JP2009075170A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成により可動レンズの移動に対応して絞りを可変することのできる小型で組み立てが容易となる撮像装置を実現すること。
【解決手段】 本発明による撮像装置は、可動レンズ６３を保持する可動レンズ枠６１、及び磁性部材６２を備えた可動レンズユニット６０と、複数の対物光学系３１、３４が配設され、可動レンズ枠を撮影光軸方向に進退自在に保持する固定レンズ枠３３と、磁性体から形成された絞り羽根７４の移動により撮影光量を調整する絞りユニット３５と、可動レンズ枠の進退移動に応じて、絞り羽根を磁力により移動する強磁性体３８と、具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学性能を可変自在な撮像装置であって、特に、内視鏡などの医療機器に用いられる撮像装置に関する。

近年、内視鏡は、医療用分野及び工業用分野で広く用いられるようになった。また、このような内視鏡の中には、イメージファイバを用いて観察像を接眼レンズにて観察する従来からのファイバースコープ型の内視鏡、或いは内視鏡先端部、内視鏡操作部などに固体撮像素子を配して、モニタに観察画像を表示させる電子内視鏡がある。

これらの内視鏡には、合焦点を変化させずに、可動レンズを光軸方向に可動させて、連続的に画角、倍率等を可変させる、フォーカス、ズーム機能のため可動レンズ機構を備えたものがある。このような可動レンズ機構の技術は、内視鏡に限らず適用され、例えば、特許文献１に記載のレンズ駆動装置、或いは特許文献２に記載の撮像装置に開示された技術が用いられている。

特許文献１に記載のレンズ駆動装置は、磁気的作用により、レンズ可動体を光軸方向に可動させる技術が開示されている。また、特許文献２の撮像装置は、磁気的作用により、シャッタ、及び絞りを開閉する技術が開示されている。
特開２００５−２２７７０５公報 特開２００６−２７６７９８号公報

しかしながら、従来のレンズ駆動装置、或いは撮像装置のような、最適な焦点位置を変化させて、可動するレンズを備えた構成において、最適な明るさを調整、すなわち、その光学系における光の量を調整するための可変絞りが設けられる。

このように、可動レンズ機構と可変絞り機構を備えた従来の撮像光学系は、構造が非常に複雑なものとなり、部品の駆動機構の調整が困難であり、組み立て性が悪いという問題がある。

特に、医療装置である内視鏡は、体腔等に挿入されるため細径化が望まれ、これに合わせて、撮像装置の駆動機構の大きさの小型化が要求されている。そのため、撮像装置の構成部品自体を非常に小さな構成としても、組み立て性が悪くなるばかりでなく、複雑な構造形態によっては撮像装置の小型化を阻害してしまう場合がある。

そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成により可動レンズの移動に対応して絞りを可変することのできる小型で組み立てが容易な撮像装置を実現することである。

上記目的を達成するために本発明による撮像装置は、可動レンズを保持する可動レンズ枠、及び磁性部材を備えた可動レンズユニットと、複数の対物光学系が配設され、上記可動レンズ枠を撮影光軸方向に進退自在に保持する固定レンズ枠と、磁性体から形成された絞り羽根の移動により撮影光量を調整する絞りユニットと、上記可動レンズ枠の進退移動に応じて、上記絞り羽根を磁力により移動する強磁性体と、を具備したことを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成により可動レンズの移動に対応して絞りを可変することのできる小型で組み立てが容易となる撮像装置を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、本発明の実施の形態においては、体腔内に挿入して、生体組織を観察する医療装置である内視鏡装置の中における、例えば、腹腔鏡下外科手術で使用される硬性電子内視鏡に内蔵される撮像装置の一例を以下に説明する。

（第１の実施の形態）
先ず、図１から図１０を用いて、第１の実施の形態の撮像装置について説明する。
図１〜図１０は、本発明の第１の実施の形態に係り、図１は硬性電子内視鏡の構成を示す図、図２は硬性電子内視鏡の先端部内に配設される撮像装置の断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図、図４は絞りユニットの分解斜視図、図５は絞りユニットの正面図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ断面図、図７は可動レンズユニットが後方に位置した状態を示す断面図、図８は図７のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図、図９は可動レンズユニットが前方に位置した状態を示す断面図、図１０は図８のＸ−Ｘ断面図である。

