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1. WO2020012597 - 光学ユニットおよび内視鏡

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明 細 書

発明の名称 光学ユニットおよび内視鏡

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005  

発明の開示

課題を解決するための手段

0006   0007  

図面の簡単な説明

0008  

発明を実施するための最良の形態

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165   0166   0167   0168   0169   0170   0171   0172   0173   0174   0175   0176   0177   0178   0179   0180   0181   0182   0183   0184   0185   0186   0187   0188   0189   0190   0191   0192   0193   0194   0195   0196   0197   0198   0199   0200   0201   0202   0203   0204   0205   0206   0207   0208   0209   0210   0211   0212   0213   0214   0215   0216   0217   0218   0219   0220   0221   0222   0223   0224   0225   0226   0227   0228   0229  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50  

明 細 書

発明の名称 : 光学ユニットおよび内視鏡

技術分野

[0001]
 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ユニットおよび内視鏡に関する。

背景技術

[0002]
 従来より、レンズが取り付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を備えた内視鏡が開示されている。
[0003]
 こうした内視鏡の一例は、特開2010-243195号公報に記載されている。
[0004]
 上述した特開2010-243195号公報に記載されたような従来の内視鏡では、一般に、被検体へ挿入される挿入部における、先端部の細径化と、先端部における硬質部の長さの短縮化と、が望まれている。このためには、従来の内視鏡において、可動レンズ枠を進退移動させるアクチュエータの小型化および軽量化が必要である。
[0005]
 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、可動レンズを進退移動させるアクチュエータの小型化および軽量化を実現することができる光学ユニットおよび内視鏡を提供することを目的としている。

発明の開示

課題を解決するための手段

[0006]
 本発明の一態様による光学ユニットは、可動レンズ群を内側に保持する筒形状をなす可動部と、前記可動レンズ群よりも物体側に配置された物体側固定レンズ群と、前記可動レンズ群よりも像側に配置された像側固定レンズ群と、の少なくとも一方を内側に保持する筒形状をなし、前記可動部と共通の中心軸を有するように前記可動部の外側に配置された固定部と、nを2以上の整数としたときに、前記可動部に配置されたn個の磁石部と、前記固定部に配置されたコイル部と、を有し、前記コイル部に電流を印加することにより、前記固定部に相対して前記可動部を前記中心軸の方向に移動させ得るボイスコイルモータと、を備え、前記n個の磁石部は、前記中心軸と交差する方向にそれぞれ磁気分極され、かつ前記可動部における前記中心軸の周りの対称な位置に(360/n)°毎に配置され、前記固定部は、比透磁率が1.0より大きい材料を用いて前記筒形状に形成され、前記n個の磁石部をそれぞれ非接触に収容するためのn個の肉抜き部が設けられており、前記可動部は、前記n個の肉抜き部の内の少なくとも1つの肉抜き部の内部に配置される回転規制部を備え、前記回転規制部は、前記肉抜き部と係合して、前記中心軸の周りの前記可動部の回転を規制することにより、前記n個の磁石部が前記固定部と非接触である状態を維持し、前記n個の肉抜き部は、前記中心軸の周りの非対称な位置に形成されていて、前記中心軸の周りに隣接する2つで1組の肉抜き部の中心同士の、前記中心軸の周りの角度が、前記(360/n)°と異なる、少なくとも1組の肉抜き部を有する。
[0007]
 本発明の他の態様による内視鏡は、被検体の内部に挿入されて前記被検体の内部を観察する内視鏡であって、前記光学ユニットと、前記光学ユニットが集光した光を電気信号に変換する撮像素子と、を備える。

図面の簡単な説明

[0008]
[図1] 本発明の実施形態1に係る光学ユニットの構成を示す分解斜視図。
[図2] 上記実施形態1において、図4のI-I線を通過する切断面で見たときの光学ユニットの断面図。
[図3] 上記実施形態1において、図4のII-II線を通過する切断面で見たときの光学ユニットの断面図。
[図4] 上記実施形態1において、図2のIII-III線を通過する切断面で見たときの光学ユニットの断面図。
[図5] 上記実施形態1において、図2のIV-IV線を通過する切断面で見たときの光学ユニットの断面図。
[図6] 上記実施形態1に係る光学ユニットの固定部本体の構成を示す斜視図。
[図7] 上記実施形態1において、図8のV-V線を通過する切断面で見たときの固定部本体の断面図。
[図8] 上記実施形態1に係る光学ユニットの固定部本体の構成を示す側面図。
[図9] 上記実施形態1に係る光学ユニットの前枠部の構成を物体側から示す斜視図。
[図10] 上記実施形態1に係る光学ユニットの前枠部の構成を像側から示す斜視図。
[図11] 上記実施形態1に係る光学ユニットの後枠部の構成を物体側から示す斜視図。
[図12] 上記実施形態1に係る光学ユニットの後枠部の構成を像側から示す斜視図。
[図13] 上記実施形態1に係る光学ユニットの可動部の構成を示す斜視図。
[図14] 上記実施形態1において、図15のVI-VI線を通過する切断面で見たときの可動部の断面図。
[図15] 上記実施形態1に係る光学ユニットの可動部の構成を示す側面図。
[図16] 上記実施形態1において、図4に示すVII-VII線を通過する切断面で見たときのボイスコイルモータのみの構成を示す断面図。
[図17] 上記実施形態1において、図4と同じ切断面でボイスコイルモータのみを示した断面図。
[図18] 上記実施形態1において、軸C周りの肉抜き部およびボイスコイルモータの磁石部の配置と、右回転時および左回転時の様子とを示す図表。
[図19] 本発明の実施形態2に係る光学ユニットの構成を、軸Cに垂直な切断面で見たときの断面図。
[図20] 上記実施形態2において、図21に示すVIII-VIII線を通過する切断面で見たときの固定部本体の断面図。
[図21] 上記実施形態2に係る光学ユニットの固定部本体の構成を示す側面図。
[図22] 上記実施形態2において、図23に示すIX-IX線を通過する切断面で見たときの可動部の断面図。
[図23] 上記実施形態2に係る光学ユニットの可動部の構成を示す側面図。
[図24] 本発明の実施形態3に係る光学ユニットの構成を、軸Cに垂直な切断面で見たときの断面図。
[図25] 上記実施形態3において、図26に示すX-X線を通過する切断面で見たときの固定部本体の断面図。
[図26] 上記実施形態3に係る光学ユニットの固定部本体の構成を示す側面図。
[図27] 上記実施形態3において、図28に示すXI-XI線を通過する切断面で見たときの可動部の断面図。
[図28] 上記実施形態3に係る光学ユニットの可動部の構成を示す側面図。
[図29] 本発明の実施形態4に係る光学ユニットの構成を、軸Cに垂直な切断面で見たときの断面図。
[図30] 上記実施形態4において、図31に示すXII-XII線を通過する切断面で見たときの固定部本体の断面図。
[図31] 上記実施形態4に係る光学ユニットの固定部本体の構成を示す側面図。
[図32] 上記実施形態4において、図33に示すXIII-XIII線を通過する切断面で見たときの可動部の断面図。
[図33] 上記実施形態4に係る光学ユニットの可動部の構成を示す側面図。
[図34] 本発明の実施形態5に係る光学ユニットの構成を、軸Cに垂直な切断面で見たときの断面図。
[図35] 上記実施形態5において、図36に示すXIV-XIV線を通過する切断面で見たときの固定部本体の断面図。
[図36] 上記実施形態5に係る光学ユニットの固定部本体の構成を示す側面図。
[図37] 上記実施形態5において、図38に示すXV-XV線を通過する切断面で見たときの可動部の断面図。
[図38] 上記実施形態5に係る光学ユニットの可動部の構成を示す側面図。
[図39] 本発明の実施形態6において、図41のXVI-XVI線を通過する切断面で見たときの光学ユニットの断面図。
[図40] 上記実施形態6において、図41のXVII-XVII線を通過する切断面で見たときの光学ユニットの断面図。
[図41] 上記実施形態6において、図39のXVIII-XVIII線を通過する切断面で見たときの光学ユニットの断面図。
[図42] 上記実施形態6に係る光学ユニットの固定部本体の構成を示す斜視図。
[図43] 上記実施形態6において、図44のXIX-XIX線を通過する切断面で見たときの固定部本体の断面図。
[図44] 上記実施形態6に係る光学ユニットの固定部本体の構成を示す側面図。
[図45] 上記実施形態6に係る光学ユニットの可動部の構成を示す斜視図。
[図46] 上記実施形態6において、図47のXX-XX線を通過する切断面で見たときの可動部の断面図。
[図47] 上記実施形態6に係る光学ユニットの可動部の構成を示す側面図。
[図48] 本発明の実施形態7に係る光学ユニットの構成を、軸Cに垂直な切断面で見たときの断面図。
[図49] 本発明の実施形態8に係る光学ユニットの構成を、軸Cに垂直な切断面で見たときの断面図。
[図50] 本発明の実施形態9に係る光学ユニットを含む内視鏡を備えた内視鏡システムの構成を示す図。

