撮像装置
【課題】絞り羽根を回動させる回動子の回動に必要な磁力を得ることができ、回動子を回動させる磁力のコントロールが容易な小型の絞り機構を具備する撮像装置を提供する。
【解決手段】可変絞り装置１は、磁石ピン５と、磁石ピン５を回動軸として回動する絞り板６と、磁石ピン５を第１の端部１２ａと第２の端部１２ｂとで挟む磁性体芯線１２と、磁石ピン５を第１の磁極部１５と第２の磁極部１６とで挟むことにより、磁石ピン５に第１の磁極部１５及び前記第２の磁極部１６から回動力を付与し、絞り板６を回動させる磁気コイル１１と、を具備し、磁気コイル１１は、磁石ピン５と第１の端部１２ａとの間及び磁石ピン５と第２の端部１２ｂとの間に第１の間隔Ｙが設けられるとともに、第１の磁極部１５、第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に第２の間隔Ｘが設けられるよう、磁性体芯線１２に巻回されていることを特徴とする。
【解決手段】可変絞り装置１は、磁石ピン５と、磁石ピン５を回動軸として回動する絞り板６と、磁石ピン５を第１の端部１２ａと第２の端部１２ｂとで挟む磁性体芯線１２と、磁石ピン５を第１の磁極部１５と第２の磁極部１６とで挟むことにより、磁石ピン５に第１の磁極部１５及び前記第２の磁極部１６から回動力を付与し、絞り板６を回動させる磁気コイル１１と、を具備し、磁気コイル１１は、磁石ピン５と第１の端部１２ａとの間及び磁石ピン５と第２の端部１２ｂとの間に第１の間隔Ｙが設けられるとともに、第１の磁極部１５、第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に第２の間隔Ｘが設けられるよう、磁性体芯線１２に巻回されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物光学系に入光する光量を調整する絞り機構を具備する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、対物光学系によって集光された被写体を固体撮像素子で撮像する撮像装置が内視鏡の挿入部の先端内に配設された電子内視鏡や、撮像装置がカメラ本体内に配設されたデジタルカメラが周知である。
【０００３】
撮像装置は、例えば複数のレンズ群から構成された対物光学系と、該対物光学系の光軸方向後方に配設された撮像面を有する固体撮像素子と、該固体撮像素子の撮像面を保護する該撮像面に貼着されたカバーガラスと、コンデンサ、抵抗、トランジスタ等の電子部品が実装され、固体撮像素子に電気的に接続された電気基板と、該電気基板に電気的に接続された、固体撮像素子により受光した被写体像の電気信号を、画像処理装置やモニタ等の撮像装置外の機器へと伝送する等を行う信号ケーブルとを具備して主要部が構成されている。
【０００４】
また、対物光学系におけるレンズの一部には、レンズに入光される光の量を調整する絞りが通常設けられている。絞りは、通常、１枚または複数枚の羽根部材から構成されており、モータ等により羽根部材を開閉させる、または羽根部材の閉成角度を可変することにより、レンズに入光される光の量を調整することができるようになっている。
【０００５】
ここで、例えば内視鏡においては、撮像装置が設けられる挿入部の先端側の細径化を図ると、またはカメラにおいては撮像装置における対物光学系が設けられるレンズ鏡筒の小型化を図ると、絞り機構も小型化する必要が生じるが、絞り羽根を開閉させるモータ等が挿入部の先端側やレンズ鏡筒内に設けられていると、それぞれ挿入部の細径化やレンズ鏡筒の小型化の妨げとなってしまうといった問題があった。
【０００６】
このような問題に鑑み、特許文献１には、絞り羽根に歯車、駆動リンクを介して動力を伝達する永久磁石からなる回動子を平面視した状態で挟むよう、それぞれ磁極部を有するヨークが設けられており、各ヨークの外周にそれぞれ被覆されたコイルへ通電を行うことにより、回動子を磁力により回動させて、歯車、駆動リンクを介して絞り羽根を開閉させる絞り機構の構成が開示されている。このような構成によれば、モータが絞り機構において不必要となることから、絞り機構を小型化することができる。
【特許文献１】特開平１０−０６２８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示された構成においては、ヨークのコイルに、該コイルに流れる電流量を大きくする、既知の磁性体の芯線が挿通されていないことから、回動子を回動させる磁力をコイルから発生させるためには、コイルの巻き数を増やしたり、コイルに流れる電流量を大きくしたりする必要がある。
【０００８】
しかしながら、コイルの巻き数を増やすとコイル径が太くなるといった問題があり、またコイルに流れる電流量を大きくするには、巻回するコイル径を大きくする必要があるため、絞り機構の小型化を図るのが難しくなってしまうといった問題があった。
【０００９】
ここで、コイル内に磁性体から構成された芯線を挿通させ、芯線に磁力を集中させて、強い磁力を得る構成は周知であるが、この構成を特許文献１に用いると、芯線に集中した磁力が強くなりすぎてしまい、該磁力により、回動子が該回動子を挟む２本の芯線にそれぞれ引き寄せられて、回動子が回動しなくなってしまうといった問題があった。
【００１０】
よって、絞り羽根を回動させる回動子の回動に必要な磁力を得ることができるとともに、回動子を回動させる磁力のコントロールが容易な小型の絞り機構が望まれていた。
【００１１】
本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたものであり、絞り羽根を回動させる回動子の回動に必要な磁力を得ることができるとともに、回動子を回動させる磁力のコントロールが容易な小型の絞り機構を具備する撮像装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため本発明による撮像装置は、対物光学系に入光する光量を調整する絞り機構を具備する撮像装置であって、前記絞り機構は、回動自在な磁石ピンと、前記磁石ピンを回動軸として回動する絞り板と、前記磁石ピンを平面視した状態で第１の端部と第２の端部とで挟むよう設けられた磁性体芯線と、前記磁性体芯線の外周に巻回された、前記磁石ピンを平面視した状態で第１の磁極部と第２の磁極部とで挟むことにより、前記磁石ピンに前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部から回動力を付与し、前記絞り板を回動させる磁気コイルと、を具備し、前記磁石ピンと前記第１の端部との間及び前記磁石ピンと前記第２の端部との間に第１の間隔が設けられるとともに、前記第１の磁極部と前記磁石ピンとの間及び前記第２の磁極部と前記磁石ピンとの間に第２の間隔が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、対物光学系に入光する光量を調整する絞り機構を具備する撮像装置であって、前記絞り機構は、ピンを回動軸として回動する絞り板と、前記絞り板に設けられた磁石と、前記磁石の近傍に設けられた第１の端部及び第２の端部を有する磁性体芯線と、前記磁性体芯線の外周に巻回された、前記磁石に第１の磁極部及び第２の磁極部から回動力を付与し、前記絞り板を回動させる磁気コイルと、を具備し、前記磁気コイルは、前記第１の磁極部と前記第１の端部との間及び前記第２の磁極部と前記第２の端部との間に第３の間隔が設けられるとともに、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部と前記磁石との間に第４の間隔が設けられるよう、前記磁性体芯線に巻回されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、絞り羽根を回動させる回動子の回動に必要な磁力を得ることができるとともに、回動子を回動させる磁力のコントロールが容易な小型の絞り機構を具備する撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、以下に示す実施の形態においては、撮像装置は、医療用の内視鏡の挿入部の先端部内に設けられた撮像装置を例に挙げて説明する。
【００１６】
（第１実施の形態）
図１は、本実施の形態を示す撮像装置の部分断面図、図２は、図１の可変絞り装置を拡大して示す分解斜視図、図３は、図１の可変絞り装置をIIIの方向からみた平面図、図４は、図１の配線基板をIVの方向からみた平面図、図５は、図１の可変絞り装置を、磁気コイルの位置で断面にした部分断面図、図６は、図５の絞り板が、基板に形成された開口に重畳する閉位置まで移動した状態を示す可変絞り装置の部分断面図である。
【００１７】
図１に示すように、撮像装置２０は、光軸Ｋに沿った方向の先端側（図１中左側、以下、単に先端側と称す）にレンズ枠２２を具備しており、レンズ枠２２の先端側の内周には、対物光学系を構成する対物レンズ２１ａが固定されている。また、レンズ枠２２の光軸Ｋに沿った方向の後端側（図１中右側、以下、単に後端側と称す）の内周には、対物光学系を構成するレンズ２１ｂが固定されている。
【００１８】
また、レンズ枠２２の内周において、レンズ２１ｂよりも先端側に、レンズ２１ｂに入光する光量を調整する絞り機構である可変絞り装置１が固定されている。さらに、レンズ枠２２の内周において、可変絞り装置１よりも先端側に、可変絞り装置１に対向するよう配線基板３２が固定されている。尚、可変絞り装置１及び配線基板３２の詳しい構成は、後述する。
【００１９】
レンズ枠２２の後端側における外周に、撮像枠２４の先端側の内周が嵌合されている。また、撮像枠２４の内周において、レンズ２１ｂよりも後端側に、カバーガラス１７が固定されており、該カバーガラス１７の後端側の面（以下、後端面と称す）に、イメージセンサ２３が貼着されている。
【００２０】
カバーガラス１７は、イメージセンサ２３の先端側の面（以下、先端面と称す）に構成された撮像面を保護するものであり、イメージセンサ２３は、固体撮像素子等から構成された、対物レンズ２１ａ、レンズ２１ｂによって集光された光が入射されることにより被写体を撮像するものである。
【００２１】
イメージセンサ２３の後端側には、電気基板２９の先端側が固定されており、電気基板２９の後端側には、信号ケーブル２８より延出したリード線１８が電気的に接続されている。
【００２２】
信号ケーブル２８は、イメージセンサ２３で撮像した像の電気信号を、撮像装置２０外に伝達したり、撮像装置２０外からイメージセンサ２３に各種信号を伝達したり、配線基板３２に、後述する配線パターン２５、駆動用ケーブル２７を介して、電流を供給したりするものである。
【００２３】
また、撮像枠２４の内周面に、光軸Ｋに沿って配線パターン２５が設けられている。尚、配線パターン２５は、レンズ枠２２の内周面にも設けられている。配線パターン２５の先端側は、配線基板３２に電気的に接続されており、配線パターン２５の後端側は、信号ケーブル２８から延出した中途位置にハーメチックコネクタ２６が設けられた駆動用ケーブル２７に電気的に接続されている。
【００２４】
また、撮像枠２４の外周は、熱可塑性チューブ１９によって覆われている。具体的には、熱可塑性チューブ１９の先端側の内周が、撮像枠２４の先端側の外周に固定されており、熱可塑性チューブ１９の後端側の内周が、信号ケーブル２８の先端側の外周に固定されることにより、撮像枠２４の外周は、熱可塑性チューブ１９によって覆われている。
【００２５】
次に、図２、図３、図５、図６を用いて、可変絞り装置１の構成について説明する。図２に示すように、可変絞り装置１は、２枚の円板状の基板２、８間に、絞り羽根となる絞り板６が挟持されて構成されている。尚、基板２と基板８とは、平面視した状態において、例えば同じ外形に形成されている。
【００２６】
具体的には、基板２の平面視した状態における略中央部には、レンズ２１ｂに入光する光を透過させる、光軸Ｋに沿って貫通する平面視した形状が円形の第２の開口である開口３が形成されており、基板２の外周縁部近傍にも、光軸Ｋに沿って貫通するピン孔４が形成されている。
【００２７】