図１に示すように、硬性電子内視鏡１（以下、単に内視鏡という）１は、挿入部２と、この挿入部２の基端に連設された操作部３と、この操作部３から延出したユニバーサルコード４と、このユニバーサルコード４の基端に配されたスコープコネクタ５と、このスコープコネクタ５の側部から延出するケーブルの端部に設けられた電気コネクタ６と、を有して主に構成されている。

内視鏡１の挿入部２は、先端から順に、先端部１１と、この先端部１１に連設された湾曲部１２と、この湾曲部１２と操作部３との間に設けられた硬質管部１３と、を有して構成されている。本実施の形態の硬質管部１３は、ステンレス等から形成された非可撓性の硬性管から形成されている。尚、先端部１１内には、撮像光学系を備えた、後述する撮像装置が内蔵されている。

本実施の形態の内視鏡１の操作部３には、回動操作により湾曲部１２の湾曲操作を行うための２つの湾曲操作レバー１４，１５、及び各種操作等を行うためのスイッチ類１６が設けられている。これら湾曲操作レバー１４，１５は、回動操作されることにより、挿入部２の湾曲部１２が４方向、或いは２方向へ湾曲する構成となっている。また、操作部３に配された複数のスイッチ類１６は、所定の内視鏡機能、例えば、先端部１１内に配設された撮像装置の操作等を実行する際に操作されるものである。

また、図示していないが、本実施の形態の内視鏡１は、スコープコネクタ５がハロゲンランプ等の照明光発生手段が内蔵された光源装置に接続され、電気コネクタ６がビデオプロセッサに接続される。

光源装置からの照明光は、ユニバーサルコード４から先端部１１まで挿通するライトガイドバンドルにより伝送され、先端部１１から被検体に向けて照射される。尚、ビデオプロセッサは、モニタと接続され、内視鏡１にて撮影された内視鏡画像をモニタに出力して表示させる。

次に、図２、及び図３を用いて、内視鏡１の先端部１１内に配設される、本実施の形態の撮像装置について、以下に詳しく説明する。
図２に示すように、本実施の形態の撮像装置２０は、レンズユニット３０と、このレンズユニット３０の後方に嵌合される撮像素子ユニット４０と、レンズユニット３０、及び撮像素子ユニット４０の外周の一部に沿って配設された可動レンズ駆動機構５０と、を有して主に構成されている。

レンズユニット３０は、先端部１１の先端面に配置される観察レンズを含む前方の対物光学系を構成する前群レンズ３１と、この前群レンズ３１を保持する非磁性体材から形成された固定レンズ枠である前群レンズ固定枠３２と、この前群レンズ固定枠３２の後端部に嵌合して連設され、後方の対物光学系を構成する後群レンズ３４を保持した略筒状の非磁性体から形成された固定レンズ枠である後群レンズ固定枠３３と、この後群レンズ固定枠３３内に進退自在に配設され、絞りユニット３５が先端部分に嵌合固定された可動レンズユニット６０と、を有して構成されている。

後群レンズ固定枠３３は、先端側の外周部に強磁性体である、ここでは永久磁石（以下、単に磁石と略記する）３８が嵌着されている。この磁石３８は、ここでは、永久磁石が用いられ、図２の紙面に向かって見た、後群レンズ固定枠３３の上方側に配設されている。

可動レンズユニット６０は、非磁性体から形成された可動レンズ枠６１と、この可動レンズ枠６１の基端に嵌着されたリング状の磁性体から形成された磁性部材６２と、可動レンズ枠６１に保持された可動レンズ６３と、から構成されている。この可動レンズユニット６０は、可動レンズ枠６１内において、撮影光軸Ｏに沿って進退移動自在に直進ガイドされている。

撮像素子ユニット４０は、カバーガラス等の光学部品４２を保持する保持枠４１と、光学部品４２に受光部側が面接合するように接着された、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサである固体撮像素子４３と、この固体撮像素子４３に電気的に接続された電子部品が実装され、複数の通信線４５が電気的に半田接続されたＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）４４と、を有して主に構成されている。

保持枠４１は、先端部分がレンズユニット３０の後群レンズ固定枠３３に内嵌固定しており、基端外周部分に固体撮像素子４３等を被覆して保護する熱収縮チューブ４６が配設されている。尚、この熱収縮チューブ４６内には、保護接着剤が固体撮像素子４３、ＦＰＣ４４、及び通信線４５を覆うように充填されている。