発明を実施するための最良の形態

[0009]
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
[実施形態1]
[0010]
 図1から図18は本発明の実施形態1を示したものである。
[0011]
 図1は、本発明の実施形態1に係る光学ユニット1の構成を示す分解斜視図である。図2は、上記実施形態1において、図4のI-I線を通過する切断面で見たときの光学ユニット1の断面図である。図3は、上記実施形態1において、図4のII-II線を通過する切断面で見たときの光学ユニット1の断面図である。図4は、上記実施形態1において、図2のIII-III線を通過する切断面で見たときの光学ユニット1の断面図である。図5は、上記実施形態1において、図2のIV-IV線を通過する切断面で見たときの光学ユニット1の断面図である。
[0012]
 図1~図5に示す光学ユニット1は、固定部2と、固定部2に対して移動可能な可動部3と、固定部2に対して可動部3を移動させる駆動力を発生するボイスコイルモータ10と、を備える。
[0013]
 可動部3は、筒形状をなし、内側に可動レンズ群Gvを保持する。
[0014]
 固定部2は、筒形状をなし、内側に、物体側固定レンズ群Gfと像側固定レンズ群Gbとの少なくとも一方を保持する。特に本実施形態の固定部2は、内側に、物体側固定レンズ群Gfと像側固定レンズ群Gbとの両方を保持している。そして、固定部2は、可動部3と共通の中心軸である軸Cを有するように、可動部3の外側に配置される。
[0015]
 具体的に、固定部2は、固定部本体20と、固定部本体20の物体側に取り付けられた前枠部4と、固定部本体20の像側に取り付けられた後枠部5と、を有する。前枠部4は、物体側固定レンズ群Gfを保持し、後枠部5は、像側固定レンズ群Gbを保持する。
[0016]
 物体側固定レンズ群Gfは、可動レンズ群Gvよりも物体側に配置される。像側固定レンズ群Gbは、可動レンズ群Gvよりも像側に配置される。物体側固定レンズ群Gf、可動レンズ群Gv、および像側固定レンズ群Gbは、物体から入射される光を像として結像する結像光学系を構成する。
[0017]
 図6は、光学ユニット1の固定部本体20の構成を示す斜視図である。図7は、図8のV-V線を通過する切断面で見たときの固定部本体20の断面図である。図8は、光学ユニット1の固定部本体20の構成を示す側面図である。
[0018]
 図6~図8に示す固定部本体20は、所定の軸Cを中心とした筒形状の部材として構成されている。軸Cは、結像光学系の光軸と一致するように構成されている(ただし、特殊な光学系を採用する場合には、これに限定されるものではない)。
[0019]
 以下、軸C方向に沿って物体側と反対側のことを像側という。
[0020]
 また、各図において、軸Cの物体側方向をz方向、軸Cに垂直な平面における一方向をx方向、軸Cに垂直な平面におけるx方向に垂直な方向をy方向として記載し、各図面における光学ユニット1に係る方向を示している。
[0021]
 固定部本体20は、軸Cを中心軸とする筒部21と、筒部21に対して軸C方向の物体側に形成された短筒形状の物体側肉厚部22と、筒部21に対して物体側肉厚部22と軸C方向の反対側に形成された短筒形状の像側肉厚部23と、を有する。
[0022]
 筒部21には、後述する磁石部12を非接触に収容するための肉抜き部21aが形成される。ここに、非接触に収容するために、肉抜き部21aの軸C方向の長さは、磁石部12が軸C方向に進退する領域の長さよりも長く構成されている。さらに、非接触に収容するために、肉抜き部21aの軸C周りの幅は、後述する回転規制部6の軸C周りの幅よりも幾らか大きく構成されている。
[0023]
 肉抜き部21aは、具体的に、筒部21の長手方向の中心軸である軸Cの周りに沿って概略90°毎に、4つ形成されている。4つの肉抜き部21aの内の幾つかは、より正確にいうと、周方向に沿った90°毎の位置からずらして配置されているが、その配置については後で詳細に説明する。
[0024]
 そして、本実施形態の肉抜き部21aは、筒部21の径方向に貫通した、軸C方向の長孔となっている。図6に示すように、肉抜き部21aの物体側の端部は物体側肉厚部22に到達してU字状切欠部22dを構成し、肉抜き部21aの像側の端部は像側肉厚部23に到達してU字状切欠部23dを構成する。
[0025]
 なお、ここでは筒部21を貫通するように肉抜き部21aを設けたが、これに限定されるものではなく、後述する磁石部12および回転規制部6が軸Cと平行に移動することができれば、径方向外周側まで貫通していない肉抜き部であってもよい。この場合には、肉抜き部は有底溝状となり、溝の底面が、軸Cを中心とした磁石部12の外径側の面よりも外径側に位置するように構成される。
[0026]
 肉抜き部21aを除いた筒部21の径方向内側の面は、筒状のシリンドリカル面であって、可動部3を支持して案内する固定側摺動面24となっている。固定側摺動面24は、肉抜き部21aにより、周方向に分割された形状をなす。
[0027]
 物体側肉厚部22は、筒部21よりも径方向外側および径方向内側に突出して形成される。像側肉厚部23は、筒部21よりも径方向外側に突出して形成される。像側肉厚部23の径方向内側の固定側摺動面24には、溝23cが形成される。可動部3を組み付ける際に、後述する磁石部12および回転規制部6がこの溝23cを通過する。従って、固定部本体20に対して可動部3を容易に組み付けることが可能となる。なお、物体側肉厚部22および像側肉厚部23を筒部21と別体に形成して、組立時に筒部21へ取り付ける構造としてもよい。
[0028]
 筒部21の外周側には、ボイスコイルモータ10を構成するコイル部11が固定して配置される。図1、図4等に示すように、コイル部11は、軸C方向の物体側に配置される第1コイル11aと、軸C方向の像側に配置される第2コイル11bと、を有している。
[0029]
 図9は光学ユニット1の前枠部4の構成を物体側から示す斜視図、図10は光学ユニット1の前枠部4の構成を像側から示す斜視図である。なお、前枠部4の中心軸を軸Cと称しているのは、前枠部4を固定部本体20に組み付ける時に、前枠部4の中心軸が固定部本体20の中心軸と一致するためである。
[0030]
 前枠部4は、外周部41と内周部42とを有する筒状の部材である。外周部41は、第1外周部41a、第2外周部41b、および外周側凸部41cを有する。内周部42は、第1内周部42a、第2内周部42b、および内周側凸部42cを有する。
[0031]
 外周部41において、第1外周部41aは第2外周部41bよりも大径である。第1外周部41aと第2外周部41bの間には、径方向外側に突出した最も大径の外周側凸部41cが設けられる。
[0032]
 内周部42において、第1内周部42aは第2内周部42bよりも大径である。第1内周部42aと第2内周部42bの間には、径方向内側に突出した最も小径の内周側凸部42cが位置する。
[0033]
 前枠部4は、物体側固定レンズ群Gfを保持する。物体側固定レンズ群Gfは、前第1レンズLf1および前第2レンズLf2を有し、物体側からこの順に並んでいる。第1内周部42aが前第1レンズLf1を保持し、第2内周部42bが前第2レンズLf2を保持する。前第1レンズLf1の像側および前第2レンズLf2の物体側は、図4および図5に示すように、内周側凸部42cに当接しているのが好ましい。
[0034]
 前枠部4を固定部本体20へ挿入する際には、第2外周部41bを固定部本体20の物体側肉厚部22の内周面22aに接触させながら、固定部本体20の物体側の端面22bが第2外周部41bと外周側凸部41cとの段部41dに接触するまで挿入する。
[0035]
 図11は光学ユニット1の後枠部5の構成を物体側から示す斜視図、図12は光学ユニット1の後枠部5の構成を像側から示す斜視図である。なお、後枠部5の中心軸を軸Cと称しているのは、前枠部4と同様に、後枠部5を固定部本体20に組み付ける時に、後枠部5の中心軸が固定部本体20の中心軸と一致するためである。
[0036]
 後枠部5は、外周部51と内周部52とを有する筒状の部材である。外周部51は、第1外周部51a、第2外周部51b、および第3外周部51cを有する。内周部52は、第1内周部52a、第2内周部52b、および内周側凸部52cを有する。
[0037]
 外周部51において、第1外周部51aは第2外周部51bよりも小径であり、第2外周部51bは第3外周部51cよりも小径である。
[0038]
 内周部52において、第1内周部52aは第2内周部52bよりも小径である。第1内周部52aの物体側の端部には、径方向内側に突出した最も小径の内周側凸部52cが設けられる。
[0039]
 後枠部5は、像側固定レンズ群Gbを保持する。像側固定レンズ群Gbは、後第1レンズLb1および後第2レンズLb2を有する。第1内周部52aは、後第1レンズLb1および後第2レンズLb2を物体側からこの順序で保持する。後第1レンズLb1の物体側は、図4および図5に示すように、内周側凸部52cに当接しているのが好ましい。
[0040]
 後枠部5を固定部本体20へ挿入する際には、第2外周部51bを固定部本体20の像側肉厚部23の固定側摺動面24に接触させながら、固定部本体20の像側の端面23aが第2外周部51bと第3外周部51cとの段部51dに接触するまで挿入する。
[0041]
 上述したように構成された固定部2は、非磁性体であるものの比透磁率が1.0より大きい材料を用いて筒形状に形成される。このような材料として、例えばオーステナイト系ステンレス等を挙げることができる。
[0042]
 図13は、光学ユニット1の可動部3の構成を示す斜視図である。図14は、図15のVI-VI線を通過する切断面で見たときの可動部3の断面図である。図15は、光学ユニット1の可動部3の構成を示す側面図である。
[0043]
 図13~図15に示す可動部3は、外周部31と内周部32とを有する筒形状の部材として構成されている。以下、可動部3の中心軸も軸Cと称する。これは、可動部3を固定部本体20に組み付ける時に、可動部3の中心軸が固定部本体20の中心軸と一致するためである。
[0044]
 外周部31は、筒部31aと、筒部31aの軸C方向の両端部にそれぞれ形成され、筒部31aよりも外周の径が大きい2つの突縁部31bとを有する。筒部31aと突縁部31bは、一体の部材として構成してもよいし、別体の部材として構成してもよい。
[0045]
 突縁部31bは、軸Cを中心軸とする外周面である可動側摺動面31cと、突縁部31bの径方向外側の一部に形成された平面部31dとを有する。図13~図15に示す構成の場合に、突縁部31bは、可動側摺動面31cと平面部31dとを、軸Cを中心とした周方向に沿って交互に4つずつ有している。そして、4つの可動側摺動面31cは、軸Cを中心とした周方向に沿って等間隔で配置され、同様に、4つの平面部31dも周方向に沿って等間隔で配置されている。
[0046]
 一端側の突縁部31bの平面部31dは、軸C方向に沿って他端側の突縁部31bに形成された4つの平面部31dの何れかと同一平面を通過する。換言すれば、外周部31は、互いに異なる端部に形成されて同一平面を通過する2つの平面部31dを4組有する。
[0047]
 4組の平面部31dの間には、筒部31aより径方向内側に形成されて平面状の外周面を有する段差部31eがそれぞれ設けられる。4組の平面部31dの内の、例えば1組の平面部31d、図13~図15に示す例ではy方向側の1組の平面部31dの間に形成される段差部31eの軸C方向の中央部には、回転規制部6が設けられる。
[0048]