また、基板２の開口３の近傍に、先端側（図２中上側）に向かって突出する位置規制部材である係止ピン７が設けられている。係止ピン７は、絞り板６の回動を規制して絞り板６を後述する閉位置に規定するものである。
【００２８】
また、ピン孔４には、回動子となる磁石ピン５の後端側（図２中下側）が回動自在に嵌入される。尚、磁石ピン５は、図５に示すように、磁石ピン５の径方向において、一端側１３と他端側１４とにおいて、磁極が分極して構成されている。例えば一端側１３がＮ極となっており、他端側１４がＳ極となっている。
【００２９】
図２に戻って、基板８の平面視した状態における略中央部には、レンズ２１ｂに入光する光を透過させる、光軸Ｋに沿って貫通する平面視した形状が円形の第２の開口である開口９が形成されている。開口９は、開口３と平面視した状態で同じ大きさに形成されており、基板２と基板８との外形を合わせて貼り合わせた際、開口３と一致する位置に形成されている。
【００３０】
また、基板８において、基板２と基板８との外形を合わせて貼り合わせた際、ピン孔４と一致する位置に、光軸Ｋに沿って貫通するピン孔１０が形成されている。ピン孔１０には、磁石ピン５の先端側（図２中上側）が回動自在に嵌入される。
【００３１】
図２、図３、図５、図６に示すように、基板８の先端側の先端面８ｊにおいて、ピン孔１０に嵌入された磁石ピン５を平面視した状態で第１の磁極部１５と第２の磁極部１６とで挟むことにより、磁石ピン５に第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６から磁力による回動力を付与し、絞り板６を回動させる磁気コイル１１が、開口９の外周において、平面視した状態で、略Ｃ字状となるよう形成されている。
【００３２】
尚、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６からの磁力は、磁気コイル１１に電流が供給された際、第１の磁極部１５と第２の磁極部１６とに互いに異なる磁極変化が生じることにより発生する。
【００３３】
また、第１の磁極部１５と磁石ピン５との間及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間には、第２の間隔Ｘが設けられている。第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６からの磁力によって、磁石ピン５を回動させる場合には、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力は、第２の間隔Ｘの２乗に反比例することから、第２の間隔Ｘは、磁力により磁石ピン５を回動させるのに適切な間隔に設定されている。
【００３４】
また、磁気コイル１１の内部には、図５、図６に示すように、磁石ピン５を平面視した状態で第１の端部１２ａと第２の端部１２ｂとで挟むよう設けられた、平面視した形状がＣ字状の磁性体芯線１２が設けられている。即ち、磁性体芯線１２の外周に磁気コイル１１は巻回されている。
【００３５】
磁気コイル１１は、磁石ピン５と第１の端部１２ａとの間及び磁石ピン５と第２の端部１２ｂとの間に第１の間隔Ｙが設けられ、磁性体芯線１２の外周に巻回されていて、磁気コイル１１の方が、磁性体芯線１２よりも長く設けられている。
【００３６】
尚、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力は、周知のように、第１の間隔Ｙが短ければ短いほど強くなる。よって、第１の間隔Ｙは、磁力により磁石ピン５を回動させるのに適切な間隔に設定されている。
【００３７】
即ち、第１の磁極部１５、第２の磁極部１６から発生する磁力が強すぎて磁石ピン５が回動できなくなってしまったり、弱すぎて磁石ピン５が回動できなくなってしまったりすることがない間隔に設定されている。
【００３８】
また、磁気コイル１１の光軸Ｋに沿った方向の先端側の先端面１１ｊに、図２、図３に示すように、開口９を径方向に挟むよう、２つの電極３０、３１が設けられている。電極３０、３１は、図１に示すように、配線基板３２と電気的に接続されることにより、磁気コイル１１に電流を供給するものである。
【００３９】
磁石ピン５には、平板状であって先端側に円形部６ｅを有する絞り板６の基端側に形成された孔部が嵌合、固定されている。即ち、絞り板６は、磁石ピン５に一体的に固定されている。尚、絞り板６の円形部６ｅに、光軸Ｋに沿って貫通する平面視した形状が円形の第１の開口である絞り孔６ｋが形成されている。絞り孔６ｋは、レンズ２１ｂに入光する光を所定の光束に絞って通過させるものである。尚、絞り孔６ｋは、平面視した状態で開口３、９よりも外形が小さく形成されている。
【００４０】
このことにより、絞り板６は、磁気コイル１１からの磁力による磁石ピン５の回動に伴って、基板２と基板８との間において、基板２及び基板８の面内を回動自在に移動する。具体的には、絞り板６は、図６に示すように、係止ピン７により位置が規定されて、開口３、９に対して、絞り孔６ｋが平面視した状態で重畳する閉位置と、図５に示すように、開口３、９に対して絞り孔６ｋが平面視した状態で離間する開位置との間を回動自在に移動する。
【００４１】
次に、図４を用いて、配線基板３２の構成を説明する。
図４に示すように、配線基板３２の平面視した状態で略中央部には、レンズ２１ｂに入光する光を通過させる、光軸Ｋに沿って貫通して形成された開口部３３が形成されている。また、
また、配線基板３２の後端側の面３２ｍにおいて、開口部３３の外周に、平面視した状態で開口部３３を囲むように、部分円弧状の２つの配線パターン３４、３５がそれぞれ形成されている。尚、配線パターン３４、３５は、例えばバリヤメタル層から構成されている。
【００４２】
配線パターン３４は、可変絞り装置１の磁気コイル１１の先端面１１ｊに形成された電極３０に電気的に接続され、配線パターン３５は、可変絞り装置１の磁気コイル１１の先端面１１ｊに形成された電極３１に電気的に接続される。電極３０、３１は、例えば半田ボールから構成されている。
【００４３】
このことにより、信号ケーブル２８、駆動用ケーブル２７、配線パターン２５を介して配線基板３２に供給された電流は、各配線パターン３４、３５、各電極３０、３１を介して磁気コイル１１に供給される。
【００４４】
尚、配線パターン３４、３５が部分円弧状に形成されているのは、配線パターン３４、３５に電極３０、３１を電気的に接続させる際、基板８に対する配線基板３２の位置合わせが容易となるためである。
【００４５】
次に、このように構成された本実施の形態の作用について、図５、図６を用いて説明する。
【００４６】
図５に示す絞り板６が開位置において、磁気コイル１１の第１の磁極部１５がＳ極、第２の磁極部１６がＮ極となるように、信号ケーブル２８、駆動用ケーブル２７、配線パターン２５、配線基板３２、各配線パターン３４、３５、各電極３０、３１を介して磁気コイル１１に電流が流れると、磁石ピン５の一端側１３のＮ極が、磁気コイル１１の第１の磁極部１５のＳ極に磁力により引かれ、磁石ピン５の他端側１４のＳ極が磁気コイル１１の第２の磁極部１６のＮ極に磁力により引かれる。
【００４７】
この際、上述したように第１の間隔Ｙと第２の間隔Ｘとが適切な間隔に規定されていることから、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力が強くなりすぎて、磁石ピン５が回動しなくなってしまったり、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力が弱くなりすぎて、磁石ピン５が回動しなくなってしまったりすることがない。言い換えれば、磁石ピン５が回動しない場合には、磁力を大きく変えたい場合には、第１の間隔Ｙを変え、微調節する場合には、第２の間隔Ｘを、磁性体芯線１２の長さを変えることによって調整すれば良い。
【００４８】
その結果、磁石ピン５と絞り板６は、反時計回りに回転し、絞り板６は、図６に示す閉位置に移動する。この際、絞り板６の回転は、係止ピン７によって規制されるため、絞り板６の位置は、絞り孔６ｋが、開口３、９に平面視した状態で重畳する閉位置に規定される。その結果、絞り孔６ｋによりレンズ２１ｂに入光される光が絞られる。
【００４９】
次に、図６に示す閉位置から、図５に示す開位置に絞り板６を移動させる場合には、磁気コイル１１の第１の磁極部１５がＮ極、第２の磁極部１６がＳ極となるように、信号ケーブル２８、駆動用ケーブル２７、配線パターン２５、配線基板３２、各配線パターン３４、３５、各電極３０、３１を介して磁気コイル１１に電流が流れると、磁石ピン５の一端側１３のＮ極が、磁気コイル１１の第２の磁極部１６のＳ極に磁力により引かれ、磁石ピン５の他端側１４のＳ極が、磁気コイル１１の第１の磁極部１５のＮ極に磁力により引かれる。
【００５０】
この際も、上述したように第１の間隔Ｙと第２の間隔Ｘとが適切な間隔に規定されていることから、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力が強くなりすぎて、磁石ピン５が回動しなくなってしまったり、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力が弱くなりすぎて、磁石ピン５が回動しなくなってしまったりすることがない。
【００５１】
その結果、磁石ピン５と絞り板６は、時計回りに回転し、絞り板６は、図５に示す開位置に移動する。
【００５２】
このように、本実施の形態においては、基板８と基板２との間において、基板８のピン孔１０、基板２のピン孔４に回動自在に嵌入された磁石ピン５に固定された絞り板６が回動自在に挟持されていると示した。
【００５３】
また、基板８の先端面８ｊにおいて、磁石ピン５を平面視した状態で第１の磁極部１５と第２の磁極部１６とで挟むことにより、磁石ピン５に第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６から磁力による回動力を付与し、絞り板６を回動させる磁気コイル１１が設けられていると示した。
【００５４】
さらに、第１の磁極部１５と磁石ピン５との間及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間には、第２の間隔Ｘが設けられており、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６からの磁力によって、磁石ピン５を回動させる場合には、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力は、第２の間隔Ｘの２乗に反比例することから、第２の間隔Ｘは、磁力により磁石ピン５を回動させるのに適切な間隔に設定されていると示した。
【００５５】
また、磁気コイル１１の内部には、磁石ピン５を平面視した状態で第１の端部１２ａと第２の端部１２ｂとで挟むよう磁性体芯線１２が設けられていると示した。
【００５６】
さらに、磁気コイル１１は、磁性体芯線１２の外周に巻回されており、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力は、第１の間隔Ｙが短ければ短いほど強くなると示した。
【００５７】
このことによれば、従来、磁石ピン５に、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６から磁力を作用させて、磁石ピン５を回動させる場合には、磁力の調整が難しく、磁力が弱すぎても磁石ピン５は回動しなくなってしまい、磁力が強すぎても磁石ピン５は回動しなくなってしてしまうが、本実施の形態によれば、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６からの磁力が弱いため、磁力を飛躍的に強くしたい場合は、第２の間隔Ｙを短くすれば良く、各磁極部１５、１６からの磁力が強すぎるまたは弱すぎるため、磁石ピン５を回動させるのに磁力を微妙にコントロールしたい場合は、第１の間隔Ｘを調節することにより、容易に磁石ピン５を回動させることができる。尚、第１の間隔Ｘの調整は、磁性体芯線１２の長さを調整することにより可能である。
【００５８】
