５が設けられた側面と対向する側面に重り２０ｆを設けることによって、可動群の重心位置Ｇ１を調整可能とする。本変形例７によれば、可動群の重心位置Ｇ１と駆動中心（駆動力の中心位置Ｇ２）とがずれたとしても、可動群に重り２０ｆを加えることで可動群の重心位置Ｇ１を動かして、駆動中心に対する位置を調整して一致させることで、重心周りのモーメントを略ゼロとすることができる。なお、可動群の重心位置Ｇ１が光軸方向（Ｚ軸方向）でずれることを抑制するため、重り２０ｆの重心位置が、重り２０ｆを配設する前の重心位置Ｇ１を通過し、Ｘ方向に延びる直線上に位置するように、重り２０ｆを配設することが好ましい。
（実施の形態２）
　図１２は、本発明の実施の形態２に係る光学ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。図１３は、図１２に示すＤ－Ｄ線断面図であって、図１２に示す直交座標系におけるＸＹ平面と平行な面を切断面とする断面図である。図１４は、図１２に示すＥ－Ｅ線断面図であって、図１２に示す直交座標系におけるＹＺ平面と平行な面を切断面とする断面図である。図１５は、図１２に示すＦ－Ｆ線断面図であって、図１２に示す直交座標系におけるＸＺ平面と平行な面を切断面とする断面図である。図１３～１５に示す断面図は、切断面が、可動レンズ６１の中心を通過しているものとして説明する。
　図１２～図１５に示す光学ユニット１ｇは、撮像装置の筐体や、内視鏡の先端部に固定される固定枠５０と、固定枠５０に対して移動可能な可動枠６０と、可動枠６０に設けられる可動レンズ６１と、可動枠６０を支持するとともに、固定枠５０に対する可動枠６０の移動方向を案内する主軸６２と、可動枠６０を支持するとともに、固定枠５０に対する可動枠６０の移動方向を案内する副軸６３と、可動枠６０に固定され、主軸６２と摺動自在に接触する軸受６４と、固定枠５０に対して可動枠６０を移動させる駆動力を発生するボイスコイルモータ７０と、固定枠５０に対する可動枠６０の位置を検出する位置検出部８０と、を備える。
　固定枠５０は、片側有底筒状をなす。固定枠５０には、底部に設けられ、開口の中心軸方向（本実施の形態２では、図１２に示すＺ軸方向）に貫通する貫通孔５０ａが形成されている。また、固定枠５０の底部には、後述するヨーク５１が設けられている。
　可動枠６０は、軽金属または耐熱樹脂を用いて形成される。可動枠６０には、可動レンズ６１を保持する保持孔６０ａが形成されている。可動レンズ６１の光軸が、貫通孔５０ａの中心軸と略一致するように、可動レンズ６１を保持する。軽金属としては、アルミニウム、マグネシウム、チタン、ベリリウムなどの金属や、これらの金属の合金などが挙げられる。
　主軸６２は、金属材料または金属材料の合金を用いて形成される棒状をなす。主軸６２は、Ｙ軸方向に沿って延び、両端が固定枠５０に固定される。
　副軸６３は、金属材料または金属材料の合金を用いて形成される棒状をなす。副軸６３は、Ｙ軸方向に沿って延び、両端が固定枠５０に固定される。副軸６３は、可動レンズ６１の中心軸に対して主軸６２と反対側に設けられ、切欠き部６０ｂの内部壁面によって挟持されている。
　軸受６４は、金属材料、金属材料の合金または耐熱樹脂を用いて形成され、Ｙ軸方向に沿って延びる筒状をなし、主軸６２の外周の一部を覆うとともに、可動枠６０に保持される。軸受６４は、両端にそれぞれ設けられ、主軸６２と摺動自在に接する摺接部６４ａ，６４ｂを有する。
　主軸６２の外周または軸受６４の主軸６２との接触部（端部）には、潤滑剤が塗布されている。潤滑剤としては、グリースや潤滑油などが挙げられる。また、潤滑手段として、固体潤滑剤を設けてもよいし、フッ素潤滑メッキ、潤滑アルマイトなどによるコーティング処理を施すものであってもよい。潤滑手段としては、例えば６０°以上の高温下での耐熱性を有し、潤滑効果を得ることができれば、上述した手段に限らない。
　ボイスコイルモータ７０は、ヨーク５１と、可動枠６０のＹ軸方向の両端に設けられる磁石５２Ａ，５２Ｂと、ヨーク５１に支持されて、磁石５２Ａ，５２Ｂと対向して設けられるコイル５３と、を有する。ヨーク５１は、鉄などの透磁率の高い材料を用いて形成される環形状をなす。なお、ヨーク５１は、環形状に限らない。