 可動部3に設けられる少なくとも1つの回転規制部6は、複数の肉抜き部21aの内の少なくとも1つの肉抜き部21aの内部に配置され、肉抜き部21aと係合して、軸Cの周りの可動部3の回転を規制する。このとき、軸Cを中心とした1つの回転規制部6の角度範囲が、軸Cを中心とした後述する1つの磁石部12の角度範囲よりも大きくなるように構成することで、回転規制部6は、磁石部12が固定部2と非接触である状態を維持するようになっている。
[0049]
 また、後述するように、本実施形態の回転規制部6が係合するy正方向の上側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HUがy軸上の正方向よりも図3においてやや左回りに回転した位置にある。そこで、回転規制部6の軸C周りの中心位置も、この中心位置HUに整合するように、つまりy軸上の正方向よりも図3においてやや左回りに回転した位置となるように構成されている。
[0050]
 図13~図15に示す回転規制部6は、少なくとも固定部2と接触する部分、すなわちx方向側の面および-x方向側の面が、y軸周りのR形状をなすR面61として形成されている。また、回転規制部6のz方向側の面および-z方向側の面は、x-y平面と平行な平面62として形成されている。
[0051]
 回転規制部6は、可動部3と一体の部材として構成してもよいし、可動部3とは別体の部材として構成して可動部3に対して接着等により固定するようにしてもかまわない。回転規制部6を可動部3と一体として構成する場合には、部品点数を削減して組み立て工程を少なくすることができる利点がある。一方、回転規制部6を可動部3と別体とした場合には、可動部3と回転規制部6とをそれぞれ別途に製造することになるために、それぞれの形状が単純となって加工が容易となり、部品精度を容易に高めることができる利点がある。
[0052]
 なお、図13~図15に示す構成では、回転規制部6のx方向側の面および-x方向側の面をR面61として形成したが、これに限定されるものではなく、y-z平面に平行な平面としても構わない。同様に、図13~図15に示す構成では、回転規制部6のz方向側の面および-z方向側の面を平面62として形成したが、これに限定されるものではなく、y軸周りのR形状をなすR面としても構わない。この場合には、回転規制部6を短円柱状に形成すればよい。
[0053]
 さらに、上述したように磁石部12が固定部2と非接触である状態を維持するために、回転規制部6のx方向の長さは、回転規制部6を挟み込んで配置される磁石部12のx方向の長さよりも大きくなるように構成されている。
[0054]
 また、4組の平面部31dの内の、他の3組の平面部31dの間に形成される段差部31eの軸C方向の中央部には、筒部31aの表面を切り欠いて外周が平面状をなす切欠部31fがそれぞれ設けられる。
[0055]
 なお、図13~図15に示す構成では、回転規制部6を1つ、切欠部31fを3つ設けたが、切欠部31fに代えて回転規制部6をさらに設けることで、回転規制部6を2つ以上設けるようにしてもかまわない。
[0056]
 回転規制部6を挟む1組の段差部31e、および3つの切欠部31fを挟む3組の段差部31eには、ボイスコイルモータ10を構成する磁石部12が、接着剤等を用いてそれぞれ固定される。ここに、軸Cの方向における、回転規制部6および切欠部31fよりも物体側に配置されるのが第1磁石12a、回転規制部6および切欠部31fよりも像側に配置されるのが第2磁石12bである。従って、回転規制部6は、少なくとも1つの磁石部12の第1磁石12aと第2磁石12bの間に配置されている。
[0057]
 内周部32は、第1内周部32a、第2内周部32b、第3内周部32c、および内周側凸部32dを有する。第2内周部32bは、第1内周部32aおよび第3内周部32cよりも小径である。第2内周部32bと第3内周部32cの間には、径方向内側に突出した最も小径の内周側凸部32dが設けられる。
[0058]
 可動部3は、可動レンズ群Gvを保持する。具体的に、可動部3の第2内周部32bは、可動レンズ群Gvが有する可動第1レンズLv1を保持する。図4および図5に示すように、可動第1レンズLv1の像側は、内周側凸部32dに当接しているのが好ましい。
[0059]
 可動部3は、磁石部12および回転規制部6が肉抜き部21aと同一の周方向位置となるように、軸C周りの位置合わせを行ってから、可動側摺動面31cを固定側摺動面24と接触させて、例えば像側肉厚部23側から固定部本体20の内部へ挿入される。
[0060]
 可動部3が固定部本体20の内部の所定位置へ挿入されたら、続いて、図4および図5に示すように、後枠部5の第1外周部51aが第3内周部32cの径方向内側と対向するように、後枠部5が固定部本体20および可動部3に対して挿入される。
[0061]
 これにより、像側固定レンズ群Gbの少なくとも一部が可動部3の第3内周部32cの径方向内側に存在することとなる。また、本実施形態1において、可動部3が最も物体側に移動した場合には、物体側固定レンズ群Gfの少なくとも一部が可動部3の第1内周部32aの径方向内側に存在する。
[0062]
 上述したように構成された可動部3は、例えばステンレス、アルミニウムまたは樹脂等の材料を用いて構成される。
[0063]
 図5に示すように、軸Cに沿った方向において、可動部3の可動側摺動面31cにおける最も物体側の位置から最も像側の位置までの距離をL1とする。ここに、距離L1は、面取り部分を含まない。さらに、軸Cに沿った方向において、前枠部4が保持する物体側固定レンズ群Gfの射出面から後枠部5が保持する像側固定レンズ群Gbの入射面までの距離をL2とする。このとき、光学ユニット1では、距離L1が距離L2よりも長い(L1>L2)。
[0064]
 次に、ボイスコイルモータ10の構成を説明する。ボイスコイルモータ10は、図1、図4等に示すように、固定部2の固定部本体20に配置されたコイル部11と、コイル部11に対向するように可動部3に配置された磁石部12と、を有する。ボイスコイルモータ10は、コイル部11に電流を印加することにより、固定部2に相対して可動部3を軸Cの方向に移動させるものである。
[0065]
 コイル部11は、中心軸である軸Cの周りにマグネットワイヤ、つまり絶縁被覆された導線を巻いて構成されている。具体的に、コイル部11は、図4および図5に示すように、第1コイル11aと第2コイル11bとを有する。第1コイル11aは、固定部本体20の筒部21の外周の物体側にマグネットワイヤを巻いて構成される。第2コイル11bは、固定部本体20の筒部21の外周の像側にマグネットワイヤを巻いて構成される。こうして、第1コイル11aと第2コイル11bとは、軸C方向に沿って並べて配置される。なお、コイル部11は、予めマグネットワイヤを巻いて形成してから、形成したコイル部11を筒部21の外周側に配設してもよい。
[0066]
 軸C方向に沿って隣り合う第1コイル11aと第2コイル11bは、直列回路として電気的に接続されることが好ましいが、並列回路として電気的に接続されてもよい。
[0067]
 第1コイル11aおよび第2コイル11bは、図4および図5に示すように、それぞれ固定部本体20の肉抜き部21aに対向する平面部11apおよび11bpをそれぞれ有する。また、第1コイル11aおよび第2コイル11bは、筒部21に対向する円筒部11atおよび11btをそれぞれ有する。第1コイル11aは、軸Cと直交する断面において、4つの平面部11apと4つの円筒部11atとが交互に配置される。同様に、第2コイル11bは、軸Cと直交する断面において、4つの平面部11bpと4つの円筒部11btとが交互に配置される(図2を参照)。
[0068]
 磁石部12の第1磁石12aおよび第2磁石12bは、可動部3の段差部31eに固定され、可動部3を固定部本体20内に挿入したときに、固定部2の各肉抜き部21a内に入るように配置される。
[0069]
 本実施形態の磁石部12は4つ設けられていて、図1~図5に示すように、1つの磁石部12は、軸C方向に沿って並べて配置される第1磁石12aおよび第2磁石12bを有する。従って、4つの磁石部12は、4つの第1磁石12aおよび4つの第2磁石12bを有する。
[0070]
 なお、より一般には、nを2以上の整数としたときに、磁石部12は可動部3に対して軸C周りにn個配置され、つまり、n個の第1磁石12aおよびn個の第2磁石12bを有する。n個の磁石部12は、軸Cと交差する方向にそれぞれ磁気分極され、かつ可動部3における軸Cの周りの対称な位置に(360/n)°毎に配置される。そして、磁石部12をn個設ける場合には、n個の肉抜き部21aが固定部2に設けられて、n個の肉抜き部21aがn個の磁石部12をそれぞれ非接触に収容することになる。nは、軸Cを中心とする周方向に配置された磁石部12の個数を表し、偶数であっても、奇数であっても構わないが、後述するように偶数であると好ましい。
[0071]
 そして、コイル部11の第1コイル11aはn個の第1磁石12aに対向し、第2コイル11bはn個の第2磁石12bに対向する。具体的に、第1磁石12aは、第1コイル11aの平面部11apの内側に配置され、平面部11apと対向する。第2磁石12bは、第2コイル11bの平面部11bpの内側に配置され、平面部11bpと対向する。
[0072]
 4つの第1磁石12aは、軸Cを中心とする周方向の4等分位置、つまり90°毎の位置に配置されている。従って、4つの第1磁石12aは、軸Cと直交する断面で見たときに、周方向に隣り合う第1磁石12a同士の間隔が等間隔である。また、4つの第2磁石12bの軸Cと直交する断面上における配置は、図2に示す第1磁石12aの配置と同様である。従って、4つの第2磁石12bも、軸Cを中心とする周方向の4等分位置、つまり90°毎の位置に配置されている。
[0073]
 図16は、図4に示すVII-VII線を通過する切断面で見たときのボイスコイルモータ10のみの構成を示す断面図である。
[0074]
 図16において、各第1磁石12aが固定部2から受ける力(吸引力F)を、黒矢印として示している。この場合、4つの第1磁石12aが受ける吸引力Fを合成して得られる合力は、ほぼゼロとなる。同様のことが4つの第2磁石12bに対してもいえる。従って、本実施形態1によれば、軸Cを中心とする回転モーメントがほぼゼロとなり、固定部2と可動部3との間の摩擦力を減少させることができる。その結果、可動部3を駆動する際の駆動効率が向上するために、ボイスコイルモータ10を小型化することができる。
[0075]
 図17は、図4と同じ切断面でボイスコイルモータ10のみを示した断面図である。
[0076]
 図4および図17に示すように、第1コイル11aの軸C方向の長さは、第1磁石12aの軸C方向の長さよりも長い。同様に、第2コイル11bの軸C方向の長さは、第2磁石12bの軸C方向の長さよりも長い。さらに、第1コイル11aの物体側の端部から第2コイル11bの像側の端部までの軸C方向の長さは、第1磁石12aの物体側の端部から第2磁石12bの像側の端部までの軸C方向の長さよりも長い。このように構成することで、可動部3の移動範囲内で、第1磁石12aを常に第1コイル11aの軸C方向の長さ内に存在させ、かつ、第2磁石12bを常に第2コイル11bの軸C方向の長さ内に存在させることができる。
[0077]
 図16および図17に示すように、軸C方向に沿って組をなす第1磁石12aと第2磁石12bは離間して配置されている。任意の組における第1磁石12aと第2磁石12bとは、それぞれ径方向に着磁され、磁気分極方向が互いに逆であって、つまり磁極が互いに逆向きである。
[0078]
 図16および図17に示す構成の場合、第1磁石12aは、第1コイル11a側をN極、その反対側をS極とし、第2磁石12bは、第2コイル11b側をS極、その反対側をN極としている。この場合、第1磁石12aおよび第2磁石12bの磁気分極方向は、図16および図17に示す白抜き矢印Aのように、軸Cに対して直交する。
[0079]