よって、可変絞り装置１を小型化したい場合は、周知のように、磁気コイル１１の巻き数も減少しなければならないため磁力は弱くなるが、その場合であっても第１の間隔Ｘ及び第２の間隔Ｙを調整することにより、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６から発生する磁力を強くする事が出来る。
【００５９】
以上から、絞り板６を回動させる磁石ピン５の回動に必要な磁力を得ることができるとともに、磁石ピン５を回動させる磁力のコントロールが容易な小型の可変絞り装置１を具備する撮像装置２０を提供することができる。
【００６０】
また、本発明では、磁石ピン５から第１の端部１２ａ、第２の端部１２ｂまでの距離を同一とし、磁石ピン５から第１の磁極部１５、第２の磁極部１６までの距離を同一とした例を示しているが、磁石ピン５から第１の端部１２ａまでの距離をＹ１、磁石ピン５から第２の端部１２ｂまでの距離をＹ２とし、磁石ピン５から第１の磁極部１５までの距離をＸ１、磁石ピン５から第２の磁極部１６までの距離をＸ２として、制御するのに最適なパラメータＹ１、Ｙ２、Ｘ１、Ｘ２を別々に設定しても良い。
【００６１】
（第２実施の形態）
図７は、本実施の形態を示す撮像装置の部分断面図、図８は、図７の可変絞り装置をVIIIの方向からみた平面図、図９は、図８の絞り板が、基板に形成された開口に重畳する閉位置まで移動した状態を示す可変絞り装置の平面図である。
【００６２】
この第２実施の形態の撮像装置の構成は、上述した図１〜図６に示した第１実施の形態の撮像装置と比して、絞り板を２枚から構成するとともに、各絞り板に該絞り板を回動させる磁石が設けられている点と磁性体芯線及び磁気コイルの配置位置が異なる。よって、これらの相違点のみを説明し、第１実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００６３】
図７に示すように、本実施の形態の撮像装置６０においては、絞り機構である可変絞り装置５１は、レンズ枠２２内におけるレンズ２１ｂよりも先端側において、光軸Ｋに対して所定の角度斜めに傾いて設けられている。これは、レンズ枠２２内における可変絞り装置５１の配置面積を広く取るためである。
【００６４】
また、本実施の形態においては、可変絞り装置５１の後端側に、配線パターン２５の先端側が電気的に接続されており、配線パターン２５から、可変絞り装置５１の後述する磁気コイル４７、５７にそれぞれ直接、電流が供給される構成となっている。
【００６５】
可変絞り装置５１は、図８に示すように、本実施の形態においては、１枚の円板状の基板４１を具備しており、基板４１の略中央部には、平面視した形状が楕円形のレンズ２１ｂに入光する光を通過させる第２の開口である開口４２が形成されている。
【００６６】
尚、本実施の形態において、開口４２の平面視した形状が楕円形となっているのは、上述したように、レンズ枠２２内において、可変絞り装置５１が光軸Ｋに対して所定の角度斜めに傾いて設けられているためである。
【００６７】
また、基板４１の先端面４１ｊにおいて、開口４２を囲む位置に、光軸Ｋに対して対称に、２枚の絞り板４４、５４が設けられている。尚、絞り板５４に、光軸Ｋに沿って貫通する平面視した形状が楕円状の絞り孔５２が形成されている。
【００６８】
絞り孔５２は、レンズ２１に入光する光を所定の光束に絞って通過させるものである。また、絞り孔５２は、開口４２によりも平面視した状態における外形が小さく形成されている。
【００６９】
２枚の絞り板４４、５４は、それぞれ基板４１において光軸Ｋに沿って貫通する図示しない貫通孔に嵌入された回動自在なピン４３、５３を回動軸として、基板４１の面内において、後述する磁気コイル４７、５７からの磁力によって回動自在に移動する。
【００７０】
具体的には、２枚の絞り板４４、５４は、図８に示すように、開口４２に対して、絞り板４４、５４の一部が平面視した状態で重畳する閉位置と、図９に示すように、開口４２に対して絞り板４４、５４が平面視した状態で離間する開位置との間を回動自在に移動する。
【００７１】
尚、基板４１の先端面４１ｊには、先端側に突出する２本の係止ピン４９、５９が設けられており、該２本の係止ピン４９、５９は、２枚の絞り板４４、５４が開位置に位置する際、各絞り板４４、５４が基板４１の外形よりも平面視した状態ではみ出してしまうのをそれぞれ防止するものである。即ち、２本の係止ピン４９、５９は、２枚の絞り板４４、５４を開位置に規定するものである。
【００７２】
基板４１の先端面４１ｊの外周縁部近傍において、基板４１の周方向における平面視した状態で絞り板４４と絞り板５４との間に、第１の端部４８ａと第２の端部４８ｂを有する部分円弧状の磁性体芯線４８が設けられているとともに、第１の端部５８ａと第２の端部５８ｂを有する部分円弧状の磁性体芯線５８が設けられている。
【００７３】
また、磁性体芯線４８の外周に、絞り板４４に設けられた後述する磁石４６に第１の磁極部４７ａから磁力による回動力を付与し、絞り板５４に設けられた後述する磁石５５に第２の磁極部４７ｂから磁力による回動力を付与する磁気コイル４７が巻回されている。
【００７４】
尚、第１の磁極部４７ａ及び第２の磁極部４７ｂからの磁力は、磁気コイル４７に電流が供給された際、第１の磁極部４７ａと第２の磁極部４７ｂとに互いに異なる磁極変化が生じることにより発生する。
【００７５】
磁気コイル４７は、第１の磁極部４７ａと第１の端部４８ａとの間及び第２の磁極部４７ｂと第２の端部４８ｂとの間に第３の間隔εが設けられよう、磁性体芯線４８の外周に巻回されている。即ち、磁気コイル４７の方が、磁性体芯線４８よりも長く設けられている。
【００７６】
尚、第１の磁極部４７ａ及び第２の磁極部４７ｂから発生する磁力は、周知のように、第３の間隔εが短ければ短いほど強くなる。よって、第３の間隔εは、磁力により絞り板４４、５４を回動させるのに適切な間隔に設定されている。即ち、第１の磁極部４７ａ、第２の磁極部４７ｂから発生する磁力が強すぎて絞り板４４、５４が回動できなくなってしまったり、弱すぎて絞り板４４、５４が回動できなくなってしまったりすることがない間隔に設定されている。言い換えれば、絞り板４４、５４が回動しない場合には、第３の間隔εを、磁性体芯線４８の長さを変えることによって調整すればよい。
【００７７】
磁性体芯線５８の外周に、絞り板５４に設けられた後述する磁石５６に第１の磁極部５７ａから磁力による回動力を付与し、絞り板４４に設けられた後述する磁石４５に第２の磁極部５７ｂから磁力による回動力を付与する磁気コイル５７が巻回されている。
【００７８】
尚、第１の磁極部５７ａ及び第２の磁極部５７ｂからの磁力は、磁気コイル５７に電流が供給された際、第１の磁極部５７ａと第２の磁極部５７ｂとに互いに異なる磁極変化が生じることにより発生する。
【００７９】
磁気コイル５７は、第１の磁極部５７ａと第１の端部５８ａとの間及び第２の磁極部５７ｂと第２の端部５８ｂとの間に第３の間隔αが設けられよう、磁性体芯線５８の外周に巻回されている。即ち、磁気コイル５７の方が、磁性体芯線５８よりも長く設けられている。
【００８０】
尚、第１の磁極部５７ａ及び第２の磁極部５７ｂから発生する磁力は、周知のように、第３の間隔αが短ければ短いほど強くなる。よって、第３の間隔αは、磁力により絞り板４４、５４を回動させるのに適切な間隔に設定されている。即ち、第１の磁極部５７ａ、第２の磁極部５７ｂから発生する磁力が強すぎて絞り板４４、５４が回動できなくなってしまったり、弱すぎて絞り板４４、５４が回動できなくなってしまったりすることがない間隔に設定されている。言い換えれば、絞り板４４、５４が回動しない場合には、第３の間隔αを、磁性体芯線５８の長さを変えることによって調整すればよい。
【００８１】
絞り板４４の磁気コイル４７の第１の磁極部４７ａに対向する位置に、第１の磁極部４７ａから第４の間隔σ離間して磁石４６が設けられている。また、絞り板４４の磁気コイル５７の第２の磁極部５７ｂに対向する位置に、第２の磁極部５７ｂから第４の間隔β離間して磁石４５が設けられている。
【００８２】
さらに、絞り板５４の磁気コイル５７の第１の磁極部５７ａに対向する位置に、第１の磁極部５７ａから第４の間隔β離間して磁石５６が設けられており、絞り板５４の磁気コイル４７の第２の磁極部４７ｂに対向する位置に、第２の磁極部４７ｂから第４の間隔σ離間して磁石５５が設けられている。
【００８３】
尚、第１の磁極部４７ａ、５７ａ及び第２の磁極部５７ａ、５７ｂから発生する磁力は、周知のように、第４の間隔σ、βが短ければ短いほど強くなる。よって、第４の間隔σ、βは、磁力により絞り板４４、５４を回動させるのに適切な間隔に設定されている。即ち、第１の磁極部４７ａ、５７ａ、第２の磁極部４７ｂ、５７ｂから発生する磁力が強すぎて絞り板４４、５４が回動できなくなってしまったり、弱すぎて絞り板４４、５４が回動できなくなってしまったりすることがない間隔に設定されている。言い換えれば、絞り板４４、５４が回動しない場合には、第４の間隔β、σを変えることによって調整すればよい。
【００８４】
次に、このように構成された本実施の形態の作用について、図８、図９を用いて説明する。
【００８５】
図８に示す絞り板４４、５４が開位置において、磁気コイル４７の第１の磁極部４７ａがＳ極、第２の磁極部４７ｂがＮ極、磁気コイル５７の第１の磁極部５７ａがＮ極、第２の磁極部５７ｂがＳ極となるよう、電流が各コイル４７、５７に供給されると、第１の磁極部４７ａのＳ極と磁石４６のＳ極とが反発するとともに、第１の磁極部５７ａのＮ極と磁石５６のＮ極とが反発する。また、第２の磁極部４７ｂのＮ極と、磁石５５のＳ極とが引き合うとともに、第２の磁極部５７ｂのＳ極と、磁石４５のＮ極とが引き合う。
【００８６】
この際、上述したように第３の間隔ε、αと第４の間隔σ、βとが適切な間隔に規定されていることから、第１の磁極部４７ａと磁石４６との間に発生する磁力、第２の磁極部４７ｂと磁石５５との間に発生する磁力、第１の磁極部５７ａと磁石５６との間に発生する磁力、第２の磁極部５７ｂと磁石４５との間に発生する磁力が強くなりすぎて、絞り板４４、５４が回動しなくなってしまったり、磁力が弱くなりすぎて、絞り板４４、５４が回動しなくなってしまったりすることがない。
【００８７】
その結果、絞り板４４、５４は、反時計回りに回転し、絞り板４４、５４は、図９に示す閉位置に移動する。その結果、絞り孔５２によりレンズ２１ｂに入光される光が絞られる。
【００８８】
次に、図９に示す閉位置から、図８に示す開位置に絞り板４４、５４を移動させる場合には、磁気コイル４７の第１の磁極部４７ａがＮ極、第２の磁極部４７ｂがＳ極、磁気コイル５７の第１の磁極部５７ａがＳ極、第２の磁極部５７ｂがＮ極となるよう、電流が各コイル４７、５７に供給されると、第２の磁極部４７ｂのＳ極と磁石５５のＳ極とが反発するとともに、第２の磁極部５７ｂのＮ極と磁石４５のＮ極とが反発する。また、第１の磁極部４７ａのＮ極と、磁石４６のＳ極とが引き合うとともに、第１の磁極部５７ａのＳ極と、磁石５６のＮ極とが引き合う。
【００８９】
その結果、絞り板４４、５４は、時計回りに回転し、絞り板４４、５４は、図８に示す開位置に移動する。この際、絞り板４４、５４の位置は、係止ピン４９、５９によってそれぞれ規定される。
【００９０】
このような構成によっても、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態においては、絞り板を２枚から構成する関係上、上述した第１実施の形態よりも部品点数が増えるが、絞り板を２つに分割している分、基板４１の面内における絞り板の収容面積をより小さく出来るので、より小型の可変絞り装置５１を実現することが可能なる。
【００９１】
（第３実施の形態）
図１０は、本実施の形態の撮像装置を具備する内視鏡の挿入部の先端側の断面図、図１１は、図１０の絞り板が開位置まで移動した状態を示す内視鏡の挿入部の先端側の断面図である。
【００９２】
この第３実施の形態の撮像装置の構成は、上述した図１〜図６に示した第１実施の形態の撮像装置、図７〜図９に示した第２実施の形態の撮像装置と比して、撮像装置外に、絞り板を回動させる磁気コイルが設けられている点が異なる。よって、これらの相違点のみを説明し、第１、第２実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００９３】
