(57)【要約】【課題】挿入部の小径化を図りつつ、単純な構成で光学特性を三段階に切り替え可能な光学ユニットを提供する。【解決手段】光学ユニット１０は、棒形状で軸対称に着磁された軸体１４と、軸体１４を固定するための軸体配設孔１２ｈ２及びレンズ１０Ｌを一体に固定するための光学部材固定孔１２ｈ１を備える羽根部材１２と、羽根部材１２が配設される配設穴１８ｈを備え、底面に、本体側軸体用孔１８ｂ及び光路となる絞り孔１８ａを設けた光学ユニット枠１１と、第１作用面１７ｄ１及び第２作用面１７ｄ２を備える第１の力の作用部１７ｄと、第１作用面１７ｅ１及び第２作用面１７ｅ２を備える第２の力の作用部１７ｅと、曲げ部１７ｃを有するコイルコア１７ａ及びコイル１７ｂを備えて構成された電磁石１７と、光学ユニット枠１１内において軸体１４に配置されて、羽根部材１２を光学ユニット枠１１の底面に付勢して配置させるコイルバネ１６と、を具備する。【選択図】図４
2015058132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めた棒形状で、軸対称に着磁された第１の永久磁石と、
前記第１の永久磁石である軸体を一体に固定するための軸体固定孔及び光学部材を一体に固定するための光学部材固定孔を備える羽根部材と、
前記羽根部材が配設される凹部を備え、該凹部の底面に、前記軸体が回動及び摺動自在に配置される第１の貫通孔、及び該軸体配設孔に配置された前記軸体の中心軸を中心に回動されて前記光学部材固定孔に固定された光学部材が配置或いは退避される光路となる第２の貫通孔を設けた光学ユニット枠と、
第１作用面及び第２作用面を備える第１の力の作用部と、第１作用面及び第２作用面を備える第２の力の作用部と、前記第１の力の作用部と前記第２の力の作用部とを対向させる曲げ部を有する磁性体、及び該磁性体の前記第１の力の作用部と前記第２の力の作用部との間に巻回されるコイルとを備えて構成された電磁石と、
前記光学ユニット枠内において前記第１の永久磁石に配置されて、一面側が前記羽根部材に当接配置され、他面側が前記光学ユニット枠の凹部を塞ぐ蓋体の内面に当接配置されて、該第１の永久磁石に固定された前記羽根部材を該光学ユニット枠の底面に付勢して配置させる付勢部材と、を
具備することを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
前記電磁石の端部に設けられた第１の力の作用部の第１作用面及び第２の力の作用部の第１作用面を、前記蓋体の逃がし孔の中心と蓋側軸体用孔の中心とを結ぶ仮想線を挟んで対称な位置関係で該蓋体の外面側に配置し、
前記羽根部材の光学部材固定孔周囲に円環状の磁性体で構成された移動体を設け、
前記第１の永久磁石の分極線を、前記軸体配設孔に固定された前記第１の永久磁石の中心と、前記第２の貫通孔の中心とを結ぶ仮想線に対して予め定めた角度傾いて配置した、
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】
前記移動体は、第２の永久磁石であって、前記光学部材固定孔に固定された前記光学部材が前記第２の貫通孔に配置された状態において、前記第１の力の作用部の第２作用面に前記第２の永久磁石の一方の極が対向して配置され、前記第２の力の作用部の第２作用面には前記第２の永久磁石の他方の極が対向配置され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】
前記羽根部材に固定された光学部材は、前記電磁石のコイルに供給する電流の流れる向きを切り替えることによって、前記第２の貫通孔が構成する光路中に配置、或いは、前記光路中から退避され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５】
前記羽根部材に固定された光学部材は、該光学部材が光路中に配置された状態において、前記電磁石のコイルに供給する電流の電流値を変化させることによって、前記コイルバネの付勢力に抗して、或いは前記コイルバネの付勢力によって、光軸方向に進退することを特徴とする請求項４に記載の光学ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸体が固定された移動枠に光学部材を設け、枠部材を軸体を中心に回動させて及び軸体を光軸方向に移動させて光学部材の配置位置を変化させて異なった光学特性を得る光学ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子内視鏡は、生体内の観察、処置等、又は工業用のプラント設備内の検査、修理等のために用いられる。内視鏡観察においては、観察部位、或いは観察の目的等によって観察対象部に対する焦点深度、結像倍率、視野角等の光学特性を変更することが可能な撮像装置が望まれている。
【０００３】
特許文献１の医療機器には、連結部分がＮ極であるとともに、プロセッサ４の制御に基づいてストッパー２４１ｄ、２４１ｅの電磁コイルの極性を適宜、Ｎ極またはＳ極に制御することによってフィルタ部２４１ｈを光学開口２４１ｆから完全に退避させる、或いは、フィルタ部２４１ｈの中心と光学開口２４１ｆの中心とを一致させる技術が示されている。この技術によれば、光学部材の配置位置を切り換えることによって、２つの異なる光学特性を得られる。
【０００４】
また、特許文献２には、変倍機能又はフォーカシング機能を有する対物光学系ユニット３１を備えた内視鏡用撮像装置が示されている。対物光学系ユニット３１は、前群レンズ３４ａを保持固定する前群レンズ枠３４と、前群レンズ枠３４の基端側に連設されて後群レンズ３５ａを後方側に保持固定する後群レンズ枠３５とを備え、後群レンズ３５ａと前群レンズ３４ａとの間に光軸方向に摺動可能な可動レンズを保持固定する可動レンズ枠３６が介装されている。そして、可動レンズ枠３６は、移動体ユニット３３により光軸方向に進退動する構成になっている。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１９４０４０号公報