 なお、第1磁石12aおよび第2磁石12bの磁気分極方向は、軸Cに対して直交するに限定されるものではなく、上述したように、より一般には軸Cと交差する方向であればよい。この場合に、第1磁石12aと第2磁石12bとは、一方が軸Cを中心とした外径方向の成分を有し、他方が軸Cを中心とした内径方向の成分を有する。
[0080]
 本実施形態1において、第1コイル11aと第2コイル11bは、軸Cの周りに電流が回転して流れる方向が逆である。
[0081]
 このために、コイル部11は、第1磁石12aの組と第2磁石12bの組との軸C方向の間において、巻回方向が反転することが好ましい。例えば、図16に示すように、第1コイル11aを矢印Bの方向に巻いた構成とする場合には、第2コイル11bを矢印Bの逆方向に巻いた構成とすればよい。
[0082]
 あるいは、第1コイル11aと第2コイル11bの巻回方向を同一とし、第1コイル11aの電流方向と第2コイル11bの電流方向とが逆になるように、第1コイル11aと第2コイル11bを駆動回路等に接続してもよい。
[0083]
 何れにしても、図16に示すように、第1コイル11aに矢印Bの向きの電流を流したときに、第2コイル11bには矢印Bと逆方向に電流が流れるように構成されていればよい。
[0084]
 上述したように構成された光学ユニット1では、第1コイル11aの巻かれた固定部本体20の径方向内側に、それぞれ第1コイル11aに対向して第1磁石12aを設置した可動部3が配置される。同様に、第2コイル11bの巻かれた固定部本体20の径方向内側に、それぞれ第2コイル11bに対向して第2磁石12bを設置した可動部3が配置される。
[0085]
 このような構成により、第1コイル11aの平面部11apは、それぞれ第1磁石12aの径方向の外側の面121aに直交する方向の磁界の中に存在する。同様に、第2コイル11bの平面部11bpは、それぞれ第2磁石12bの径方向の外側の面121bに直交する方向の磁界の中に存在する。
[0086]
 従って、駆動効率が向上し、可動部3を迅速に移動させることが可能となる。また、第1磁石12aの径方向の外側の面121aおよび第2磁石12bの径方向の外側の面121bを平面状とすることで、光学ユニット1の組み立てを容易に行うことが可能となる。
[0087]
 また、光学ユニット1のコイル部11に電流を流すと、磁石部12の磁界の影響によって、可動部3に軸C方向の力が発生し、固定部2に対して可動部3が軸C方向に移動する。例えば、第1コイル11aおよび第2コイル11bにそれぞれ流す電流を制御することによって、可動部3を固定部2に対して移動させることができる。可動部3が固定部2に対して移動している状態でも、磁石部12の径方向の外側の面は、固定部本体20の肉抜き部21a内に配置される。
[0088]
 また、光学ユニット1において、可動部3の突縁部31bの外周面は、図5に示すように、固定部本体20の固定側摺動面24に接触する可動側摺動面31cを構成する。固定部本体20の固定側摺動面24と可動部3の可動側摺動面31cを接触させることで、固定部本体20に対して可動部3を常に接触した状態で移動させるとともに、固定部2に対する可動部3の傾斜を抑制することができ、可動部3を適確に移動させることが可能となる。
[0089]
 図18は、軸C周りの肉抜き部21aおよびボイスコイルモータ10の磁石部12の配置と、右回転時および左回転時の様子とを示す図表である。
[0090]
 本実施形態においては、第1磁石12aおよび第2磁石12bの何れも4個設けられていて、磁石部12の個数を表すnは4であり、偶数である。そして、上述したように、磁石部12は、可動部3における軸C周りの4等分位置に配置され、つまり、軸Cを中心とした周方向に隣接する磁石部12同士の配置角度は、90°である。
[0091]
 こうして、例えば図18の配置欄に示すように、軸C周りに配置された4個の磁石部12の内の、1つ目の右側の磁石部12は軸Cを原点としたx軸上の正方向に中心が位置するように、2つ目の上側の磁石部12は軸Cを原点としたy軸上の正方向に中心が位置するように、3つ目の左側の磁石部12はx軸上の負方向に中心が位置するように、4つ目の下側の磁石部12はy軸上の負方向に中心が位置するように、それぞれ配置されている。
[0092]
 一方、n個の肉抜き部21aは、軸Cの周りの非対称な位置に形成されていて、軸Cの周りに隣接する2つで1組の肉抜き部21aの中心同士の、軸Cの周りの角度が、(360/n)°と異なる、少なくとも1組の肉抜き部21aを有する。
[0093]
 ここに、1つの肉抜き部21aの角度範囲を右回りまたは左周りの側にずらすことを、それぞれの肉抜き部21aに対して行うことで、軸Cの周りの非対称な配置を達成してもよい。あるいは、1つの肉抜き部21aの角度範囲を軸Cの周りの右回りまたは左周りの側の何れかに拡大することを、それぞれの肉抜き部21aに対して行うことで、軸Cの周りの非対称な配置を達成しても構わない。そして、隣接する2つで1組の肉抜き部21aの中心同士が、(360/n)°より大きくなるように配置してもよいし、(360/n)°より小さくなるように配置しても構わない
[0094]
 n=4である本実施形態の肉抜き部21aは、中心が、軸C周りの4等分位置からずれるように配置されている。図18に示す例では、x正方向の右側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HRがx軸上の正方向よりもやや右回りに回転した位置にある。従って、図8において、中心位置HRはz-x平面よりも下側に位置している。y正方向の上側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HUがy軸上の正方向よりもやや左回りに回転した位置にある。x負方向の左側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HLがx軸上の負方向よりもやや右回りに回転した位置にある。y負方向の下側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HDがy軸上の負方向よりもやや左回りに回転した位置にある。
[0095]
 こうして、互いに隣接する右側の肉抜き部21aと上側の肉抜き部21aとは、中心位置HRと中心位置HUとの間の角度が90°よりも大きくなるように配置されている。また、互いに隣接する左側の肉抜き部21aと下側の肉抜き部21aとは、中心位置HLと中心位置HDとの間の角度が90°よりも大きくなるように配置されている。
[0096]
 なお、見方を変えれば、互いに隣接する上側の肉抜き部21aと左側の肉抜き部21aとは、中心位置HUと中心位置HLとの間の角度が90°よりも小さくなるように配置され、互いに隣接する下側の肉抜き部21aと右側の肉抜き部21aとは、中心位置HDと中心位置HRとの間の角度が90°よりも小さくなるように配置されているとも言える。
[0097]
 そして、本実施形態における配置の場合、磁石部12、固定部2、およびコイル部11は、軸Cに対して対称となっており、図18に示す断面図においてはx軸とy軸との交点に対して対称である。
[0098]
 右側の磁石部12は、比透磁率が1.0より大きい材料を用いて形成された固定部2の筒部21までの距離が、上側の方が小さく下側の方が大きい。従って、右側の磁石部12には、図18の配置欄の黒矢印に示すように、左周りの回転モーメントが作用する。同様に、図18の配置欄の黒矢印に示すように、上側の磁石部12には右周りの回転モーメントが、左側の磁石部12には左周りの回転モーメントが、下側の磁石部12には右周りの回転モーメントが、それぞれ作用する。
[0099]
 このとき、図18の配置欄に示すニュートラル位置では、4つの磁石部12に作用する回転モーメントが打ち消し合って、回転モーメントの発生を抑制することができる。従って、可動部3が固定部2内を摺動する際の摩擦抵抗を低減して、駆動効率を向上することができる。
[0100]
 ところで、上述したように回転規制部6は肉抜き部21aと係合して、可動部3の軸Cの周りの回転を規制するが、もし回転規制部6が肉抜き部21aと隙間なく係合すると、可動部3が軸C方向に円滑に摺動するのが難しくなる。そこで、1つの回転規制部6の軸C周りの角度範囲を1つの肉抜き部21aの軸C周りの角度範囲よりも僅かに小さくして、磁石部12が固定部2と非接触である状態を維持しながら、可動部3が軸C方向に円滑に移動することができるようにしている。
[0101]
 このような構成の場合に、可動部3は軸C周りに僅かに回転することができる。
[0102]
 図18の右回転時欄は、可動部3が軸Cを中心として右回転したときの様子を示している。
[0103]
 このときには、上側および下側の磁石部12は、肉抜き部21a内において片寄って、図18の右回転時欄の黒矢印に示すように、右回りの回転モーメントが作用する。従って、可動部3には右回りの回転モーメントが作用することになる。ただし、右側および左側の磁石部12は肉抜き部21aの中央に近接して、回転モーメントが小さくなるかまたは作用しなくなる。こうして、回転モーメントが実効的に作用するのは4つの磁石部12の内の例えば2つとなるために、肉抜き部21aの中心が軸C周りの4等分位置になるような均等配置を行う場合に比べて、回転モーメントを例えば半分程度に抑制することができる。これにより、可動部3が右回転したときの駆動効率を向上することができる。
[0104]
 図18の左回転時欄は、可動部3が軸Cを中心として左回転したときの様子を示している。
[0105]
 このときには、右側および左側の磁石部12は、肉抜き部21a内において片寄って、図18の左回転時欄の黒矢印に示すように、左回りの回転モーメントが作用する。従って、可動部3には左回りの回転モーメントが作用することになる。ただし、上側および下側の磁石部12は肉抜き部21aの中央に近接して、回転モーメントが小さくなるかまたは作用しなくなる。こうして、回転モーメントが実効的に作用するのは4つの磁石部12の内の例えば2つとなるために、肉抜き部21aの中心が軸C周りの4等分位置になるような均等配置を行う場合に比べて、回転モーメントを例えば半分程度に抑制することができる。これにより、可動部3が左回転したときの駆動効率を向上することができる。
[0106]
 このような実施形態1によれば、複数の磁石部12を軸Cの周りの対称な位置に配置し、複数の磁石部12を収容するための複数の肉抜き部21aを軸Cの周りの非対称な位置に形成して、隣接する少なくとも1組の肉抜き部21aの軸Cの周りの角度が(360/n)°と異なるようにしたために、回転モーメントを小さくして可動部3の駆動効率を向上し、ボイスコイルモータ10を小型化することができる。従って、これにより、可動レンズ群Gvを進退移動させるアクチュエータの小型化および軽量化を実現することができる。
[0107]
 また、回転規制部6により複数の磁石部12が固定部2と非接触である状態を維持するようにしたために、磁石部12と固定部2との間に摩擦力が生じることはなく、より駆動効率を向上することができる。そして、磁石部12の破損を防止することができる。
[0108]
 このとき、本実施形態では回転規制部6を1つとしているために、複数設ける場合に比べて、小型化および軽量化を実現することができる。さらに、回転規制部6を1つとすることで、部品に要求される精度を必要以上に高くすることがなく、光学ユニットの製造コストを低減することができる。
[0109]
 さらに、比透磁率が1.0より大きい材料を用いて固定部2を形成したために、固定部2と磁石部12との間で吸引力Fが発生し、図18の右回転時の位置、または左回転時の位置に安定させることができる。これにより、可動部3が軸C方向に進退する際の、軸C周りの回転を抑制することができる。
[0110]
