JP2021156906A - 光学ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】位置検出用の磁気センサの出力特性が変化することを防止することができ、且つ部品点数が増えることを防止することができる光学ユニットを提供する。【解決手段】光学ユニット１は、第１枠１１と、第２枠１２と、第３枠１３と、位置検出ユニット２０とを備えている。第１枠１１には、第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃを含む８つの磁石が固定されている。第２枠１２には、第１および第２のコイル１６Ａ，１６Ｂが固定されている。位置検出ユニット２０は、第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃが発生する磁界を検出して第１枠１１の位置と対応関係を有する検出信号を生成する磁気センサ２２を含んでいる。第３枠１３は、第１枠１１の移動方向に対して平行な位置規定面１３ａを有している。位置検出ユニット２０は、位置規定面１３ａに固定されている。【選択図】図３

Description

本発明は、レンズを保持するためのレンズ枠であって、磁石とコイルの相互作用により移動可能な可動レンズ枠を備えた光学ユニットに関する。

一般的に、内視鏡の挿入部には、レンズを含む光学ユニットと撮像素子とを備えた撮像装置が設けられている。また、光学ユニットとしては、レンズを光軸方向に移動させる構成が知られている。レンズを移動させる機構としては、例えば、ボイスコイルモータが用いられる。ボイスコイルモータを用いた光学ユニットでは、磁石が発生する磁界とコイルが発生する磁界との相互作用によって、レンズを保持する可動レンズ枠が移動するように構成されている。

レンズの位置は、例えば、磁気センサを用いて検出することができる。国際公開第２０１６／０５１８３８号には、レンズ胴鏡の収容箱内に配置されたホールＩＣによって、レンズ移動枠に固定された磁石の磁束を検出することにより、移動レンズの位置を検出するレンズ装置が開示されている。

また、国際公開第２０１６／０９８２２５号には、ボイスコイルモータの磁石が発生する磁界を検出する磁気検出器を備えた光学ユニットが開示されている。磁気検出器は、接着剤によってボイスコイルモータのコイルに固定されている。

国際公開第２０１６／０５１８３８号 国際公開第２０１６／０９８２２５号

国際公開第２０１６／０５１８３８号に開示されたレンズ装置では、位置検出に用いられる磁石を設ける必要があり、部品点数が増えてしまうという問題がある。これに対し、国際公開第２０１６／０９８２２５号に開示された光学ユニットでは、ボイスコイルモータに用いられる磁石が、位置検出に用いられる磁石を兼ねており、部品点数が増えることを防止することができる。

しかしながら、国際公開第２０１６／０９８２２５号に開示された光学ユニットでは、磁気検出器が、直接、接着剤によって固定されているため、接着剤の硬化に伴う収縮によって、磁気検出器の位置がずれてしまい、その結果、磁気検出器の出力特性が変化してしまうという問題が発生する。

そこで、本発明は、位置検出用の磁気センサの出力特性が変化することを防止することができ、且つ部品点数が増えることを防止することができる光学ユニットを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、レンズを保持するための第１枠と、前記レンズの光軸に沿って前記第１枠を移動可能に内包する第２枠と、前記第２枠の少なくとも一部を内包する第３枠と、前記第１枠に固定された磁石と、前記第２枠に固定され、前記磁石が発生する磁界との相互作用により前記第１枠を移動させるための磁界を発生するコイルと、前記磁石が発生する磁界を検出して前記第１枠の位置と対応関係を有する検出信号を生成する磁気センサを含む位置検出ユニットとを備え、前記第３枠は、前記第１枠の移動方向に対して平行な位置規定面を有し、前記位置検出ユニットは、前記位置規定面に固定されている、光学ユニットを提供することができる。

本発明によれば、位置検出用の磁気センサの出力特性が変化することを防止することができ、且つ部品点数が増えることを防止することができる光学ユニットを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係わる光学ユニットを含む内視鏡の構成を示す側面図である。 本発明の一実施の形態に係わる光学ユニットを示す断面図である。 図２の一部を拡大して示す断面図である。 本発明の一実施の形態における位置検出ユニットを示す平面図である。 本発明の一実施の形態における第３枠を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態における第３枠を示す平面図である。 本発明の一実施の形態におけるベース部材を示す平面図である。 本発明の一実施の形態における変形例のベース部材を示す平面図である。 本発明の一実施の形態における変形例のベース部材を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

（内視鏡の構成）
始めに、本発明の一実施の形態に係わる光学ユニットを含む内視鏡の構成について説明する。図１は、内視鏡１００を示す説明図である。内視鏡１００は、被検体内に挿入される挿入部１１０と、挿入部１１０の基端に連接された操作部１２０と、操作部１２０から延出するユニバーサルコード１３１と、ユニバーサルコード１３１の先端に設けられたコネクタ１３２とを備えている。内視鏡１００は、コネクタ１３２を介して、図示しない制御装置および照明装置等の外部装置に接続される。

挿入部１１０は、細長い形状を有すると共に、挿入部１１０の先端に位置する先端部１１１と、湾曲自在に構成された湾曲部１１２と、可撓性を有する可撓管部１１３とを有している。先端部１１１、湾曲部１１２および可撓管部１１３は、挿入部１１０の先端側からこの順に連結されている。

