专利名称：医疗设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗设备，其具有内部密闭的密闭容器，利用配置在密闭容器的外部和内部的磁铁之间的磁力来操作该密闭容器内部的各种部件。
背景技术：
以往，作为在手术中使用的医疗设备的灭菌，使用灭菌力强、运行成本(running cost)优异的高压蒸气灭菌(下面称为高压灭菌器(autoclave)灭菌)。该灭菌方法中，将医疗设备暴露在高压蒸气中，所以为了防止医疗设备损伤，将各种部件收容在内部保持为气密的气密容器中。为了从外部操作这样的被隔离的部件，利用配置于气密容器的外部和内部的磁铁之间的磁力来进行操作。
作为这种医疗设备的例子，在美国专利5,359,992号、6,099,467号、6,522,477号中公开有利用磁铁间引力的医疗设备。以用于拍摄内窥镜的观察图像的摄像头为例，说明这些医疗设备的概要构成。如图13A和图13B所示，在该摄像头的主体部129内收容有大致圆筒状的气密容器130，所述气密容器130的内部保持为气密。在该气密容器130的前端部配设有用于获取内窥镜的观察图像的罩玻璃(cover glass)132。另一方面，在气密容器130的后端部配设有用于拍摄观察图像的摄像元件134。在这些罩玻璃132和摄像元件134之间配设有用于进行调焦的对焦镜头136。
下面，说明进行调焦用的机构。气密容器130具有圆筒状的外壳138。该外壳138的中心轴L与光轴一致。在外壳138的外周面隔着主体部129外插有圆环状的聚焦环140。该聚焦环140可相对于外壳138绕中心轴L的轴方向自由旋转。并且，在聚焦环140的内周面侧埋设有磁铁(下面称为外部磁铁142)。
另一方面，在对焦镜头136上外插有圆环状的镜头架144，该镜头架144内插于外壳138的内周面，其相对于外壳138可沿绕轴方向自由旋转。在镜头架144的外周面突设有磁铁(下面称为内部磁铁146)。外部磁铁142和内部磁铁146配置成异极之间夹着外壳138而对置，在外部磁铁142和内部磁铁146之间相互作用引力。并且，内部磁铁146具有作为凸轮销的作用，其插入而卡合在形成于外壳138的内周面的凸轮槽148内。该凸轮槽148以螺旋状延设于外壳138的内周面。
进行调焦时，旋转操作聚焦环140，使外部磁铁142相对于外壳138沿绕轴方向旋转。在外部磁铁142和内部磁铁146之间作用引力，所以内部磁铁146追随外部磁铁142旋转(参照图13B，箭头A、A’)。内部磁铁146沿螺旋状的凸轮槽148旋转，所以镜头架144相对于外壳138沿绕轴方向旋转的同时在轴方向上移动。即，若旋转操作聚焦环140，则对焦镜头136在光轴方向上进退。由此进行调焦。
发明内容
在上述的医疗设备中，利用外部磁铁142和内部磁铁146之间的引力来移动内部磁铁146，在聚焦环140起动时，外部磁铁142和内部磁铁146之间的距离增大。磁力与磁铁间的距离的平方成反比，所以在快速移动聚焦环140时，磁力急速衰减，有时导致失控。为了防止失控，可靠地操作气密容器130内部的部件，采用了进行增重，以防止聚焦环140快速移动的方法。但是，增重的情况下，在旋转操作时需要较大的操作力，导致操作性下降。
本发明是着眼于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种医疗设备，其能够可靠地操作密闭容器内部的部件，并且提高了操作性。
本发明的一个实施方式为一种医疗设备，其特征在于，所述医疗设备包括密闭容器，其使内部密闭；至少一个外部磁铁，其可相对于所述密闭容器进行移动地设置在所述密闭容器的外部；外部部件，其设置在所述密闭容器的外部，使所述外部磁铁移动；至少一个内部磁铁，其可相对于所述密闭容器进行移动地设置于所述密闭容器的内部；以及内部部件，其设置于所述密闭容器的内部，通过所述内部磁铁的移动来移动，所述外部磁铁和所述内部磁铁配置成，通过所述外部磁铁的移动，使所述内部磁铁借助于所述外部磁铁和所述内部磁铁之间的斥力的作用而移动。
该实施方式中，利用外部部件使外部磁铁相对于密闭容器移动，通过外部磁铁和内部磁铁之间的斥力的作用使内部磁铁移动，利用内部磁铁的移动，使内部部件移动。
优选所述外部磁铁为多个，其可相对于所述密闭容器实现往返，在往返方向上并列设置，所述内部磁铁在所述往返方向上配置于所述外部磁铁之间。
该实施方式中，使配置在内部磁铁的一方向侧的外部磁铁相对于密闭容器向另一方向移动，从而使内部磁铁向另一方向移动，使配置于内部磁铁的另一方向侧的外部磁铁相对于密闭容器向一方向移动，从而使内部磁铁向一方向移动。
优选所述内部磁铁为多个，其可相对于所述密闭容器实现往返，在往返方向上并列设置，所述外部磁铁在所述往返方向上配置于所述内部磁铁之间。
该实施方式中，在使外部磁铁相对于密闭容器向一方向移动的情况下，使配置在外部磁铁的一方向侧的内部磁铁向一方向移动，在使外部磁铁相对于密闭容器向另一方向移动的情况下，使配置在外部磁铁的另一方向侧的内部磁铁向另一方向移动。