可動レンズ駆動機構５０は、撮影光軸Ｏに平行な凹部状の溝であるガイド溝５１ａが形成されたフレーム５１と、ガイド溝５１ａに直進ガイドされる非磁性体材から形成された磁石保持台５２と、この磁石保持台５２の上部に嵌合された強磁性体である永久磁石の可動磁石５３と、磁石保持台５２を前方側へ付勢するバネ５４と、磁石保持台５２の基端部に接合されたＳＭＡ（Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙｓ：形状記憶合金）ワイヤ５５と、フレーム５１の基端に嵌着された、金属、例えば、ステンレス製のパイプ５６と、ＳＭＡワイヤ５５が内部に挿通し、パイプ５６内に挿設された絶縁性を有したピーク（ＰＥＥＫ）チューブ等の絶縁チューブ５７と、この絶縁チューブ５７の基端に設けられ、ＳＭＡワイヤ５５が接合された電極用カシメ５８と、この電極用カシメ５８に電気的に接続された電源ケーブル５９と、絶縁チューブ５７の基端部分から電極用カシメ５８と共に電源ケーブル５９を被覆する絶縁シース６５と、を有して構成されている。尚、ＳＭＡワイヤ５５は、磁石保持台５２の基端部に結合した後、折り返かえされて、後述のＧＮＤ（グランド）ワイヤ５５ａとして、後方へ延設される。

フレーム５１は、図３に示すように、断面略Ｕ字型をしており、上端部分がレンズユニット３０の後群レンズ固定枠３３と嵌合している。また、この嵌合状態において、後群レンズ固定枠３３の外形面とフレーム５１の内形面により囲まれた空間が形成される。この空間内で磁石保持台５２は、ガイド溝５１ａにより直進ガイドされ、可動磁石５３と共に撮影光軸Ｏに平行な方向に進退移動する。

この磁石保持台５２の進退移動は、磁石保持台５２の後端部に接続されたＳＭＡワイヤ５５に電極用カシメ５８を介して、電源ケーブル５９から電力が供給されて、ＳＭＡワイヤ５５自体が発熱し収縮して、バネ５４による前方への付勢力に抗して後方側へ磁石保持台５２を牽引する。これにより、磁石保持台５２は、後方へ可動する。

また、ＳＭＡワイヤ５５への電力供給を停止すると、ＳＭＡワイヤ５５が常温に戻り、磁石保持台５２がバネ５４による前方への付勢力を受けて前方へ可動する。磁石保持台５２は、前方へ可動すると、先端面がフレーム５１の先端に嵌合された当接部材３９と当接して前方への可動が規制される。

尚、ＳＭＡワイヤ５５は、磁石保持台５２にて折り返されて、後方へ延設する絶縁チューブ５５ｂに被覆されたＧＮＤ（グランド）ワイヤ５５ａ（図３参照）と電気的に接続されている。

こうして、磁石保持台５２は、可動磁石５３と共に撮影光軸Ｏに沿った平行な方向へ進退移動する。このとき、可動レンズ枠６１の基端部に設けられた磁性部材６２は、後群レンズ固定枠３３の外部から可動磁石５３からの磁力を受けて吸い寄せられ、この可動磁石５３の進退移動に連動して、可動レンズ枠６１と共に、後群レンズ固定枠３３内で撮影光軸Ｏに沿った平行な方向に進退移動する。

換言すると、可動レンズユニット６０は、可動レンズ６３を保持した可動レンズ枠６１の磁性部材６２が可動磁石５３からの磁気的作用を受けて、後群レンズ固定枠３３内で進退移動する。

この可動レンズユニット６０の進退移動距離は、可動レンズ６３の撮影光軸Ｏに沿った可動に伴って可変する撮像装置２０の所定のズーム・テレ状態に対応した焦点距離により設定されている。

この可動レンズユニット６０の後方への可動において、後群レンズ固定枠３３の内周面には、可動レンズ枠６１の基端に配設された磁性部材６２の基端面に当接して可動位置を規制する内径方向に突起した規制凸部３３ａが形成されている。また、可動レンズユニット６０の前方への可動おいては、可動レンズ枠６１の先端面が前群レンズ固定枠３２の基端面に当接することで移動が規制される。

すなわち、可動レンズユニット６０は、可動レンズ枠６１が前群レンズ固定枠３２に当接する位置から磁性部材６２が後群レンズ固定枠３３の規制凸部３３ａに当接する位置までの範囲で撮影光軸Ｏに沿った可動範囲が規定されている。

