CN112165891B - 晶片透镜阵列、层叠透镜阵列、摄像单元、层叠透镜阵列的制造方法、内窥镜 - Google Patents

晶片透镜阵列、层叠透镜阵列、摄像单元、层叠透镜阵列的制造方法、内窥镜 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种能够有助于细径化的内窥镜，为此，本发明的内窥镜构成为具备：光学部件(106)，其是以同轴的方式层叠多个板状部件(104)并将多个板状部件固定而成的，该板状部件具有供使光学像成像的光透射的第1窗(101)、形成在第1窗的外周的第1遮光部(102)、以及形成在第1遮光部的外周侧且供照明光透射的第2窗(103)；摄像部(110)，其与光学部件的第1端的第1窗对置配置，使光学像成像；照明部(111)，其在摄像部的外周方向外侧与第2窗对置配置，出射照明光；以及罩部件(112A)，其具有与第1端这一侧的相反侧即第2端这一侧的第1窗对应的第3窗(114)、以及形成在第3窗的内周缘部且与第1遮光部对应的第2遮光部(113)，罩部件(112A)被配设为在与光学部件的第2端对置的位置配置第3窗和第2遮光部，且罩部件(112A)围绕光学部件的外周面。

Description

晶片透镜阵列、层叠透镜阵列、摄像单元、层叠透镜阵列的制 造方法、内窥镜
技术领域
本发明涉及以同轴的方式层叠并粘接固定了晶片透镜而成的晶片透镜阵列、按照每个规定区域将晶片透镜阵列切出而形成的层叠透镜阵列、由层叠透镜阵列和使光学像成像的摄像元件构成的摄像单元、层叠透镜阵列的制造方法、以及将层叠透镜阵列应用为摄像光学系统及照明光学系统的内窥镜，其中，所述晶片透镜是在平面上排列多个光学元件而形成的。
背景技术
以往，具有细长管形状的插入部而构成的内窥镜例如被广泛用于医疗领域和工业领域等中。其中，在医疗领域中使用的医疗用内窥镜构成为，能够将插入部向例如生物体的体腔内插入而观察脏器等，或者根据需要，使用内窥镜所具备的插入到处置器具插通通道内的处置器具而对该脏器等实施各种处置。此外，在工业领域中使用的工业用内窥镜构成为，能够将插入部向例如喷气发动机、工厂配管等装置或机械设备等的内部插入，观察并检查该装置或机械设备内的伤或腐蚀等的状态。
在这种内窥镜中，尤其是在用于医疗领域的医疗用内窥镜中，为了提高向生物体的体腔内插入插入部时的插入性，始终要求插入部的前端部的细径化、前端硬质部件的硬质长度的小型化及缩短化。
通常，在这种内窥镜中，在设置于插入部的前端部的前端硬质部件的内部配设有各种结构单元(例如，由摄像光学系统、摄像元件及其摄像基板等构成的摄像单元、处置器具插通通道、照明用导光纤维束等)。
因此，为了实现内窥镜的插入部的前端部的细径化、前端硬质部件的硬质长度的小型化及缩短化，例如对设置于前端硬质部件的内部的各种结构单元的配置进行了研究，努力使该各结构单元分别小型化。
例如，近年来，作为对构成摄像单元的一部分的摄像光学系统、照明光学系统的小型化的研究，提出了针对层叠透镜阵列的方案，该层叠透镜阵列通过将多个光学元件(由玻璃或树脂成型品构成的光学透镜)沿光轴方向同轴地层叠多个并粘接固定而形成，例如通过日本特许公开2018-50769号公报、日本特许公开2010-91986号公报等，提出了各种将该层叠透镜阵列应用为物镜光学系统的内窥镜。
通过上述日本特许公开2018-50769号公报、上述日本特许公开2010-91986号公报等公开的层叠透镜阵列的构造例如构成为具有：光学透镜部，其使来自观察对象物的光透射而使该观察对象物的光学像成像；以及，粘接部，其用于在包围该光学透镜部的外周的区域在光轴方向上固定各光学透镜彼此。而且，构成为在比该粘接部更靠外周侧的区域配置照明光学系统。