优选所述密闭容器具有筒状的外壳，所述外部部件具有外部环状部件，所述外部环状部件以可在所述外壳的长度轴的绕轴方向上旋转的方式外插于所述外壳上，所述内部部件具有内部环状部件，所述内部环状部件以可在所述外壳的长度轴的绕轴方向上旋转的方式内插于所述外壳上，所述外部磁铁设置在所述外部环状部件上，所述内部磁铁设置在所述内部环状部件上。
该实施方式中，操作外部环状部件，使外部磁铁相对于外壳在外壳的长度轴的绕轴方向上旋转，使内部磁铁与内部环状部件一起相对于外壳在外壳的长度轴的绕轴方向上旋转。
优选所述密闭容器具有筒状的外壳，所述外部部件具有外部环状部件，所述外部环状部件以可在所述外壳的长度轴的轴方向上移动的方式外插于所述外壳上，所述内部部件具有内部环状部件，所述内部环状部件以可在所述外壳的长度轴的轴方向上移动的方式内插于所述外壳上，所述外部磁铁设置在所述外部环状部件上，所述内部磁铁设置在所述内部环状部件上。
该实施方式中，操作外部环状部件，使外部磁铁相对于外壳在外壳的长度轴的轴方向上移动，使内部磁铁与内部环状部件一起相对于外壳在外壳的长度轴的轴方向上移动。
优选所述密闭容器具有弹推部件，所述内部部件利用所述内部磁铁可向一方向移动，借助所述弹推部件的弹推可向逆方向移动。
该实施方式中，利用内部磁铁使内部部件向一方向移动，并且，利用弹推部件的弹推使内部部件向逆方向移动。
优选所述密闭容器具有筒状的外壳，所述外部磁铁可在所述外壳的长度轴的轴方向上移动，所述内部部件具有内部环状部件，所述内部环状部件以可在所述外壳的长度轴的轴方向上移动的方式内插于所述外壳上，所述内部磁铁设置在所述内部环状部件上。
该实施方式中，使外部磁铁相对于外壳向外壳的长度轴的轴方向的一方向移动，使内部磁铁与内部环状部件一起相对于外壳向外壳的长度轴的轴方向的一方向移动，并且，利用弹推部件的弹推，使内部环状部件相对于外壳向外壳的长度轴的轴方向的另一方向移动。
优选所述密闭容器具有筒状的外壳，所述外部磁铁可在所述外壳的长度轴的径向上实现往返，所述内部磁铁可在所述径向上实现往返。
该实施方式中，使外部磁铁相对于外壳向外壳的径向移动，使内部磁铁相对于外壳向上述径向移动。
根据本发明，能够可靠地操作密闭容器内部的部件，并提高了医疗设备的操作性。
图1是示出本发明的第一实施方式的内窥镜系统的概要结构的立体图。
图2是示出本发明的第一实施方式的摄像头的概要结构的立体图。
图3A是示出本发明的第一实施方式的摄像头的纵剖面图。
图3B是示出本发明的第一实施方式的摄像头的横剖面图。
图4是示出本发明的第一实施方式的变形例的摄像头的横剖面图。
图5是示出本发明的第二实施方式的摄像头的横剖面图。
图6是示出本发明的第三实施方式的摄像头的横剖面图。
图7A是示出本发明的第四实施方式的摄像头的调焦机构的纵剖面图。
图7B是示出本发明的第四实施方式的摄像头的调焦机构的横剖面图。
图7C是示出本发明的第四实施方式的摄像头的图像旋转机构的纵剖面图。
图8A是示出本发明的第五实施方式的摄像头的概要结构的立体图。
图8B是示出本发明的第五实施方式的摄像头的纵剖面图。
图8C是示出本发明的第五实施方式的聚焦旋钮的立体图。
图8D是示出本发明的第五实施方式的滑动环的立体图。
图9是示出本发明的第五实施方式的变形例的摄像头的纵剖面图。
图10是示出本发明的第六实施方式的摄像头的纵剖面图。
图11A是示出本发明的第七实施方式的摄像头的横剖面图。
图11B是示出本发明的第七实施方式的内部磁铁的毛的立体图。
图11C是用于说明本发明的第七实施方式的摄像头的外部磁铁的按下操作的图。
图11D是用于说明本发明的第七实施方式的摄像头的毛的变形的图。
图12是示出本发明的第七实施方式的变形例的摄像头的纵剖面图。
图13A是示出现有技术的摄像头的纵剖面图。
图13B是示出现有技术的摄像头的横剖面图。
具体实施例方式
下面，参照图1至图3B，说明本发明的第一实施方式。图1示出本发明的第一实施方式的内窥镜系统20的概要结构。本实施方式的内窥镜系统20具有用于观察体腔内的内窥镜22。该内窥镜22具有插入部26，所述插入部26通过固定在患部的护套24或套针插入到体腔内。从该插入部26的基端部延伸有用于传递照明光的导光路(light guide)28。该导光路28的延伸端部与光源30连接。并且在插入部26的基端部设置有目镜部32。
如图1和图2所示，内窥镜22装配在摄像头34上，所述摄像头34用于拍摄内窥镜22的观察图像。即，内窥镜22的目镜部32自由装卸地装配在连接部44上，所述连接部44配设于摄像头34的主体部35的前端部。而且，在主体部35的外周面外插有聚焦环46，所述聚焦环46用于进行内窥镜22的观察图像的调焦。并且，在主体部35的外周面配设有多个遥控开关48。这些遥控开关48用于进行白平衡、视频录像的开始/停止等。
此外，从主体部35的后端部延伸有照相机线缆36，所述照相机线缆36用于传递所拍摄的观察图像的视频信号。在该照相机线缆36的延伸端部上配设有照相机插头38，该照相机插头38与图像处理装置39连接。该图像处理装置39与TV监视器40连接，在该TV监视器40上显示观察图像。