【特許文献２】特開２００３−３１０５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の医療機器では単純な構成で光学部材の配置位置を切り換えて光学特性を変化させることが可能であるが、得られる光学特性が二種類のみであった。一方、特許文献２の内視鏡用撮像装置では可動レンズ枠の光学部材を連続的に移動させて変倍機能又はフォーカシング機能を得られるが、挿入部の小径化を図る内視鏡には不向きな構成であった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、挿入部の小径化を図りつつ、単純な構成で光学特性を三段階に切り替え可能な光学ユニットを提供することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様における光学ユニットは、予め定めた棒形状で、軸対称に着磁された第１の永久磁石と、前記第１の永久磁石である軸体を一体に固定するための軸体固定孔及び光学部材を一体に固定するための光学部材固定孔を備える羽根部材と、前記羽根部材が配設される凹部を備え、該凹部の底面に、前記軸体が回動及び摺動自在に配置される第１の貫通孔、及び該軸体配設孔に配置された前記軸体の中心軸を中心に回動されて前記光学部材固定孔に固定された光学部材が配置或いは退避される光路となる第２の貫通孔を設けた光学ユニット枠と、第１作用面及び第２作用面を備える第１の力の作用部と、第１作用面及び第２作用面を備える第２の力の作用部と、前記第１の力の作用部と前記第２の力の作用部とを対向させる曲げ部を有する磁性体、及び該磁性体の前記第１の力の作用部と前記第２の力の作用部との間に巻回されるコイルとを備えて構成された電磁石と、前記光学ユニット枠内において前記第１の永久磁石に配置されて、一面側が前記羽根部材に当接配置され、他面側が前記光学ユニット枠の凹部を塞ぐ蓋体の内面に当接配置されて、該第１の永久磁石に固定された前記羽根部材を該光学ユニット枠の底面に付勢して配置させる付勢部材と、を具備している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、挿入部の小径化を図りつつ、単純な構成で光学特性を三段階に切り替え可能な光学ユニットを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】光学ユニットを備える撮像装置が配置された内視鏡の先端部を説明する図
【図２】光学ユニットの一構成例を説明する図
【図３】図２の光学ユニットの矢印Ｙ３-Ｙ３線断面図
【図４】図２の光学ユニットを矢印Ｙ４方向から見たときの軸体と摺動体と電磁石との関係を説明する図
【図５】図４の光学ユニットを矢印Ｙ５方向から見たときの軸体と摺動体と電磁石との関係を説明する図
【図６】光学ユニットの他の構成例を説明する図
【図７】光学ユニットを蓋体側から見たときの軸体と摺動体と電磁石との関係を説明する図
【図８】図７の光学ユニットを矢印Ｙ８方向から見たときの軸体と摺動体と電磁石との関係を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。  
図１−図５を参照して本発明の第１実施形態を説明する。  
図１に示すように光学ユニット１０は、内視鏡１の挿入部２を構成する先端部３内に設けられた観察光学系４を構成する撮像装置５に備えられている。
【００１２】
先端部３は、先端硬質部６を備え、その先端硬質部６の先端側には先端カバー７が設けられている。先端硬質部６の基端側には湾曲部８を構成する先端湾曲駒８ｆが設けられている。符号９は湾曲ゴムであり、湾曲部８を構成する先端湾曲駒８ｆを含む複数の湾曲駒及び先端硬質部６等を被覆する。
【００１３】
先端硬質部６には、観察光学系用貫通孔６ｈ１、処置具チャンネル用貫通孔６ｈ２等が長手軸に沿って形成されている。観察光学系用貫通孔６ｈ１には撮像装置５が配置される。撮像装置５は、レンズユニット２０と素子ユニット３０とを備え、レンズユニット２０を構成するレンズ枠２１が観察光学系用貫通孔６ｈ１に対して気密に固定されている。
【００１４】
素子ユニット３０は、撮像素子３１と、素子枠３２と、回路基板３３と、信号ケーブル３４と、熱収縮チューブ３５とを主に備えて構成されている。
【００１５】
撮像素子３１は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等である。撮像素子３１の受光面側には、例えば２枚の光学部材であるカバーガラス３６、位置出しガラス３７が接着固定されている。カバーガラス３６は、撮像素子３１の受光面に配置されている。
【００１６】
素子枠３２は、例えばステンレス鋼で形成されている。素子枠３２の先端側内面には位置出しガラス３７が接着によって一体的に固定されている。撮像素子３１は、カバーガラス３６、位置出しガラス３７を介して素子枠３２に固定されている。
【００１７】
素子枠３２の先端側内面には、レンズユニット２０を構成するレンズ枠２１の基端部が配置される。レンズ枠２１と素子枠３２とは、ピント等の位置調整を完了した後、例えば半田等によって接合される。
【００１８】
回路基板３３には各種電子部品３８が実装されている。これら電子部品３８を実装した回路基板３３の先端側は、撮像素子３１に電気的に接続されている。信号ケーブル３４内には複数の信号線３４ａが挿通している。複数の信号線３４ａの先端部は、回路基板３３に設けられた図示しない電気接続部に接続されている。
【００１９】