　Ｙ軸方向に沿って組をなす磁石５２Ａ，５２Ｂは、磁極が互いに逆向きである。本実施の形態２において、磁石５２Ａは、コイル５３側をＮ極、その反対側をＳ極とし、磁石５２Ｂは、コイル５３側をＳ極、その反対側をＮ極とする。この場合、磁石５２Ａ，５２Ｂの磁気分極方向は、可動レンズ２１の光軸方向に平行なＺ軸方向である。
　コイル５３に電流を流すと、磁石５２Ａ，５２Ｂの磁界の影響によって、可動枠６０にＹ軸方向の力が発生し、固定枠５０に対して可動枠６０がＹ軸方向に移動する。例えば、コイル５３に流す電流を制御することによって、可動枠６０を主軸６２に沿って所望の方向に移動させることができる。本実施の形態２では、可動枠６０が、光軸方向（Ｚ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に移動する。換言すれば、可動レンズ６１は、光軸と直交する平面（ＸＹ平面）上で、Ｙ軸方向に移動する。この可動レンズ６１の動作は、例えば手ブレ補正などに用いられる。
　位置検出部８０は、固定枠５０に取り付けられ、例えばホール素子により実現される位置検出センサ５４と、可動枠６０に設けられる検出用磁石６５と、からなる。位置検出センサ５４は、検出した磁界の強度の変化に係る情報を位置検出情報として保持する。検出用磁石６５は、主軸６２の近傍であって、可動枠６０の光軸方向の側面に設けられる。
　以上の構成を有する光学ユニット１ｇでは、光軸方向（Ｚ軸方向）もしくは直交する方向（Ｘ方向）から投影したとき、可動枠６０、可動レンズ６１、軸受６４、磁石５２Ａ，５２Ｂおよび検出用磁石６５で構成される可動群の重心位置Ｇ４が、ボイスコイルモータ７０から発せられる駆動力の中心位置Ｇ５と略一致する。
　以上説明した本発明の実施の形態２によれば、軽金属または耐熱樹脂を用いて形成される可動枠６０と、金属材料または金属材料の合金を用いて形成される主軸６２および副軸６３と、金属材料、金属材料の合金または耐熱樹脂を用いて形成される軸受６４とを備えるようにしたので、高温下、例えば６０°以上の温度であっても、耐熱性に優れた光学ユニットを得ることができる。また、本実施の形態２に係る光学ユニット１ｇでは、光軸方向（Ｚ軸方向）もしくは直交する方向（Ｘ方向）からみたとき、可動枠６０、可動レンズ６１、軸受６４、磁石５２Ａ，５２Ｂおよび検出用磁石６５で構成される可動群の重心位置Ｇ４が、ボイスコイルモータ７０から発せられる駆動力の中心位置Ｇ５と略一致するようにしたので、ボイスコイルモータ７０の駆動力に起因するモーメントであって、可動枠６０、可動レンズ６１、軸受６４および磁石５２Ａ，５２Ｂを含む可動群の重心のまわりのモーメントは、略ゼロとなり、可動枠６０を移動させる際に可動枠６０、主軸６２および軸受６４に加わる移動方向（Ｙ軸方向）とは異なる方向の荷重を低減し、摺動性の低下を抑制することができる。これにより、本実施の形態２に係る光学ニット１ｇによれば、高温下でも摺動性の低下を抑制することができる。
　なお、本実施の形態２では、固定枠５０に位置検出センサ５４、可動枠６０に検出用磁石６５を設けるものとして説明したが、固定枠５０に検出用磁石６５、可動枠６０に位置検出センサ５４を設けてもよい。また、磁石５２Ａ，５２Ｂが、検出用磁石を兼ねてもよい。
　また、上述した実施の形態１の変形例１～６を、本実施の形態２に適用してもよい。
　また、上述した実施の形態１および変形例１～６ならびに実施の形態２では、可動枠を一方向のみに移動させるものとして説明したが、固定枠１０を可動枠の移動方向と異なる方向に移動させたり、回転させたりして、複数の移動軸、または回転軸を付与してもよい。
　また、上述した実施の形態１および変形例１～６ならびに実施の形態２において、ボイスコイルモータの磁石、コイルの配置を逆にしてもよい。
（実施の形態３）
　図１６は、本発明の実施の形態３に係る内視鏡を備えた内視鏡システムの構成を示す図である。同図に示す内視鏡システム９０は、内視鏡９１と、制御装置９５と、表示装置９７とを備える。内視鏡９１は、上述した実施の形態１，２に係る光学ユニット１～１ｇのいずれかを備える。以下、光学ユニット１を備えるものを例に説明する。