如图2所示，摄像头34的主体部35内收容有作为密闭容器的气密容器42。该气密容器42的内部可对例如在高压灭菌器灭菌中使用的高温高压蒸气保持为气密。如图3A所示，气密容器42的前端部配置有罩玻璃50，所述罩玻璃50用于获取内窥镜22(参照图1)的观察图像。另一方面，气密容器42的后端部配设有用于拍摄观察图像的摄像元件例如CCD52。在这些罩玻璃50和CCD 52之间配设有用于进行调焦的对焦镜头组54。
下面，参照图3A和图3B，说明进行调焦用的机构。气密容器42具有圆筒状的外壳56，外壳56的中心轴L(长度轴)与光轴一致。在该外壳56的外周面上隔着主体部35外插有作为外部部件(外部环状部件)的圆环状的聚焦环46。该聚焦环46相对于外壳56在外壳56的中心轴L的绕轴方向上自由旋转。在聚焦环46的外周面上形成有凹凸，以便容易进行旋转操作。
在聚焦环46的内周面侧埋设有2个磁铁。这些磁铁配置在气密容器42的外部，下面称为第一和第二外部磁铁58a、58b。这些第一和第二外部磁铁58a、58b在绕轴方向上相隔预定距离并列设置。并且，第一和第二外部磁铁58a、58b配置成，中心轴L的径向外侧为N极，径向内侧为S极。第一外部磁铁58a和第二外部磁铁58b的磁铁的强度大致相同。
在外壳56的内周面的整个绕轴方向上形成有导槽62。该导槽62上嵌入有作为内部部件(内部环状部件)的圆环状的驱动环60。而且，驱动环60可相对于外壳56在绕轴方向上自由旋转，向驱动环60的中心轴L的轴方向的移动被限制。
驱动环60的外周面侧埋设有1个磁铁。该磁铁配置于气密容器42的内部，下面称为内部磁铁64a。该内部磁铁64a在绕轴方向上配置于第一外部磁铁58a和第二外部磁铁58b之间，在轴方向上与第一和第二外部磁铁58a、58b对齐。并且，内部磁铁64a配置成，外壳56的中心轴L的径向外侧为S极，径向内侧为N极。
在第一和第二外部磁铁58a、58b和内部磁铁64a之间作用有斥力。并且，驱动环60通常位于使得第一外部磁铁58a和内部磁铁64a之间的斥力与第二外部磁铁58b和内部磁铁64a之间的斥力大致相等的位置，即，第一外部磁铁58a和内部磁铁64a之间的距离与第二外部磁铁58b和内部磁铁64a之间的距离大致相等的位置。如上所述，将由第一和第二外部磁铁58a、58b和内部磁铁64a形成的磁铁的配置称为基本配置。
在驱动环60的内周面上形成有母螺纹状的第一送出螺纹66a。而且，在驱动环60的内腔内嵌入有圆筒状的镜头架61的前端侧，在驱动环60的第一送出螺纹66a上螺合有形成于镜头架61的前端侧的第二送出螺纹66b。并且，在镜头架61的内周面固定有对焦镜头组54。
另一方面，在镜头架61的后端侧的外周面上突设有凸轮销67。该凸轮销67插入并卡合在形成于外壳56的内周面的凸轮槽70内。该凸轮槽70沿轴方向延设。即，镜头架61利用凸轮销67和凸轮槽70限制绕轴方向的旋转，仅可以在轴方向上移动。
接着，说明本实施方式的内窥镜系统20的作用。使用内窥镜系统20时，在使用之前，进行高压灭菌器灭菌。摄像头34的气密容器42的内部保持为气密，所以几乎不会有蒸气进入，能够防止气密容器42内部的对焦镜头组54、CCD 52等变模糊。高压灭菌器灭菌之后，将内窥镜22装配到摄像头34上。根据内窥镜22，为了得到合适的观察图像，需要进行调焦。
进行调焦时，使聚焦环46相对于外壳56沿绕轴方向旋转。其结果，第一和第二外部磁铁58a、58b也沿绕轴方向旋转。使聚焦环46在从第一外部磁铁58a朝向第二外部磁铁58b的方向旋转的情况下，第一外部磁铁58a和内部磁铁64a之间的距离减小而小于第二外部磁铁58b和内部磁铁64a之间的距离。磁力与磁铁之间的距离平方成反比，所以在第一外部磁铁58a和内部磁铁64a之间作用的斥力大于在第二外部磁铁58b和内部磁铁64a之间作用的斥力。其结果，内部磁铁64a在从第一外部磁铁58a朝向第二外部磁铁58b的方向上与驱动环60一起旋转。
若驱动环60旋转，则第一送出螺纹66a沿绕轴方向旋转。通过凸轮销67和凸轮槽70限制镜头架61沿绕轴方向的旋转，利用第一和第二送出螺纹66a、66b的相互作用，镜头架61沿轴方向的一个方向移动。外壳56的中心轴L与光轴一致，所以对焦镜头组54沿光轴方向的一个方向移动。
另一方面，使聚焦环46在从第二外部磁铁58b朝向第一外部磁铁58a的方向旋转的情况下，第二外部磁铁58b和内部磁铁64a之间的斥力增大，对焦镜头组54沿光轴方向的另一方向移动。即，通过旋转操作聚焦环46，对焦镜头组54在光轴方向上进退。这样，进行聚焦环46的调焦。调焦结束后，进行基于内窥镜22的观察。
因此，本实施方式的内窥镜系统20发挥如下的效果。旋转操作聚焦环46，使外部磁铁58a、58b相对于气密容器42移动，利用外部磁铁58a、58b与内部磁铁64a之间的斥力的作用，使内部磁铁64a与驱动环60一起移动。本实施方式中，利用外部磁铁58a、58b与内部磁铁64a之间的斥力，在聚焦环46起动时，外部磁铁58a、58b与内部磁铁64a之间的距离减少。磁力与磁铁间的距离平方成反比，所以即使在快速移动聚焦环46的情况下，由于磁力急剧增大，所以几乎不会发生导致失控的情况。因此，能够根据驱动环60可靠地操作对焦镜头组54。并且，无需为了防止聚焦环46的快速旋转，而对聚焦环46进行增重。因此，旋转操作聚焦环46时无需较大的操作力，操作性得到了提高。