操作部１２０には、上下用湾曲操作ノブ１２１と、左右用湾曲操作ノブ１２２とが設けられている。挿入部１１０の湾曲部１１２は、上下用湾曲操作ノブ１２１および左右用湾曲操作ノブ１２２の回動操作によって、例えば、上下左右の４方向に湾曲されるように構成されている。上下用湾曲操作ノブ１２１は、湾曲部１１２を上下方向に湾曲させる。左右用湾曲操作ノブ１２２は、湾曲部１１２を左右方向に湾曲させる。

操作部１２０には、更に、固定レバー１２３と、固定ノブ１２４と、ズームレバー１２５とが設けられている。固定レバー１２３は、上下用湾曲操作ノブ１２１の回動位置を固定する。固定ノブ１２４は、左右用湾曲操作ノブ１２２の回動位置を固定する。ズームレバー１２５は、後述する第１枠を移動させる。

内視鏡１００は、更に、挿入部１１０の先端部１１１に設けられた撮像装置を備えている。撮像装置は、本実施の形態に係わる光学ユニット１と、被写体を撮像する図示しない撮像素子とを含んでいる。撮像素子は、例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳによって構成されている。

（光学ユニットの構成）
以下、図２および図３を参照して、光学ユニット１の構成について詳しく説明する。図２は、光学ユニット１を示す断面図である。図３は、図２の一部を拡大して示す断面図である。

図２に示したように、光学ユニット１は、移動レンズ２と固定レンズ３，４とを備えている。なお、図３では、移動レンズ２と固定レンズ３，４を省略している。移動レンズ２と固定レンズ３，４は、同一方向に並ぶように配置されている。前記撮像素子は、移動レンズ２と固定レンズ３，４を介して被写体を撮像するように構成されている。図２に示した例では、移動レンズ２は、固定レンズ３，４よりも被写体側に位置する。なお、光学ユニット１のレンズの構成は、図２に示した例に限られない。

ここで、図２に示したように、方向Ｄを定義する。移動レンズ２と固定レンズ３，４は、各々の光軸の延びる方向が方向Ｄに一致するような姿勢で配置されている。

図２および図３に示したように、光学ユニット１は、更に、それぞれ方向Ｄに延びた筒状の形状を有する第１枠１１、第２枠１２、第３枠１３および第４枠１４を備えている。第１枠１１は、その内部において移動レンズ２を保持している。第４枠１４は、その内部において固定レンズ３，４を保持している。第１枠１１、第２枠１２、第３枠１３および第４枠１４は、それぞれ例えばＳＵＳ等の金属材料によって形成されている。

第２枠１２は、第１枠１１および第４枠１４を内包している。第１枠１１は、第４枠１４よりも被写体側において、方向Ｄすなわち移動レンズ２の光軸に沿って移動可能に、第２枠１２に内包されている。第４枠１４は、第１枠１１よりも撮像素子側において第２枠１２に固定されている。

第３枠１３は、第２枠１２の少なくとも一部を内包している。図２には、第３枠１３が第２枠１２の一部を内包している例を示している。また、第３枠１３は、位置規定面１３ａを有している。位置規定面１３ａは、第３枠１３の中心軸に平行な面である。また、本実施の形態では、第３枠１３の中心軸は、第１枠１１の移動方向すなわち方向Ｄに対して平行である。従って、位置規定面１３ａは、第１枠１１の移動方向すなわち方向Ｄに対して平行な面でもある。本実施の形態では特に、位置規定面１３ａは平面である。

光学ユニット１は、更に、ボイスコイルモータを構成する磁石とコイルを備えている。本実施の形態では、光学ユニット１は、ボイスコイルモータを構成する磁石として、第１枠１１に固定された４つの第１の磁石および４つの第２の磁石を備えている。本実施の形態では、図３に示したように、第１枠１１の外周部には、段差１１ａが形成されている。４つの第１の磁石は、第１枠１１の軸周り方向に約９０°間隔で段差１１ａに固定されている。なお、図２には、４つの第１の磁石のうち、第１枠１１の中心軸を挟んで反対側に位置する２つの第１の磁石１５Ａ，１５Ｂを示している。図示しないが、段差１１ａのうち、第１の磁石が固定される部分は、平面であってもよい。

４つの第２の磁石は、４つの第１の磁石よりも撮像素子側において、第１枠１１の軸周り方向に約９０°間隔で段差１１ａに固定されている。なお、図２には、４つの第２の磁石のうち、第１枠１１の中心軸を挟んで反対側に位置する２つの第２の磁石１５Ｃ，１５Ｄを示している。図示しないが、段差１１ａのうち、第２の磁石が固定される部分は、平面であってもよい。

４つの第１の磁石と４つの第２の磁石は、それぞれ、Ｎ極とＳ極を含んでいる。第１の磁石では、Ｎ極は第１枠１１の中心軸からより遠い位置にあり、Ｓ極は第１枠１１の中心軸により近い位置にある。第２の磁石では、Ｎ極とＳ極の配置が、第１の磁石とは逆になっている。すなわち、第２の磁石では、Ｎ極は第１枠１１の中心軸により近い位置にあり、Ｓ極は第１枠１１の中心軸からより遠い位置にある。

また、本実施の形態では、光学ユニット１は、ボイスコイルモータを構成するコイルとして、第２枠１２に固定された第１のコイル１６Ａおよび第２のコイル１６Ｂを備えている。第１のコイル１６Ａと第２のコイル１６Ｂは、方向Ｄに並ぶように配置されている。本実施の形態では、図３に示したように、第２枠１２の外周部には、巻線が巻回される巻回部１２ａが形成されている。第１のコイル１６Ａは、第２枠１２の軸周り方向に巻回部１２ａに巻かれた巻線によって構成されている。第２のコイル１６Ｂは、第１のコイル１６Ａよりも撮像素子側において、第２枠１２の軸周り方向に巻回部１２ａに巻かれた巻線によって構成されている。