図１０、図１１に示すように、内視鏡の挿入部の先端側７０の内部に、撮像装置７１が光軸Ｋに沿って設けられており、撮像装置７１は、絞り機構である可変絞り装置１７１を具備している。
【００９４】
可変絞り装置１７１は、回転ピン７８を回動中心として、レンズ２１ｂに入光する光を通過させる開口７９に平面視した状態で重畳する図１０に示す閉位置と、開口７９から離間する図１１に示す開位置とに回動移動自在な絞り板７４を具備している。また、絞り板７４は、閉位置において、位置決めピン６６によって、位置が規定されるようになっている。
【００９５】
絞り板７４は、先端側に円板部７４ｅを有しており、該円板部７４ｅには、レンズ２１ｂに入光する光を所定の光束に絞って通過させる絞り孔７４ｋが光軸Ｋに沿って形成されている。また、絞り板７４の円板部７４ｅに、磁石７５ａが設けられており、絞り板７４の軸部７４ｇの端部にも、磁石７５ｂが設けられている。
【００９６】
また、内視鏡の挿入部の先端側７０において、撮像装置７１と平行に、光軸Ｋに沿って処置具挿通用チャネル７６と、送気送水チャネル７７とが形成されており、また撮像装置７１の近傍に、該撮像装置７１と平行に、光軸Ｋに沿って図示しない照明用レンズに光を伝送するライトガイド７２ａ、７２ｂが挿通されている。
【００９７】
各ライトガイド７２ａ、７２ｂの外周には、金属パイプ８０ａ、８０ｂがそれぞれ被覆されており、各金属パイプ８０ａ、８０ｂの外周には、磁気コイル７３ａ、７３ｂがそれぞれ被覆されている。
【００９８】
磁気コイル７３ａ、７３ｂは、絞り板７４に磁力を付与することにより、絞り板を開位置と閉位置との間で回動させるものである。また、各磁気コイル７３ａ、７３ｂからの磁力は、各金属パイプ８０ａ、８０ｂの光軸Ｋに沿った方向の長さにより規定される。即ち、金属パイプ８０ａ、８０ｂの長さを可変することにより、磁力をコントロールすることができる。これは、金属パイプ８０ａ、８０ｂが長いほど、磁気コイル７３ａ、７３ｂを巻回する長さが長くなるからである。
【００９９】
次に、このように構成された本実施の形態の作用について説明する。先ず、図１０に示すように、絞り板７４が閉位置にいる状態において、磁気コイル７３ａ、磁気コイル７３ｂの端面がＳ極になるように電流を流す。
【０１００】
すると、磁気コイル７３ｂのＳ極と磁石７５ｂのＳ極が反発することにより、絞り板７４が時計回りに、回転ピン７８を回転軸として回動する。その後、磁石７５ａが磁気コイル７３ａに近づくにつれ磁石７５ａのＮ極と磁気コイル７３ａのＳ極が引き合うことにより、絞り板４７は、図１１に示す開位置に移動する。
【０１０１】
その後、絞り板７４を図１０に示す閉位置に移動させる場合には、磁気コイル７３ａ、磁気コイル７３ｂの端面がＮ極になるように電流を流す。
【０１０２】
すると、磁気コイル７３ａのＮ極と磁石７５ａのＮ極が反発し合い、絞り板７４が反時計回りに回転ピン７８を軸に回動する。その後、磁石７５ｂが磁気コイル７３ｂに近づくにつれ磁石７５ｂのＳ極と磁気コイル７３ｂのＮ極が引き合うことにより、絞り板７４は、図１０に示す閉位置に移動する。尚、この際、絞り板７４の位置は、位置決めピン６６によって規定される。
【０１０３】
このような構成によっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、磁気コイル７３ａ、７３ｂを撮像装置７１の外部に配置することから、磁気コイル７３ａ、７３ｂ自体はより強力な磁力が必要になるため先端側７０が大径化してしまう可能性があるが、撮像装置７１自体は、磁気コイルが設けられていない分、細径化が可能になることから、先端側７０に、撮像装置７１を設ける以外にスペースがあり、撮像装置７１を小型化する必要がある場合において、本構成は特に有効である。
【０１０４】
尚、以下、変形例を、図１２を用いて示す。図１２は、図１０の撮像装置が内部に挿通自在な外套管に磁石を設けた変形例を示す部分断面図である。
【０１０５】
図１２に示すように、撮像装置７１が内部に挿通自在な外套管３６の先端側にリング状の磁石３７を設けても構わない。
【０１０６】
このような構成によれば、磁気コイル７３ａ、７３ｂを用いなくとも、撮像装置７１を外套管３６の内部に挿通させた際、撮像装置７１が磁石３７の磁力の影響を受ける所定の位置に来たとき、磁石３７と磁石７５ａ、磁石７５ｂとの間の磁力により、近点にレンズ２１ｂのピントが合うように絞り板７４が移動する。
【０１０７】
また、以下、別の変形例を、図１３を用いて示す。図１３は、図１０の撮像装置を具備する内視鏡の先端側の変形例を示す部分断面図である。
【０１０８】
図１３に示すように、処置具挿通用チャネル７６に挿通させる鉗子３９に、磁石３８が設けられていても構わない。
【０１０９】
このような構成によれば、磁気コイル７３ａ、７３ｂを用いなくとも、処置具挿通用チャネル７６内に鉗子３９を挿通させた際、磁石３８が撮像装置７１に影響をおよぼす所定の位置に来たとき、磁石３８と、磁石７５ａ、磁石７５ｂとの間の磁力により、近点にピントが合うように絞り板７４が移動する。
【０１１０】
尚、上述した第１〜第３実施の形態においては、撮像装置は、医療用の内視鏡の挿入部の先端部内に設けられた撮像装置を例に挙げて示したが、これに限らず、カメラ内に設けられる撮像装置や、他の電子機器内に設けられる撮像装置に、上述した第１〜第３実施の形態に示した構成を適用したとしても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】第１実施の形態を示す撮像装置の部分断面図。
【図２】図１の可変絞り装置を拡大して示す分解斜視図。
【図３】図１の可変絞り装置をIIIの方向からみた平面図。
【図４】図１の配線基板をIVの方向からみた平面図。
【図５】図１の可変絞り装置を、磁気コイルの位置で断面にした部分断面図。
【図６】図５の絞り板が、基板に形成された開口に重畳する閉位置まで移動した状態を示す可変絞り装置の部分断面図。
【図７】第２実施の形態を示す撮像装置の部分断面図。
【図８】図７の可変絞り装置をVIIIの方向からみた平面図。
【図９】図８の絞り板が、基板に形成された開口に重畳する閉位置まで移動した状態を示す可変絞り装置の平面図。
【図１０】第３実施の形態の撮像装置を具備する内視鏡の挿入部の先端側の断面図。
【図１１】図１０の絞り板が開位置まで移動した状態を示す内視鏡の挿入部の先端側の断面図。
【図１２】図１０の撮像装置が内部に挿通自在な外套管に磁石を設けた変形例を示す部分断面図。
【図１３】図１０の撮像装置を具備する内視鏡の先端側の変形例を示す部分断面図。
【符号の説明】
【０１１２】
１…可変絞り装置（絞り機構）
２…基板
３…開口（第２の開口）
５…磁石ピン
６…絞り板
６ｋ…絞り孔（第１の開口）
７…係止ピン（位置規制部材）
８…基板
９…開口（第２の開口）
１１…磁気コイル
１２…磁性体芯線
１２ａ…第１の端部
１２ｂ…第２の端部
１３…磁石ピンの一端側
１４…磁石ピンの他端側
１５…第１の磁極部
１６…第２の磁極部
２０…撮像装置
２１ａ…対物レンズ（対物光学系）
２１ｂ…レンズ（対物光学系）
４１…基板
４２…開口（第２の開口）
４３…ピン
４４…絞り板
４５…磁石
４６…磁石
４７…磁気コイル
４７ａ…第１の磁極部
４７ｂ…第２の磁極部
４８…磁性体芯線
４８ａ…第１の端部
４８ｂ…第２の端部
５１…可変絞り装置（絞り機構）
５３…ピン
５４…絞り板
５５…磁石
５６…磁石
５７…磁気コイル
５７ａ…第１の磁極部
５７ｂ…第２の磁極部
５８…磁性体芯線
５８ａ…第１の端部
５８ｂ…第２の端部
６０…撮像装置
Ｙ…第１の間隔
Ｘ…第２の間隔
α…第３の間隔
ε…第３の間隔
β…第４の間隔
σ…第４の間隔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物光学系に入光する光量を調整する絞り機構を具備する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、対物光学系によって集光された被写体を固体撮像素子で撮像する撮像装置が内視鏡の挿入部の先端内に配設された電子内視鏡や、撮像装置がカメラ本体内に配設されたデジタルカメラが周知である。
【０００３】
撮像装置は、例えば複数のレンズ群から構成された対物光学系と、該対物光学系の光軸方向後方に配設された撮像面を有する固体撮像素子と、該固体撮像素子の撮像面を保護する該撮像面に貼着されたカバーガラスと、コンデンサ、抵抗、トランジスタ等の電子部品が実装され、固体撮像素子に電気的に接続された電気基板と、該電気基板に電気的に接続された、固体撮像素子により受光した被写体像の電気信号を、画像処理装置やモニタ等の撮像装置外の機器へと伝送する等を行う信号ケーブルとを具備して主要部が構成されている。
【０００４】
また、対物光学系におけるレンズの一部には、レンズに入光される光の量を調整する絞りが通常設けられている。絞りは、通常、１枚または複数枚の羽根部材から構成されており、モータ等により羽根部材を開閉させる、または羽根部材の閉成角度を可変することにより、レンズに入光される光の量を調整することができるようになっている。
【０００５】
ここで、例えば内視鏡においては、撮像装置が設けられる挿入部の先端側の細径化を図ると、またはカメラにおいては撮像装置における対物光学系が設けられるレンズ鏡筒の小型化を図ると、絞り機構も小型化する必要が生じるが、絞り羽根を開閉させるモータ等が挿入部の先端側やレンズ鏡筒内に設けられていると、それぞれ挿入部の細径化やレンズ鏡筒の小型化の妨げとなってしまうといった問題があった。
【０００６】
このような問題に鑑み、特許文献１には、絞り羽根に歯車、駆動リンクを介して動力を伝達する永久磁石からなる回動子を平面視した状態で挟むよう、それぞれ磁極部を有するヨークが設けられており、各ヨークの外周にそれぞれ被覆されたコイルへ通電を行うことにより、回動子を磁力により回動させて、歯車、駆動リンクを介して絞り羽根を開閉させる絞り機構の構成が開示されている。このような構成によれば、モータが絞り機構において不必要となることから、絞り機構を小型化することができる。
【特許文献１】特開平１０−０６２８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示された構成においては、ヨークのコイルに、該コイルに流れる電流量を大きくする、既知の磁性体の芯線が挿通されていないことから、回動子を回動させる磁力をコイルから発生させるためには、コイルの巻き数を増やしたり、コイルに流れる電流量を大きくしたりする必要がある。
【０００８】
しかしながら、コイルの巻き数を増やすとコイル径が太くなるといった問題があり、またコイルに流れる電流量を大きくするには、巻回するコイル径を大きくする必要があるため、絞り機構の小型化を図るのが難しくなってしまうといった問題があった。
【０００９】
ここで、コイル内に磁性体から構成された芯線を挿通させ、芯線に磁力を集中させて、強い磁力を得る構成は周知であるが、この構成を特許文献１に用いると、芯線に集中した磁力が強くなりすぎてしまい、該磁力により、回動子が該回動子を挟む２本の芯線にそれぞれ引き寄せられて、回動子が回動しなくなってしまうといった問題があった。
【００１０】
よって、絞り羽根を回動させる回動子の回動に必要な磁力を得ることができるとともに、回動子を回動させる磁力のコントロールが容易な小型の絞り機構が望まれていた。
【００１１】