而且，第一和第二外部磁铁58a、58b可相对于气密容器42沿绕轴方向实现往返，并在绕轴方向上并列设置。而且，内部磁铁64a在绕轴方向上配置在第一外部磁铁58a和第二外部磁铁58b之间。因此，使聚焦环46在从第一外部磁铁58a朝向第二外部磁铁58b的方向上旋转的情况下，内部磁铁64a通过第一外部磁铁58a在从第一外部磁铁58a朝向第二外部磁铁58b的方向上与驱动环60一起旋转。另一方面，使聚焦环46逆旋转的情况下，驱动环60也逆旋转。即，驱动环60可实现往返。这样，通过像本实施方式那样配置第一和第二外部磁铁58a、58b以及内部磁铁64a，能够使诸如驱动环60的内部部件进行往返运动，可以应用于需要进行往返运动的各种机构。
本实施方式中，使对焦镜头组54沿光轴方向进退来进行调焦，但替代对焦镜头组54而配置CCD 52，使CCD 52沿光轴方向进退，也可以进行调焦。并且，本实施方式中，组合使用聚焦环46和对焦镜头组54，进行调焦。替代此，为了进行观察图像的变焦调节，也可以将变焦环和变焦镜头组组合使用。并且，可以使用调焦和变焦调节的两者。
图4示出本发明的第一实施方式的变形例。对于具有与第一实施方式相同的功能的结构，赋予相同的标号，省略说明。本变形例中作为基本配置使用1个外部磁铁和2个内部磁铁。即，本变形例的聚焦环46的内周面侧埋设有1个外部磁铁58a。另一方面，在驱动环60的外周面侧埋设有第一和第二内部磁铁64a、64b。这些第一和第二内部磁铁64a、64b在绕轴方向上相隔预定距离并列设置。而且，外部磁铁58a在绕轴方向上配置于第一内部磁铁64a和第二内部磁铁64b之间。第一内部磁铁64a和第二内部磁铁64b的磁铁强度大致相同，驱动环60通常位于外部磁铁58a和第一内部磁铁64a之间的距离与外部磁铁58a和第二内部磁铁64b之间的距离大致相等的位置。
接着，说明本变形例的内窥镜系统20的作用效果。使聚焦环46在从第二内部磁铁64b朝向第一内部磁铁64a的方向旋转的情况下，外部磁铁58a和第一内部磁铁64a之间的距离减少而小于外部磁铁58a和第二内部磁铁64b之间的距离。而且，在外部磁铁58a和第一内部磁铁64a之间作用的斥力大于在外部磁铁58a和第二内部磁铁64b之间作用的斥力。其结果，第一内部磁铁64a在从第二内部磁铁64b朝向第一内部磁铁64a的方向上与驱动环60一起旋转。另一方面，使聚焦环46逆旋转的情况下，驱动环60也逆旋转。因此，本变形例的内窥镜系统20发挥与第一实施方式的内窥镜系统20相同的效果。
图5示出本发明的第二实施方式。对于具有与第一实施方式的变形例相同的功能的结构，赋予相同的标号，省略说明。本实施方式具有2个与第一实施方式的变形例相同的基本配置。即，第一外部磁铁58a以及第一和第二内部磁铁64a、64b采用与第一实施方式的变形例相同的方式配置。而且，在聚焦环46上配置有第二外部磁铁58b，所述第二外部磁铁58b相对于中心轴L与第一外部磁铁58a对称。并且，在驱动环60上配置有第三和第四内部磁铁64c、64d，所述第三和第四内部磁铁64c、64d相对于中心轴L与第一和第二内部磁铁64a、64b对称。即，第二外部磁铁58b以及第三和第四内部磁铁64c、64d采用与第一外部磁铁58a以及第一和第二内部磁铁64a、64b相同的方式配置，形成基本配置。
接着，说明本实施方式的内窥镜系统20的作用效果。旋转操作了聚焦环46时，通过第一外部磁铁58a以及第一和第二内部磁铁64a、64b之间的斥力加上第二外部磁铁58b以及第三和第四内部磁铁64c、64d之间的斥力的作用，驱动环60旋转。这样，在本实施方式中使用2个基本配置，所以与使用了一个基本配置的情况相比，能够以强斥力旋转驱动环60。所以，驱动环60相对于聚焦环46的追随性得到了提高。
图6示出本发明的第三实施方式。对于具有与第一实施方式相同的功能的结构，赋予相同的标号，省略说明。本实施方式是在整个绕轴方向上交错配置外部磁铁和内部磁铁的结构。即，在聚焦环46上配置有第一～第四外部磁铁58a、58b、58c、58d，在驱动环60上配置有第一～第四内部磁铁64a、64b、64c、64d。而且，第一～第四外部磁铁58a、…、58d和第一～第四内部磁铁64a、…、64d在整个绕轴方向上依次相互交错配置。
并且，通过第一和第二外部磁铁58a、58b以及第一内部磁铁64a形成与第一实施方式相同的基本配置。同样地，通过第二和第三外部磁铁58b、58c以及第二内部磁铁64b等形成与第一实施方式相同的基本配置。并且，通过第二外部磁铁58b以及第一和第二内部磁铁64a、64b等，形成与第一实施方式的变形例相同的基本配置。