 また、コイル部11を、軸Cの周りにマグネットワイヤを巻いて構成したために、可動部3の摺動軸とボイスコイルモータ10により発生される推進力の作用軸とを同一にすることができ、可動部3が進退する際の揺動を低減して、アクチュエータの駆動を安定化することができる。
[0111]
 そして、磁気分極方向が互いに逆である第1磁石12aと第2磁石12bとを設けて、第1コイル11aと第2コイル11bとに流れる電流の方向を逆にしたために、ボイスコイルモータ10の駆動力が増加し動作の安定性を高めることができる。
[0112]
 さらに、回転規制部6を第1磁石12aと第2磁石12bの間に配置したために、可動部3の軸C方向におけるほぼ重心位置に配置されていることになり、可動部3の回転をより安定して規制することができる。
[0113]
 そして、軸Cを中心とした1つの回転規制部6の角度範囲を、1つの磁石部12の角度範囲よりも大きくしたために、磁石部12が固定部2と非接触である状態を、確実に維持することができる。
[0114]
 加えて、固定部2と接触する回転規制部6の部分をR形状をなすR面61としたために、固定部2と回転規制部6との接触面積を小さくして摩擦力を低減することができ、アクチュエータの駆動効率を向上することができる。
[0115]
 また、磁石部12の数nを偶数としたために、磁石部12を収容する肉抜き部21aの数も偶数となる。このために、複数の肉抜き部21aの全てが、隣接する2つで1組の肉抜き部21aの組を構成することができる。従って、個別の肉抜き部21aは軸Cの周りに非対称な配置であっても、組を単位とした肉抜き部21aは軸Cの周りに対称に配置することが可能となる。そして、組単位の肉抜き部21aを対称に配置することで、比透磁率が1.0より大きい固定部2を通過する磁気の分布の対称性が高まり、アクチュエータをより安定して駆動することが可能となる。
[0116]
 さらに、可動部3の作動中も固定部本体20の固定側摺動面24と可動部3の可動側摺動面31cとが接触するために、固定部2に対する可動部3の傾斜を抑制することができ、可動部3を適確に移動させることが可能となる。
[0117]
 そして、固定部2を、固定部本体20、前枠部4、および後枠部5の3つの部品の組み合わせとして構成した場合には、部品点数を比較的少なくして組み立て工程を減らすことができるとともに、低コスト化を実現することが可能となる。さらに、固定部2が3つの部品に分かれることで、それぞれの部品の設計の自由度が増加し、ひいては固定部2の設計の自由度が増加する利点がある。
[0118]
 加えて、固定部2の固定側摺動面24を周方向に分割して形成したために、簡単な構造で、光学ユニット1の小型化、および軽量化を図ることが可能となる。
[実施形態2]
[0119]
 図19から図23は本発明の実施形態2を示したものである。図19は、光学ユニット1Aの構成を、軸Cに垂直な切断面で見たときの断面図である。図20は、図21に示すVIII-VIII線を通過する切断面で見たときの固定部本体20Aの断面図である。図21は、光学ユニット1Aの固定部本体20Aの構成を示す側面図である。図22は、図23に示すIX-IX線を通過する切断面で見たときの可動部3の断面図である。図23は、上記実施形態2に係る光学ユニット1Aの可動部3の構成を示す側面図である。
[0120]
 この実施形態2において、上述の実施形態1と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
[0121]
 本実施形態は、固定部2Aの固定部本体20Aにおける肉抜き部21aの配置を、上述した実施形態1とは異ならせたものとなっている。
[0122]
 すなわち、実施形態1における4つの肉抜き部21aは、図2、図18等に示したように、中心が全て軸C周りの4等分位置、つまりx軸上およびy軸上からずれた位置にあった。これに対して本実施形態では、図19~図21に示すように、4つの肉抜き部21aの内の、2つの肉抜き部21aのみが軸C周りの4等分位置からずれた位置となっている。
[0123]
 具体的に、固定部本体20Aにおける筒部21Aの、x正方向の右側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HRがx軸上の正方向よりもやや右回りに回転した位置にある。従って、図21において、中心位置HRはz-x平面よりも下側に位置している。また、y正方向の上側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HUがy軸上の正方向よりもやや左回りに回転した位置にある。
[0124]
 これらに対して、x負方向の左側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HLがx軸上にある。また、y負方向の下側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HDがy軸上にある。
[0125]
 そして、図21に示すように、物体側肉厚部22AのU字状切欠部22dと、像側肉厚部23AのU字状切欠部23dとも、肉抜き部21aに対応する周方向位置に配置されている。
[0126]
 こうして、本実施形態においては、右側の肉抜き部21aおよび上側の肉抜き部21aの1組のみが、軸C周りの4等分位置からずれた位置に配置されている。
[0127]
 また、図22および図23に示すように、可動部3の構成は上述した実施形態1と同様である。さらに、図19に示すように、ボイスコイルモータ10の構成も上述した実施形態1と同様である。
[0128]
 そして、本実施形態の場合に、磁石部12、すなわち第1磁石12aおよび第2磁石12bが固定部2Aから受ける吸引力Fの合力F1の向きは、図19に示すように、可動部3の径方向である。また、軸Cを中心とする回転モーメントはほぼゼロとなる。
[0129]
 このような実施形態2によれば、少なくとも1組の肉抜き部21aが軸C周りの4等分位置からずれた位置に配置されているために、上述した実施形態1とほぼ同様の効果を奏することができる。
[0130]
 さらに、本実施形態2によれば、固定部2Aと可動部3との摺動によるガタを一方向(吸引力Fの合力F1の方向)へ寄せて、軸Cと直交する軸の周りの可動部3のチルト、および軸Cと平行な方向への可動部3のシフトを抑制することができる。
[実施形態3]
[0131]
 図24から図28は本発明の実施形態3を示したものである。図24は、光学ユニット1Bの構成を、軸Cに垂直な切断面で見たときの断面図である。図25は、図26に示すX-X線を通過する切断面で見たときの固定部本体20Bの断面図である。図26は、光学ユニット1Bの固定部本体20Bの構成を示す側面図である。図27は、図28に示すXI-XI線を通過する切断面で見たときの可動部3の断面図である。図28は、光学ユニット1Bの可動部3の構成を示す側面図である。
[0132]
 この実施形態3において、上述の実施形態1,2と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
[0133]
 本実施形態は、固定部2Bの固定部本体20Bにおける肉抜き部21aの配置を、上述した実施形態1とは異ならせたものとなっている。
[0134]
 すなわち、図24~図26に示すように、固定部本体20Bの筒部21Bに設けられた4つの肉抜き部21aの内の、右側の肉抜き部21aおよび上側の肉抜き部21aの配置は上述した実施形態1と同様であるが、左側の肉抜き部21aおよび下側の肉抜き部21aの配置が上述した実施形態1とは異なっている。
[0135]
 具体的に、x正方向の右側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HRがx軸上の正方向よりもやや右回りに回転した位置にある。従って、図26において、中心位置HRはz-x平面よりも下側に位置している。また、y正方向の上側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HUがy軸上の正方向よりもやや左回りに回転した位置にある。
[0136]
 また、x負方向の左側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HLがx軸上の負方向よりもやや左回りに回転した位置にある。y負方向の下側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HDがy軸上の負方向よりもやや右回りに回転した位置にある。
[0137]
 そして、図26に示すように、物体側肉厚部22BのU字状切欠部22dと、像側肉厚部23BのU字状切欠部23dとも、肉抜き部21aに対応する周方向位置に配置されている。
[0138]
 こうして、本実施形態においては、4つの肉抜き部21aの全てが軸C周りの4等分位置からずれた位置に配置されているが、4等分位置からのずれの方向が実施形態1とは異なっている。
[0139]
 また、図27および図28に示すように、可動部3の構成は上述した実施形態1と同様である。さらに、図24に示すように、ボイスコイルモータ10の構成も上述した実施形態1と同様である。
[0140]
 そして、本実施形態の場合に、磁石部12、すなわち第1磁石12aおよび第2磁石12bが固定部2Bから受ける吸引力Fの合力F2の向きは、図24に示すように、可動部3の径方向である。また、軸Cを中心とする回転モーメントはほぼゼロとなる。
[0141]
 このような実施形態3によれば、構成は異なるものの、上述した実施形態1とほぼ同様の効果を奏することができる。
[0142]
 さらに、本実施形態3によれば、固定部2Bと可動部3との摺動によるガタを一方向(吸引力Fの合力F2の方向)へ寄せて、軸Cと直交する軸の周りの可動部3のチルト、および軸Cと平行な方向への可動部3のシフトを抑制することができる。
[実施形態4]
[0143]
 図29から図33は本発明の実施形態4を示したものである。図29は、光学ユニット1Cの構成を、軸Cに垂直な切断面で見たときの断面図である。図30は、図31に示すXII-XII線を通過する切断面で見たときの固定部本体20Cの断面図である。図31は、光学ユニット1Cの固定部本体20Cの構成を示す側面図である。図32は、図33に示すXIII-XIII線を通過する切断面で見たときの可動部3の断面図である。図33は、光学ユニット1Cの可動部3の構成を示す側面図である。
[0144]
 この実施形態4において、上述の実施形態1~3と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
[0145]
 本実施形態は、固定部2Cの固定部本体20Cにおける肉抜き部21aの配置を、上述した実施形態3とは異ならせたものとなっている。
[0146]
 すなわち、図29~図31に示すように、固定部本体20Cの筒部21Cに設けられた4つの肉抜き部21aの内の、右側の肉抜き部21a、上側の肉抜き部21a、および左側の肉抜き部21aの配置は上述した実施形態3と同様であるが、下側の肉抜き部21aの配置が上述した実施形態3とは異なっている。
[0147]
 具体的に、x正方向の右側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HRがx軸上の正方向よりもやや右回りに回転した位置にある。従って、図31において、中心位置HRはz-x平面よりも下側に位置している。また、y正方向の上側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HUがy軸上の正方向よりもやや左回りに回転した位置にある。さらに、x負方向の左側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HLがx軸上の負方向よりもやや左回りに回転した位置にある。
[0148]