这样，在通过上述日本特许公开2018-50769号公报、上述日本特许公开2010-91986号公报等公开的层叠透镜阵列的构造中，存在外径尺寸变大了粘接部的区域的量这样的问题点。
因此，为了实现该层叠透镜阵列的进一步的小径化，考虑例如确保粘接部区域并使光学透镜部小径化这样的结构。
但是，由于光学透镜部具有会聚来自观察对象物的光的功能，因此，当使该光学透镜部小径化时，作为光学透镜的会聚性发生劣化，存在会降低由该光学透镜部成像的光学像的分辨率这样的问题点。因此，仅利用以往的层叠透镜阵列的构造时，在实现内窥镜的前端部的细径化的方面存在极限。
本发明是鉴于上述方面而完成的，其目的在于，提供一种以简单的结构实现了低成本化的晶片透镜，并且通过将使用该晶片透镜而形成的层叠透镜阵列应用于内窥镜，从而提供能够有助于进一步的细径化的层叠透镜阵列、内窥镜。
发明内容
用于解决问题的手段
本发明的一方案的晶片透镜阵列以同轴的方式层叠有多个晶片透镜，并且多个层叠的所述晶片透镜彼此在如下的第2窗的区域中被粘接固定，所述晶片透镜是在平面上排列多个板状部件而形成的，该板状部件具有：第1窗，其供使光学像成像的光透射；遮光部，其形成在所述第1窗的外周缘部；以及所述第2窗，其形成在所述遮光部的外周侧且供照明光透射。
本发明的一方案的层叠透镜阵列是通过按照每个规定的区域切出晶片透镜阵列而形成的，该晶片透镜阵列以同轴的方式层叠多个晶片透镜，并且多个层叠的所述晶片透镜彼此在如下的第2窗的区域中被粘接固定，该晶片透镜是在平面上排列多个板状部件而形成的，该板状部件具有：第1窗，其配置有供使光学像成像的光透射的光学透镜；遮光部，其形成在所述第1窗的外周缘部；以及所述第2窗，其形成在所述遮光部的外周侧且供照明光透射。
本发明的另一方案的层叠透镜阵列以同轴的方式层叠有多个板状部件，并且多个层叠的所述板状部件彼此在如下的第2窗的区域中被粘接固定，该板状部件具有：第1窗，其配置有供使光学像成像的光透射的光学透镜；遮光部，其形成在所述第1窗的外周缘部；以及所述第2窗，其形成在所述遮光部的外周侧且供照明光透射。
本发明的一方案的摄像单元具有层叠透镜阵列和摄像元件，所述层叠透镜阵列以同轴的方式层叠有多个板状部件，并且多个层叠的所述板状部件彼此在如下的第2窗的区域中被粘接固定，该板状部件具有：第1窗，其配置有供使光学像成像的光透射的光学透镜；遮光部，其形成在所述第1窗的外周缘部；以及所述第2窗，其形成在所述遮光部的外周侧且供照明光透射，所述摄像元件与所述层叠透镜阵列的所述第1窗对置地配置，并使所述光学像成像。
本发明的另一方案的层叠透镜阵列的制造方法具有以下步骤：在平面上排列多个板状部件而形成晶片透镜，该板状部件具有：第1窗，其配置有供使光学像成像的光透射的光学透镜；遮光部，其形成在所述第1窗的外周缘部；以及第2窗，其形成在所述遮光部的外周侧且供照明光透射；以同轴的方式层叠多个所述晶片透镜，将多个层叠的所述晶片透镜彼此在所述第2窗的区域中粘接固定，形成晶片透镜阵列；以及通过按照每个规定的区域切出所述晶片透镜阵列，形成层叠透镜阵列。
本发明的一方案的内窥镜具备：光学部件，其是以同轴的方式层叠有多个板状部件并将多个所述板状部件在如下的第2窗的区域中粘接固定而成的，其中，所述板状部件具有第1窗、第1遮光部、以及所述第2窗，该第1窗供使光学像成像的光透射，该第1遮光部形成在所述第1窗的外周，该第2窗形成在所述第1遮光部的外周侧且供照明光透射；摄像部，其与所述光学部件的第1端的所述第1窗对置地配置，并使所述光学像成像；以及照明部，其配置在所述摄像部的外周方向外侧，与所述第1端的所述第2窗对置地配置，并出射所述照明光。