本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたものであり、絞り羽根を回動させる回動子の回動に必要な磁力を得ることができるとともに、回動子を回動させる磁力のコントロールが容易な小型の絞り機構を具備する撮像装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため本発明による撮像装置は、対物光学系に入光する光量を調整する絞り機構を具備する撮像装置であって、前記絞り機構は、回動自在な磁石ピンと、前記磁石ピンを回動軸として回動する絞り板と、前記磁石ピンを平面視した状態で第１の端部と第２の端部とで挟むよう設けられた磁性体芯線と、前記磁性体芯線の外周に巻回された、前記磁石ピンを平面視した状態で第１の磁極部と第２の磁極部とで挟むことにより、前記磁石ピンに前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部から回動力を付与し、前記絞り板を回動させる磁気コイルと、を具備し、前記磁石ピンと前記第１の端部との間及び前記磁石ピンと前記第２の端部との間に第１の間隔が設けられるとともに、前記第１の磁極部と前記磁石ピンとの間及び前記第２の磁極部と前記磁石ピンとの間に第２の間隔が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、対物光学系に入光する光量を調整する絞り機構を具備する撮像装置であって、前記絞り機構は、ピンを回動軸として回動する絞り板と、前記絞り板に設けられた磁石と、前記磁石の近傍に設けられた第１の端部及び第２の端部を有する磁性体芯線と、前記磁性体芯線の外周に巻回された、前記磁石に第１の磁極部及び第２の磁極部から回動力を付与し、前記絞り板を回動させる磁気コイルと、を具備し、前記磁気コイルは、前記第１の磁極部と前記第１の端部との間及び前記第２の磁極部と前記第２の端部との間に第３の間隔が設けられるとともに、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部と前記磁石との間に第４の間隔が設けられるよう、前記磁性体芯線に巻回されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、絞り羽根を回動させる回動子の回動に必要な磁力を得ることができるとともに、回動子を回動させる磁力のコントロールが容易な小型の絞り機構を具備する撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、以下に示す実施の形態においては、撮像装置は、医療用の内視鏡の挿入部の先端部内に設けられた撮像装置を例に挙げて説明する。
【００１６】
（第１実施の形態）
図１は、本実施の形態を示す撮像装置の部分断面図、図２は、図１の可変絞り装置を拡大して示す分解斜視図、図３は、図１の可変絞り装置をIIIの方向からみた平面図、図４は、図１の配線基板をIVの方向からみた平面図、図５は、図１の可変絞り装置を、磁気コイルの位置で断面にした部分断面図、図６は、図５の絞り板が、基板に形成された開口に重畳する閉位置まで移動した状態を示す可変絞り装置の部分断面図である。
【００１７】
図１に示すように、撮像装置２０は、光軸Ｋに沿った方向の先端側（図１中左側、以下、単に先端側と称す）にレンズ枠２２を具備しており、レンズ枠２２の先端側の内周には、対物光学系を構成する対物レンズ２１ａが固定されている。また、レンズ枠２２の光軸Ｋに沿った方向の後端側（図１中右側、以下、単に後端側と称す）の内周には、対物光学系を構成するレンズ２１ｂが固定されている。
【００１８】
また、レンズ枠２２の内周において、レンズ２１ｂよりも先端側に、レンズ２１ｂに入光する光量を調整する絞り機構である可変絞り装置１が固定されている。さらに、レンズ枠２２の内周において、可変絞り装置１よりも先端側に、可変絞り装置１に対向するよう配線基板３２が固定されている。尚、可変絞り装置１及び配線基板３２の詳しい構成は、後述する。
【００１９】
レンズ枠２２の後端側における外周に、撮像枠２４の先端側の内周が嵌合されている。また、撮像枠２４の内周において、レンズ２１ｂよりも後端側に、カバーガラス１７が固定されており、該カバーガラス１７の後端側の面（以下、後端面と称す）に、イメージセンサ２３が貼着されている。
【００２０】
カバーガラス１７は、イメージセンサ２３の先端側の面（以下、先端面と称す）に構成された撮像面を保護するものであり、イメージセンサ２３は、固体撮像素子等から構成された、対物レンズ２１ａ、レンズ２１ｂによって集光された光が入射されることにより被写体を撮像するものである。
【００２１】
イメージセンサ２３の後端側には、電気基板２９の先端側が固定されており、電気基板２９の後端側には、信号ケーブル２８より延出したリード線１８が電気的に接続されている。
【００２２】
信号ケーブル２８は、イメージセンサ２３で撮像した像の電気信号を、撮像装置２０外に伝達したり、撮像装置２０外からイメージセンサ２３に各種信号を伝達したり、配線基板３２に、後述する配線パターン２５、駆動用ケーブル２７を介して、電流を供給したりするものである。
【００２３】
また、撮像枠２４の内周面に、光軸Ｋに沿って配線パターン２５が設けられている。尚、配線パターン２５は、レンズ枠２２の内周面にも設けられている。配線パターン２５の先端側は、配線基板３２に電気的に接続されており、配線パターン２５の後端側は、信号ケーブル２８から延出した中途位置にハーメチックコネクタ２６が設けられた駆動用ケーブル２７に電気的に接続されている。
【００２４】
また、撮像枠２４の外周は、熱可塑性チューブ１９によって覆われている。具体的には、熱可塑性チューブ１９の先端側の内周が、撮像枠２４の先端側の外周に固定されており、熱可塑性チューブ１９の後端側の内周が、信号ケーブル２８の先端側の外周に固定されることにより、撮像枠２４の外周は、熱可塑性チューブ１９によって覆われている。
【００２５】
次に、図２、図３、図５、図６を用いて、可変絞り装置１の構成について説明する。図２に示すように、可変絞り装置１は、２枚の円板状の基板２、８間に、絞り羽根となる絞り板６が挟持されて構成されている。尚、基板２と基板８とは、平面視した状態において、例えば同じ外形に形成されている。
【００２６】
具体的には、基板２の平面視した状態における略中央部には、レンズ２１ｂに入光する光を透過させる、光軸Ｋに沿って貫通する平面視した形状が円形の第２の開口である開口３が形成されており、基板２の外周縁部近傍にも、光軸Ｋに沿って貫通するピン孔４が形成されている。
【００２７】
また、基板２の開口３の近傍に、先端側（図２中上側）に向かって突出する位置規制部材である係止ピン７が設けられている。係止ピン７は、絞り板６の回動を規制して絞り板６を後述する閉位置に規定するものである。
【００２８】
また、ピン孔４には、回動子となる磁石ピン５の後端側（図２中下側）が回動自在に嵌入される。尚、磁石ピン５は、図５に示すように、磁石ピン５の径方向において、一端側１３と他端側１４とにおいて、磁極が分極して構成されている。例えば一端側１３がＮ極となっており、他端側１４がＳ極となっている。
【００２９】
図２に戻って、基板８の平面視した状態における略中央部には、レンズ２１ｂに入光する光を透過させる、光軸Ｋに沿って貫通する平面視した形状が円形の第２の開口である開口９が形成されている。開口９は、開口３と平面視した状態で同じ大きさに形成されており、基板２と基板８との外形を合わせて貼り合わせた際、開口３と一致する位置に形成されている。
【００３０】
また、基板８において、基板２と基板８との外形を合わせて貼り合わせた際、ピン孔４と一致する位置に、光軸Ｋに沿って貫通するピン孔１０が形成されている。ピン孔１０には、磁石ピン５の先端側（図２中上側）が回動自在に嵌入される。
【００３１】
図２、図３、図５、図６に示すように、基板８の先端側の先端面８ｊにおいて、ピン孔１０に嵌入された磁石ピン５を平面視した状態で第１の磁極部１５と第２の磁極部１６とで挟むことにより、磁石ピン５に第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６から磁力による回動力を付与し、絞り板６を回動させる磁気コイル１１が、開口９の外周において、平面視した状態で、略Ｃ字状となるよう形成されている。
【００３２】
尚、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６からの磁力は、磁気コイル１１に電流が供給された際、第１の磁極部１５と第２の磁極部１６とに互いに異なる磁極変化が生じることにより発生する。
【００３３】
また、第１の磁極部１５と磁石ピン５との間及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間には、第２の間隔Ｘが設けられている。第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６からの磁力によって、磁石ピン５を回動させる場合には、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力は、第２の間隔Ｘの２乗に反比例することから、第２の間隔Ｘは、磁力により磁石ピン５を回動させるのに適切な間隔に設定されている。
【００３４】
また、磁気コイル１１の内部には、図５、図６に示すように、磁石ピン５を平面視した状態で第１の端部１２ａと第２の端部１２ｂとで挟むよう設けられた、平面視した形状がＣ字状の磁性体芯線１２が設けられている。即ち、磁性体芯線１２の外周に磁気コイル１１は巻回されている。
【００３５】
磁気コイル１１は、磁石ピン５と第１の端部１２ａとの間及び磁石ピン５と第２の端部１２ｂとの間に第１の間隔Ｙが設けられ、磁性体芯線１２の外周に巻回されていて、磁気コイル１１の方が、磁性体芯線１２よりも長く設けられている。
【００３６】
尚、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力は、周知のように、第１の間隔Ｙが短ければ短いほど強くなる。よって、第１の間隔Ｙは、磁力により磁石ピン５を回動させるのに適切な間隔に設定されている。
【００３７】
即ち、第１の磁極部１５、第２の磁極部１６から発生する磁力が強すぎて磁石ピン５が回動できなくなってしまったり、弱すぎて磁石ピン５が回動できなくなってしまったりすることがない間隔に設定されている。
【００３８】
また、磁気コイル１１の光軸Ｋに沿った方向の先端側の先端面１１ｊに、図２、図３に示すように、開口９を径方向に挟むよう、２つの電極３０、３１が設けられている。電極３０、３１は、図１に示すように、配線基板３２と電気的に接続されることにより、磁気コイル１１に電流を供給するものである。
【００３９】
磁石ピン５には、平板状であって先端側に円形部６ｅを有する絞り板６の基端側に形成された孔部が嵌合、固定されている。即ち、絞り板６は、磁石ピン５に一体的に固定されている。尚、絞り板６の円形部６ｅに、光軸Ｋに沿って貫通する平面視した形状が円形の第１の開口である絞り孔６ｋが形成されている。絞り孔６ｋは、レンズ２１ｂに入光する光を所定の光束に絞って通過させるものである。尚、絞り孔６ｋは、平面視した状態で開口３、９よりも外形が小さく形成されている。
【００４０】
このことにより、絞り板６は、磁気コイル１１からの磁力による磁石ピン５の回動に伴って、基板２と基板８との間において、基板２及び基板８の面内を回動自在に移動する。具体的には、絞り板６は、図６に示すように、係止ピン７により位置が規定されて、開口３、９に対して、絞り孔６ｋが平面視した状態で重畳する閉位置と、図５に示すように、開口３、９に対して絞り孔６ｋが平面視した状態で離間する開位置との間を回動自在に移動する。
【００４１】
次に、図４を用いて、配線基板３２の構成を説明する。
図４に示すように、配線基板３２の平面視した状態で略中央部には、レンズ２１ｂに入光する光を通過させる、光軸Ｋに沿って貫通して形成された開口部３３が形成されている。また、
また、配線基板３２の後端側の面３２ｍにおいて、開口部３３の外周に、平面視した状態で開口部３３を囲むように、部分円弧状の２つの配線パターン３４、３５がそれぞれ形成されている。尚、配線パターン３４、３５は、例えばバリヤメタル層から構成されている。
【００４２】
配線パターン３４は、可変絞り装置１の磁気コイル１１の先端面１１ｊに形成された電極３０に電気的に接続され、配線パターン３５は、可変絞り装置１の磁気コイル１１の先端面１１ｊに形成された電極３１に電気的に接続される。電極３０、３１は、例えば半田ボールから構成されている。
【００４３】