さらに、可動レンズユニット６０は、先端が前群レンズ３１と前群レンズ固定枠３２に封止され、後群レンズ３４に塞がれた密閉された後群レンズ固定枠３３の空間内で進退移動する。つまり、本実施の形態の撮像装置２０は、可動レンズ駆動機構５０が密閉された後群レンズ固定枠３３の空間内の可動レンズユニット６０を磁気的作用により進退移動させる構成となっているため、耐湿性の良い構成となっている。

また、本実施の形態の撮像装置２０は、例えば、可動レンズユニット６０が前方に位置するワイド状態と、後方に位置するテレ状態の２つの状態に切替られる構成であり、これら夫々の状態の焦点距離に合わせて、最適な光量を調整するため絞りユニット３５の絞りの開口径φが可変する構成となっている。

次に、図４〜図６に基づいて、絞りの開口径φが可変する本実施の形態の絞りユニット３５について、以下に詳しく説明する。
図４に示すように、絞りユニット３５は、中心に絞り孔７１ａが設けられ、円盤状の非磁性体により形成された固定絞り板７１と、円環状の非磁性体から形成された絞り枠７２と、絞り羽根抑えを構成する略半円状の非磁性板体である２枚の保持板７３と、上部側に絞り孔７４ａが形成され、下部側に切り欠き７４ｂが形成された磁性体から形成された可動絞り羽根７４と、この可動絞り羽根７４の上端部に一端部が固定された付勢部材であるバネ７５と、を有して構成されている。

固定絞り板７１は、形成された絞り孔７１ａが撮影光の一部だけを通し、本実施の形態の光学系において撮影光量を調整して、所定の光学性能を満足する絞り孔７１ａの開口径φＡ（図６参照）が設定されている。また、この固定絞り板７１は、可動絞り羽根７４との摺動摩擦抵抗を低減するＰＴＦＥ等の表面加工が施されている。

絞り枠７２は、外周面が円形状の固定絞り板７１の外形に略一致しており、可動絞り羽根７４、及び保持板７３よりも大きな所定の厚みを有している。

２枚の保持板７３は、後述するが、互いが対向して配置され、このときに向かい合う縁辺部の一面側に可動絞り羽根７４が固定絞り板７１に接触した状態で可動絞り羽根７４の両端部分を面接触して摺動自在に保持して上下に直進ガイドするガイド溝７３ａが形成されている。このガイド溝７３ａの表面にも、可動絞り羽根７４との摺動摩擦抵抗を低減するＰＴＦＥ等の表面加工が施されている。

可動絞り羽根７４は、摺動摩擦抵抗を低減するＰＴＦＥ等の表面加工が施されている。この可動絞り羽根７４に形成された絞り孔７４ａは、撮影光の一部だけを通し、本実施の形態の光学系において撮影光量を調整して、所定の光学性能を満足する絞り孔７１ａの開口径φＡよりも小さな開口径φＢ（図６参照）が設定されている。

また、この可動絞り羽根７４は、バネ７５が設けられる上部側と反対側の下部側に拡がると共に、上部が円弧状に切削加工された切り欠き７４ｂが形成されている。この切り欠き７４ｂは、固定絞り板７１の絞り孔７１ａよりも大きな形状をしている。

上述の固定絞り板７１は、その一面の円周部分に絞り枠７２が固着される。そして、可動絞り羽根７４は、絞り枠７２が固着された固定絞り板７１の一面と面接触するように配置される。

バネ７５は、可動絞り羽根７４に固定された一端部と反対側の他端部が絞り枠７２の内面と接着などにより固定される。そして、可動絞り羽根７４は、２枚の保持板７３により、両側部分が固定絞り板７１のガイド溝７３ａに係合され、固定絞り板７１に抑えつけられるように、固定絞り板７１と２枚の保持板７３に上下に摺動自在に挟持される。また、これら２枚の保持板７３は、各絞り孔７１ａ，７４ａを塞ぐことのない所定の距離で離間する状態で絞り枠７２に固着される。

こうして、図５、及び図６に示すように、組み付けられた本実施の形態の絞りユニット３５は、可動絞り羽根７４が前方側に位置するよう、図２に示したように、可動レンズユニット６０の可動レンズ枠６１の先端部分に内嵌固着される。

次に、以上のように構成された本実施の形態の撮像装置２０において、可動レンズユニット６０の撮影光軸Ｏに沿った進退移動に伴って連動する絞りユニット３５の可動絞り羽根７４が、以下では上下方向に可動する作用について、図７〜図１０を用いて、以下に詳しく説明する。