 これらに対して、y負方向の下側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HDがy軸上にある。
[0149]
 そして、図31に示すように、物体側肉厚部22CのU字状切欠部22dと、像側肉厚部23CのU字状切欠部23dとも、肉抜き部21aに対応する周方向位置に配置されている。
[0150]
 こうして、本実施形態においては、4つの肉抜き部21aの内の3つが軸C周りの4等分位置からずれた位置に配置されているが、残りの1つの肉抜き部21aが軸C周りの4等分位置に配置されている点が実施形態3とは異なっている。
[0151]
 また、図32および図33に示すように、可動部3の構成は上述した実施形態1と同様である。さらに、図29に示すように、ボイスコイルモータ10の構成も上述した実施形態1と同様である。
[0152]
 そして、本実施形態の場合に、磁石部12、すなわち第1磁石12aおよび第2磁石12bが固定部2Cから受ける吸引力Fの合力F3の向きは、図29に示すように、可動部3の径方向である。また、軸Cを中心とする回転モーメントが生じるものの、回転モーメントの一部が反対向きで相殺されるために、軸Cの周りの可動部3の回転を抑制することができる。
[0153]
 このような実施形態4によれば、少なくとも1組の肉抜き部21aが軸C周りの4等分位置からずれた位置に配置されているために、上述した実施形態1とほぼ同様の効果を奏することができる。
[0154]
 さらに、本実施形態4によれば、固定部2Cと可動部3との摺動によるガタを一方向(吸引力Fの合力F3の方向)へ寄せて、軸Cと直交する軸の周りの可動部3のチルト、および軸Cと平行な方向への可動部3のシフトを抑制することができる。
[実施形態5]
[0155]
 図34から図38は本発明の実施形態5を示したものである。図34は、光学ユニット1Dの構成を、軸Cに垂直な切断面で見たときの断面図である。図35は、図36に示すXIV-XIV線を通過する切断面で見たときの固定部本体20Dの断面図である。図36は、光学ユニット1Dの固定部本体20Dの構成を示す側面図である。図37は、図38に示すXV-XV線を通過する切断面で見たときの可動部3の断面図である。図38は、光学ユニット1Dの可動部3の構成を示す側面図である。
[0156]
 この実施形態5において、上述の実施形態1~4と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
[0157]
 本実施形態は、固定部2Dの固定部本体20Dにおける肉抜き部21aの配置を、上述した実施形態1とは異ならせたものとなっている。
[0158]
 すなわち、図34~図36に示すように、固定部本体20Dの筒部21Dに設けられた4つの肉抜き部21aの内の、右側の肉抜き部21a、上側の肉抜き部21a、および下側の肉抜き部21aの配置は上述した実施形態1と同様であるが、左側の肉抜き部21aの配置が上述した実施形態1とは異なっている。
[0159]
 具体的に、x正方向の右側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HRがx軸上の正方向よりもやや右回りに回転した位置にある。従って、図36において、中心位置HRはz-x平面よりも下側に位置している。また、y正方向の上側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HUがy軸上の正方向よりもやや左回りに回転した位置にある。さらに、y負方向の下側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HDがy軸上の負方向よりもやや左回りに回転した位置にある。
[0160]
 これらに対して、x負方向の左側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HLがx軸上の負方向よりもやや左回りに回転した位置にある。
[0161]
 そして、図36に示すように、物体側肉厚部22DのU字状切欠部22dと、像側肉厚部23DのU字状切欠部23dとも、肉抜き部21aに対応する周方向位置に配置されている。
[0162]
 こうして、本実施形態においては、4つの肉抜き部21aの全てが軸C周りの4等分位置からずれた位置に配置されているが、4等分位置からのずれの方向が実施形態1とは異なっている。
[0163]
 また、図37および図38に示すように、可動部3の構成は上述した実施形態1と同様である。さらに、図34に示すように、ボイスコイルモータ10の構成も上述した実施形態1と同様である。
[0164]
 そして、本実施形態の場合に、磁石部12、すなわち第1磁石12aおよび第2磁石12bが固定部2Dから受ける吸引力Fの合力F4の向きは、図34に示すように、可動部3の径方向である。また、軸Cを中心とする回転モーメントが生じるものの、回転モーメントの一部が反対向きで相殺されるために、軸Cの周りの可動部3の回転を抑制することができる。
[0165]
 このような実施形態5によれば、構成は異なるものの、上述した実施形態1とほぼ同様の効果を奏することができる。
[0166]
 さらに、本実施形態5によれば、固定部2Dと可動部3との摺動によるガタを一方向(吸引力Fの合力F4の方向)へ寄せて、軸Cと直交する軸の周りの可動部3のチルト、および軸Cと平行な方向への可動部3のシフトを抑制することができる。
[実施形態6]
[0167]
 図39から図47は本発明の実施形態6を示したものである。図39は、図41のXVI-XVI線を通過する切断面で見たときの光学ユニット1Eの断面図である。図40は、図41のXVII-XVII線を通過する切断面で見たときの光学ユニット1Eの断面図である。図41は、図39のXVIII-XVIII線を通過する切断面で見たときの光学ユニット1Eの断面図である。
[0168]
 この実施形態6において、上述の実施形態1~5と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
[0169]
 上述した実施形態1~5のボイスコイルモータ10は、磁石部12の個数を表すnが、n=4であって、軸C周りの4等分位置に4つの磁石部12を備えていた。そして、実施形態1~5では、4つの磁石部12に対応する4つの肉抜き部21aを設けていた。これに対して、本実施形態のボイスコイルモータ10Eは、ボイスコイルモータ10と構成が異なり、n=2であって、図39~図41に示すように、軸C周りの2等分位置に2つの磁石部12を備えている。そして、2つの磁石部12に対応する2つの肉抜き部21aを設けている。
[0170]
 図42は、光学ユニット1Eの固定部本体20Eの構成を示す斜視図である。図43は、図44のXIX-XIX線を通過する切断面で見たときの固定部本体20Eの断面図である。図44は、光学ユニット1Eの固定部本体20Eの構成を示す側面図である。
[0171]
 図42~図44に示すように、固定部2Eの固定部本体20Eは、軸Cを中心軸とする筒部21Eと、筒部21Eに対して軸C方向の物体側に形成された短筒形状の物体側肉厚部22Eと、筒部21Eに対して物体側肉厚部22Eと軸C方向の反対側に形成された短筒形状の像側肉厚部23Eと、を有する。
[0172]
 筒部21Eには、磁石部12を非接触に収容するための肉抜き部21aが、軸C周りに沿って概略180°毎に2つ形成される。2つの肉抜き部21aは、中心が、軸C周りの2等分位置からずれるように配置されている。
[0173]
 具体的に、図39、図40、図43等に示すように、y正方向の上側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HUがy軸上の正方向よりもやや左回りに回転した位置にある。y負方向の下側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HDがy軸上の負方向よりもやや右回りに回転した位置にある。
[0174]
 また、図41および図42に示すように、物体側肉厚部22EのU字状切欠部22dと、像側肉厚部23EのU字状切欠部23dおよび溝23cとは、y正方向の上側およびy負方向の下側の2箇所のみに設けられている。
[0175]
 図45は、光学ユニット1Eの可動部3Eの構成を示す斜視図である。図46は、図47のXX-XX線を通過する切断面で見たときの可動部3Eの断面図である。図47は、光学ユニット1Eの可動部3Eの構成を示す側面図である。
[0176]
 図45、図46に示すように、可動部3Eの平面部31dおよび段差部31eも、y正方向の上側およびy負方向の下側の2箇所のみに設けられている。回転規制部6が、y正方向の上側の1組の段差部31eの間に設けられているのは、上述した実施形態1と同様である。
[0177]
 y正方向の上側の1組の段差部31e、およびy負方向の下側の1組の段差部31eには、第1磁石12aおよび第2磁石12bを含む磁石部12が、それぞれ固定される。ここに、磁石部12は、軸C周りの対称な位置に(360/2)°=180°毎に配置されている。
[0178]
 そして、本実施形態の場合に、磁石部12、すなわち第1磁石12aおよび第2磁石12bが固定部2Eから受ける吸引力Fの合力F5の向きは、図39に示すように、可動部3Eの径方向である。また、軸Cを中心とする回転モーメントはほぼゼロとなる。
[0179]
 このような実施形態6によれば、磁石部12の個数を表すnを2としたときにも、1組の肉抜き部21aが軸C周りの2等分位置からずれた位置に配置されているために、上述した実施形態1とほぼ同様の効果を奏することができる。
[0180]
 また、本実施形態6によれば、磁石部12の個数を上述した実施形態1~5よりも少なくしているために、光学ユニットのより一層の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。
[0181]
 さらに、本実施形態6によれば、固定部2Eと可動部3Eとの摺動によるガタを一方向(吸引力Fの合力F5の方向)へ寄せて、軸Cと直交する軸の周りの可動部3Eのチルト、および軸Cと平行な方向への可動部3Eのシフトを抑制することができる。
[実施形態7]
[0182]
 図48は本発明の実施形態7を示したものである。図48は、光学ユニット1Fの構成を、軸Cに垂直な切断面で見たときの断面図である。
[0183]
 この実施形態7において、上述の実施形態1~6と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
[0184]
 本実施形態のボイスコイルモータ10Fは、ボイスコイルモータ10と構成が異なり、磁石部12の個数を表すnが3となっている。
[0185]
 すなわち、可動部3Fの外周側の、軸C周りの3等分位置、つまり120°毎の位置に3つの磁石部12が設けられている。
[0186]
 例えば、x軸の正方向から左周り、つまり反時計回りに角度を表すものとする。ニュートラル位置において、y正方向の上側、つまり90°の位置に、1つの磁石部12の中心が配置されている。他の1つの磁石部12の中心は210°の位置に配置され、さらに他の1つの磁石部12の中心は330°の位置に配置されている。
[0187]
 一方、固定部2Fの固定部本体20Fは、3つの磁石部12に対応する、軸C周りの概略3等分位置に、3つの肉抜き部21aが設けられている。
[0188]
 ここに、3つの肉抜き部21aは、軸C周りの3等分位置からずれた非対称な位置に形成されている。
[0189]
 具体的に、y正方向の上側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HUがy軸上の正方向よりもやや左回りに回転した位置にある。y負方向かつx正方向の右下側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HDRが330°の3等分位置よりもやや右回りに回転した位置にある。