本发明的另一方案的内窥镜具备：光学部件，其是以同轴的方式层叠有多个板状部件并将多个所述板状部件固定而成的，其中，所述板状部件具有第1窗、第1遮光部、以及第2窗，该第1窗供使光学像成像的光透射，该第1遮光部形成在所述第1窗的外周，该第2窗形成在所述第1遮光部的外周侧且供照明光透射；摄像部，其与所述光学部件的第1端的所述第1窗对置地配置，并使所述光学像成像；照明部，其配置在所述摄像部的外周方向外侧，与所述第1端的所述第2窗对置地配置，并出射所述照明光；以及罩部件，其具有第3窗和第2遮光部，该第3窗与所述第1端这一侧的相反侧即第2端这一侧的所述第1窗对应，该第2遮光部形成在所述第3窗的内周缘部且与所述第1遮光部对应，所述罩部件被配设为在与所述光学部件的所述第2端对置的位置配置所述第3窗和所述第2遮光部，且所述罩部件围绕所述光学部件的外周面。
根据本发明，可提供以简单的结构实现了低成本化的晶片透镜，并且通过将使用该晶片透镜而形成的层叠透镜阵列应用于内窥镜，从而可提供能够有助于进一步的细径化的层叠透镜阵列、内窥镜。
附图说明
图1是示出应用本发明的各实施方式的层叠透镜阵列的内窥镜的概要结构的外观图。
图2是将从图1的箭头[2]方向观察图1的内窥镜的前端部时的情形放大示出的主要部分放大立体图。
图3是示出本发明的第1实施方式的晶片透镜的概要结构的概要俯视图。
图4是将图3的箭头[4]所示的部分(板状部件的一个单位)放大示出的主要部分放大概要俯视图。
图5是示出将图3的晶片透镜以同轴的方式层叠多个而形成的晶片透镜阵列的概要结构的概要立体图。
图6是示出本发明的第1实施方式的层叠透镜阵列的概要结构的放大立体图。
图7是示出将本发明的第1实施方式的层叠透镜阵列应用于内窥镜的情况下的结构例的主要部分分解图。
图8是图7的组装图。
图9是示出本发明的第2实施方式的内窥镜的结构例的主要部分分解图。
图10是图9的组装图。
图11是示出本发明的第3实施方式的内窥镜的结构例的主要部分分解图。
图12是图11的组装图。
图13是示出本发明的第4实施方式的内窥镜的结构例的主要部分分解图。
图14是图13的组装图。
图15是示出本发明的第5实施方式的内窥镜的结构例的主要部分分解图。
图16是图15的组装图。
图17是示出关于本发明的各实施方式中的层叠透镜阵列的第1变形例的俯视图。
图18是示出关于本发明的各实施方式中的层叠透镜阵列的第2变形例的俯视图。
图19是示出关于本发明的各实施方式中的层叠透镜阵列的第3变形例的俯视图。
具体实施方式
以下，通过图示的实施方式来说明本发明。
在以下的说明中使用的各图是示意性示出的图，为了以在图上能够识别的程度的大小示出各结构要素，有时使各部件的尺寸关系、比例尺等按照每个结构要素而不同地示出。因此，本发明针对记载于各图的各结构要素的数量、各结构要素的形状、各结构要素的大小的比率、各结构要素的相对的位置关系等，不仅仅限定于图示的方式。
另外，以下所说明的各实施方式示出将层叠透镜阵列应用为内窥镜中的摄像光学系统及照明光学系统(导光部)的例子，该层叠透镜阵列是从使用本发明的晶片透镜而形成的层叠晶片透镜阵列中切出形成的。
[第1实施方式]
首先，在详细说明本发明的第1实施方式的层叠透镜阵列之前，以下使用图1、图2，主要说明应用该层叠透镜阵列的内窥镜的概要结构。
图1、图2示出应用本发明的各实施方式的层叠透镜阵列的内窥镜的概要结构的图。其中，图1是该内窥镜的外观图。此外，图2是将从图1所示的箭头[2]方向观察图1的内窥镜的前端部时的情形放大示出的主要部分放大立体图。
如图1所示，应用本发明的各实施方式的层叠透镜阵列的内窥镜1主要构成为具备插入部2、操作部3、通用缆线4、以及内窥镜连接器5等。