第１のコイル１６Ａと第２のコイル１６Ｂは、第２枠１２の軸周り方向における、巻線を流れる電流の向きが互いに反対方向になるように構成されている。具体的には、例えば、第１のコイル１６Ａと第２のコイル１６Ｂの各々を構成する巻線の巻回方向が互いに反対方向になるように、第１のコイル１６Ａと第２のコイル１６Ｂを構成してもよい。あるいは、第１のコイル１６Ａと第２のコイル１６Ｂの各々を構成する巻線の巻回方向を同じにしながら、巻線に流す電流の向きを互いに反対方向にしてもよい。

光学ユニット１は、更に、第３枠１３に固定された位置検出ユニット２０および磁性部材３１を備えている。磁性部材３１は、磁性材料よりなり、第１の磁石１５Ａおよび第２の磁石１５Ｃとの間に引力を発生させるものである。第１枠１１は、上記の引力によって、磁性部材３１に引き寄せられる。図示しないが、第１枠１１の外周面のうち、磁性部材３１に向いた部分は、第２枠１２の内周面に当接する。第１枠１１は、第１枠１１の外周面の一部が第２枠１２の内周面に当接した状態で、方向Ｄすなわち移動レンズ２の光軸に沿って移動する。

位置検出ユニット２０の一部は、第１の磁石１５Ａおよび第２の磁石１５Ｃと磁性部材３１との間に位置する。位置検出ユニット２０の構成については、後で説明する。

光学ユニット１は、更に、第３枠１３に固定された支持部材３２および保護部材３３を備えている。支持部材３２は、位置検出ユニット２０の他の一部を支持するためのものである。保護部材３３は、位置検出ユニット２０および磁性部材３１を覆っている。

（位置検出ユニットの構成）
次に、図２ないし図４を参照して、位置検出ユニット２０の構成について説明する。図４は、位置検出ユニット２０を示す平面図である。位置検出ユニット２０は、基板２１と、磁気センサ２２と、ベース部材２３と、規制部材２４と、回路部２５とを含んでいる。

図２ないし図４に示したように、基板２１は、センサ実装面２１ａを有している。図４は、センサ実装面２１ａ側から見た位置検出ユニット２０を示している。位置検出ユニット２０は、センサ実装面２１ａが第３枠１３の位置規定面１３ａに対向した姿勢で、第３枠１３に固定されている。第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃは、センサ実装面２１ａに対向する位置にある。基板２１としては、例えばフレキシブル基板が用いられる。

磁気センサ２２は、例えば半田によって、基板２１のセンサ実装面２１ａに実装されている。また、磁気センサ２２は、センサ実装面２１ａから最も遠い対向面２２ａを有している。対向面２２ａは、第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃに対向する面でもある。

磁気センサ２２は、第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃが発生する磁界を検出して、第１枠１１の位置と対応関係を有する検出信号を生成する。磁気センサ２２は、第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃが発生する磁界を検出する磁気検出素子を含んでいる。磁気検出素子としては、例えば磁気抵抗効果素子またはホール素子が用いられる。

ベース部材２３は、第１の接着剤４１によって基板２１のセンサ実装面２１ａに固定されていると共に、第２の接着剤４２によって位置規定面１３ａに固定されている。ベース部材２３は、位置規定面１３ａとセンサ実装面２１ａとの間隔を規定するものである。また、ベース部材２３は、接着剤によって位置規定面１３ａに固定される被固定部でもある。第１および第２の接着剤４１，４２としては、硬化前の粘度が大きい接着剤を用いることが好ましい。

また、本実施の形態では、ベース部材２３は、方向Ｄに長い板状の形状を有している。図３および図４に示したように、ベース部材２３は、センサ実装面２１ａから最も遠い対向面２３ａと、センサ実装面２１ａに向いた接着面２３ｂと、磁気センサ２２が収容される収容孔２３ｃを有している。対向面２３ａは、第２の接着剤４２によって位置規定面１３ａに接着されており、位置規定面１３ａに平行である。接着面２３ｂは、第１の接着剤４１によってセンサ実装面２１ａに接着されている。収容孔２３ｃは、対向面２３ａから接着面２３ｂにかけてベース部材２３を貫通している。磁気センサ２２は、収容孔２３ｃ内に位置する。本実施の形態では、磁気センサ２２には、第１および第２の接着剤４１，４２のいかなる部分も接していない。

ベース部材２３は、非磁性材料によって形成されている。非磁性材料としては、例えば樹脂材料が用いられる。本実施の形態では、ベース部材２３を樹脂材料によって形成することによって、磁気センサ２２の表面に設けられた導体パターンや磁気センサ２２の実装用の半田が第３枠１３に接触してショートすることを防止することができる。

図２および図３に示したように、第３枠１３は、更に、磁気センサ２２およびベース部材２３を収容する収容部１３ｂを有している。収容部１３ｂは、ベース部材２３に対応した形状を有している。本実施の形態では、位置規定面１３ａは、収容部１３ｂの底面である。ベース部材２３の形状と第３枠１３の形状については、後で更に詳しく説明する。