接着，说明本实施方式的内窥镜系统20的作用效果。使聚焦环46沿绕轴方向的预定的一个方向旋转的情况下，通过第一外部磁铁58a和第一内部磁铁64a之间、第二外部磁铁58b和第二内部磁铁64b之间等的斥力的作用，驱动镜头旋转。另一方面，使聚焦环46沿逆方向旋转的情况下，通过第一外部磁铁58a和第四内部磁铁64d之间、第二外部磁铁58b和第一内部磁铁64a之间等的斥力的作用，驱动镜头旋转。这样，本实施方式中，使用4组基本配置，驱动环60相对于聚焦环46的追随性进一步提高。并且，内部磁铁64a和外部磁铁58a在整个绕轴方向上依次交错配置。即，使用为形成预定数量的基本配置所需的最小数量的磁铁。因此，可将摄像头34小型化。
图7A～图7C示出本发明的第四实施方式。对于具有与第一实施方式相同的功能的结构，赋予相同的标号，省略说明。如图7A和图7B所示，在外壳56的内周面上内插有作为内部部件(内部环状部件)的圆筒状的镜头架61，所述镜头架61可沿外壳56的中心轴L的绕轴方向自由旋转。在该镜头架61的外周面上突设有第一内部磁铁64a。该第一内部磁铁64a具有作为凸轮销的功能，其插入并卡合在形成于外壳56的内周面的第一凸轮槽70a内。该第一凸轮槽70a以螺旋状延设在外壳56的内周面。聚焦环46的第一和第二外部磁铁58a、58b在延设有螺旋状的第一凸轮槽70a的整个轴方向、即第一内部磁铁64a可移动的整个轴方向上延伸。如图7B所示，第一和第二外部磁铁58a、58b以及第一内部磁铁64a在绕轴方向的配置与第一实施方式相同。
并且，本实施方式的摄像头具有图7C所示的图像旋转器72。该图像旋转器72具有结构与图7A和图7B所示的聚焦环46、第一和第二外部磁铁58a、58b、第一内部磁铁64a、第一凸轮槽70a、以及镜头架61相同的旋转环46b、未图示的第三和第四外部磁铁、第二内部磁铁64b、第二凸轮槽70b、以及棱镜架61b。其中，第二凸轮槽70b在中心轴L的绕轴方向上延设。并且，棱镜架61b的内腔中配设有梯形棱镜74，所述梯形棱镜74用于以光轴为中心旋转观察图像。
接着，说明本实施方式的内窥镜系统20的作用效果。进行调焦时，旋转操作聚焦环46。其结果，与第一实施方式相同地，第一内部磁铁64a沿绕轴方向旋转。此时，第一内部磁铁64a沿螺旋状的第一凸轮槽70a滑动，镜头架61沿绕轴方向旋转的同时在轴方向上移动。这样进行调焦。并且，要使观察图像旋转时，旋转操作旋转环46b。其结果，与第一内部磁铁64a同样地，第二内部磁铁64b沿绕轴方向旋转，第二内部磁铁64b沿第二凸轮槽70b滑动，棱镜架61b沿绕轴方向旋转。而且，梯形棱镜74以光轴为中心沿绕轴方向旋转，观察图像被旋转操作。本实施方式中，无需为将第一内部磁铁64a的旋转运动转换成直线运动而使用驱动环60等部件，从而部件数量减少。
图8A～图8D示出本发明的第五实施方式。对于具有与第一实施方式相同的功能的结构，赋予相同的标号，省略说明。如图8A所示，在本实施方式的摄像头34的主体部35上配设用于进行调焦的聚焦旋钮78。如图8B和图8C所示，该聚焦旋钮78具有贯通主体部35的圆柱部80。该圆柱部80相对于主体部35沿自身的中心轴M的绕轴方向自由旋转。圆柱部80的外侧端部上配设有旋转操作的凸缘状的大径部82。另一方面，在圆柱部80的内侧端面上，突起部84沿中心轴M的轴方向延伸。该突起部84配置成其中心与圆柱部80的中心轴M偏离。
如图8B和图8D所示，该突起部84插入并卡合在形成于作为外部部件(外部环状部件)的圆筒状的滑动环86的外周面上的缺口部88内。该缺口部88以在滑动环86的径向和轴方向的两个方向上正交的方式延设。并且，滑动环86外插于外壳56，可相对于外壳56沿外壳56的中心轴L的轴方向自由滑动。滑动环86的内周面侧埋设有第一外部磁铁58a。第一外部磁铁58a配置成，轴方向的前端侧(图中左侧)为N极，后端侧为S极。
外壳56的内周面内插有圆筒状的镜头架61，所述镜头架61在轴方向上自由滑动。镜头架61的外周面侧埋设有第一和第二内部磁铁64a、64b。这些第一和第二内部磁铁64a、64b在轴方向上相隔预定距离并列设置，第一内部磁铁64a配置在前端侧，第二内部磁铁64b配置在后端侧。并且，第一和第二内部磁铁64a、64b配置成，轴方向的前端侧为S极，后端侧为N极。
此外，第一外部磁铁58a在轴方向上配置在第一内部磁铁64a和第二内部磁铁64b之间，在绕轴方向上与第一和第二内部磁铁64a、64b对齐。第一内部磁铁64a和第二内部磁铁64b的磁铁的强度大致相同，镜头架61通常位于第一外部磁铁58a和第一内部磁铁64a之间的距离与第一外部磁铁58a和第二内部磁铁64b之间的距离大致相等的位置。此处，由第一外部磁铁58a以及第一和第二内部磁铁64a、64b形成基本配置。
而且，在滑动环86上配置有第二外部磁铁58b，所述第二外部磁铁58b相对于中心轴L与第一外部磁铁58a对称。并且，在镜头架61上配置有第三和第四内部磁铁64c、64d，所述第三和第四内部磁铁64c、64d相对于中心轴L与第一和第二内部磁铁64a、64b对称。即，由第二外部磁铁58b以及第三和第四内部磁铁64c、64d形成基本配置。
接着，说明本实施方式的内窥镜系统20的作用。进行调焦时，旋转操作聚焦旋钮78。使聚焦旋钮78沿一个方向旋转的情况下，聚焦旋钮78的突起部84以圆柱部80的中心轴M为中心沿一个方向转动。其结果，突起部84沿滑动环86的缺口部88滑动，并且滑动环86沿外壳56的中心轴L的轴方向的一个方向滑动。