插入部2是形成为细长管形状且向生物体的体腔内插入的管状部件。该插入部2形成为从前端侧依次连接设置有前端部6、弯曲部7、可挠管部8，整体上具备挠性。
其中，前端部6构成为在内部设置有前端硬质部件，在该前端硬质部件的内部具有各种结构单元，例如由摄像光学系统、摄像元件及其摄像基板等构成的摄像装置即摄像单元、处置器具插通通道、由照明光学系统及照明用导光纤维束等构成且朝向前方照射照明光的照明部即照明单元等(均未图示)。
弯曲部7是如下的机构单元，该机构单元构成为受理设置于操作部3的操作部件中的用于进行弯曲操作的弯曲旋钮的转动操作，使得能够沿上下左右方向主动地弯曲。
可挠管部8是形成为具有柔软性使得被动地挠曲自如的管状部件。除了处置器具插通通道之外，从内置于前端部6的摄像单元延伸且经由操作部3的内部向通用缆线4的内部延伸设置的各种电信号线、将从作为外部设备的光源装置发出的光向设置于前端部6的前端面的照明窗12(参照图2)引导的导光纤维束(未图示)等也穿过在该可挠管部8的内部。
操作部3与插入部2的基端部连接设置，是具有多个操作部件等而构成的结构单元。
通用缆线4是具有挠性且从操作部3延伸的中空的管状部件。该通用缆线4是如下的复合缆线，该复合缆线在内部贯穿插入有：从插入部2的前端部6穿过该插入部2的内部并经由操作部3的内部而延伸的各种电信号线、从作为外部设备的光源装置(未图示)延伸的导光纤维束、以及来自作为外部设备的送气送水装置(未图示)的送气送水用管等。
内窥镜连接器5是配设在通用缆线4的前端且用于确保与外部设备的连接的连接部件。该内窥镜连接器5构成为，除了具有将作为外部设备的视频处理器(未图示)之间连接的电连接器部(未图示)之外，还具有将连接作为外部设备的光源装置(未图示)之间的导光束和汇总了上述各种电信号线的电缆线(未图示)连接的光源连接器部、以及将来自作为外部设备的送气送水装置(未图示)的送气送水用管(未图示)连接的送气送水塞(未图示)等。
如图2所示，在内窥镜1的插入部2的前端部3的前端面6a设置有观察窗11、照明窗12、处置器具插通通道开口13、以及送水喷嘴14等。
其中，观察窗11是设置在摄像单元中包含的摄像光学系统(后述)的前表面侧且取入来自观察对象物的光的开口窗。由玻璃或树脂原材料构成的透明平板部件嵌入到该观察窗11。
照明窗12是设置在照明单元(照明部)的前表面侧、且将从光源装置发出并由导光纤维束(未图示)引导的光朝向该内窥镜1的前方出射的开口窗。
处置器具插通通道开口13是贯穿插入插入部2的内部的处置器具插通通道的前端开口，是用于使贯穿插入该处置器具插通通道的内部的处置器具的前端侧突出的开口部。
送水喷嘴14是设置于来自送气送水装置(未图示)的送气送水用管的前端部、且将从该送气送水装置送出的气体或液体朝向观察窗11的外面射出的喷出口。
通过图1例示的内窥镜1例如是具备具有挠性的插入部2的被称为所谓软性镜的内窥镜。该内窥镜1的基本结构具备与以往通常被实用化的方式的结构大致相同的结构。因此，针对内窥镜1的结构，省略进一步的说明。
另外，将图1、图2的箭头标号Ax所示的方向称为该内窥镜1的插入轴方向。沿着该插入轴Ax的方向也是与上述摄像单元的摄像光学系统的光轴大致一致的方向。
接着，以下使用图3～图6对本发明的第1实施方式的晶片透镜及层叠透镜阵列的基本结构进行说明。图3是示出本实施方式的晶片透镜的概要结构的概要俯视图。图4是将图3的箭头[4]所示的部分(板状部件的一个单位)放大示出的主要部分放大概要俯视图。图5是示出将图3的晶片透镜以同轴的方式层叠多个而形成的晶片透镜阵列的概要结构的概要立体图。图6是示出本实施方式的层叠透镜阵列的概要结构的放大立体图。