　内視鏡９１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。なお、内視鏡９１が導入される被検体は、人体に限らず、他の生体でもよく、機械、建造物等の人工物でもよい。換言すれば、内視鏡９１は、医療用内視鏡でもよいし、工業用内視鏡でもよい。
　内視鏡９１は、被検体の内部に導入される挿入部９２と、挿入部９２の基端に位置する操作部９３と、操作部９３から延出される複合ケーブルとしてのユニバーサルコード９４と、を備える。
　挿入部９２は、先端に配設される先端部９２ａ、先端部９２ａの基端側に配設される湾曲自在な湾曲部９２ｂ、および湾曲部９２ｂの基端側に配設されて操作部９３の先端側に接続され可撓性を有する可撓管部９２ｃを有する。先端部９２ａには、被写体からの光を集光して該被写体を撮像する撮像部９８が設けられている。撮像部９８は、被写体からの光を集光する光学ユニット１と、光学ユニット１が集光した光を光電変換して出力する撮像素子とを有する。撮像素子は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳを用いて構成される。なお、内視鏡９１は、挿入部９２に可撓管部９２ｃを有しない硬性内視鏡でもよい。
　操作部９３は、湾曲部９２ｂの湾曲状態を操作するアングル操作部９３ａと、上述したボイスコイルモータ３０Ａ，３０Ｂの作動を指示し、光学ユニット１におけるズーム作動もしくは合焦作動を行う光学ユニット操作部９３ｂと、を有する。アングル操作部９３ａはノブ形状で形成され、光学ユニット操作部９３ｂはレバー形状で形成されているが、それぞれボリュームスイッチ、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９４は、操作部９３と制御装置９５とを接続する部材である。内視鏡９１は、ユニバーサルコード９４の基端部に設けられるコネクタ９４ａを介して制御装置９５に接続される。
　挿入部９２、操作部９３およびユニバーサルコード９４には、ワイヤ、電気線および光ファイバ等のケーブル９６が挿通される。
　制御装置９５は、湾曲部９２ｂの湾曲状態を制御する駆動制御部９５ａと、撮像部９８を制御する画像制御部９５ｂと、図示しない光源装置を制御する光源制御部９５ｃと、を有する。制御装置９５は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）等のプロセッサを有し、内視鏡システム９０の全体を統括して制御する。
　駆動制御部９５ａは、アクチュエータを有し、ワイヤを介して操作部９３および湾曲部９２ｂと機械的に接続される。駆動制御部９５ａは、ワイヤを進退させることで湾曲部９２ｂの湾曲状態を制御する。
　画像制御部９５ｂは、電気線を介して撮像部９８および操作部９３と電気的に接続される。画像制御部９５ｂは、撮像部９８が有するボイスコイルモータ３０Ａ，３０Ｂの駆動制御および撮像部９８が撮像した画像の処理を行う。画像制御部９５ｂが処理した画像は、表示装置９７で表示される。
　光源制御部９５ｃは、光ファイバを介して光源および操作部９３と光学的に接続される。光源制御部９５ｃは、先端部９２ａから照射される光源の明るさ等を制御する。
　なお、操作部９３を挿入部９２と別体で形成し、遠隔操作によって挿入部９２の操作を行う構成としてもよい。
　以上の構成を有する内視鏡システム９０は、上述した光学ユニット１を有する撮像部９８を備えるため、小型で高精度なズーム変更、もしくは合焦動作を行うことができる。なお、内視鏡システム９０に光学ユニット１を適用する場合、可動枠２０等に用いられる耐熱性の樹脂は、例えば、１４０℃以上の耐熱性を有する樹脂が好ましい。
（実施の形態４）
　図１７，１８は、本発明の実施の形態４にかかる情報装置１００の構成を示す模式図である。なお、図１７，１８は、略板状をなす情報装置１００において、対向する主面をそれぞれ示す図である。情報装置１００は、上述した実施の形態１，２に係る光学ユニット１～１ｇのいずれかを備える。以下、光学ユニット１を備えるものを例に説明する。なお、図１等で説明した構成と同一の構成要素には、同一の符号が付してある。