図２ないし図４に示したように、規制部材２４は、磁気センサ２２の対向面２２ａに接すると共に、ベース部材２３の対向面２３ａに固定されている。本実施の形態では、規制部材２４は、平板状の形状を有している。図４に示したように、規制部材２４のうち、磁気センサ２２の対向面２２ａに接する部分は、磁気センサ２２の対向面２２ａの一部のみに接している。

規制部材２４は、磁気センサ２２の対向面２２ａがベース部材２３の対向面２３ａから突出しないように、磁気センサ２２の位置を規制するものである。言い換えると、規制部材２４は、ベース部材２３の対向面２３ａに垂直な方向についての磁気センサ２２の位置を規定するものである。また、本実施の形態では、ベース部材２３の対向面２３ａは、第２の接着剤４２によって、位置規定面１３ａに接着されている。従って、ベース部材２３の対向面２３ａに垂直な方向についての磁気センサ２２の位置が規定されることにより、位置規定面１３ａに対する磁気センサ２２の位置も規定される。

規制部材２４は、非磁性材料によって形成されている。規制部材２４の強度を大きくする観点から、規制部材２４を形成する非磁性材料は、非磁性金属材料であることが好ましい。

回路部２５は、磁気センサ２２を駆動させるための電子部品を含んでいる。電子部品は、基板２１におけるセンサ実装面２１ａとは反対側の面に実装されている。

回路部２５は、更に、ボイスコイルモータを構成する第１および第２のコイル１６Ａ，１６Ｂを駆動させるための電子部品を含んでいてもよい。この電子部品は、図２および図３に示したリード１７と基板２１に形成された図示しない配線によって、第１および第２のコイル１６Ａ，１６Ｂに電気的に接続される。

（第３枠の形状）
次に、図３、図５および図６を参照して、第３枠１３の形状について詳しく説明する。図５は、第３枠１３を示す斜視図である。図６は、第３枠１３を示す平面図である。図５に示したように、第３枠１３は、方向Ｄに延びる円筒形状の本体部１３Ｍと、本体部１３Ｍの外周部に連結された平板部１３Ｐとを有している。本実施の形態では、本体部１３Ｍの中心軸を、第３枠１３の中心軸とする。第２枠１２（図２参照）は、本体部１３Ｍに内包されている。

平板部１３Ｐは、本体部１３Ｍの中心軸に平行な平面を含んでいる。収容部１３ｂは、平板部１３Ｐの上記平面に形成された溝部によって構成されている。収容部１３ｂの底面すなわち位置規定面１３ａは、平板部１３Ｐの上記平面に対して平行である。

第３枠１３は、更に、突出部１３ｆと枠部１３ｇとを有している。突出部１３ｆは、平板部１３Ｐにおける被写体側（図６における左側）の端部の近傍において平板部１３Ｐに連結されている。突出部１３ｆは、平板部１３Ｐの上記平面から突出した形状を有している。

枠部１３ｇは、突出部１３ｆよりも撮像素子側（図６における右側）において平板部１３Ｐに連結されている。枠部１３ｇは、２つの側壁部１３ｇ１，１３ｇ２と、連結部１３ｇ３とを含んでいる。側壁部１３ｇ１，１３ｇ２は、それぞれ、方向Ｄに長い形状を有している。また、側壁部１３ｇ１，１３ｇ２は、位置規定面１３ａに平行な方向且つ方向Ｄに直交する方向（図６における上下方向）において、所定の間隔を開けて配置されている。連結部１３ｇ３は、突出部１３ｆと側壁部１３ｇ１，１３ｇ２とを連結している。

収容部１３ｂは、側壁部１３ｇ１，１３ｇ２の間に位置する。位置検出ユニット２０（図２ないし図４参照）は、磁気センサ２２およびベース部材２３が収容部１３ｂに収容され、且つ基板２１の一部が２つの側壁部１３ｇ１，１３ｇ２の間に位置するように、位置規定面１３ａに固定される。磁性部材３１（図２および図３参照）は、例えば、枠部１３ｇに固定される。

第３枠１３は、更に、磁気センサ２２から第３枠１３の中心軸すなわち本体部１３Ｍの中心軸に向かって位置規定面１３ａすなわち収容部１３ｂの底面を貫通する貫通孔１３ｃを有している。磁気センサ２２から本体部１３Ｍの中心軸に向かう方向に見たときの貫通孔１３ｃの形状（以下、貫通孔１３ｃの平面形状と言う。）は、同方向に見たときの磁気センサ２２の形状よりも大きくてもよい。

また、図５および図６に示した例では、貫通孔１３ｃの平面形状は、円形である。なお、貫通孔１３ｃの平面形状は、楕円形であってもよいし、矩形であってもよい。

なお、規制部材２４は、その全体が貫通孔１３ｃ内に位置していてもよい。この場合、規制部材２４は、位置規定面１３ａには接しない。

図６に示したように、第３枠１３の収容部１３ｂは、方向Ｄにおいて所定の間隔を開けて配置された２つの幅広部１３ｂ１，１３ｂ２と、幅広部１３ｂ１，１３ｂ２の間に位置する細幅部１３ｂ３とを有している。位置規定面１３ａに平行な方向且つ方向Ｄに直交する方向（図６における上下方向）における細幅部１３ｂ３の寸法は、後述する２つの凹部を除いて、同方向における幅広部１３ｂ１，１３ｂ２の最大の寸法よりも小さい。