熱収縮チューブ３５は、素子枠３２の一部及び信号ケーブル３４の一部等を覆い包んで素子ユニット３０の外装を構成する。符号３９は、絶縁性の封止樹脂である。封止樹脂３９は素子枠３２内の空間に充填されて、回路基板３３と撮像素子３１との電気的な接続部の周囲、回路基板３３に実装された電子部品３８の周囲、撮像素子３１の周囲、信号線３４ａと回路基板３３との接続部等を封止する。
【００２０】
レンズユニット２０を構成するレンズ枠２１の貫通孔内には、先端側から順に例えば、第１のレンズ２２、絞り２３、第２のレンズ２４、光学ユニット１０が配設されている。レンズユニット２０の第１のレンズ２２、絞り２３、第２のレンズ２４、光学ユニット１０を通過した観察部位の光学像は、撮像素子３１の受光面に結像する。
【００２１】
レンズ枠２１は、例えばステンレス鋼で形成されている。第２のレンズ２４は、先端部側に外周面から中心軸方向に予め定めた距離離間した位置に外周面を有する周状の段差部２４ａを有している。段差部２４ａは、接着剤溜まりである。  
この構成によれば、第２のレンズ２４の基端側から該レンズ２４の外周面とレンズ枠２１の内周面との隙間から接着剤を充填した際、余分な接着剤が隙間を通過して段差部２４ａ内に溜まる。
【００２２】
したがって、接着剤を十分に充填して、第２のレンズ２４をレンズ枠２１に確実に固定することができる。また、段差部２４ａを設けたことによって、接着剤が絞り２３とレンズ枠２１との隙間に到達して絞り２３をレンズ枠２１に確実に固定することができる。そして、接着剤を非透光性の接着剤とすることによって、絞り２３とレンズ枠２１との隙間から光が漏れることが確実に防止される。  
なお、符号４０は、例えばフレキシブル基板であって、配線の基端には信号線3４ａが電気的に接続され、配線の先端は後述する電磁石に延出されている。
【００２３】
図２、図３に示すように光学ユニット１０は、光学ユニット枠１１と、羽根部材１２と、位置決め部材である第１のストッパー部材１３ａ及び第２のストッパー部材１３ｂと、第１の永久磁石である軸体１４と、磁性体である移動体１５と、付勢部材であるコイルバネ１６と、電磁石１７とを備えて主に構成されている。
【００２４】
光学ユニット枠１１は、枠本体１８と、蓋体１９とで主に構成されている。  
枠本体１８は、例えば樹脂製の筒体であり、凹部を構成する配設穴１８ｈを備えている。蓋体１９は、枠本体１８の配設穴１８ｈの開口を塞ぐ、例えば樹脂製の板部材である。蓋体１９は、枠本体１８に接着、或いはネジ等によって一体に固定される。
【００２５】
枠本体１８の配設穴１８ｈ内には予め定めた形状の第１のストッパー部材１３ａ及び第２のストッパー部材１３ｂと、予め定めた形状の羽根部材１２が配設される。配設穴１８ｈの底面の予め定めた位置には貫通孔である第２の貫通孔である絞り孔１８ａ及び軸体１４を摺動自在に保持配置させる第１の貫通孔である本体側軸体用孔１８ｂが形成されている。絞り孔１８ａは、観察部位の光学像が通過する光路となる開口であり、予め定めた径寸法に形成されている。
【００２６】
図４に示すように蓋体１９には枠本体１８の絞り孔１８ａに対向する逃がし孔１９ａ及び本体側軸体用孔１８ｂに対向する蓋側軸体用孔１９ｂが形成されている。蓋側軸体用孔１９ｂには軸体１４が摺動自在に保持配置される。逃がし孔１９ａは、観察部位の光学像が通過する光路となる開口であり、絞り孔１８ａを通過した光学像又は光学レンズ１０Ｌを通過した光学像が通過するように予め定めた径寸法に形成されている。  
上述した本体側軸体用孔１８ｂ及び蓋側軸体用孔１９ｂは、第１の永久磁石である軸体１４の配置孔である。
【００２７】
図２、図３に示すように羽根部材１２は、光学部材取付部１２ａと、軸体取付部１２ｂとを備えて構成されている。光学部材取付部１２ａには光学部材固定孔１２ｈ１が形成されている。軸体取付部１２ｂには軸体配設孔１２ｈ２が形成されている。
【００２８】
本実施形態において、光学部材固定孔１２ｈ１には光学部材である光学レンズ１０Ｌが一体的に固設される。光学レンズ１０Ｌは、近点観察用及び超近点観察用のレンズである。内視鏡１は、光学レンズ１０Ｌが例えば観察光学系４の光路中の配設穴１８ｈの底面側である第１の位置に配置されて近点観察状態を得られ、該光路中の蓋体１９の内面側である第２の位置に配置されて超近点観察状態を得られるように構成されている。
【００２９】
一方、軸体配設孔１２ｈ２には軸体１４が一体的に固設される。  
軸体１４は、図３-図５に示すように例えば円柱形状で、軸体１４の中心軸を含む長手側仮想平面を挟んでＮ極とＳ極とに分極されている。つまり、軸体１４は、分極線Ｌ１を線対称にして着磁されている。
【００３０】
図３に示す第１のストッパー部材１３ａ及び第２のストッパー部材１３ｂは、例えば樹脂製である。第１のストッパー部材１３ａ及び第２のストッパー部材１３ｂは、枠本体１８の配設穴１８ｈの底面に接着或いはネジ等によって一体に固定される。ストッパー部材１３ａ、１３ｂを枠本体１８に固定することによって枠本体１８内に羽根部材１２が移動する羽根移動空間１０Ｓが構成される。符号１３ｃは、後述する第１の当接面であり、符号１３ｄは後述する第２の当接面である。
【００３１】
羽根部材１２の軸体取付部１２ｂに固設された軸体１４の一端部は、光学ユニット１０の本体側軸体用孔１８ｂに回動自在且つ光軸方向に摺動自在に配置される。一方、軸体１４の他端部は、光学ユニット１０の蓋側軸体用孔１９ｂに回動自在且つ光軸方向に摺動自在に配置される。すなわち、羽根部材１２は、羽根移動空間１０Ｓ内において軸体１４を中心に軸体１４と共に角度θ回動し、且つ、軸体１４と共に光路方向に進退する。
【００３２】
具体的に、光学ユニット１０の羽根移動空間１０Ｓに配置された羽根部材１２は、軸体１４の中心軸を中心に図３の矢印Ｙ３ａ、図４の矢印Ｙ４ａに示すように時計回り或いは反時計回りに回転する。