　図１７，１８に示す情報装置１００は、筐体１０１と、筐体１０１の表面に設けられ、画像（処理画像情報）や文字情報、操作にかかる入力情報が表示される表示部１０２と、外部の音声を入力する音声入力部１０３ａと、外部に対して音声を出力する音声出力部１０３ｂと、表示部１０２と反対側の主面に設けられ、筐体１０１内に被写体光束を入射させるための窓部１０４と、撮像対象を照明する照明光を出射する照明部１０５と、を有する。光学ユニット１は、筐体１０１の内部に設けられ、窓部１０４と撮像素子との間に配置される。また、表示部１０２の表面には、ユーザが表示部１０２で表示される情報に基づいて接触した位置を検出し、この検出した接触位置に応じて情報装置１００が行う動作を指示する動作指示の入力を受け付けるタッチパネル１０２ａ（入力部）が設けられている。タッチパネル１０２ａの入力方式としては、抵抗膜方式、静電容量方式、光学方式等が挙げられる。本実施の形態４では、いずれの方式のタッチパネルであっても適用可能である。情報装置１００は、図示しない無線通信回路によって、入力された情報を送信したり、入力または設定に応じて情報を受信したりすることができる。なお、情報装置１００は、音声入力部１０３ａおよび／または音声出力部１０３ｂを有しない構成であってもよい。
　以上の構成を有する情報装置１００は、上述した光学ユニット１を備えるため、小型で高精度にズーム変更、もしくは合焦動作を行うことができる。
（実施の形態５）
　図１９は、本実施の形態５にかかる撮像装置１１０の構成を示す斜視図である。撮像装置１１０は、上述した上述した実施の形態１，２に係る光学ユニット１～１ｇのいずれか、および撮像素子を搭載し、例えば撮像素子が撮像した画像を記憶する。以下、光学ユニット１を備えるものを例に説明する。
　図１９に示す撮像装置１１０は、撮像レンズを含む撮像部１１１、フラッシュ１１２、およびシャッターボタン１１３を備え、カバー部材１１４によって外装されてなる。この撮像装置１１０の内部には、光学ユニット１、撮像素子、撮像処理等に関する駆動制御を行う制御回路、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子、音声の入出力を行うマイクロフォンやスピーカ、および制御回路の制御のもと各機能部材を駆動する駆動回路等が設けられている。
　以上の構成を有する撮像装置１１０は、上述した光学ユニット１を備えるため、小型で高精度にズーム変更、もしくは合焦動作を行うことができる。
（その他の実施の形態）
　ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、上述した光学ユニット１に対し、位置検出部の検出結果に基づいてコイルに流れる電流を制御する電流制御部をさらに具備させてもよい。また、位置検出センサ１４がホール素子により実現されるものとして説明したが、例えば磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を用いて実現されるものであってもよい。位置検出部が検出した磁気に基づいてコイルに流れる電流を制御することにより、可動枠の駆動速度および停止位置を一段と的確に制御することが可能となる。
　また、可動枠に配設する磁石の数は、実施の形態１，２に記載したものに限定されるわけではない。
　また、可動枠は、一方向にのみ移動するものとして説明したが、複数方向に移動可能としてもよい。この場合、例えば、固定枠を可動枠とは異なる方向に移動させる軸をさらに追加するなどすればよい。
　このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含み得るものであり、特許請求の範囲に記載した技術的思想を逸脱しない範囲内において適宜設計変更等を行うことが可能である。
　１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ　光学ユニット
　１０，５０　固定枠
　１１Ａ，１１Ｂ，５１　ヨーク
　１２Ａ，１２Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ　磁石
　１３Ａ，１３Ｂ，１５，５３　コイル
　１４，５４　位置検出センサ
　２０，２８、６０　可動枠
　２１，６１　可動レンズ
　２１ａ　撮像素子
　２２，６２　主軸
　２３，６３　副軸
　２４，２７，２９，６４　軸受
　２４ａ，２４ｂ，６４ａ，６４ｂ　摺接部
　２５，６５　検出用磁石
　２６　回転防止部材