此处，假设滑动环86向从第二内部磁铁64b朝向第一内部磁铁64a的方向即前端侧移动。该情况下，第一外部磁铁58a和第一内部磁铁64a之间的距离减少而小于第一外部磁铁58a和第二内部磁铁64b之间的距离。而且，作用在第一外部磁铁58a和第一内部磁铁64a之间的斥力大于作用在第一外部磁铁58a和第二内部磁铁64b之间的斥力。其结果，第一内部磁铁64a与镜头架61一起向前端侧移动。第二外部磁铁58b以及第三和第四内部磁铁64c、64d也同样地动作。
另一方面，在逆旋转聚焦旋钮78的情况下，镜头架61向后端侧移动。即，通过旋转操作聚焦旋钮78，对焦镜头组54沿光轴方向进退。
因此，本实施方式的内窥镜系统20发挥如下效果。将聚焦旋钮78的旋转运动转换成滑动环86的直线运动，利用第一和第二外部磁铁58a、58b以及第一～第四内部磁铁64a，…，64d将滑动环86的直线运动转换成镜头架61的直线运动。即，与第一实施方式不同，将旋转运动转换成直线运动的机构配置在气密容器42的外部，容易进行相关机构的维护。
另外，本实施方式中，基本配置为相对于中心轴L对称的配置，但也可以在绕轴方向上并列设置3个以上。该情况下，与使用了2个基本配置的情况相比，能够以强斥力使镜头架61滑动，镜头架61相对于滑动环86的追随性提高。
图9示出本发明的第五实施方式的变形例。对于具有与第五实施方式相同的功能的结构，赋予相同的标号，省略说明。本变形例中作为基本配置使用了2个外部磁铁和1个内部磁铁。
在滑动环86的内周面侧，第一和第二外部磁铁58a、58b在轴方向上相隔预定距离并列设置。并且，在镜头架61的外周面侧，第一内部磁铁64a在轴方向上配置在第一外部磁铁58a和第二外部磁铁58b之间。并且，相对于中心轴L，与第一和第二外部磁铁58a、58b以及第一内部磁铁64a对称地配置有第三和第四外部磁铁58c、58d以及第二内部磁铁64b。
接着，说明本实施方式的内窥镜系统20的作用效果。滑动环86在从第二外部磁铁58b朝向第一外部磁铁58a的方向上移动的情况下，在第二外部磁铁58b和第一内部磁铁64a之间作用的斥力大于在第一外部磁铁58a和第一内部磁铁64a之间作用的斥力。其结果，第一内部磁铁64a在从第二外部磁铁58b朝向第一外部磁铁58a的方向上与镜头架61一起移动。另一方面，滑动环86沿逆方向移动的情况下，镜头架61也沿逆方向移动。因此，本变形例的内窥镜系统20发挥与第五实施方式的内窥镜系统20相同的效果。
图10示出本发明的第六实施方式。对于具有与第一实施方式相同的功能的结构，赋予相同的标号，省略说明。在本实施方式的聚焦环46的内周面，在外壳56的中心轴L的轴方向上延设有滑动槽90。该滑动槽90内收容有外部磁铁58a的中心轴L的径向外侧的部分，所述部分在轴方向上自由滑动。该外部磁铁58a配置成，轴方向的前端侧为S极，后端侧为N极。并且，外部磁铁58a的径向内侧的部分滑动自由地收容在形成于主体部35的外周面的凸轮槽70内。该凸轮槽70相对于中心轴L延设成螺旋状。
外壳56的内周面内插有圆筒状的镜头架61，所述镜头架61在轴方向上自由滑动。该镜头架61配置在外部磁铁58a的轴方向的后端侧。镜头架61的外周面侧埋设有内部磁铁64a。该内部磁铁64a配置成，轴方向的前端侧为N极，后端侧为S极。并且，内部磁铁64a在延设有螺旋状的凸轮槽70的整个绕轴方向、即外部磁铁58a可移动的整个绕轴方向上延伸。替代此，也可以在该整个绕轴方向上，配置多个内部磁铁64a。镜头架61通过作用在外部磁铁58a和内部磁铁64a之间的斥力向后端侧弹推。另一方面，在镜头架61的后端侧和外壳56的后端壁之间压缩配设有作为弹推部件的弹性部件例如弹簧92。利用该弹簧92的弹力，向前端侧弹推镜头架61。镜头架61通常配置在外部磁铁58a和内部磁铁64a之间的斥力与弹簧92的弹力平衡的位置。
接着，说明本实施方式的内窥镜系统20的作用。进行调焦时，旋转操作聚焦环46。若聚焦环46沿绕轴方向旋转，则外部磁铁58a沿螺旋状的凸轮槽70滑动并沿聚焦环46的滑动槽90在轴方向上移动。此处，外部磁铁58a向后端侧移动的情况下，外部磁铁58a和内部磁铁64a之间的距离减少，外部磁铁58a和内部磁铁64a之间的斥力增大。其结果，内部磁铁64a与镜头架61一起向后端侧移动。于是，在外部磁铁58a和内部磁铁64a之间的斥力与弹簧92的弹力平衡的位置，镜头架61停止。
另一方面，若沿逆方向旋转操作聚焦环46，则外部磁铁58a向前端侧移动。该情况下，外部磁铁58a和内部磁铁64a之间的距离增加，外部磁铁58a和内部磁铁64a之间的斥力减少。其结果，利用施加到镜头架61上的向前端侧的弹力，镜头架61向前端侧移动。通过镜头架61向前端侧的移动，外部磁铁58a和内部磁铁64a之间的距离减少，外部磁铁58a和内部磁铁64a之间的斥力增大。于是，在外部磁铁58a和内部磁铁64a之间的斥力与弹簧92的弹力平衡的位置，镜头架61静止。