貫通孔１３ｃは、細幅部１３ｂ３の底面を貫通するように形成されている。収容部１３ｂは、更に、細幅部１３ｂ３に形成された２つの凹部１３ｂ４，１３ｂ５を有している。凹部１３ｂ４，１３ｂ５は、位置規定面１３ａに平行な方向且つ方向Ｄに直交する方向（図６における上下方向）において、所定の間隔を開けて配置されている。凹部１３ｂ４，１３ｂ５の形状は、それぞれ、貫通孔１３ｃの外縁の形状に対応した形状、すなわち円弧形状である。

（ベース部材の形状）
次に、図３、図４および図７を参照して、ベース部材２３の形状について詳しく説明する。図７は、ベース部材２３を示す平面図である。なお、図７は、接着面２３ｂ側から見たベース部材２３を示している。図４および図７に示したように、ベース部材２３は、前記対向面２３ａ、接着面２３ｂおよび収容孔２３ｃの他に、２つの凸部２３ｄ１，２３ｄ２と、凹部２３ｅとを有している。

凸部２３ｄ１，２３ｄ２は、それぞれ、対向面２３ａに平行な方向すなわち位置規定面１３ａに平行な方向且つ方向Ｄに直交する方向（図７における上下方向）に突出している。凸部２３ｄ１，２３ｄ２の外縁の形状は、それぞれ、収容部１３ｂの凹部１３ｂ４，１３ｂ５に対応した形状、すなわち円弧形状である。本実施の形態では特に、凸部２３ｄ１の外縁（円弧）と凸部２３ｄ２の外縁（円弧）は、対向面２３ａに平行な仮想の平面上にある、１つの仮想の円の一部である。なお、凹部１３ｂ４，１３ｂ５が凸部２３ｄ１，２３ｄ２に対応した形状を有しているとも言える。位置検出ユニット２０が位置規定面１３ａに固定された状態では、凸部２３ｄ１，２３ｄ２は、それぞれ凹部１３ｂ４，１３ｂ５に嵌合している。

凹部２３ｅは、ベース部材２３における被写体側（図７における左側）の端部に設けられている。凹部２３ｅは、リード１７を通すために用いられる。

ベース部材２３は、更に、収容孔２３ｃの近傍において接着面２３ｂに形成された２つの溝部２３ｆ１，２３ｆ２を有している。図７に示したように、溝部２３ｆ１，２３ｆ２は、それぞれ、接着面２３ｂに平行な方向且つ方向Ｄに直交する方向（図７における上下方向）に長い形状を有している。

また、図７に示したように、接着面２３ｂは、溝部２３ｆ１よりも収容孔２３ｃからより遠い位置にある接着部２３ｇ１と、溝部２３ｆ２よりも収容孔２３ｃからより遠い位置にある接着部２３ｇ２とを含んでいる。接着部２３ｇ１，２３ｇ２は、硬化前の第１の接着剤４１が塗布される領域である。第１の接着剤４１は、センサ実装面２１ａと接着部２３ｇ１，２３ｇ２とを接着している。

（第１枠の移動方法の動作）
次に、図２を参照して、第１枠１１の移動方法について説明する。第１のコイル１６Ａと第２のコイル１６Ｂは、４つの第１の磁石と４つの第２の磁石が発生する磁界との相互作用により、第１枠１１を移動させるための磁界を発生する。第１枠１１を移動させるための磁界は、第１のコイル１６Ａと第２のコイル１６Ｂに電流を流すことによって発生させることができる。第１のコイル１６Ａには、４つの第１の磁石が対向している。第２のコイル１６Ｂには、４つの第２の磁石が対向している。４つの第１の磁石が発生する磁界と第１のコイル１６Ａが発生する磁界との相互作用によって、第１枠１１には、方向Ｄに平行な方向の第１の駆動力が作用する。同様に、４つの第２の磁石が発生する磁界と第２のコイル１６Ｂが発生する磁界との相互作用によって、第１枠１１には、方向Ｄに平行な方向の第２の駆動力が作用する。

前述のように、第１のコイル１６Ａと第２のコイル１６Ｂは、電流の向きが互いに反対方向になるように構成されていると共に、第１の磁石と第２の磁石では、Ｎ極とＳ極の配置が互いに逆になっている。従って、フレミングの左手の法則により、第１の駆動力の方向と第２の駆動力の方向は、互いに一致する。

また、第１のコイル１６Ａと第２のコイル１６Ｂに流す電流の方向を反対すると、第１の駆動力の方向と第２の駆動力の方向も反対になる。これにより、第１枠１１を方向Ｄに沿って、被写体側または撮像素子側に移動させることができる。なお、第１枠１１の移動方向は、例えば、ズームレバー１２５（図１参照）によって指示することができる。

（作用および効果）
次に、本実施の形態に係わる光学ユニット１の作用および効果について説明する。本実施の形態では、位置検出ユニット２０は、第３枠１３の位置規定面１３ａに固定されている。第３枠１３における位置規定面１３ａの位置は、一意に決まる。従って、位置検出ユニット２０を位置規定面１３ａに固定することにより、位置検出ユニット２０に含まれる磁気センサ２２の位置を精度よく規定することができる。特に、本実施の形態では、位置規定面１３ａは、第１枠１１の移動方向（方向Ｄ）に対して平行である。これにより、本実施の形態によれば、第１枠１１の移動方向（方向Ｄ）に直交する方向における、磁気センサ２２の位置を精度よく規定することができ、その結果、同方向における、第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃと磁気センサ２２との間隔を精度よく規定することができる。これにより、本実施の形態によれば、磁気センサ２２の出力特性が変化することを防止することができる。