【００３３】
図３に示すように、羽根部材１２の光学部材取付部１２ａが第１のストッパー部材１３ａの第１の当接面１３ｃに当接した状態のとき、分極線Ｌ１は、軸体１４の中心と絞り孔１８ａの中心とを結ぶ仮想線Ｌ２に対して予め定めた角度θ１傾き、図４に示すように羽根部材１２の光学部材取付部１２ａが第２のストッパー部材１３ｂの第２の当接面１３ｄに当接した状態のとき、逃がし孔１９ａの中心と蓋側軸体用孔１９ｂの中心とを結ぶ仮想線Ｌ３に対して角度−θ１傾いている。  
ここで、説明している仮想線Ｌ２と仮想線Ｌ３とは同一の仮想線である。
【００３４】
そして、羽根部材１２は、光学部材取付部１２ａが第１の当接面１３ｃに当接することによって時計回り方向への回転が停止されて光学レンズ１０Ｌが光路から退避される。一方、羽根部材１２は、光学部材取付部１２ａが第２の当接面１３ｄに当接することによって反時計回り方向への回転が停止されて光学レンズ１０Ｌが光路中に配置される。すなわち、光学レンズ１０Ｌの中心と光軸とが一致する。
【００３５】
移動体１５は、例えば円環形状である。
本実施形態において、円環形状の移動体１５は、羽根部材１２の光学部材取付部１２ａの一面側であって、光学部材固定孔１２ｈ１の周囲に固定配置されている。
【００３６】
コイルバネ１６は、予め定めた付勢力を有する。コイルバネ１６は、軸体１４に対して遊嵌配置される。軸体１４に配置されたコイルバネ１６の一面側は、軸体取付部１２ｂの一面側に当接配置される。一方、コイルバネ１６の他面側は、蓋体１９の内面に当接配置される。羽根部材１２の他面側は、コイルバネ１６の付勢力によって予め定めた押圧力で枠本体１８の配設穴１８ｈの底面に配置される。  
なお、付勢部材は、コイルバネ１６に限定されるものでは無く、予め定めた弾性力を備えるゴム製或いは樹脂製のパイプ形状部材であってもよい。
【００３７】
本実施形態の電磁石１７は、図２、図４に示すように光学ユニット枠１１を構成する蓋体１９の外面側に配設されている。電磁石１７は、磁性体であるコイルコア１７ａと、コイル１７ｂとを備えて構成されている。
【００３８】
本実施形態のコイルコア１７ａは、予め定めた形状の棒状の磁性体である例えばケイ素棒の中央に曲げ部１７ｃを設けて構成される。曲げ部１７ｃが例えば図４に示すように半円形状等の曲線形状のとき、コイルコア１７ａはＵ字形状である。  
なお、曲げ部１７ｃの形状は曲線形状に限定されるものでは無く、例えば予め定めた半四角形形状等、角部を有するコの字形状等であってもよい。
【００３９】
コイルコア１７ａのそれぞれの端部は、磁力による力が作用する第１の力の作用部１７ｄと第２の力の作用部１７ｅよりなり、逃がし孔１９ａの中心と蓋側軸体用孔１９ｂの中心とを結ぶ仮想線Ｌ３を挟んで、対称な位置関係で配置されている。
【００４０】
コイルコア１７ａの第１の力の作用部１７ｄ及び第２の力の作用部１７ｅは、軸体１４との位置関係及び移動体１５との位置関係を考慮して予め定めた形状に形作られる。  
本実施形態において、第１の力の作用部１７ｄは、第１作用面１７ｄ１と第２作用面１７ｄ２とを備えて構成され、第２の力の作用部１７ｅは、第１作用面１７ｅ１と第２作用面１７ｅ２とを備えて構成されている。
【００４１】
第１の力の作用部１７ｄの第１作用面１７ｄ１と第２の力の作用部１７ｅの第１作用面１７ｅ１とは同形状である。
第１の力の作用部１７ｄの第２作用面１７ｄ２と第２の力の作用部１７ｅの第２作用面１７ｅ２とは同形状であり、蓋体１９の外面に対向している。  
そして、それぞれの作用面１７ｄ１、１７ｄ２、１７ｅ１、１７ｅ２は、例えば平面である。
【００４２】
コイル１７ｂは、第１の力の作用部１７ｄと第２の力の作用部１７ｅとの間であるコイルコア１７ａの例えば曲げ部１７ｃ及びその近傍に予め定めた巻き数で巻回されている。コイル１７ｂのそれぞれ端部は、フレキシブル基板４０に設けられた配線に接続されている。
【００４３】
そして、電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄと第２の力の作用部１７ｅとは、軸体１４を挟んで予め定めた位置に対向した位置関係で配設されている。  
具体的に、電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄの第１作用面１７ｄ１は、蓋体１９から突出している軸体１４の例えばＮ極に対し一定の角度を有するように配置され、第２の力の作用部１７ｅの第１作用面１７ｅ１は軸体１４のＳ極に対し一定の角度を有するように配置されている。
【００４４】
一方、電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄの第２作用面１７ｄ２及び第２の力の作用部１７ｅの第２作用面１７ｅ２は、蓋体１９を挟んで移動体１５に対向して配置されている。
【００４５】
なお、内視鏡１は、図示しない操作部に、遠点／近点／超近点切替スイッチ（不図示）を備えている。遠点観察は、観察部位の観察を広範囲に行え、近点観察は遠点観察していた観察部位の中央部を例えば５倍にして観察を行え、超近点観察は遠点観察していた観察部位の中央部を例えば１００倍にして観察を行える。倍率は、観察目的すなわち内視鏡１の仕様に応じて適宜設定される値である。
【００４６】
上述のように構成された内視鏡１の作用を説明する。  
内視鏡１は、遠点／近点／超近点切替スイッチ（以下、切替スイッチと記載する）の操作に伴って、観察モードが遠点観察、近点観察、超近点観察に切り替わる。
【００４７】
なお、内視鏡観察を行う際、コイル１７ｂには予め定めた電流値で予め定めた向きの第１電流が流れて羽根部材１２に設けられた光学レンズ１０Ｌは、光路から退避した遠点観察状態である。  