このことにより、信号ケーブル２８、駆動用ケーブル２７、配線パターン２５を介して配線基板３２に供給された電流は、各配線パターン３４、３５、各電極３０、３１を介して磁気コイル１１に供給される。
【００４４】
尚、配線パターン３４、３５が部分円弧状に形成されているのは、配線パターン３４、３５に電極３０、３１を電気的に接続させる際、基板８に対する配線基板３２の位置合わせが容易となるためである。
【００４５】
次に、このように構成された本実施の形態の作用について、図５、図６を用いて説明する。
【００４６】
図５に示す絞り板６が開位置において、磁気コイル１１の第１の磁極部１５がＳ極、第２の磁極部１６がＮ極となるように、信号ケーブル２８、駆動用ケーブル２７、配線パターン２５、配線基板３２、各配線パターン３４、３５、各電極３０、３１を介して磁気コイル１１に電流が流れると、磁石ピン５の一端側１３のＮ極が、磁気コイル１１の第１の磁極部１５のＳ極に磁力により引かれ、磁石ピン５の他端側１４のＳ極が磁気コイル１１の第２の磁極部１６のＮ極に磁力により引かれる。
【００４７】
この際、上述したように第１の間隔Ｙと第２の間隔Ｘとが適切な間隔に規定されていることから、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力が強くなりすぎて、磁石ピン５が回動しなくなってしまったり、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力が弱くなりすぎて、磁石ピン５が回動しなくなってしまったりすることがない。言い換えれば、磁石ピン５が回動しない場合には、磁力を大きく変えたい場合には、第１の間隔Ｙを変え、微調節する場合には、第２の間隔Ｘを、磁性体芯線１２の長さを変えることによって調整すれば良い。
【００４８】
その結果、磁石ピン５と絞り板６は、反時計回りに回転し、絞り板６は、図６に示す閉位置に移動する。この際、絞り板６の回転は、係止ピン７によって規制されるため、絞り板６の位置は、絞り孔６ｋが、開口３、９に平面視した状態で重畳する閉位置に規定される。その結果、絞り孔６ｋによりレンズ２１ｂに入光される光が絞られる。
【００４９】
次に、図６に示す閉位置から、図５に示す開位置に絞り板６を移動させる場合には、磁気コイル１１の第１の磁極部１５がＮ極、第２の磁極部１６がＳ極となるように、信号ケーブル２８、駆動用ケーブル２７、配線パターン２５、配線基板３２、各配線パターン３４、３５、各電極３０、３１を介して磁気コイル１１に電流が流れると、磁石ピン５の一端側１３のＮ極が、磁気コイル１１の第２の磁極部１６のＳ極に磁力により引かれ、磁石ピン５の他端側１４のＳ極が、磁気コイル１１の第１の磁極部１５のＮ極に磁力により引かれる。
【００５０】
この際も、上述したように第１の間隔Ｙと第２の間隔Ｘとが適切な間隔に規定されていることから、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力が強くなりすぎて、磁石ピン５が回動しなくなってしまったり、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力が弱くなりすぎて、磁石ピン５が回動しなくなってしまったりすることがない。
【００５１】
その結果、磁石ピン５と絞り板６は、時計回りに回転し、絞り板６は、図５に示す開位置に移動する。
【００５２】
このように、本実施の形態においては、基板８と基板２との間において、基板８のピン孔１０、基板２のピン孔４に回動自在に嵌入された磁石ピン５に固定された絞り板６が回動自在に挟持されていると示した。
【００５３】
また、基板８の先端面８ｊにおいて、磁石ピン５を平面視した状態で第１の磁極部１５と第２の磁極部１６とで挟むことにより、磁石ピン５に第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６から磁力による回動力を付与し、絞り板６を回動させる磁気コイル１１が設けられていると示した。
【００５４】
さらに、第１の磁極部１５と磁石ピン５との間及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間には、第２の間隔Ｘが設けられており、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６からの磁力によって、磁石ピン５を回動させる場合には、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力は、第２の間隔Ｘの２乗に反比例することから、第２の間隔Ｘは、磁力により磁石ピン５を回動させるのに適切な間隔に設定されていると示した。
【００５５】
また、磁気コイル１１の内部には、磁石ピン５を平面視した状態で第１の端部１２ａと第２の端部１２ｂとで挟むよう磁性体芯線１２が設けられていると示した。
【００５６】
さらに、磁気コイル１１は、磁性体芯線１２の外周に巻回されており、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６と磁石ピン５との間に発生する磁力は、第１の間隔Ｙが短ければ短いほど強くなると示した。
【００５７】
このことによれば、従来、磁石ピン５に、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６から磁力を作用させて、磁石ピン５を回動させる場合には、磁力の調整が難しく、磁力が弱すぎても磁石ピン５は回動しなくなってしまい、磁力が強すぎても磁石ピン５は回動しなくなってしてしまうが、本実施の形態によれば、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６からの磁力が弱いため、磁力を飛躍的に強くしたい場合は、第２の間隔Ｙを短くすれば良く、各磁極部１５、１６からの磁力が強すぎるまたは弱すぎるため、磁石ピン５を回動させるのに磁力を微妙にコントロールしたい場合は、第１の間隔Ｘを調節することにより、容易に磁石ピン５を回動させることができる。尚、第１の間隔Ｘの調整は、磁性体芯線１２の長さを調整することにより可能である。
【００５８】
よって、可変絞り装置１を小型化したい場合は、周知のように、磁気コイル１１の巻き数も減少しなければならないため磁力は弱くなるが、その場合であっても第１の間隔Ｘ及び第２の間隔Ｙを調整することにより、第１の磁極部１５及び第２の磁極部１６から発生する磁力を強くする事が出来る。
【００５９】
以上から、絞り板６を回動させる磁石ピン５の回動に必要な磁力を得ることができるとともに、磁石ピン５を回動させる磁力のコントロールが容易な小型の可変絞り装置１を具備する撮像装置２０を提供することができる。
【００６０】
また、本発明では、磁石ピン５から第１の端部１２ａ、第２の端部１２ｂまでの距離を同一とし、磁石ピン５から第１の磁極部１５、第２の磁極部１６までの距離を同一とした例を示しているが、磁石ピン５から第１の端部１２ａまでの距離をＹ１、磁石ピン５から第２の端部１２ｂまでの距離をＹ２とし、磁石ピン５から第１の磁極部１５までの距離をＸ１、磁石ピン５から第２の磁極部１６までの距離をＸ２として、制御するのに最適なパラメータＹ１、Ｙ２、Ｘ１、Ｘ２を別々に設定しても良い。
【００６１】
（第２実施の形態）
図７は、本実施の形態を示す撮像装置の部分断面図、図８は、図７の可変絞り装置をVIIIの方向からみた平面図、図９は、図８の絞り板が、基板に形成された開口に重畳する閉位置まで移動した状態を示す可変絞り装置の平面図である。
【００６２】
この第２実施の形態の撮像装置の構成は、上述した図１〜図６に示した第１実施の形態の撮像装置と比して、絞り板を２枚から構成するとともに、各絞り板に該絞り板を回動させる磁石が設けられている点と磁性体芯線及び磁気コイルの配置位置が異なる。よって、これらの相違点のみを説明し、第１実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００６３】
図７に示すように、本実施の形態の撮像装置６０においては、絞り機構である可変絞り装置５１は、レンズ枠２２内におけるレンズ２１ｂよりも先端側において、光軸Ｋに対して所定の角度斜めに傾いて設けられている。これは、レンズ枠２２内における可変絞り装置５１の配置面積を広く取るためである。
【００６４】
また、本実施の形態においては、可変絞り装置５１の後端側に、配線パターン２５の先端側が電気的に接続されており、配線パターン２５から、可変絞り装置５１の後述する磁気コイル４７、５７にそれぞれ直接、電流が供給される構成となっている。
【００６５】
可変絞り装置５１は、図８に示すように、本実施の形態においては、１枚の円板状の基板４１を具備しており、基板４１の略中央部には、平面視した形状が楕円形のレンズ２１ｂに入光する光を通過させる第２の開口である開口４２が形成されている。
【００６６】
尚、本実施の形態において、開口４２の平面視した形状が楕円形となっているのは、上述したように、レンズ枠２２内において、可変絞り装置５１が光軸Ｋに対して所定の角度斜めに傾いて設けられているためである。
【００６７】
また、基板４１の先端面４１ｊにおいて、開口４２を囲む位置に、光軸Ｋに対して対称に、２枚の絞り板４４、５４が設けられている。尚、絞り板５４に、光軸Ｋに沿って貫通する平面視した形状が楕円状の絞り孔５２が形成されている。
【００６８】
絞り孔５２は、レンズ２１に入光する光を所定の光束に絞って通過させるものである。また、絞り孔５２は、開口４２によりも平面視した状態における外形が小さく形成されている。
【００６９】
２枚の絞り板４４、５４は、それぞれ基板４１において光軸Ｋに沿って貫通する図示しない貫通孔に嵌入された回動自在なピン４３、５３を回動軸として、基板４１の面内において、後述する磁気コイル４７、５７からの磁力によって回動自在に移動する。
【００７０】
具体的には、２枚の絞り板４４、５４は、図８に示すように、開口４２に対して、絞り板４４、５４の一部が平面視した状態で重畳する閉位置と、図９に示すように、開口４２に対して絞り板４４、５４が平面視した状態で離間する開位置との間を回動自在に移動する。
【００７１】
尚、基板４１の先端面４１ｊには、先端側に突出する２本の係止ピン４９、５９が設けられており、該２本の係止ピン４９、５９は、２枚の絞り板４４、５４が開位置に位置する際、各絞り板４４、５４が基板４１の外形よりも平面視した状態ではみ出してしまうのをそれぞれ防止するものである。即ち、２本の係止ピン４９、５９は、２枚の絞り板４４、５４を開位置に規定するものである。
【００７２】
基板４１の先端面４１ｊの外周縁部近傍において、基板４１の周方向における平面視した状態で絞り板４４と絞り板５４との間に、第１の端部４８ａと第２の端部４８ｂを有する部分円弧状の磁性体芯線４８が設けられているとともに、第１の端部５８ａと第２の端部５８ｂを有する部分円弧状の磁性体芯線５８が設けられている。
【００７３】
また、磁性体芯線４８の外周に、絞り板４４に設けられた後述する磁石４６に第１の磁極部４７ａから磁力による回動力を付与し、絞り板５４に設けられた後述する磁石５５に第２の磁極部４７ｂから磁力による回動力を付与する磁気コイル４７が巻回されている。
【００７４】
尚、第１の磁極部４７ａ及び第２の磁極部４７ｂからの磁力は、磁気コイル４７に電流が供給された際、第１の磁極部４７ａと第２の磁極部４７ｂとに互いに異なる磁極変化が生じることにより発生する。
【００７５】
磁気コイル４７は、第１の磁極部４７ａと第１の端部４８ａとの間及び第２の磁極部４７ｂと第２の端部４８ｂとの間に第３の間隔εが設けられよう、磁性体芯線４８の外周に巻回されている。即ち、磁気コイル４７の方が、磁性体芯線４８よりも長く設けられている。
【００７６】
尚、第１の磁極部４７ａ及び第２の磁極部４７ｂから発生する磁力は、周知のように、第３の間隔εが短ければ短いほど強くなる。よって、第３の間隔εは、磁力により絞り板４４、５４を回動させるのに適切な間隔に設定されている。即ち、第１の磁極部４７ａ、第２の磁極部４７ｂから発生する磁力が強すぎて絞り板４４、５４が回動できなくなってしまったり、弱すぎて絞り板４４、５４が回動できなくなってしまったりすることがない間隔に設定されている。言い換えれば、絞り板４４、５４が回動しない場合には、第３の間隔εを、磁性体芯線４８の長さを変えることによって調整すればよい。