本実施の形態では特に、位置規定面１３ａは平面である。これにより、本実施の形態によれば、磁気センサ２２の位置をより精度よく規定することができる。

また、本実施の形態では、第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃは、磁気センサ２２が検出する磁界を発生する磁石と、ボイスコイルモータを構成する磁石を兼ねており、位置検出用の磁石を設ける必要がない。これにより、本実施の形態によれば、部品点数が増えることを防止することができる。

また、本実施の形態では、磁気センサ２２は、基板２１に実装されているが、位置規定面１３ａには直接固定されていない。すなわち、本実施の形態では、第１の接着剤４１によって基板２１に固定されたベース部材２３が、第２の接着剤４２によって位置規定面１３ａに固定されることにより、位置検出ユニット２０が位置規定面１３ａに固定されている。もし、磁気センサ２２が接着剤によって位置規定面１３ａに直接固定されていると、接着剤の硬化に伴う収縮によって、磁気センサ２２の位置がずれたり、磁気センサ２２に応力が印加されたりして、磁気センサ２２の出力特性が変化してしまう。

これに対し、本実施の形態では、磁気センサ２２には、第１および第２の接着剤４１，４２のいかなる部分も接していない。これにより、本実施の形態によれば、磁気センサ２２の出力特性が変化することを防止することができる。

なお、本実施の形態では、磁気センサ２２は、ベース部材２３の収容孔２３ｃ内に位置し、収容孔２３ｃの近傍には、溝部２３ｆ１，２３ｆ２が形成されている。硬化前の第１の接着剤４１は、収容孔２３ｃよりも溝部２３ｆ１，２３ｆ２からより遠い位置にある接着部２３ｇ１，２３ｇ２に塗布される。溝部２３ｆ１，２３ｆ２は、硬化前の第１の接着剤４１を溜めることが可能な接着剤溜まりとして機能する。これにより、本実施の形態によれば、位置検出ユニット２０を作製する際に、硬化前の第１の接着剤４１が磁気センサ２２に付着することを防止することができる。

また、本実施の形態では、磁気センサ２２の対向面２２ａに接すると共に、ベース部材２３の対向面２３ａに固定された規制部材２４が設けられている。前述のように、規制部材２４は、磁気センサ２２の位置を規定するものである。これによっても、本実施の形態によれば、磁気センサ２２の位置をより精度よく規定することができる。

また、本実施の形態では、規制部材２４は、非磁性材料によって形成されている。これにより、本実施の形態によれば、規制部材２４が磁性材料によって形成されている場合に比べて、磁気センサ２２が検出する磁界の強度が低下することを防止することができ、その結果、磁気センサ２２の感度が低下することを防止することができる。

また、本実施の形態では、第３枠１３には、磁気センサ２２から第３枠１３の中心軸に向かって位置規定面１３ａを貫通する貫通孔１３ｃが設けられている。これによっても、本実施の形態によれば、磁気センサ２２が検出する磁界の強度が低下することを防止することができ、その結果、磁気センサ２２の感度が低下することを防止することができる。

また、本実施の形態では、第３枠１３は、磁気センサ２２およびベース部材２３を収容する収容部１３ｂを有している。位置規定面１３ａは、収容部１３ｂの底面である。また、本実施の形態では特に、ベース部材２３は、凸部２３ｄ１，２３ｄ２を有し、収容部１３ｂは、凸部２３ｄ１，２３ｄ２に対応した形状を有する凹部１３ｂ４，１３ｂ５を有している。これらのことから、本実施の形態によれば、位置検出ユニット２０を位置規定面１３ａに精度よく固定することができる。

ところで、磁気センサ２２は、基板２１のセンサ実装面２１ａに垂直な方向から見たときの姿勢が、所望の姿勢から回転して基板２１に固定される場合がある。この場合、ベース部材２３も、磁気センサ２２の姿勢に合わせて、基板２１のセンサ実装面２１ａに垂直な方向から見たときの姿勢が、所望の姿勢から回転して基板２１に固定される。位置検出ユニット２０は、部品同士の干渉等を防止する観点から、基板２１の長手方向が、第３枠１３の長手方向に一致するような姿勢で、位置規定面１３ａに固定されることが好ましい。しかし、上述のように回転した磁気センサ２２およびベース部材２３を収容部１３ｂに収容して、位置検出ユニット２０を位置規定面１３ａに固定すると、基板２１の長手方向が、第３枠１３の長手方向から傾いてしまう。

これに対し、本実施の形態では、凹部１３ｂ４，１３ｂ５および凸部２３ｄ１，２３ｄ２は、それぞれ、円弧形状を有している。これにより、本実施の形態によれば、基板２１の長手方向が、第３枠１３の長手方向に一致するように、磁気センサ２２およびベース部材２３を、上記円弧を含む仮想の円の軸周り方向に回転させて、位置検出ユニット２０を位置規定面１３ａに固定することができる。

なお、本実施の形態では、磁気センサ２２は、第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃが発生する磁界のうち、第１枠１１の移動方向（方向Ｄ）に直交する方向且つ基板２１のセンサ実装面２１ａに垂直な方向の成分（以下、検出成分と言う。）を検出する。磁気センサ２２が検出する検出成分の強度は、上記の方向における磁気センサ２２の位置に依存して変化するが、基板２１のセンサ実装面２１ａに垂直な方向から見たときの磁気センサ２２の姿勢には影響されない。そのため、上述のように、磁気センサ２２を回転させて位置検出ユニット２０を固定したとしても、磁気センサ２２の出力特性は変化しない。