　３０Ａ，３０Ｂ，７０　ボイスコイルモータ
　４０，８０　位置検出部
　２７ａ　本体部
　２７ｂ，２８ａ　第１キャップ部
　２７ｃ，２８ｂ　第２キャップ部
　９０　内視鏡システム
　９１　内視鏡
　９２　挿入部
　１００　情報装置
　１１０　撮像装置

Claims (11)

  1. 　金属または合金を用いて形成され、所定の方向に沿って延びる軸と、
    　軽金属または耐熱性樹脂を用いて形成され、光学素子を保持し、前記軸の延伸方向に沿って移動可能な可動枠と、
    　前記軸を保持する保持枠と、
    　金属、合金または耐熱性樹脂を用いて形成され、前記可動枠に固定され、縁端近傍を含む一部が前記軸と摺動自在に接触する軸受と、
    　一または複数の磁石、および一または複数のコイルを有し、前記可動枠を前記所定の方向に沿って前記保持枠に対して相対移動させることが可能なボイスコイルモータと、
    　を備え、
    　前記光学素子と、該光学素子を保持する前記可動枠と、前記軸受と、前記磁石または前記コイルとを含む可動群の重心のまわりのモーメントは、略ゼロとなる
    　ことを特徴とする光学素子駆動機構。
  2. 　前記所定の方向と直交する方向から投影したとき、前記軸受の重心と前記可動群の重心とが、一致する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光学素子駆動機構。
  3. 　前記可動枠は、前記所定の方向に延び、前記軸を挿通可能な筒部を有し、
    　前記軸受は、前記筒部の前記所定の方向の両端部に設けられる
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子駆動機構。
  4. 　前記軸受は、前記所定の方向の端部における内周の径が前記軸の径と略等しく、前記端部同士を接続する中央部の内周の径が、前記端部の径より大きい筒状をなす
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子駆動機構。
  5. 　前記軸受は、
    　内周の径が前記軸の径より大きい筒状をなす本体部と、
    　前記本体部の長手方向の両端にそれぞれ設けられ、内周の径が前記軸の径と略等しい二つのキャップ部と、
    　を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子駆動機構。
  6. 　前記保持枠に対する前記可動枠の位置を検出する位置検出部
    　をさらに備えたことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の光学素子駆動機構。
  7. 　前記位置検出部は、
    　前記保持枠に取り付けられる位置検出センサと、
    　前記可動枠に設けられる検出用磁石と、
    　を有し、
    　前記検出用磁石は、前記軸受の近傍に配置される
    　ことを特徴とする請求項６に記載の光学素子駆動機構。
  8. 　前記可動枠の前記軸まわりの回転を抑制する回転抑制手段
    　をさらに備えたことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の光学素子駆動機構。
  9. 　前記可動群は、当該可動群の重心の位置を調整する重りをさらに有することを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の光学素子駆動機構。
  10. 　被検体の内部に挿入されて該被検体の内部を観察する内視鏡であって、
    　請求項１～９のいずれか一項に記載の光学素子駆動機構と、
    　前記光学素子駆動機構が集光した光を電気信号に変換する撮像素子と、
    　を備えたことを特徴とする内視鏡。
  11. 　請求項１～９のいずれか一つに記載の光学素子駆動機構と、
    　前記光学素子駆動機構によって駆動される光学素子を含む光学系によって結像される光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
    　を備えたことを特徴とする撮像装置。
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