【００７７】
磁性体芯線５８の外周に、絞り板５４に設けられた後述する磁石５６に第１の磁極部５７ａから磁力による回動力を付与し、絞り板４４に設けられた後述する磁石４５に第２の磁極部５７ｂから磁力による回動力を付与する磁気コイル５７が巻回されている。
【００７８】
尚、第１の磁極部５７ａ及び第２の磁極部５７ｂからの磁力は、磁気コイル５７に電流が供給された際、第１の磁極部５７ａと第２の磁極部５７ｂとに互いに異なる磁極変化が生じることにより発生する。
【００７９】
磁気コイル５７は、第１の磁極部５７ａと第１の端部５８ａとの間及び第２の磁極部５７ｂと第２の端部５８ｂとの間に第３の間隔αが設けられよう、磁性体芯線５８の外周に巻回されている。即ち、磁気コイル５７の方が、磁性体芯線５８よりも長く設けられている。
【００８０】
尚、第１の磁極部５７ａ及び第２の磁極部５７ｂから発生する磁力は、周知のように、第３の間隔αが短ければ短いほど強くなる。よって、第３の間隔αは、磁力により絞り板４４、５４を回動させるのに適切な間隔に設定されている。即ち、第１の磁極部５７ａ、第２の磁極部５７ｂから発生する磁力が強すぎて絞り板４４、５４が回動できなくなってしまったり、弱すぎて絞り板４４、５４が回動できなくなってしまったりすることがない間隔に設定されている。言い換えれば、絞り板４４、５４が回動しない場合には、第３の間隔αを、磁性体芯線５８の長さを変えることによって調整すればよい。
【００８１】
絞り板４４の磁気コイル４７の第１の磁極部４７ａに対向する位置に、第１の磁極部４７ａから第４の間隔σ離間して磁石４６が設けられている。また、絞り板４４の磁気コイル５７の第２の磁極部５７ｂに対向する位置に、第２の磁極部５７ｂから第４の間隔β離間して磁石４５が設けられている。
【００８２】
さらに、絞り板５４の磁気コイル５７の第１の磁極部５７ａに対向する位置に、第１の磁極部５７ａから第４の間隔β離間して磁石５６が設けられており、絞り板５４の磁気コイル４７の第２の磁極部４７ｂに対向する位置に、第２の磁極部４７ｂから第４の間隔σ離間して磁石５５が設けられている。
【００８３】
尚、第１の磁極部４７ａ、５７ａ及び第２の磁極部５７ａ、５７ｂから発生する磁力は、周知のように、第４の間隔σ、βが短ければ短いほど強くなる。よって、第４の間隔σ、βは、磁力により絞り板４４、５４を回動させるのに適切な間隔に設定されている。即ち、第１の磁極部４７ａ、５７ａ、第２の磁極部４７ｂ、５７ｂから発生する磁力が強すぎて絞り板４４、５４が回動できなくなってしまったり、弱すぎて絞り板４４、５４が回動できなくなってしまったりすることがない間隔に設定されている。言い換えれば、絞り板４４、５４が回動しない場合には、第４の間隔β、σを変えることによって調整すればよい。
【００８４】
次に、このように構成された本実施の形態の作用について、図８、図９を用いて説明する。
【００８５】
図８に示す絞り板４４、５４が開位置において、磁気コイル４７の第１の磁極部４７ａがＳ極、第２の磁極部４７ｂがＮ極、磁気コイル５７の第１の磁極部５７ａがＮ極、第２の磁極部５７ｂがＳ極となるよう、電流が各コイル４７、５７に供給されると、第１の磁極部４７ａのＳ極と磁石４６のＳ極とが反発するとともに、第１の磁極部５７ａのＮ極と磁石５６のＮ極とが反発する。また、第２の磁極部４７ｂのＮ極と、磁石５５のＳ極とが引き合うとともに、第２の磁極部５７ｂのＳ極と、磁石４５のＮ極とが引き合う。
【００８６】
この際、上述したように第３の間隔ε、αと第４の間隔σ、βとが適切な間隔に規定されていることから、第１の磁極部４７ａと磁石４６との間に発生する磁力、第２の磁極部４７ｂと磁石５５との間に発生する磁力、第１の磁極部５７ａと磁石５６との間に発生する磁力、第２の磁極部５７ｂと磁石４５との間に発生する磁力が強くなりすぎて、絞り板４４、５４が回動しなくなってしまったり、磁力が弱くなりすぎて、絞り板４４、５４が回動しなくなってしまったりすることがない。
【００８７】
その結果、絞り板４４、５４は、反時計回りに回転し、絞り板４４、５４は、図９に示す閉位置に移動する。その結果、絞り孔５２によりレンズ２１ｂに入光される光が絞られる。
【００８８】
次に、図９に示す閉位置から、図８に示す開位置に絞り板４４、５４を移動させる場合には、磁気コイル４７の第１の磁極部４７ａがＮ極、第２の磁極部４７ｂがＳ極、磁気コイル５７の第１の磁極部５７ａがＳ極、第２の磁極部５７ｂがＮ極となるよう、電流が各コイル４７、５７に供給されると、第２の磁極部４７ｂのＳ極と磁石５５のＳ極とが反発するとともに、第２の磁極部５７ｂのＮ極と磁石４５のＮ極とが反発する。また、第１の磁極部４７ａのＮ極と、磁石４６のＳ極とが引き合うとともに、第１の磁極部５７ａのＳ極と、磁石５６のＮ極とが引き合う。
【００８９】
その結果、絞り板４４、５４は、時計回りに回転し、絞り板４４、５４は、図８に示す開位置に移動する。この際、絞り板４４、５４の位置は、係止ピン４９、５９によってそれぞれ規定される。
【００９０】
このような構成によっても、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態においては、絞り板を２枚から構成する関係上、上述した第１実施の形態よりも部品点数が増えるが、絞り板を２つに分割している分、基板４１の面内における絞り板の収容面積をより小さく出来るので、より小型の可変絞り装置５１を実現することが可能なる。
【００９１】
（第３実施の形態）
図１０は、本実施の形態の撮像装置を具備する内視鏡の挿入部の先端側の断面図、図１１は、図１０の絞り板が開位置まで移動した状態を示す内視鏡の挿入部の先端側の断面図である。
【００９２】
この第３実施の形態の撮像装置の構成は、上述した図１〜図６に示した第１実施の形態の撮像装置、図７〜図９に示した第２実施の形態の撮像装置と比して、撮像装置外に、絞り板を回動させる磁気コイルが設けられている点が異なる。よって、これらの相違点のみを説明し、第１、第２実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００９３】
図１０、図１１に示すように、内視鏡の挿入部の先端側７０の内部に、撮像装置７１が光軸Ｋに沿って設けられており、撮像装置７１は、絞り機構である可変絞り装置１７１を具備している。
【００９４】
可変絞り装置１７１は、回転ピン７８を回動中心として、レンズ２１ｂに入光する光を通過させる開口７９に平面視した状態で重畳する図１０に示す閉位置と、開口７９から離間する図１１に示す開位置とに回動移動自在な絞り板７４を具備している。また、絞り板７４は、閉位置において、位置決めピン６６によって、位置が規定されるようになっている。
【００９５】
絞り板７４は、先端側に円板部７４ｅを有しており、該円板部７４ｅには、レンズ２１ｂに入光する光を所定の光束に絞って通過させる絞り孔７４ｋが光軸Ｋに沿って形成されている。また、絞り板７４の円板部７４ｅに、磁石７５ａが設けられており、絞り板７４の軸部７４ｇの端部にも、磁石７５ｂが設けられている。
【００９６】
また、内視鏡の挿入部の先端側７０において、撮像装置７１と平行に、光軸Ｋに沿って処置具挿通用チャネル７６と、送気送水チャネル７７とが形成されており、また撮像装置７１の近傍に、該撮像装置７１と平行に、光軸Ｋに沿って図示しない照明用レンズに光を伝送するライトガイド７２ａ、７２ｂが挿通されている。
【００９７】
各ライトガイド７２ａ、７２ｂの外周には、金属パイプ８０ａ、８０ｂがそれぞれ被覆されており、各金属パイプ８０ａ、８０ｂの外周には、磁気コイル７３ａ、７３ｂがそれぞれ被覆されている。
【００９８】
磁気コイル７３ａ、７３ｂは、絞り板７４に磁力を付与することにより、絞り板を開位置と閉位置との間で回動させるものである。また、各磁気コイル７３ａ、７３ｂからの磁力は、各金属パイプ８０ａ、８０ｂの光軸Ｋに沿った方向の長さにより規定される。即ち、金属パイプ８０ａ、８０ｂの長さを可変することにより、磁力をコントロールすることができる。これは、金属パイプ８０ａ、８０ｂが長いほど、磁気コイル７３ａ、７３ｂを巻回する長さが長くなるからである。
【００９９】
次に、このように構成された本実施の形態の作用について説明する。先ず、図１０に示すように、絞り板７４が閉位置にいる状態において、磁気コイル７３ａ、磁気コイル７３ｂの端面がＳ極になるように電流を流す。
【０１００】
すると、磁気コイル７３ｂのＳ極と磁石７５ｂのＳ極が反発することにより、絞り板７４が時計回りに、回転ピン７８を回転軸として回動する。その後、磁石７５ａが磁気コイル７３ａに近づくにつれ磁石７５ａのＮ極と磁気コイル７３ａのＳ極が引き合うことにより、絞り板４７は、図１１に示す開位置に移動する。
【０１０１】
その後、絞り板７４を図１０に示す閉位置に移動させる場合には、磁気コイル７３ａ、磁気コイル７３ｂの端面がＮ極になるように電流を流す。
【０１０２】
すると、磁気コイル７３ａのＮ極と磁石７５ａのＮ極が反発し合い、絞り板７４が反時計回りに回転ピン７８を軸に回動する。その後、磁石７５ｂが磁気コイル７３ｂに近づくにつれ磁石７５ｂのＳ極と磁気コイル７３ｂのＮ極が引き合うことにより、絞り板７４は、図１０に示す閉位置に移動する。尚、この際、絞り板７４の位置は、位置決めピン６６によって規定される。
【０１０３】
このような構成によっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、磁気コイル７３ａ、７３ｂを撮像装置７１の外部に配置することから、磁気コイル７３ａ、７３ｂ自体はより強力な磁力が必要になるため先端側７０が大径化してしまう可能性があるが、撮像装置７１自体は、磁気コイルが設けられていない分、細径化が可能になることから、先端側７０に、撮像装置７１を設ける以外にスペースがあり、撮像装置７１を小型化する必要がある場合において、本構成は特に有効である。
【０１０４】
尚、以下、変形例を、図１２を用いて示す。図１２は、図１０の撮像装置が内部に挿通自在な外套管に磁石を設けた変形例を示す部分断面図である。
【０１０５】
図１２に示すように、撮像装置７１が内部に挿通自在な外套管３６の先端側にリング状の磁石３７を設けても構わない。
【０１０６】
このような構成によれば、磁気コイル７３ａ、７３ｂを用いなくとも、撮像装置７１を外套管３６の内部に挿通させた際、撮像装置７１が磁石３７の磁力の影響を受ける所定の位置に来たとき、磁石３７と磁石７５ａ、磁石７５ｂとの間の磁力により、近点にレンズ２１ｂのピントが合うように絞り板７４が移動する。
【０１０７】
また、以下、別の変形例を、図１３を用いて示す。図１３は、図１０の撮像装置を具備する内視鏡の先端側の変形例を示す部分断面図である。
【０１０８】
図１３に示すように、処置具挿通用チャネル７６に挿通させる鉗子３９に、磁石３８が設けられていても構わない。
【０１０９】
このような構成によれば、磁気コイル７３ａ、７３ｂを用いなくとも、処置具挿通用チャネル７６内に鉗子３９を挿通させた際、磁石３８が撮像装置７１に影響をおよぼす所定の位置に来たとき、磁石３８と、磁石７５ａ、磁石７５ｂとの間の磁力により、近点にピントが合うように絞り板７４が移動する。
【０１１０】
尚、上述した第１〜第３実施の形態においては、撮像装置は、医療用の内視鏡の挿入部の先端部内に設けられた撮像装置を例に挙げて示したが、これに限らず、カメラ内に設けられる撮像装置や、他の電子機器内に設けられる撮像装置に、上述した第１〜第３実施の形態に示した構成を適用したとしても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】第１実施の形態を示す撮像装置の部分断面図。
【図２】図１の可変絞り装置を拡大して示す分解斜視図。
【図３】図１の可変絞り装置をIIIの方向からみた平面図。
【図４】図１の配線基板をIVの方向からみた平面図。
【図５】図１の可変絞り装置を、磁気コイルの位置で断面にした部分断面図。
【図６】図５の絞り板が、基板に形成された開口に重畳する閉位置まで移動した状態を示す可変絞り装置の部分断面図。