先ず、本実施の形態の撮像装置２０は、図７、及び図８に示す、後方に位置するテレ状態のとき、上述したように、ＳＭＡワイヤ５５に電流が印加され、このＳＭＡワイヤ５５が収縮することで、可動磁石５３が設けられた磁石保持台５２をバネ５４の前方への付勢力に抗して後方へ牽引する。

すると、可動レンズユニット６０は、磁性部材６２が磁気的作用により可動磁石５３に引き寄せられ、可動磁石５３に連動して後群レンズ固定枠３３内で後方へ移動する。そして、可動レンズユニット６０は、後群レンズ固定枠３３の規制凸部３３ａに磁性部材６２の基端面が当接して後方への移動が規制され、設定された所定の焦点距離のテレ状態の位置で停止する。

このとき、絞りユニット３５の可動絞り羽根７４は、図８に示すように、ここでは上部側のバネ７５により、可動磁石５３側の下方への付勢力が働き、絞り枠７２に下端部が当接した状態となる。この状態において、可動絞り羽根７４は、絞り孔７４ａが固定絞り板７１の絞り孔７１ａの中心に一致し、この絞り孔７１ａの周囲を覆うように重畳する。つまり、このとき、絞りユニット３５は、可動絞り羽根７４の絞り孔７４ａの開口径φＢによる撮影光量を調整する絞り量となる。

その一方で、撮像装置２０は、図９、及び図１０に示す、本実施の形態における、前方に位置するワイド状態のとき、上述したように、ＳＭＡワイヤ５５への電流の印加が停止され、このＳＭＡワイヤ５５が常温での長さに戻り、バネ５４の付勢力により可動磁石５３が設けられた磁石保持台５２が前方へ押され移動する。

このとき、可動レンズユニット６０は、可動磁石５３の磁気的作用を受けている磁性部材６２により、可動磁石５３の移動に連動して後群レンズ固定枠３３内で前方へ移動する。そして、可動レンズユニット６０は、可動レンズ枠６１の先端面が前群レンズ固定枠３２の基端面に当接することで前方への移動が規制され、設定された焦点距離のズーム状態の位置で停止する。

このとき、絞りユニット３５の可動絞り羽根７４は、図１０に示すように、上部側のバネ７５による下部側への付勢力に抗して、後群レンズ固定枠３３の上部に設けられた磁石３８に引き寄せられ上方へ移動する。つまり、絞りユニット３５は、可動レンズユニット６０と共に、前方へ移動すると、後群レンズ固定枠３３の磁石３８に近接した位置に移動するため、磁性体から形成された可動絞り羽根７４が磁石３８の磁気的作用を受けて、上方へ保持板７３のガイド溝７３ａに直進ガイドされながら引き寄せられる。

この状態において、可動絞り羽根７４は、絞り孔７４ａが固定絞り板７１の絞り孔７１ａよりも上方に移動して、切り欠き７４ｂによって、この絞り孔７１ａが露出する状態となる。つまり、このとき、絞りユニット３５は、固定絞り板７１の絞り孔７１ａの開口径φＡによる撮影光量を調整した絞り量となる。

以上から、本実施の形態の撮像装置２０は、テレとズームの２つの状態に応じて、可動レンズユニット６０が撮影光軸Ｏに沿った前後の移動に応じて、絞りユニット３５の可動絞り羽根７４が保持板７３のガイド溝７３ａに直進ガイドされながら上下に移動する。

すなわち、磁性体により形成された可動絞り羽根７４は、可動レンズユニット６０と共に絞りユニット３５が前方に移動すると、磁石３８に近接するため、この磁石３８からの磁力を受けて、バネ７５の付勢力よりも大きな力で引き寄せられて上方へ移動する。一方、可動絞り羽根７４は、可動レンズユニット６０と共に絞りユニット３５が後方に移動すると、磁石３８から遠ざかり、この磁石３８からの磁力が低下して、バネ７５の付勢力のほうが勝り、下方へ移動する。