如图3所示，本实施方式的晶片透镜100是整体上形成为圆盘形状且由透明玻璃或透明树脂原材料形成的板部件。该晶片透镜100是在平面上排列多个作为光学元件的板状部件104而形成的。这里，图3所示的虚线D表示板状部件104各自的区域，该虚线D与后述的切割线大致一致。即，图4的标号F所示的矩形状的区域被认为是板状部件104的一个单位。
板状部件104的一个单位构成为具有第1窗101、第1遮光部102、以及第2窗103。
第1窗101是包括使来自观察对象物的光透射并使该观察对象物的光学像成像的光学透镜部在内的开口。因此，该第1窗101由透明玻璃或透明树脂原材料形成。
第1遮光部102是遮挡从第1窗101的外部向该第1窗101的内部入射的光的遮光部。因此，该第1遮光部102以包围第1窗101的外周的方式在第1窗101的外周缘部形成有例如黑色树脂原材料。
第2窗103形成在第1遮光部102的外周侧，由透明玻璃或透明树脂原材料形成，使得能够使后述的照明光透射。
这种方式的晶片透镜100整体上例如由透明玻璃或透明树脂原材料形成，第1遮光部102的区域例如通过双色成型或嵌件成型而形成。
如图5所示，这样形成的晶片透镜100在沿着图5的箭头O方向的方向上以同轴的方式层叠多张而形成层叠晶片透镜阵列200。此时，各晶片透镜100的多个第1窗101和多个第1遮光部102配置为分别在光轴O方向上大致一致。另外，在图5的例示中，示出了以同轴的方式层叠5张晶片透镜100的方式。
另外，在该情况下，在各晶片透镜100彼此对置的各面上的第2窗103的区域，在两者之间涂敷由照明光能够透射的光透射原材料构成的透明粘接材料105。通过该透明粘接材料105的作用，各晶片透镜100彼此在箭头O方向上被固定，形成层叠晶片透镜阵列200。
在针对这样形成的层叠晶片透镜阵列200沿着图5的虚线D按照每个规定的区域每(即板状部件104的每个单位)实施切割加工时，切出多个作为层叠光学部件的层叠透镜阵列106。
如图6所示，这样切出的层叠透镜阵列106被形成为将多个(本例中为5张)板状部件104沿着箭头O方向即形成第1窗101的光学透镜部的光轴方向以同轴的方式层叠而成的方式的透镜阵列。
另外，图6中斜线所示的区域是第2窗103。透明粘接材料105在与该第2窗103对应的斜线区域被涂敷在多个板状部件104相面对的部分(参照图6所示的标号105)。因此，在层叠透镜阵列106中构成为，在第1窗101和第2窗103的各区域中，光能够沿箭头O方向透射。
另一方面，第1遮光部102抑制透射第2窗103的光向第1窗101入射。同样，构成为也抑制光从第1窗101侧向第2窗103侧的出入。
以下，根据图7、图8来说明将这样构成的本实施方式的层叠透镜阵列106应用为内窥镜1的摄像光学系统及照明光学系统(导光部)时的方式。
图7、图8是示出将本实施方式的层叠透镜阵列应用于内窥镜的情况下的结构例的图。其中，图7是主要部分分解图，图8是组装图。
在将本实施方式的层叠透镜阵列106应用为内窥镜1的摄像光学系统及照明光学系统(导光部)时，成为如下的结构。
另外，在以下的说明中，以标号O示出层叠透镜阵列106的第1窗101的光学透镜部的光轴。而且，将层叠透镜阵列106中朝向内窥镜1的插入部2的基端侧的面称为第1端面或第1端。此外，将层叠透镜阵列106的相对于第1端面在沿着光轴O的方向上朝向相反侧的面(即朝向内窥镜1的插入部2的前端侧的面)称为第2端面或第2端。
如图7所示，在与层叠透镜阵列106的第1窗101的第1端面对置的位置配设有构成摄像单元的一部分的摄像部110(参照图7的箭头标号[A])。具体而言，摄像部110所包含的摄像元件的受光面被配置为与第1窗101的第1端面对置。