【図７】第２実施の形態を示す撮像装置の部分断面図。
【図８】図７の可変絞り装置をVIIIの方向からみた平面図。
【図９】図８の絞り板が、基板に形成された開口に重畳する閉位置まで移動した状態を示す可変絞り装置の平面図。
【図１０】第３実施の形態の撮像装置を具備する内視鏡の挿入部の先端側の断面図。
【図１１】図１０の絞り板が開位置まで移動した状態を示す内視鏡の挿入部の先端側の断面図。
【図１２】図１０の撮像装置が内部に挿通自在な外套管に磁石を設けた変形例を示す部分断面図。
【図１３】図１０の撮像装置を具備する内視鏡の先端側の変形例を示す部分断面図。
【符号の説明】
【０１１２】
１…可変絞り装置（絞り機構）
２…基板
３…開口（第２の開口）
５…磁石ピン
６…絞り板
６ｋ…絞り孔（第１の開口）
７…係止ピン（位置規制部材）
８…基板
９…開口（第２の開口）
１１…磁気コイル
１２…磁性体芯線
１２ａ…第１の端部
１２ｂ…第２の端部
１３…磁石ピンの一端側
１４…磁石ピンの他端側
１５…第１の磁極部
１６…第２の磁極部
２０…撮像装置
２１ａ…対物レンズ（対物光学系）
２１ｂ…レンズ（対物光学系）
４１…基板
４２…開口（第２の開口）
４３…ピン
４４…絞り板
４５…磁石
４６…磁石
４７…磁気コイル
４７ａ…第１の磁極部
４７ｂ…第２の磁極部
４８…磁性体芯線
４８ａ…第１の端部
４８ｂ…第２の端部
５１…可変絞り装置（絞り機構）
５３…ピン
５４…絞り板
５５…磁石
５６…磁石
５７…磁気コイル
５７ａ…第１の磁極部
５７ｂ…第２の磁極部
５８…磁性体芯線
５８ａ…第１の端部
５８ｂ…第２の端部
６０…撮像装置
Ｙ…第１の間隔
Ｘ…第２の間隔
α…第３の間隔
ε…第３の間隔
β…第４の間隔
σ…第４の間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系に入光する光量を調整する絞り機構を具備する撮像装置であって、
前記絞り機構は、
回動自在な磁石ピンと、
前記磁石ピンを回動軸として回動する絞り板と、
前記磁石ピンを平面視した状態で第１の端部と第２の端部とで挟むよう設けられた磁性体芯線と、
前記磁性体芯線の外周に巻回された、前記磁石ピンを平面視した状態で第１の磁極部と第２の磁極部とで挟むことにより、前記磁石ピンに前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部から回動力を付与し、前記絞り板を回動させる磁気コイルと、
を具備し、
前記磁石ピンと前記第１の端部との間及び前記磁石ピンと前記第２の端部との間に第１の間隔が設けられるとともに、前記第１の磁極部と前記磁石ピンとの間及び前記第２の磁極部と前記磁石ピンとの間に第２の間隔が設けられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記磁石ピンは、該磁石ピンの径方向の一端側と他端側とにおいて磁極が分極していることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記磁気コイルは、電流が供給されることによって発生する前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の互いに異なる磁極変化により、前記磁石ピンに回動力を付与することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記絞り板には、前記対物光学系に入光する光を所定の光束に絞って通過させる第１の開口が形成されており、
前記絞り板は、前記対物光学系に入光する光を通過させる第２の開口がそれぞれ形成された２枚の基板間に、前記第２の開口に対して前記第１の開口が平面視した状態で重畳する閉位置と前記第２の開口に対して前記第１の開口が離間する開位置との間を移動自在となるよう回動自在に挟持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記磁性体芯線及び前記磁気コイルは、いずれか一方の基板に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記いずれか一方の基板に、前記絞り板の回動を規制して、前記絞り板を前記閉位置に規制する位置規制部材が設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の間隔が前記第２の間隔よりも長いことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記磁石ピンと前記第１の端部との間隔と、前記磁石ピンと前記第２の端部との間隔の長さが異なり、及び／または前記磁石ピンと前記第１の磁極部との間隔と前記磁石ピンと前記第２の磁極部との間隔の長さが異なることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項の記載の撮像装置。
【請求項９】
対物光学系に入光する光量を調整する絞り機構を具備する撮像装置であって、
前記絞り機構は、
ピンを回動軸として回動する絞り板と、
前記絞り板に設けられた磁石と、
前記磁石の近傍に設けられた第１の端部及び第２の端部を有する磁性体芯線と、
前記磁性体芯線の外周に巻回された、前記磁石に第１の磁極部及び第２の磁極部から回動力を付与し、前記絞り板を回動させる磁気コイルと、
を具備し、
前記磁気コイルは、前記第１の磁極部と前記第１の端部との間及び前記第２の磁極部と前記第２の端部との間に第３の間隔が設けられるとともに、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部と前記磁石との間に第４の間隔が設けられるよう、前記磁性体芯線に巻回されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記磁気コイルは、電流が供給されることによって発生する前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の互いに異なる磁極変化により、前記磁石に回動力を付与することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記絞り板は、前記対物光学系に入光する光を通過させる第２の開口が形成された基板上において、前記第２の開口に対して前記絞り板が平面視した状態で重畳する閉位置または前記第２の開口に対して前記絞り板が離間する開位置との間を移動自在となるよう回動自在に設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の撮像装置。
【請求項１】
対物光学系に入光する光量を調整する絞り機構を具備する撮像装置であって、
前記絞り機構は、
回動自在な磁石ピンと、
前記磁石ピンを回動軸として回動する絞り板と、
前記磁石ピンを平面視した状態で第１の端部と第２の端部とで挟むよう設けられた磁性体芯線と、
前記磁性体芯線の外周に巻回された、前記磁石ピンを平面視した状態で第１の磁極部と第２の磁極部とで挟むことにより、前記磁石ピンに前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部から回動力を付与し、前記絞り板を回動させる磁気コイルと、
を具備し、
前記磁石ピンと前記第１の端部との間及び前記磁石ピンと前記第２の端部との間に第１の間隔が設けられるとともに、前記第１の磁極部と前記磁石ピンとの間及び前記第２の磁極部と前記磁石ピンとの間に第２の間隔が設けられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記磁石ピンは、該磁石ピンの径方向の一端側と他端側とにおいて磁極が分極していることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記磁気コイルは、電流が供給されることによって発生する前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の互いに異なる磁極変化により、前記磁石ピンに回動力を付与することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記絞り板には、前記対物光学系に入光する光を所定の光束に絞って通過させる第１の開口が形成されており、
前記絞り板は、前記対物光学系に入光する光を通過させる第２の開口がそれぞれ形成された２枚の基板間に、前記第２の開口に対して前記第１の開口が平面視した状態で重畳する閉位置と前記第２の開口に対して前記第１の開口が離間する開位置との間を移動自在となるよう回動自在に挟持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記磁性体芯線及び前記磁気コイルは、いずれか一方の基板に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記いずれか一方の基板に、前記絞り板の回動を規制して、前記絞り板を前記閉位置に規制する位置規制部材が設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の間隔が前記第２の間隔よりも長いことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記磁石ピンと前記第１の端部との間隔と、前記磁石ピンと前記第２の端部との間隔の長さが異なり、及び／または前記磁石ピンと前記第１の磁極部との間隔と前記磁石ピンと前記第２の磁極部との間隔の長さが異なることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項の記載の撮像装置。
【請求項９】
対物光学系に入光する光量を調整する絞り機構を具備する撮像装置であって、
前記絞り機構は、
ピンを回動軸として回動する絞り板と、
前記絞り板に設けられた磁石と、
前記磁石の近傍に設けられた第１の端部及び第２の端部を有する磁性体芯線と、
前記磁性体芯線の外周に巻回された、前記磁石に第１の磁極部及び第２の磁極部から回動力を付与し、前記絞り板を回動させる磁気コイルと、
を具備し、
前記磁気コイルは、前記第１の磁極部と前記第１の端部との間及び前記第２の磁極部と前記第２の端部との間に第３の間隔が設けられるとともに、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部と前記磁石との間に第４の間隔が設けられるよう、前記磁性体芯線に巻回されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記磁気コイルは、電流が供給されることによって発生する前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の互いに異なる磁極変化により、前記磁石に回動力を付与することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記絞り板は、前記対物光学系に入光する光を通過させる第２の開口が形成された基板上において、前記第２の開口に対して前記絞り板が平面視した状態で重畳する閉位置または前記第２の開口に対して前記絞り板が離間する開位置との間を移動自在となるよう回動自在に設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の撮像装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２７１１２３（Ｐ２００９−２７１１２３Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１８９５３（Ｐ２００８−１１８９５３）
【出願日】平成２０年４月３０日（２００８．４．３０）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月３０日（２００８．４．３０）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
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