尚、磁石３８は、撮影光軸Ｏの前後方向、つまり、撮像装置２０の長軸の前後方向において、可動磁石５３がワイド位置となる前方側へ移動した位置よりも、さらに前方の位置であって、撮影光軸Ｏの点対称の位置に配置されている。そして、本実施の形態においては、磁性体の可動絞り羽根７４がワイド状態の前方に移動した位置でバネ７５の付勢力と可動磁石５３からの磁力を受けても、磁石３８の磁力により、十分に上方へ移動することができるように、各磁石３８，５３の配置位置、及びこれら磁石３８，５３が可動絞り羽根７４へ作用する磁力と、バネ７５の付勢力が設定されている。また、磁性体の可動絞り羽根７４がテレ状態の後方に移動した位置で磁石３８からの磁力を受けても、バネ７５の付勢力により、十分に下方へ移動することができるように、磁石３８の配置位置、及び磁石３８の可動絞り羽根７４へ作用する磁力と、バネ７５の付勢力が設定されている。

以上に説明したように、本実施の形態のテレ・ズーム機能を備えた撮像装置２０は、密閉された空間内の可動レンズユニット６０が可動レンズ駆動機構５０の磁気的作用により撮影光軸Ｏに沿った進退移動することで耐湿性の良い構造となっている共に、テレ状態、或いはズーム状態に応じて撮影光量を可変する絞りユニット３５による絞りの開閉も磁気的作用により行う簡単な構造とすることができる。特に、本実施の形態の撮像装置２０は、絞りユニット３５による絞りの可変構造がシンプルなものであるため、小型でも、非常に組み立て性が良くなる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について、図１１から図ＸＸに基づき、以下に説明する。
また、図１１から図１５は、本発明の第２の実施の形態に係り、図１１は撮像装置の構成を示す部分断面図、図１２は可動レンズユニットが後方に位置した状態を示す断面図、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面図、図１４は可動レンズユニットが前方に位置した状態を示す断面図、図１５は図１４のＸＶ−ＸＶ断面図である。尚、以下の説明において、上述した第１の実施の形態の撮像装置２０と同一の構成について同じ符号を用い、それら構成の詳細な説明を省略する。

本実施の形態の撮像装置２０は、絞りユニット３５が前群レンズ固定枠３２の基端部分に嵌合固定されている。また、可動レンズユニット６０の可動レンズ枠６１は、先端部分の上部に強磁性体である磁石８１が嵌合配置されている。さらに、後群レンズ固定枠３３は、先端側の下部外周側であって、絞りユニット３５の直下に強磁性体である磁石８２が嵌合配置されている。

すなわち、本実施の形態の撮像装置２０は、第１の実施の形態で可動レンズユニット６０に固定した絞りユニット３５を前群レンズ固定枠３２に配設した構成となっている。

このように構成された撮像装置２０は、図１２に示すように、本実施の形態においても、後方に位置するテレ状態のとき、絞りユニット３５の可動絞り羽根７４が、図１３に示すように、絞りユニット３５の直下に設けられた磁石８２の磁力を受けて、この磁石８２側である下方に引き寄せられ、絞り枠７２に下端部が当接した状態となる。この状態において、可動絞り羽根７４は、絞り孔７４ａが固定絞り板７１の絞り孔７１ａの中心に一致し、この絞り孔７１ａの周囲を覆うように重畳する。つまり、このとき、絞りユニット３５は、可動絞り羽根７４の絞り孔７４ａの開口径φＢによる撮影光量を調整する絞り量となる。

その一方で、撮像装置２０は、図１４に示すように、本実施の形態においても、前方に位置するワイド状態のとき、絞りユニット３５の可動絞り羽根７４が、図１５に示すように、直下にある磁石８２の磁力による下方へ引き寄せられる力に抗して、可動レンズ枠６１の先端上部に設けられた磁石８１の磁力を受けて引き寄せられ上方へ移動する。つまり、絞りユニット３５は、可動レンズユニット６０が前方へ移動すると、可動レンズ枠６１の磁石８１が近接する上方の位置に移動するため、磁性体から形成された可動絞り羽根７４が磁石８１の磁気的作用を受けて、保持板７３のガイド溝７３ａに直進ガイドされながら上方へ引き寄せられる。

この状態において、可動絞り羽根７４は、絞り孔７４ａが固定絞り板７１の絞り孔７１ａよりも上方に移動して、切り欠き７４ｂによって、この絞り孔７１ａが露出する状態となる。つまり、このとき、絞りユニット３５は、固定絞り板７１の絞り孔７１ａの開口径φＡによる撮影光量を調整した絞り量となる。