因此，本实施方式的内窥镜系统20发挥如下的效果。利用内部磁铁64a和外部磁铁58a之间的斥力，使镜头架61沿一个方向移动，利用弹簧92的弹力使镜头架61沿逆方向移动。即，利用弹簧92来实现往返运动的一个方向的移动，所以可减少磁铁的数量。
图11A至图11D示出本发明的第七实施方式。对于具有与第一实施方式相同的功能的结构，赋予相同的标号，省略说明。如图11A所示，在本实施方式的主体部35上第一和第二开关94a、94b配设在相对于外壳56的中心轴L相互对置的位置。
这些第一和第二开关94a、94b具有第一和第二贯通孔96a、96b，所述第一和第二贯通孔96a、96b沿中心轴L的径向贯穿主体部35。在主体部35的外周面分别覆设有具有可挠性的第一和第二板状部件98a、98b，所述第一和第二板状部件98a、98b覆盖这些第一和第二贯通孔96a、96b。这些第一和第二板状部件98a、98b具有覆盖第一和第二贯通孔96a、96b的部分向径向外侧突出的凸形状。而且，在第一和第二贯通孔96a、96b内分别收容有第一和第二外部磁铁58a、58b，所述第一和第二外部磁铁58a、58b可沿径向自由滑动。这些第一和第二外部磁铁58a、58b配置成，径向外侧为N极，径向内侧为S极。第一和第二外部磁铁58a、58b的径向外侧面固定在第一和第二板状部件98a、98b的凸形状部分的径向内侧面上。
即，第一和第二外部磁铁58a、58b的径向外侧的部分从主体部35突出，可下按。本实施方式中，由第一和第二板状部件98a、98b以及主体部35形成外部部件。
在外壳56的内部内插有圆筒状的内侧主体部76。在该内侧主体部76上沿径向形成有第三和第四贯通孔96c、96d。这些第三和第四贯通孔96c、96d形成在相对于中心轴L对称的位置，在绕轴方向上分别与第一和第二贯通孔96a、96b对齐。
第三和第四贯通孔96c、96d内收容有第一和第二内部磁铁64a、64b，所述第一和第二内部磁铁64a、64b可沿径向自由滑动。这些第一和第二内部磁铁64a、64b配置成，径向外侧为S极，径向内侧为N极。在第一和第二内部磁铁64a、64b的径向的内侧面设有毛100，所述毛100在与中心轴L正交的面内向一个方向倾斜(参照图11B)。第一内部磁铁64a的毛100和第二内部磁铁64b的毛100在绕轴方向上相互沿逆方向倾斜。并且，毛100具有弹性，例如由金属线形成。毛100的延出端部与内插于内侧主体部76的镜头架61的外周面摩擦卡合。
该镜头架61相对于内侧主体部76在绕轴方向上自由旋转且在轴方向上自由滑动。但是，在镜头架61的外周面突设有凸轮销67。该凸轮销67插入并卡合在贯通内侧主体部76的凸轮槽70内。该凸轮槽70相对于中心轴L延设成螺旋状。
接着，说明本实施方式的内窥镜系统20的作用。进行调焦时，操作第一或第二开关94a、94b。按下了第一开关94a时，如图11C中箭头B所示，第一外部磁铁58a向径向内侧移动。而且，第一外部磁铁58a和第一内部磁铁64a之间的距离减少，第一外部磁铁58a和第一内部磁铁64a之间的斥力增大。其结果，如图11D所示，第一内部磁铁64a向径向内侧移动，毛100弯曲成ㄑ字状。毛100利用自身的弹力而要恢复为直线状，此时，使镜头架61沿绕轴方向旋转。镜头架61的凸轮销67沿凸轮槽70移动，所以镜头架61沿绕轴方向移动并沿轴方向的一个方向移动。之后，若解除第一开关94a的按压，则利用第一板状部件98a的可挠性，第一外部磁铁58a要恢复到原来的状态，第一内部磁铁64a及其毛100也要恢复为原来的状态。这样重复第一开关94a的按压，使镜头架61沿轴方向的一个方向移动。
按下了第二开关94b的情况下，与第一开关94a的情况相同，镜头架61沿绕轴方向旋转。但是，第二内部磁铁64b的毛100在绕轴方向上向第一内部磁铁64a的毛100的逆方向倾斜，所以镜头架61向逆方向旋转并沿轴方向的逆方向移动。这样，操作第一开关94a和第二开关94b，进行调焦。
因此，本实施方式的内窥镜系统20发挥如下效果。通过使第一和第二外部磁铁58a、58b相对于外壳56在径向上往返，使第一和第二内部磁铁64a、64b在径向上往返。而且，利用第一和第二内部磁铁64a、64b分别在径向上移动，通过毛100，使镜头架61在轴方向上往返。即，无需为了使镜头架61向轴方向往返，而沿绕轴方向旋转操作第一和第二外部磁铁58a、58b。因此，即使在旋转操作被限制的情况下，也能够容易进行调焦。
图12示出本发明的第七实施方式的变形例。对于具有与第七实施方式相同的功能的结构，赋予相同的标号，省略说明。本实施方式的摄像头具有与第七实施方式相同的主体部35、第一和第二开关94a、94b、外壳56、内侧主体部76、第一和第二内部磁铁64a、64b。其中，第一内部磁铁64a的毛100在与包括外壳56的中心轴L和第一贯通孔96a的贯通轴的平面平行的平面内向轴方向的一个方向倾斜。第二内部磁铁64b的毛100在相同的平面内向轴方向的另一方向倾斜。并且，镜头架61在轴方向上自由滑动，凸轮销67(参照图11A)未突设，在内侧主体部76上没有形成凸轮槽70(参照图11A)。