[0190]
 一方、y負方向かつx負方向の左下側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HDLが210°の3等分位置にある。
[0191]
 そして、本実施形態の場合に、磁石部12、すなわち第1磁石12aおよび第2磁石12bが固定部2Fから受ける吸引力Fの合力F6の向きは、可動部3Fの径方向である。また、軸Cを中心とする回転モーメントはほぼゼロとなる。
[0192]
 このような実施形態7によれば、少なくとも1組の肉抜き部21aが軸C周りの3等分位置からずれた位置に配置されているために、上述した実施形態1とほぼ同様の効果を奏することができる。
[0193]
 さらに、本実施形態7によれば、固定部2Fと可動部3Fとの摺動によるガタを一方向(吸引力Fの合力F6の方向)へ寄せて、軸Cと直交する軸の周りの可動部3Fのチルト、および軸Cと平行な方向への可動部3Fのシフトを抑制することができる。
[実施形態8]
[0194]
 図49は本発明の実施形態8を示したものである。図49は、光学ユニット1Gの構成を、軸Cに垂直な切断面で見たときの断面図である。
[0195]
 この実施形態8において、上述の実施形態1~7と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
[0196]
 本実施形態も上述した実施形態7と同様に、磁石部12の個数を表すnが3であるボイスコイルモータ10Fを用いた実施形態となっている。
[0197]
 すなわち、可動部3Gの外周側の、軸C周りの3等分位置に3つの磁石部12が設けられていて、磁石部12の配置は上述した実施形態7と同様である。
[0198]
 また、固定部2Gにおける固定部本体20Gの軸C周りの3等分位置からずれた非対称な位置には、3つの磁石部12に対応する3つの肉抜き部21aが形成されている。
[0199]
 具体的に、y正方向の上側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HUがy軸上の正方向よりもやや左回りに回転した位置にある。y負方向かつx負方向の左下側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HDLが210°の3等分位置よりもやや左回りに回転した位置にある。y負方向かつx正方向の右下側の肉抜き部21aは、軸C周りの中心位置HDRが330°の3等分位置よりもやや右回りに回転した位置にある。
[0200]
 こうして、上側および右下側の肉抜き部21aの配置は実施形態7と同様であるが、左下側の肉抜き部21aの配置が実施形態7と異なり、3等分位置からずれた配置となっている。
[0201]
 そして、本実施形態の場合に、磁石部12、すなわち第1磁石12aおよび第2磁石12bが固定部2Gから受ける吸引力Fの合力F7の向きは、可動部3Gの径方向である。また、軸Cを中心とする回転モーメントが生じるものの、回転モーメントの一部が反対向きで相殺されるために、軸Cの周りの可動部3Gの回転を抑制することができる。
[0202]
 このような実施形態8によれば、少なくとも1組の肉抜き部21aが軸C周りの3等分位置からずれた位置に配置されているために、上述した実施形態1とほぼ同様の効果を奏することができる。
[0203]
 さらに、本実施形態8によれば、固定部2Gと可動部3Gとの摺動によるガタを一方向(吸引力Fの合力F7の方向)へ寄せて、軸Cと直交する軸の周りの可動部3Gのチルト、および軸Cと平行な方向への可動部3Gのシフトを抑制することができる。
[実施形態9]
[0204]
 図50は本発明の実施形態9を示したものである。図50は、光学ユニットを含む内視鏡を備えた内視鏡システムの構成を示す図である。
[0205]
 この実施形態9において、上述の実施形態1~8と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
[0206]
 図50に示す内視鏡システム100は、内視鏡90と、制御装置94と、表示装置96とを備える。
[0207]
 内視鏡90は、人体等の被検体内に挿入可能であって、被検体内の所定の観察部位を光学的に観察するものである。なお、内視鏡90が挿入される被検体は、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く、洞窟などの自然物でもよい。換言すれば、内視鏡90は、医療用内視鏡でもよいし、工業用内視鏡でもよいし、その他の例えば学術用に用いられるものであっても構わない。
[0208]
 内視鏡90は、被検体の内部に挿入される挿入部91と、挿入部91の基端に位置する操作部92と、操作部92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93と、を備える。
[0209]
 挿入部91は、先端側から基端側に向かって順に、先端部91a、湾曲自在な湾曲部91b、および可撓性を備える可撓管部91cを有する。なお、ここでは可撓管部91cを有する軟性内視鏡を例示したが、内視鏡90は、挿入部91に可撓管部91cを有しない硬性内視鏡でもよい。さらに、湾曲部91bが省略される構成であっても構わない。
[0210]
 本実施形態の内視鏡90は、例えば電子内視鏡として構成されていて、先端部91aには、被検体からの光を集光して被検体像を撮像する撮像部80が設けられている。ただし、内視鏡90は、光学内視鏡として構成されていても構わない。
[0211]
 具体的に、撮像部80は、被検体からの光を集光する光学ユニットと、光学ユニットが集光した光を光電変換して電気信号として出力する撮像素子と、を有する。光学ユニットは、上述した実施形態1~8の何れかに記載した光学ユニット1,1A~1Gを適用することができる。
[0212]
 撮像素子は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などを用いて構成される。
[0213]
 操作部92は、アングル操作部92aと、ズーム操作部92bとを有する。アングル操作部92aは、湾曲部91bの湾曲状態を操作する部位である。ズーム操作部92bは、光学ユニットにおけるズーム動作を操作することで、上述したボイスコイルモータ10(またはボイスコイルモータ10E、あるいはボイスコイルモータ10F)の動作を操作する部位である。
[0214]
 図50に示す例では、アングル操作部92aはノブ形状に形成され、ズーム操作部92bはレバー形状に形成されているが、それぞれボリュームスイッチ、プッシュスイッチ等に形成されていてもよく、特定の操作方式に限定されるものではない。
[0215]
 ユニバーサルコード93は、操作部92と制御装置94とを接続する部材である。内視鏡90は、ユニバーサルコード93の基端部に設けられるコネクタ93aを経由して制御装置94に接続される。
[0216]
 挿入部91、操作部92、およびユニバーサルコード93内には、ワイヤ、電気線、および光ファイバ等を含むケーブル95が挿通される。
[0217]
 ここに、ワイヤは、湾曲部91bの湾曲に用いられる。また、光ファイバは、先端部91aから被検体へ向けて照射される照明光の伝送に用いられる。さらに、電気線は、制御装置94から撮像部80への電力および駆動信号の伝送と、撮像部80の撮像素子から出力される撮像信号の制御装置94への伝送と、アングル操作部92aおよびズーム操作部92bからの操作信号の制御装置94への伝送と、等に用いられる。
[0218]
 制御装置94は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを有し、内視鏡システム100の全体を統括して制御する。制御装置94は、駆動制御部94aと、画像制御部94bと、光源制御部94cと、を有する。
[0219]
 駆動制御部94aは、アクチュエータを有し、ワイヤを経由して操作部92および湾曲部91bと機械的に接続される。駆動制御部94aは、アングル操作に係る操作信号を受けて、アクチュエータを駆動しワイヤを進退させることで、湾曲部91bの湾曲状態を制御する。
[0220]
 画像制御部94bは、電気線を経由して撮像部80および操作部92と電気的に接続される。画像制御部94bは、ズーム操作に係る操作信号を受けて、撮像部80が有するボイスコイルモータ10(またはボイスコイルモータ10E、あるいはボイスコイルモータ10F)の駆動制御を行う。さらに、画像制御部94bは、撮像部80の撮像素子を駆動制御して、撮像部80から出力される撮像信号に対する画像処理を行う。こうして画像制御部94bにより処理された画像は、表示装置96により表示される。
[0221]
 光源制御部94cは、制御装置94と別体の図示しない光源装置、または制御装置94の内部に設けられた光源装置と接続されている。そして、光源制御部94cは、光ファイバを経由して光源装置および操作部92と光学的に接続される。光源制御部94cは、先端部91aから被検体へ向けて照射される照明光の明るさ等を制御する。
[0222]
 なお、上述では操作部92を挿入部91と一体に形成したが、操作部92を挿入部91と別体に形成して、遠隔操作により挿入部91の操作を行う構成としてもよい。また、上述では電動湾曲内視鏡を例に挙げたが、アングル操作部92aによりワイヤを直接牽引する手動湾曲内視鏡であっても構わない。
[0223]
 上述したように構成された内視鏡システム100は、実施形態1~8の何れかに係る光学ユニットを有する撮像部80を備えるために、迅速にズーム変更することができ、動画を撮像するのに好適である。また、光学ユニットが小型であるために、先端部91aを小型、細径化することができ、挿入性を向上することができる。さらに、先端部91aにおける硬質部の長さを短縮することができるために、湾曲操作も容易となる。
[0224]
 そして、実施形態1~8の何れかに係る光学ユニットでは、可動部に磁石部12を設ける一方で、固定部にコイル部11を設けているために、コイル部11に接続されるケーブルを動かす必要がない。このために、内視鏡90の先端部91a内の限られたスペースにおいてケーブルが動くことはないために、ケーブルの断線が生じることもなく、耐久性に優れた内視鏡システム100となる。
[0225]
 このような実施形態9によれば、上述した実施形態1~8とほぼ同様の効果を奏するとともに、小型化および軽量化されたアクチュエータを備え、迅速な可動レンズの進退移動を行うことができる内視鏡90を有する内視鏡システム100となる。
[その他の実施形態]
[0226]
 なお、本発明は上述した構成に限定されるものではない。例えば、上述した光学ユニットに対して、磁気を検出する少なくとも1つの磁気検出器と、磁気検出器の検出結果に基づいてコイル部11に流れる電流を制御する電流制御部とをさらに具備させてもよい。磁気検出器は、例えばホール素子や磁気抵抗効果素子(MR素子)を用いて構成することができる。磁気検出器は、コイル部11の径方向外周側に設けられる図示しない支持部材に固定される。そして、磁気検出器が検出した磁気に基づいて、電流制御部がコイル部11に流れる電流を制御することにより、可動部の駆動速度および停止位置を、より一層正確に制御することが可能となる。
[0227]
 また、可動部に配設する磁石部の数nは、実施形態1~8に記載したものに限定されることはないが、上述したように偶数であるとより好ましい。
[0228]
 そして、固定部に設けられる肉抜き部は、磁石部や回転規制部を組み付けることができればよく、上述したように、径方向外周側まで貫通していなくてもよい。
[0229]
 なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