すなわち、磁性体により形成された可動絞り羽根７４は、可動レンズユニット６０が前方に移動すると、磁石８１が近接するため、この磁石８１からの磁力を受けて、磁石８２の磁力よりも大きな磁力で引き寄せられて上方へ移動する。一方、可動絞り羽根７４は、可動レンズユニット６０が後方に移動すると、磁石８１が遠ざかり、この磁石８１からの磁力が低下して、磁石８２の磁力のほうが勝り、下方へ移動する。

従って、可動レンズユニット６０の磁石８１は、可動レンズユニット６０が前方へ移動した点対称の位置に設けられる後群レンズ固定枠３３に配設された磁石８２よりも磁力が大きく、この磁石８２の磁力に抗して、可動絞り羽根７４を引き寄せることができる磁力が設定されている。

尚、本実施の形態の絞りユニット３５は、２つの磁石８１，８２によって、可動絞り羽根７４が撮影光軸Ｏに対して直交する方向、ここでは上下に進退移動する構成となっているため、図１３、及び図１５に示すように、第１の実施の形態にて設けられていたバネ７５を必要としない。

以上に説明した本実施の形態の撮像装置２０は、第１の実施の形態と同様な効果が得られると共に、絞りユニット３５にバネ７５を設ける必要がないため、２つの磁石８１，８２の磁力の力関係を設定するだけで良く構成が簡易なものとなる。

尚、上述の各実施の形態に記載した絞りユニット３５は、一例であり、図１６〜図１９に示すような構成としても良い。尚、図１６は第１の変形例に係り、絞りユニットの構成を示す正面図、図１７は図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図、図１８は第２の変形例に係り、絞り羽根の構成を示す正面図、図１９は第３の変形例に係り、絞り羽根の構成を示す正面図である。

例えば、図１６、及び図１７に示すように、絞りユニット３５は、可動絞り羽根７４Ａの構成が各実施の形態と異なる。具体的には、可動絞り羽根７４Ａは、磁性体から形成され、絞り孔７４ａが形成された円形状の外周部から延設された腕部の延出端部が羽根軸８４により、固定絞り板７１に対して回動自在に配設されている。

可動絞り羽根７４Ａの腕部には、バネ止め部材８７が配設されており、このバネ止め部材８７にバネ８６の一端が接続されている。このバネ８６は、下方に可動絞り羽根７４Ａを牽引するように付勢し、その他端部は、絞り枠７２の内面に固着されている。

また、固定絞り板７１には、可動絞り羽根７４Ａの絞り孔７４ａが絞り孔７１ａに重畳する位置で、バネ８６により付勢された可動絞り羽根７４Ａの位置を当接して規定する羽根止め部材８５が設けられている。

このように構成された絞りユニット３５においても、可動絞り羽根７４Ａが、上述した、各実施の形態のように、可動レンズユニット６０の進退移動、撮像装置２０のテレ状態である前方の移動に伴って、近接する強磁性体による磁力を受け、上方へ引き寄せられる力が与えられ、バネ８６の付勢力に抗して、羽根軸８４回りに上方側へ回動する。

一方、可動絞り羽根７４Ａは、可動レンズユニット６０が撮像装置２０のワイド状態である後方の移動に伴って、強磁性体による磁力が低下し、バネ８６により下方へ牽引され回動し、羽根止め部材８５に当接して、絞り孔７４ａが絞り孔７１ａに重畳する位置で停止される。

こうして、絞りユニット３５は、絞りの開口径φを可変する機構を構成するものである。このように構成された絞りユニット３５においても、上述した各実施の形態と同様な作用効果が得られる。

また、図１８に示すように、可動絞り羽根７４は、絞り孔７４ａと切り欠き７４ｂとを繋ぐようなスリット７４ｃを有したほうが良い。このスリット７４ｃは、可動絞り羽根７４の進退移動の際に、撮影光軸Ｏが通過する位置に形成されている。

このように可動絞り羽根７４にスリット７４ｃを設けることで、可動絞り羽根７４の進退移動の際に、撮影光軸Ｏが一瞬遮断されることが無いため、撮像装置２０により撮影される画像がテレ・ワイド切り替えのときに、一瞬消えてしまうことが防止できる。また、撮像装置２０は、何かの不具合により、可動絞り羽根７４が正確に進退せず、進退途中に停止してしまったとしても、撮影画像が消えてしまうことも防止することができる。

さらに、可動絞り羽根７４に形成される切り欠き７４ｂは、可動絞り羽根７４の上方へ移動した際、固定絞り板７１の絞り孔７１ａを完全に露出させることができれば良いため、例えば、図１９に示すように、上部が略半円状で下方に垂直に延びた形状に形成されるような、如何なる形状でも構わない。