このとき、軸体１４のＮ極側の電磁石１７の第１力の作用部１７ｄがＳ極であり、軸体１４のＳ極側の電磁石１７の第２力の作用部１７ｅがＮ極である。
【００４８】
遠点観察中において、術者が近点観察を行う場合、切替スイッチを操作して近点観察モードを選択する。すると、電磁石１７のコイル１７ｂに第１電流と同じ電流値で逆方向の第２電流が流れる。この結果、軸体１４のＮ極側の電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄがＳ極からＮ極に変化する。一方、軸体１４のＳ極側の電磁石１７の第２の力の作用部１７ｅがＮ極からＳ極に変化する。
【００４９】
すると、軸体１４は、軸体１４より発生する磁場とコイル１７ｂに通電されて電磁石１７より発生する磁力との引力によって、コイルバネ１６の付勢力に抗して図５の矢印Ｙ５ａに示すように反時計回りに回転されていく。そして、軸体１４に固定された羽根部材１２の光学部材取付部１２ａが、第２の当接面１３ｄに当接シテ回転が停止される。
【００５０】
この結果、羽根部材１２に設けられた光学レンズ１０Ｌは、図４の二点鎖線及び図５の実線に示す観察光学系４の光路中である第１の位置に配置されて、遠点観察状態が近点観察状態に切り替わる。近点観察状態において、コイル１７ｂには第２電流が供給されて、近点観察状態に保持される。
【００５１】
近点観察中において、術者が超近点観察を行う場合、切替スイッチを操作して超近点観察モードを選択する。すると、電磁石１７のコイル１７ｂには第２電流の電流値より高い電流値で同じ向きの第３電流が流れる。この結果、第１の力の作用部１７ｄの磁力が増大されるとともに第２の力の作用部１７ｅの磁力が増大する。
【００５２】
すると、光学レンズ１０Ｌが光路中に配置された状態で、羽根部材１２及び軸体１４は、電磁石１７より発生する増大された磁力によって、第１作用面１７ｄ１，１７ｅ１が軸体１４を光軸方向である矢印Ｙ５ｂに引き付ける引力、および、第２作用面１７ｄ２，１７ｅ２と磁性体である移動体１５の間の引力が増大し、コイルバネ１６の付勢力に抗して矢印Ｙ５ｂに示すように光軸方向に移動される。
【００５３】
そして、光路中の第１の位置に配置されていた光学レンズ１０Ｌは、光路中の二点鎖線に示す第２の位置に配置され近点観察状態が超近点観察状態に切り替わる。このとき、コイルバネ１６は、予め定めた圧縮状態で保持される。
【００５４】
超近点観察中において、術者が遠点観察を行う場合、切替スイッチを操作して遠点観察モードを選択する。すると、電磁石１７のコイル１７ｂには第２電流と同じ電流値で逆方向の第１電流が流れる。
【００５５】
すると、電磁石１７の第１力の作用部１７ｄがＳ極に戻り、第２力の作用部１７ｅがＮ極に戻る。すると、羽根部材１２が一体となった軸体１４は、第１作用面１７ｄ１，１７ｅ１が軸体１４を光軸方向である矢印Ｙ５ｃ押しのける斥力および、コイルバネ１６の付勢力によって光軸方向に矢印Ｙ５ｃの方向に移動され、軸体１４は電磁石１７より発生する磁力と軸体１４より発生する磁場との引力によって時計回りに回転される。
【００５６】
この結果、光学部材取付部１２ａが第１の当接面１３ｃに当接するとともに、羽根部材１２がコイルバネ１６の付勢力によって枠本体１８に押圧された退避状態に保持される。すなわち、遠点状態に復帰する。
【００５７】
なお、超近点観察中において、術者が近点観察を行う場合、切替スイッチを操作して近点観察モードを選択する。すると、電磁石１７のコイル１７ｂには第３電流の電流値よりも低い電流値で同じ方向の第２電流が流れる。
【００５８】
すると、羽根部材１２が一体となった軸体１４は、コイルバネ１６の付勢力によって光軸方向に移動され、軸体１４は電磁石１７より発生する磁力と軸体１４より発生する磁場との斥力によって回転位置が保持される。  
この結果、羽根部材１２がコイルバネ１６の付勢力によって枠本体１８に押圧された近点状態に復帰する。
【００５９】
そして、近点観察中において、術者が遠点観察を行う場合、切替スイッチを操作して遠点観察モードを選択する。すると、電磁石１７のコイル１７ｂに電流の向きが逆方向の第１電流が流れる。つまり、電磁石１７の磁極が近点観察状態に対して反転する。  
この結果、羽根部材１２が一体となった軸体１４は、電磁石１７より発生する磁力と軸体１４より発生する磁場との引力によって時計回りに回転されて、遠点状態に復帰する。
【００６０】
また、遠点観察中において、術者が超近点観察を行う場合、切替スイッチを操作して超近点観察モードを選択する。すると、電磁石１７のコイル１７ｂには第１電流及び第２電流の電流値より高い電流値で第１電流と逆向きの第３電流が流れる。
【００６１】
この結果、羽根部材１２及び軸体１４は、電磁石１７より発生する磁力と軸体１４より発生する磁場との斥力によってコイルバネ１６の付勢力に抗して回転されると共に、電磁石１７より発生する磁力によってコイルバネ１６の付勢力に抗して光軸方向に移動されて、超近点観察状態に保持される。  
なお、軸体１４の極性は、上記構成に限定されるものでは無く、逆向きであってもよい。その場合、コイルに流す電流の向きを逆方向にする。
【００６２】
このように、光学レンズ１０Ｌを設けた羽根部材１２に永久磁石である軸体１４を予め定めた位置関係で固設し、羽根部材１２に磁性体である移動体１５を固設する。そして、軸体１４及び移動体１５が一体となった羽根部材１２を光学ユニット１０の羽根移動空間１０Ｓ内に設ける。一方、光学ユニット１０の蓋体１９の外面側に軸体１４を挟んで、電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄ及び第２の力の作用部１７ｅを対向して予め定めた向きで配置する。そして、光学レンズ１０Ｌが光路中に配置されたとき、電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄ及び第２の力の作用部１７ｅが蓋体１９を挟んで移動体１５に対向するように配置する。