請求の範囲

[請求項1]
 可動レンズ群を内側に保持する筒形状をなす可動部と、
 前記可動レンズ群よりも物体側に配置された物体側固定レンズ群と、前記可動レンズ群よりも像側に配置された像側固定レンズ群と、の少なくとも一方を内側に保持する筒形状をなし、前記可動部と共通の中心軸を有するように前記可動部の外側に配置された固定部と、
 nを2以上の整数としたときに、前記可動部に配置されたn個の磁石部と、前記固定部に配置されたコイル部と、を有し、前記コイル部に電流を印加することにより、前記固定部に相対して前記可動部を前記中心軸の方向に移動させ得るボイスコイルモータと、
 を備え、
 前記n個の磁石部は、前記中心軸と交差する方向にそれぞれ磁気分極され、かつ前記可動部における前記中心軸の周りの対称な位置に(360/n)°毎に配置され、
 前記固定部は、比透磁率が1.0より大きい材料を用いて前記筒形状に形成され、前記n個の磁石部をそれぞれ非接触に収容するためのn個の肉抜き部が設けられており、
 前記可動部は、前記n個の肉抜き部の内の少なくとも1つの肉抜き部の内部に配置される回転規制部を備え、前記回転規制部は、前記肉抜き部と係合して、前記中心軸の周りの前記可動部の回転を規制することにより、前記n個の磁石部が前記固定部と非接触である状態を維持し、
 前記n個の肉抜き部は、前記中心軸の周りの非対称な位置に形成されていて、前記中心軸の周りに隣接する2つで1組の肉抜き部の中心同士の、前記中心軸の周りの角度が、前記(360/n)°と異なる、少なくとも1組の肉抜き部を有することを特徴とする光学ユニット。
[請求項2]
 前記コイル部は、前記中心軸の周りにマグネットワイヤを巻いて構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。
[請求項3]
 前記磁石部は、前記中心軸の方向における、物体側に配置された第1磁石と、像側に配置された第2磁石とを有し、前記第1磁石と前記第2磁石とは、磁気分極方向が互いに逆であって、一方が前記中心軸を中心とした外径方向の成分を有し、他方が前記中心軸を中心とした内径方向の成分を有しており、
 前記コイル部は、n個の前記第1磁石に対向する第1コイルと、n個の前記第2磁石に対向し、前記第1コイルに接続される第2コイルと、を有し、
 前記第1コイルと前記第2コイルは、前記中心軸の周りに電流が回転して流れる方向が逆であることを特徴とする請求項2に記載の光学ユニット。
[請求項4]
 前記回転規制部は、少なくとも1つの前記磁石部の前記第1磁石と前記第2磁石の間に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の光学ユニット。
[請求項5]
 前記中心軸を中心とした1つの前記回転規制部の角度範囲は、1つの前記磁石部の角度範囲よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。
[請求項6]
 前記回転規制部は、少なくとも前記固定部と接触する部分がR形状をなすことを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。
[請求項7]
 前記磁石部の数nは、偶数であることを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。
[請求項8]
 被検体の内部に挿入されて前記被検体の内部を観察する内視鏡であって、
 請求項1に記載の光学ユニットと、
 前記光学ユニットが集光した光を電気信号に変換する撮像素子と、
 を備えることを特徴とする内視鏡。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]

[ 図 23]

[ 図 24]

[ 図 25]

[ 図 26]

[ 図 27]

[ 図 28]

[ 図 29]

[ 図 30]

[ 図 31]

[ 図 32]

[ 図 33]

[ 図 34]

[ 図 35]

[ 図 36]

[ 図 37]

[ 図 38]

[ 図 39]

[ 図 40]

[ 図 41]

[ 図 42]

[ 図 43]

[ 図 44]

[ 図 45]

[ 図 46]

[ 図 47]

[ 図 48]

[ 図 49]

[ 図 50]