また、上述の各実施の形態では、可動絞り羽根７４を磁気的作用に可動させる強磁性体は、簡単な構成とするため、永久磁石を用いたが、これに限定することなく、電磁石などでも良い。

さらに、可動絞り羽根７４は、磁性体としたが、それ自体が強磁性体であっても良く、この場合、可動方向に応じて、各磁石との吸引、及び反発の極性を設定すれば良い。

以上の各実施の形態に記載した発明は、その実施の形態、及び変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施の形態に係る硬性電子内視鏡の構成を示す図 同、硬性電子内視鏡の先端部内に配設される撮像装置の断面図 同、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図 同、絞りユニットの分解斜視図 同、絞りユニットの正面図 同、図５のＶＩ−ＶＩ断面図 同、可動レンズユニットが後方に位置した状態を示す断面図 同、図７のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図 同、可動レンズユニットが前方に位置した状態を示す断面図 同、図８のＸ−Ｘ断面図電子内視鏡の先端部の断面図 本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置の構成を示す部分断面図 同、可動レンズユニットが後方に位置した状態を示す断面図 同、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面図 同、可動レンズユニットが前方に位置した状態を示す断面図 同、図１４のＸＶ−ＸＶ断面図 第１の変形例に係る絞りユニットの構成を示す正面図 同、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図 第２の変形例に係る絞り羽根の構成を示す正面図 第３の変形例に係る絞り羽根の構成を示す正面図

符号の説明

１…硬性電子内視鏡
２…挿入部
１１…先端部
２０…撮像装置
３０…レンズユニット
３１…前群レンズ
３２…前群レンズ固定枠
３３ａ…規制凸部
３３…後群レンズ固定枠
３４…後群レンズ
３５…絞りユニット
３８…永久磁石
３９…当接部材
４０…撮像素子ユニット
４１…保持枠
４２…光学部品
４３…固体撮像素子
５０…可動レンズ駆動機構
５２…磁石保持台
５３…可動磁石
５４…バネ
５５…ＳＭＡワイヤ
５９…電源ケーブル
６０…可動レンズユニット
６１…可動レンズ枠
６２…磁性部材
６３…可動レンズ
７１ａ，７４ａ…絞り孔
７１…固定絞り板
７２…絞り枠
７３ａ…ガイド溝
７３…保持板
７４ｃ…スリット
７４…可動絞り羽根
φ，φＡ，φＢ…開口径

Claims (7)

1. 可動レンズを保持する可動レンズ枠、及び磁性部材を備えた可動レンズユニットと、
   複数の対物光学系が配設され、上記可動レンズ枠を撮影光軸方向に進退自在に保持する固定レンズ枠と、
   磁性体から形成された絞り羽根の移動により撮影光量を調整する絞りユニットと、
   上記可動レンズ枠の進退移動に応じて、上記絞り羽根を磁力により移動する強磁性体と、
   を具備したことを特徴とする撮像装置。
2. 上記固定レンズ枠の外部から上記可動レンズ枠の上記磁性部材を磁力により進退移動する可動レンズ駆動機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 上記絞りユニットは、上記可動レンズ枠に配設され、
   上記強磁性体は、上記固定レンズ枠に配設され、上記絞りユニットが上記可動レンズ枠と共に、光軸方向に進退移動することで、上記絞り羽根を磁力により移動することを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の撮像装置。
4. 上記絞りユニットは、上記固定レンズ枠に配設され、
   上記強磁性体は、上記可動レンズ枠に配設され、上記可動レンズ枠と共に、撮影光軸方向に進退移動することで、上記絞り羽根を磁力により移動することを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の撮像装置。
5. 上記可動レンズ枠、及び上記固定レンズ枠は、非磁性体から形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の撮像装置。
6. 上記可動レンズ駆動機構は、
   上記可動レンズの上記磁性部材を引きつける移動磁石と、
   該移動磁石を電力の供給により収縮して後方へ牽引する形状記憶合金ワイヤと、
   上記移動磁石を前方へ付勢する付勢部材と、
   から構成されたアクチュエータであることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
7. 上記固定レンズ枠は、上記複数の対物光学系により前後が封止された密閉空間を有し、
   上記可動レンズユニットは、上記密閉空間内に撮影光軸方向に進退自在に配設されていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の撮像装置。

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