【００６３】
この結果、電磁石１７を構成するコイル１７ｂに流す電流の大きさ、向きを適宜設定することによって、光学レンズ１０Ｌを軸体１４を中心に回動させて光路中に配置すること及び光路から退避させることができると共に、光学レンズ１０Ｌを光路中に配置させた状態で光学レンズ１０Ｌを光軸方向に対して進退動させて第１の位置又第２の位置に配置させることができる。  
したがって、遠点観察、近点観察及び超近点観察を行える内視鏡を単純な構成で安価に構成することができる。
【００６４】
なお、術者が切替スイッチを操作して遠点観察モードを選択した場合、スイッチ操作から所定時間経過後、コイル１７ｂへの電流の供給を停止する構成にしてもよい。この構成によれば、コイルバネ１６の付勢力によって光学レンズ１０Ｌを退避状態に保持することができるので、コイル１７ｂの発熱が防止される。
【００６５】
また、上述した実施形態においては、光学レンズ１０Ｌを第２の位置に配置させたとき、超近点観察を行えるとしている。しかし、羽根部材１２の光学レンズ１０Ｌを第１の位置に配置させたとき、超近点観察を行えるようにしてもよい。
【００６６】
図６−図８を参照して光学ユニットの他の構成を説明する。  
図６−図８に示すように本実施形態の光学ユニット１０Ａは、光学ユニット枠１１と、羽根部材１２と、位置決め部材である第１のストッパー部材１３ａ及び第２のストッパー部材１３ｂと、第１の永久磁石である軸体１４と、第２の永久磁石である移動体１５Ａと、コイルバネ１６と、電磁石１７とを備えて主に構成されている。
【００６７】
つまり、本実施形態においては、移動体１５Ａが磁性体から永久磁石に代わっている。なお、光学ユニット１０Ａにおいて、前記光学ユニット１０と同様な構成については同符号を付して説明を省略する。
【００６８】
本実施形態においても、光学レンズ１０Ｌは、近点観察用及び超近点観察用のレンズである。内視鏡１は、光学レンズ１０Ｌが例えば観察光学系４の光路中の配設穴１８ｈの底面側である第１の位置に配置されて近点観察状態を得られ、該光路中の蓋体１９の内面側である第２の位置に配置されて超近点観察状態を得られるように構成されている。
【００６９】
光学ユニット１０の羽根移動空間１０Ｓに配置された羽根部材１２は、軸体１４の中心軸を中心に図６に示すように時計回りである矢印Ｙ６ａ方向、図７、図８に示すように反時計回りである矢印Ｙ７ａ方向、矢印Ｙ８ａ方向に回転する。
【００７０】
そして、羽根部材１２は、光学部材取付部１２ａが第１の当接面１３ｃに当接することによって時計回り方向への回転が停止されて光学レンズ１０Ｌが光路から退避される。一方、羽根部材１２は、光学部材取付部１２ａが第２の当接面１３ｄに当接することによって反時計回り方向への回転が停止されて光学レンズ１０Ｌが光路中に配置される。すなわち、光学レンズ１０Ｌの中心と光軸とが一致する。
【００７１】
移動体１５Ａは、例えば円環形状である。移動体１５Ａは、図７、図８に示すように中心Ｏ１を通過する二分割線Ｌ４を含む仮想平面を挟んでＮ極とＳ極とに分極している。つまり、移動体１５Ａは、二分割線Ｌ４を軸対称にして着磁されている。
【００７２】
本実施形態において、円環形状の移動体１５Ａは、以下の関係を成立させて羽根部材１２の光学部材取付部１２ａの一面側に固定配置されている。すなわち、図７に示されるように移動体１５Ａの中心と光学レンズ１０Ｌの中心とが一致した位置関係で、且つ、光学レンズ１０Ｌが光路中に配置された状態において、移動体１５Ａの二分割線は、軸体１４の中心と、逃がし孔１９ａの中心とを結ぶ仮想線Ｌ３と一致するように設定されている。
【００７３】
コイルバネ１６は、予め定めた付勢力を有する。コイルバネ１６は、軸体１４に対して遊嵌配置される。  
本実施形態において、電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄと第２の力の作用部１７ｅとは、軸体１４を挟んで仮想線Ｌ３に対して軸対称に配設されている。  
【００７４】
一方、電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄの第２作用面１７ｄ２は、光学レンズ１０Ｌが光路中に配置された状態において、移動体１５ＡのＳ極に蓋体１９を挟んで対向して配置される。一方、電磁石１７の第２の力の作用部１７ｅの第２作用面１７ｅ２は、移動体１５ＡのＮ極に蓋体１９を挟んで対向して配置される。  
なお、内視鏡１は、図示しない操作部に、遠点／近点／超近点切替スイッチ（不図示）を備えている。
【００７５】
上述のように構成された内視鏡１の作用を説明する。  
内視鏡１は、遠点／近点／超近点切替スイッチ（以下、切替スイッチと記載する）の操作に伴って、観察モードが遠点観察、近点観察、超近点観察に切り替わる。
【００７６】
なお、内視鏡観察を行う際、予め、内視鏡１は、遠点観察状態である。このとき、羽根部材１２に設けられた光学レンズ１０Ｌは、光路から退避した状態である。羽根部材１２は、コイルバネ１６の付勢力によって枠本体１８に押圧されて退避状態に保持されている。観察開始時の退避状態において、コイル１７ｂには電流が流れていない。
【００７７】
遠点観察中において、術者が近点観察を行う場合、切替スイッチを操作して近点観察モードを選択する。すると、電磁石１７のコイル１７ｂに予め定めた電流値で予め定めた向きの第４電流が流れる。この結果、軸体１４のＮ極側の電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄがＮ極に変化する。一方、軸体１４のＳ極側の電磁石１７の第２の力の作用部１７ｅがＳ極に変化する。