同样，在层叠透镜阵列106的各第2窗103的第1端面，配设有照明单元(照明部)的照明用导光纤维束111(参照图7的箭头标号[B])。在该情况下，照明用导光纤维束111配置在摄像部110的外周方向外侧。而且，该照明用导光纤维束111的前表面，即照明光的出射面配置为与第2窗103的第1端面对置。
根据这样的结构，层叠透镜阵列106作为摄像光学家及照明光学系统(导光部)发挥功能。
而且，在组入了摄像部110及照明用导光纤维束111的状态下的层叠透镜阵列106的外表面侧配设有罩部件112(参照图7的箭头标号[C]及图8)。该罩部件112形成为例如覆盖层叠透镜阵列106的前表面(第2端面)及径向(与光轴O正交的方向；外周方向)的外周面。而且，罩部件112由透明树脂原材料等形成。
层叠透镜阵列106、摄像部110、照明用导光纤维束111、罩部件112以规定的方式组装后的状态为图8所示的状态。该状态下的结构单元配置在内窥镜1的前端部3的前端硬质部件的内部的规定位置。
作为内窥镜1的其他结构与以往通常被实用化的内窥镜的结构大致相同。
如以上说明的那样，上述第1实施方式的晶片透镜100是在平面上排列多个板状部件104而形成的，该板状部件104具有包括使光透射并使光学像成像的光学透镜部在内的第1窗101、形成在第1窗101的外周缘部的第1遮光部102、以及形成在第1遮光部102的外周侧且使照明光透射的第2窗103。
在该情况下，在一张晶片透镜100上，通过双色成型或嵌件成型而形成了使光透射的第1窗101及第2窗103、以及在该第1窗101与第2窗103之间进行遮光的第1遮光部102，因此，能够有助于低成本化。
此外，本实施方式的层叠透镜阵列106是如下的层叠光学部件：以同轴的方式层叠多个晶片透镜100，在对置的第2窗103之间涂敷供照明光透射的透明粘接剂105，通过按照每个规定的区域(板状部件104)切出(切割)多个将多个晶片透镜100固定而成的层叠晶片透镜阵列200而形成。另外，也可以由具有粘合性的材料形成第1遮光部102，利用该粘合性来固定多个晶片透镜100。
根据该结构，以同轴的方式层叠的多个晶片透镜100中的第2窗103可采用能够使照明光透射的方式。
因此，根据该结构，能够将与现有构造的层叠透镜阵列中无法利用而成为不需要的区域的粘接部相当的区域，即本实施方式中的第2窗103的区域有效用作照明光学系统的导光部。与此同时，能够与该粘接部的区域对应地使层叠透镜阵列106的外径尺寸小型化。
而且，本实施方式的内窥镜1将上述层叠透镜阵列106应用为摄像光学系统及照明光学系统的导光部。即，在与层叠透镜阵列106的一端的第1窗101对置的位置配置有摄像部110的受光面，在摄像部110的外周方向外侧配置有照明部(照明用导光纤维束111)，在与层叠透镜阵列106的一端的第2窗103对置的位置配置有照明部(照明用导光纤维束111)中的照明光的出射面。
根据这样的结构，通过在内窥镜1中将上述层叠透镜阵列106应用为摄像光学系统及照明光学系统的导光部，能够有助于内窥镜1的前端部3的小径化。
详细而言，由于构成为将第2窗103有效用作照明光学系统的导光部，因此，无需将照明用导光纤维束111设置至最前端部。因此，根据这样的结构，能够有助于内窥镜1的前端部3的进一步的小径化。
[第2实施方式]
在上述的第1实施方式的内窥镜1中，如图8所示，构成为在照明用导光纤维束111中传递的照明光经由层叠透镜阵列106的第2窗103从该第2窗103的前表面朝向前方出射。
在该情况下，在上述的第1实施方式的内窥镜1的结构中，包括第2窗103的层叠透镜阵列106的前表面(第2端面)被罩部件112覆盖。由于该罩部件112由透明树脂原材料等形成，因此，从第2窗103出射的照明光透射罩部件112而向前方照射。