また、本実施の形態では、第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃとの間に引力を発生させる磁性部材３１が設けられている。これにより、本実施の形態によれば、第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃが固定された第１枠１１が傾くことを防止することができ、その結果、第１枠１１の移動方向（方向Ｄ）に直交する方向における、第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃと磁気センサ２２との間隔をより精度よく規定することができる。

なお、本実施の形態では、磁気センサ２２は、第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃと磁性部材３１の間に位置している。これにより、本実施の形態によれば、第１および第２の磁石１５Ａ，１５Ｃと磁気センサ２２との間に磁性部材３１が位置している場合に比べて、磁気センサ２２が検出する磁界の強度が低下することを防止することができ、その結果、磁気センサ２２の感度が低下することを防止することができる。

また、本実施の形態によれば、磁性部材３１によって、磁気センサ２２に印加されるノイズ磁界をシールドすることができる。これによっても、本実施の形態によれば、磁気センサ２２の出力特性が変化することを防止することができる。

また、本実施の形態では、規制部材２４のうち、磁気センサ２２の対向面２２ａに接する部分は、磁気センサ２２の対向面２２ａの一部のみに接する。従って、本実施の形態では、規制部材２４は、ベース部材２３の収容孔２３ｃの一部のみを覆っている。これにより、本実施の形態によれば、位置検出ユニット２０を作成する際に、磁気センサ２２の位置を確認しながら、規制部材２４が固定されたベース部材２３を基板２１に固定することができる。

［変形例］
次に、図８および図９を参照して、ベース部材２３の変形例について説明する。図８は、変形例のベース部材２３０を示す平面図である。図９は、変形例のベース部材２３０を示す断面図である。なお、図９は、図８において９−９線で示す位置の断面を示している。

変形例のベース部材２３０は、本体部２３１と規制部２３２とを含んでいる。図９では、本体部２３１と規制部２３２の境界を点線で示している。本体部２３１は、基板２１のセンサ実装面２１ａ（図２および図３参照）に固定される部分である。本体部２３１の形状および配置は、基本的には、ベース部材２３の形状および配置と同様である。但し、本体部２３１は、ベース部材２３の対向面２３ａの代わりに、センサ実装面２１ａ（図２および図３参照）から最も遠い端部２３１ａを有している。

本体部２３１は、更に、接着面２３１ｂと、収容孔２３１ｃと、２つの凸部２３１ｄ１，２３１ｄ２と、凹部２３１ｅと、２つの溝部２３１ｆ１，２３１ｆ２とを有している。接着面２３１ｂは、接着部２３１ｇ１，２３１ｇ２を含んでいる。接着面２３１ｂ、収容孔２３１ｃ、凸部２３１ｄ１，２３１ｄ２、凹部２３１ｅ、溝部２３１ｆ１，２３１ｆ２および接着部２３１ｇ１，２３１ｇ２の形状、配置および機能は、それぞれ、ベース部材２３の接着面２３ｂ、収容孔２３ｃ、凸部２３ｄ１，２３ｄ２、凹部２３ｅ、溝部２３ｆ１，２３ｆ２および接着部２３ｇ１，２３ｇ２の形状、配置および機能と同様である。

変形例では、磁気センサ２２（図２および図３参照）は、本体部２３１の収容孔２３１ｃ内に位置する。規制部２３２は、磁気センサ２２の対向面２２ａに接すると共に本体部２３１の端部２３１ａに連結されている。本実施の形態では、規制部２３２は、平板状の形状を有している。図示しないが、規制部２３２のうち、磁気センサ２２の対向面２２ａに接する部分は、磁気センサ２２の対向面２２ａの一部のみに接する。

変形例では、本体部２３１と規制部２３２とを一体的に成型することにより、部品点数を少なくすることができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。例えば、ベース部材２３の表面のうち、硬化前の第１および第２の接着剤４１，４２が塗布される部分には、接着強度を大きくするための表面処理が施されていてもよい。表面処理としては、例えば、テトラエッチ（登録商標）処理、ヤスリがけ、プラズマ洗浄処理が用いられる

また、ベース部材２３に溝部２３１ｆ１，２３１ｆ２を設ける代わりに、ベース部材２３の接着面２３ｂと基板２１のセンサ実装面２１ａとの間に介在し、且つベース部材２３の収容孔２３ｃを囲むスペーサを設けてもよい。このスペーサは、例えばスペーサとなる部材をベース部材２３にインサート成形することによって形成することができる。スペーサを設けることにより、ベース部材２３と基板２１との間隔を精度よく規定することができる。また、硬化前の第１の接着剤４１は、スペーサの外側に塗布される。この場合、スペーサに接するように第１の接着剤４１を塗布してもよい。この場合、第１の接着剤４１によって接着面２３ｂとセンサ実装面２１ａとスペーサが接着されるため、スペーサがない場合に比べて、ベース部材２３と基板２１の接着強度を向上させることができる。