【００７８】
すると、軸体１４は、軸体１４より発生する磁場とコイル１７ｂに通電されて電磁石１７より発生する磁力との引力によって、コイルバネ１６の付勢力に抗して図８の矢印Ｙ８ａに示すように反時計回りに回転されていく。そして、軸体１４に固定された羽根部材１２の光学部材取付部１２ａが、第２の当接面１３ｄに当接する。
【００７９】
この結果、羽根部材１２に設けられた光学レンズ１０Ｌは、図８の二点鎖線及び図８の実線に示す観察光学系４の光路中である第１の位置に配置されて、遠点観察状態が近点観察状態に切り替わる。近点観察状態において、コイル１７ｂには第４電流が供給されて、近点観察状態に保持される。
【００８０】
近点観察中において、術者が超近点観察を行う場合、切替スイッチを操作して超近点観察モードを選択する。すると、電磁石１７のコイル１７ｂには第４電流の電流値より高い電流値で同じ向きの第５電流が流れる。この結果、第１の力の作用部１７ｄの磁力が増大されるとともに第２の力の作用部１７ｅの磁力が増大する。
【００８１】
すると、光学レンズ１０Ｌが光路中に配置された状態で、羽根部材１２及び軸体１４は、電磁石１７より発生する増大された磁力と移動体１５Ａより発生する磁場との引力（電磁石１７の第２作用面１７ｄ２のＮ極と対向する移動体１５ＡのＳ極および、電磁石１７の第２作用面１７ｅ２のＳ極と対向する移動体１５ＡのＮ極との間に発生する引力）によってコイルバネ１６の付勢力に抗して矢印Ｙ８ｂに示すように光軸方向に移動される。
【００８２】
そして、光路中の第１の位置に配置されていた光学レンズ１０Ｌは、光路中の二点鎖線に示す第２の位置に配置され近点観察状態が超近点観察状態に切り替わる。このとき、コイルバネ１６は、予め定めた圧縮状態になる。
【００８３】
超近点観察状態において、コイル１７ｂには第５電流より低い電流値の第６電流を供給して、移動体１５Ａより発生する磁場と電磁石１７より発生する磁力との引力によって超近点観察状態に保持される。
【００８４】
コイル１７ｂの電流値を下げても超近点観察状態が保持されるのは、第１の力の作用部１７ｄと第２の力の作用部１７ｅとが移動体１５Ａに十分に近づいた状態にあるので、磁力が距離の二乗に反比例する原理より、第１の力の作用部１７ｄ及び第２の力の作用部１７ｅと移動体１５Ａとの間に発生する引力が十分に大きくなっているからである。
【００８５】
超近点観察中において、術者が遠点観察を行う場合、切替スイッチを操作して遠点観察モードを選択する。すると、電磁石１７のコイル１７ｂには第４電流とは逆方向に流れる第７電流が流れて、電磁石１７の磁極が超近点観察状態に対して反転する。
【００８６】
すると、羽根部材１２及び軸体１４は、電磁石１７より発生する磁力と移動体１５Ａより発生する磁場との斥力及びコイルバネ１６の付勢力によって光軸方向に移動されつつ、電磁石１７より発生する磁力と軸体１４より発生する磁場との斥力によって時計回りに回転される。
【００８７】
この結果、光学部材取付部１２ａが第１の当接面１３ｃに当接するとともに、羽根部材１２がコイルバネ１６の付勢力によって枠本体１８に押圧されて退避状態に保持される。すなわち、遠点状態に復帰する。
【００８８】
なお、近点観察中において、術者が遠点観察を行う場合、切替スイッチを操作して遠点観察モードを選択する。この場合も上述と同様に電磁石１７のコイル１７ｂに第７電流が流れ、電磁石１７の磁極が近点観察状態に対して反転する。
【００８９】
この結果、羽根部材１２が一体となった軸体１４は、電磁石１７より発生する磁力と軸体１４より発生する磁場との引力によって時計回りに回転される。この結果、光学部材取付部１２ａが第１の当接面１３ｃに当接して退避状態に保持されて遠点状態に復帰する。
【００９０】
また、遠点観察中において、術者が超近点観察を行う場合、切替スイッチを操作して超近点観察モードを選択する。すると、電磁石１７のコイル１７ｂには第５電流が流れる。
【００９１】
この結果、羽根部材１２及び軸体１４は、電磁石１７より発生する磁力と軸体１４より発生する磁場との引力によってコイルバネ１６の付勢力に抗して回転されると共に、電磁石１７より発生する磁力と移動体１５Ａより発生する磁場との引力によってコイルバネ１６の付勢力に抗して光軸方向に移動されて、超近点観察状態に保持される。
【００９２】
なお、軸体１４の極性及び移動体１５Ａの極性は、上記構成に限定されるものでは無く、それぞれ逆向きであってもよい。その場合、コイルに流す電流の向きを逆方向にする。
【００９３】
このように、光学レンズ１０Ｌを設けた羽根部材１２に永久磁石である軸体１４及び移動体１５Ａを予め定めた位置関係で固設する。そして、軸体１４及び移動体１５Ａが一体となった羽根部材１２を光学ユニット１０の羽根移動空間１０Ｓ内に設ける。一方、光学ユニット１０の蓋体１９の外面側に軸体１４を挟んで、電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄ及び第２の力の作用部１７ｅを対向して予め定めた向きで配置する。そして、光学レンズ１０Ｌが光路中に配置された状態において、移動体１５Ａの磁極がそれぞれ電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄ及び第２の力の作用部１７ｅに対向するように配置する。
【００９４】
この結果、電磁石１７を構成するコイル１７ｂに流す電流の大きさ、向きを適宜設定することによって、光学レンズ１０Ｌを軸体１４を中心に回動させて光路中に配置すること及び光路から退避させることができると共に、光学レンズ１０Ｌを光路中に配置させた状態で光学レンズ１０Ｌを光軸方向に対して進退動させて第１の位置又第２の位置に配置させることができる。  
したがって、遠点観察、近点観察及び超近点観察を行える内視鏡を単純な構成で安価に構成することができる。