接着，说明本实施方式的内窥镜系统20的作用效果。按下了第一开关94a的情况下，与第七实施方式相同地，第一内部磁铁64a向径向内侧移动。其结果，通过与第七实施方式相同的毛100的动作，镜头架61沿轴方向的一个方向移动。另一方面，按下了第二开关94b的情况下，镜头架61沿轴方向的逆方向移动。因此，本变形例发挥与第七实施方式相同的作用效果。
在上述的实施方式中，可以将磁铁的S极和N极全部反转配置，也可以将电磁铁用作磁铁。并且，在上述的实施方式中，作为密闭容器的一例，使用内部保持为气密的气密容器进行了说明。但是，密闭容器只要是将内部保持密闭的容器即可，还可以是例如内部保持成液密的液密容器。而且，在上述的实施方式中，以内窥镜的摄像头为例进行了说明，但本发明可以应用于具有内部密闭的密闭容器、利用配置在密闭容器的外部和内部的磁铁之间的磁力来操作该密闭容器内部的各种部件的所有医疗设备。
产业上的可利用性本发明提供一种医疗设备，其能够可靠地操作密闭容器内部的部件，并提高操作性，具有内部密闭的密闭容器，利用配置在密闭容器的外部和内部的磁铁之间的磁力，操作该密闭容器内部的各种部件。
权利要求
1.一种医疗设备，其特征在于，所述医疗设备包括密闭容器，其使内部密闭；至少一个外部磁铁，其可相对于所述密闭容器进行移动地设置在所述密闭容器的外部；外部部件，其设置在所述密闭容器的外部，使所述外部磁铁移动；至少一个内部磁铁，其可相对于所述密闭容器进行移动地设置于所述密闭容器的内部；以及内部部件，其设置于所述密闭容器的内部，通过所述内部磁铁的移动来进行移动，所述外部磁铁和所述内部磁铁配置成，通过所述外部磁铁的移动，使所述内部磁铁借助于所述外部磁铁和所述内部磁铁之间的斥力的作用而进行移动。
2.根据权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述外部磁铁为多个，所述外部磁铁可相对于所述密闭容器实现往返，在往返方向上并列设置，所述内部磁铁在所述往返方向上配置于所述外部磁铁之间。
3.根据权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述内部磁铁为多个，所述内部磁铁可相对于所述密闭容器实现往返，在往返方向上并列设置，所述外部磁铁在所述往返方向上配置于所述内部磁铁之间。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的医疗设备，其特征在于，所述密闭容器具有筒状的外壳，所述外部部件具有外部环状部件，所述外部环状部件以可在所述外壳的长度轴的绕轴方向上旋转的方式外插于所述外壳上，所述内部部件具有内部环状部件，所述内部环状部件以可在所述外壳的长度轴的绕轴方向上旋转的方式内插于所述外壳上，所述外部磁铁设置在所述外部环状部件上，所述内部磁铁设置在所述内部环状部件上。
5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的医疗设备，其特征在于，所述密闭容器具有筒状的外壳，所述外部部件具有外部环状部件，所述外部环状部件以可在所述外壳的长度轴的轴方向上移动的方式外插于所述外壳上，所述内部部件具有内部环状部件，所述内部环状部件以可在所述外壳的长度轴的轴方向上移动的方式内插于所述外壳上，所述外部磁铁设置在所述外部环状部件上，所述内部磁铁设置在所述内部环状部件上。
6.根据权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述密闭容器具有弹推部件，所述内部部件利用所述内部磁铁可向一方向移动，借助于所述弹推部件的弹推可向逆方向移动。
7.根据权利要求6所述的医疗设备，其特征在于，所述密闭容器具有筒状的外壳，所述外部磁铁可在所述外壳的长度轴的轴方向上移动，所述内部部件具有内部环状部件，所述内部环状部件以可在所述外壳的长度轴的轴方向上移动的方式内插于所述外壳上，所述内部磁铁设置在所述内部环状部件上。
8.根据权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述密闭容器具有筒状的外壳，所述外部磁铁可在所述外壳的长度轴的径向上实现往返，所述内部磁铁可在所述径向上实现往返。
全文摘要
本发明提供能够可靠地操作密闭容器内部的部件、并提高操作性的医疗设备。设置于密闭容器(42)外部的外部磁铁(58a)可相对于密闭容器(42)移动，外部部件(46)使外部磁铁(58a)移动。设置于密闭容器(42)内部的内部磁铁(64a)可相对于密闭容器(42)移动，内部部件(60)借助内部磁铁(64a)的移动来移动。外部磁铁(58a)和内部磁铁(64a)配置成，通过外部磁铁(58a)的移动，使内部磁铁(64a)借助外部磁铁(58a)和内部磁铁(64a)之间的斥力的作用而进行移动。
文档编号A61B1/00GK1968641SQ20058001979
公开日2007年5月23日 申请日期2005年3月30日 优先权日2004年6月18日
发明者高山大树, 萩原雅博, 竹腰聪, 山口贵夫, 大町健二, 清水正己 申请人:奥林巴斯株式会社