また、ベース部材２３を省いて位置検出ユニット２０を構成してもよい。この場合、基板２１の一部を被固定部とし、磁気センサ２２の対向面２２ａを、位置規定面１３ａの一部である当接部に当接させながら、接着剤によって被固定部を第３枠１３の位置規定面１３ａの他の一部に固定することによって、位置検出ユニット２０を位置規定面１３ａに固定してもよい。この場合、接着剤のいかなる部分も磁気センサ２２に接していないことが好ましい。当接部と位置規定面１３ａの上記他の一部は、１つの面の互いに異なる部分であってもよいし、第３枠１３の中心軸からの距離が互いに異なる２つの面であってもよい。当接部と位置規定面１３ａの上記他の一部のうち、少なくとも当接部は、平面であることが好ましい。

１…光学ユニット、２…移動レンズ、３…固定レンズ、４…固定レンズ、１１…第１枠、１２…第２枠、１３…第３枠、１３ａ…位置規定面、１４…第４枠、１５Ａ，１５Ｂ…第１の磁石、１５Ｃ，１５Ｄ…第２の磁石、１６Ａ…第１のコイル、１６Ｂ…第２のコイル、２０…位置検出ユニット、２１…基板、２２…磁気センサ、２３…ベース部材、３１…磁性部材、４１…第１の接着剤、４２…第２の接着剤、１００…内視鏡、１１０…挿入部、１２０…操作部、１３１…ユニバーサルコード、１３２…コネクタ。

Claims (17)

1. レンズを保持するための第１枠と、
   前記レンズの光軸に沿って前記第１枠を移動可能に内包する第２枠と、
   前記第２枠の少なくとも一部を内包する第３枠と、
   前記第１枠に固定された磁石と、
   前記第２枠に固定され、前記磁石が発生する磁界との相互作用により前記第１枠を移動させるための磁界を発生するコイルと、
   前記磁石が発生する磁界を検出して前記第１枠の位置と対応関係を有する検出信号を生成する磁気センサを含む位置検出ユニットとを備え、
   前記第３枠は、前記第１枠の移動方向に対して平行な位置規定面を有し、
   前記位置検出ユニットは、前記位置規定面に固定されていることを特徴とする光学ユニット。
2. 前記位置規定面は、平面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。
3. 前記位置検出ユニットは、更に、被固定部を含み、
   前記被固定部は、接着剤によって前記位置規定面に固定され、
   前記磁気センサには、前記接着剤のいかなる部分も接していないことを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
4. 前記位置検出ユニットは、更に、前記位置規定面に対向するセンサ実装面を有する基板と、前記位置規定面と前記センサ実装面との間隔を規定するベース部材とを含み、
   前記磁気センサは、前記センサ実装面に実装され、
   前記ベース部材は、第１の接着剤によって前記センサ実装面に固定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。
5. 前記磁気センサには、前記第１の接着剤のいかなる部分も接していないことを特徴とする請求項４に記載の光学ユニット。
6. 前記ベース部材は、前記センサ実装面に向いた接着面と、前記磁気センサが収容される収容孔と、前記収容孔の近傍において前記接着面に形成された少なくとも１つの溝部とを有し、
   前記接着面は、前記少なくとも１つの溝部よりも前記収容孔からより遠い位置にある接着部を含み、
   前記第１の接着剤は、前記センサ実装面と前記接着部とを接着していることを特徴とする請求項５に記載の光学ユニット。
7. 前記ベース部材は、第２の接着剤によって前記位置規定面に固定され、
   前記磁気センサには、前記第２の接着剤のいかなる部分も接していないことを特徴とする請求項４に記載の光学ユニット。
8. 前記磁気センサと前記ベース部材は、それぞれ、前記センサ実装面から最も遠い対向面を有し、
   前記位置検出ユニットは、更に、前記磁気センサの前記対向面に接すると共に前記ベース部材の前記対向面に固定された規制部材を含むことを特徴とする請求項４に記載の光学ユニット。
9. 前記規制部材のうち、前記磁気センサの前記対向面に接する部分は、前記磁気センサの前記対向面の一部のみに接することを特徴とする請求項８に記載の光学ユニット。
10. 前記規制部材は、非磁性材料よりなることを特徴とする請求項８に記載の光学ユニット。
11. 前記磁気センサは、前記センサ実装面から最も遠い対向面を有し、
    前記ベース部材は、前記センサ実装面に固定される本体部と、規制部とを含み、
    前記本体部は、前記センサ実装面から最も遠い端部を有し、
    前記規制部は、前記磁気センサの前記対向面に接すると共に前記本体部の前記端部に連結されていることを特徴とする請求項４に記載の光学ユニット。
12. 前記規制部のうち、前記磁気センサの前記対向面に接する部分は、前記磁気センサの前記対向面の一部のみに接することを特徴とする請求項１１に記載の光学ユニット。
13. 前記第３枠は、更に、前記磁気センサおよび前記ベース部材を収容する収容部を有し、
    前記位置規定面は、前記収容部の底面であることを特徴とする請求項４に記載の光学ユニット。
14. 前記ベース部材は、前記センサ実装面から最も遠い対向面と、前記対向面に平行な方向に突出する少なくとも１つの凸部を有し、
    前記収容部は、前記少なくとも１つの凸部に対応した形状を有する少なくとも１つの凹部を有することを特徴とする請求項１３に記載の光学ユニット。
15. 前記第３枠は、更に、前記磁気センサから前記第３枠の中心軸に向かって前記位置規定面を貫通する貫通孔を有することを特徴とする請求項１３に記載の光学ユニット。
16. 更に、前記第３枠に固定され、前記磁石との間に引力を発生させる磁性部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
17. 前記磁気センサは、前記磁石と前記磁性部材との間に位置することを特徴とする請求項１６に記載の光学ユニット。

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