【００９５】
また、移動体１５Ａを第２の磁石としたことによって、光学レンズ１０Ｌを光路中の第１位置から第２位置に移動させる際と超近点状態に保持している際に、電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄの磁力と磁性体である移動体１５との間の引力で移動させるのに比べて、電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄの磁力と移動体１５Ａの磁場との間の引力と電磁石１７の第２の力の作用部１７ｅの磁力と移動体１５Ａの磁場との間の引力とを得られるので、コイル１７ｂに供給する電流値を小さくすることができる。
【００９６】
また、移動体１５Ａを第２の磁石としたことによって、光学レンズ１０Ｌを光路中の第２位置から第１位置に移動させる際、コイル１７ｂに供給する電流の向きを逆方向にすることによって電磁石１７の第１の力の作用部１７ｄの磁力と移動体１５Ａの磁場との間の引力を斥力に変えると共に、第２の力の作用部１７ｅの磁力と移動体１５Ａの磁場との間の引力を斥力に変えて、コイルバネ１６の付勢力によって容易に光学レンズ１０Ｌを光路中の第２位置から第１位置に移動させることができる。
【００９７】
なお、上述した実施形態においては、第２の永久磁石である移動体１５Ａを円環形状としている。しかし、移動体１５Ａは、光学レンズ１０Ｌの全周に配置される円環形状に限定されるものでは無く、半円環形状、四分の一円環形状、或いは、一対の磁力チップ部材等所望する磁場を有する永久磁石であればよい。
【００９８】
そして、円環状の移動体１５Ａに代えて例えば一対の磁力チップを光学レンズ周囲の予め定めた位置に離間して配置することによって、羽根部材１２の軽量化を実現することができる。なお、一対の磁力チップにおいて、一方の磁力チップのＮ極を蓋体１９の内面に対向させ、他方の磁力チップのＳ極を蓋体１９の内面に対向させる。
【００９９】
この結果、電磁石１７に供給する第５電流の電流値を小さくして羽根部材１２の光軸方向への移動を行える。また、電磁石１７に供給する第６電流の電流値を小さくして超近点観察状態を保持することができる。  
【０１００】
また、術者が切替スイッチを操作して近点観察モードを選択した場合、スイッチ操作から所定時間経過後、コイル１７ｂへの電流の供給を停止する構成にしてもよい。  
この構成によれば、軸体１４の磁石は、磁性体である第１の力の作用部１７ｄと第２の力の作用部１７ｅとの間に発生する引力及びコイルバネ１６の付勢力によって光学レンズ１０Ｌを光路中に配置された近点観察状態に保持することができる。この結果、コイル１７ｂの発熱が防止される。
【０１０１】
さらに、コイルバネ１６の付勢力を調整して、超近点観察状態において、コイル１７ｂへの電流の供給を停止することによって、第１磁石である軸体１４が磁性体である第１の力の作用部１７ｄと第２の力の作用部１７ｅとの間に発生する引力によって保持され、且つ、第２磁石である移動体１５Ａが磁性体である第１の力の作用部１７ｄと第２の力の作用部１７ｅとの間に発生する引力によって保持されるように構成してもよい。この結果、コイル１７ｂの発熱が防止される。
【０１０２】
なお、上述した実施形態においては、羽根部材１２に光学レンズ１０Ｌを配設するとしているが、光学部材は光学レンズに限定されるものでは無く、絞り等であってもよい。また、本発明に係る光学ユニット１０は、電子内視鏡の観察光学系に限定されるもので無く、電子内視鏡の照明光学系、或いは、携帯型の内視鏡、或いは、カメラ等に適用するようにしてもよい。
【０１０３】
本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。 
【符号の説明】
【０１０４】
１…内視鏡  ２…挿入部  ３…先端部  ４…観察光学系  ５…撮像装置  ６…先端硬質部
６ｈ１…観察光学系用貫通孔  ６ｈ２…処置具チャンネル用貫通孔  ７…先端カバー  
８…湾曲部  ８ｆ…先端湾曲駒  ９…湾曲ゴム  １０…光学ユニット  
１０Ｌ…光学レンズ  １０Ｓ…羽根移動空間  １１…光学ユニット枠  １２…羽根部材
１２ａ…光学部材取付部  １２ｂ…軸体取付部  １２ｈ１…光学部材固定孔
１２ｈ２…軸体配設孔  １３ａ…第１のストッパー部材  １３ｂ…第２のストッパー部材
１３ｃ…第１の当接面  １３ｄ…第２の当接面  １４…軸体  １５…移動体  
１６…コイルバネ  １７…電磁石  １７ａ…コイルコア  １７ｂ…コイル  
１７ｃ…曲げ部  １７ｄ…第１の力の作用部  １７ｄ１…第１作用面  
１７ｄ２…第２作用面  １７ｅ…第２の力の作用部  １７ｅ１…第１作用面  
１７ｅ２…第２作用面  １８…枠本体  １８ａ…絞り孔  １８ｂ…本体側軸体用孔  
１８ｈ…配設穴  １９…蓋体  １９ａ…逃がし孔  １９ｂ…蓋側軸体用孔  
２０…レンズユニット  ２１…レンズ枠  ２２…第１のレンズ  ２４…第２のレンズ  
２４ａ…段差部  ３０…素子ユニット  ３１…撮像素子  ３２…素子枠  ３３…回路基板
３４…信号ケーブル  ３４ａ…信号線  ３５…熱収縮チューブ  ３６…カバーガラス  
３７…位置出しガラス  ３８…電子部品３９…封止樹脂  ４０…フレキシブル基板 
【図１】
2015058132.tif 000003
【図２】
2015058132.tif 000004
【図３】
2015058132.tif 000005
【図４】
2015058132.tif 000006
【図５】
2015058132.tif 000007
【図６】
2015058132.tif 000008
【図７】
2015058132.tif 000009
【図８】
2015058132.tif 000010