此时，根据情况，例如图8的箭头L1所示的出射光有时在罩部件112的前表面112a上反射并如该图8的箭头L2所示那样成为向第1窗101入射的有害光(耀斑)。
对此，在本发明的第2实施方式中，提出了抑制这种有害光(耀斑)的结构。图9、图10是示出本发明的第2实施方式的内窥镜的结构例的图。其中，图9是主要部分分解图，图10是组装图。
本实施方式的基本结构与上述的第1实施方式大致相同。即，本实施方式的内窥镜在将与上述的第1实施方式所说明的层叠透镜阵列106相同的层叠透镜阵列应用为内窥镜的摄像光学系统及照明光学系统的导光部这一点完全相同。
另一方面，在本实施方式中，以覆盖层叠透镜阵列106的方式进行保持的罩部件112A的结构不同。除此以外的结构与上述的第1实施方式相同。因此，在以下的说明中，仅对不同的部分进行详述。
在本实施方式的内窥镜中，罩部件112A构成为具有第3窗114和第2遮光部113。
这里，第3窗114设置在与层叠透镜阵列106的第2端面侧的第1窗101对应的位置。该第3窗114由透明玻璃或透明树脂原材料形成。
此外，第2遮光部113是形成在第3窗114的内周缘部且与第1遮光部102对应的遮光部。该第2遮光部113是遮挡从第2窗103出射的照明光从第1窗101的前表面向内部入射的遮光部。因此，该第2遮光部113例如由黑色树脂原材料等形成。
第3窗114和第2遮光部113配置在与层叠透镜阵列106(光学部件)的前表面(第2端面)对置的位置。而且，罩部件112A配设为围绕层叠透镜阵列106(光学部件)的外周面。同时，罩部件112A配设为覆盖第2窗103的前表面。其他结构与上述的第1实施方式大致相同。
如以上说明的那样，根据上述第2实施方式，能够得到与上述的第1实施方式同样的效果。此外，根据本实施方式，能够抑制从第2窗103向前方出射的照明光被罩部件112A的前表面部分反射而作为返回光从第1窗101入射。因此，能够抑制有害光(耀斑)的产生，取得更加良好的图像。
[第3实施方式]
在上述的第2实施方式中，示出了将用于抑制有害光(耀斑)的产生的第2遮光部113和第3窗114设置于罩部件112A而构成的例子，但用于抑制耀斑的结构不限于该例示。以下说明的第3实施方式是针对抑制耀斑的结构的另一结构例。
图11、图12是示出本发明的第3实施方式的内窥镜的结构例的图。其中，图11是主要部分分解图，图12是组装图。
本实施方式的基本结构与上述的第1实施方式、第2实施方式大致相同。在本实施方式的内窥镜中，作为层叠光学部件的层叠透镜阵列106B的结构有些许不同，并且，以覆盖该层叠透镜阵列106B的方式进行保持的罩部件112B的结构也有些许不同。除此以外的结构与上述的第1实施方式、第2实施方式大致相同。因此，在以下的说明中，仅对不同的部分进行详述。
如图11所示，在本实施方式的内窥镜中应用的层叠透镜阵列106B采用将多个板状部件(104B、104)在沿着光轴O的方向上在同轴上层叠形成的方式。
在该情况下，层叠透镜阵列106B的最前端(第2端)的板状部件104B构成为在与第1窗对应的部分设置第4窗101B。该第4窗101B以与其他的板状部件104的第1窗101不同的方式构成。
换言之，第4窗101B配置在与层叠透镜阵列106B(光学部件)的靠另一端的第1窗101对置的位置，即最前端。
详细而言，第4窗101B使用相比于第1窗101耐药性较高的部件或高硬度的部件而形成。该第4窗101B是设置在该层叠透镜阵列106B的最前端的光学透镜部(物镜)。如后所述，该第4窗101B配置为从罩部件112B的前端面露出到外部。因此，第4窗101B期望构成为具有耐药性优异且难以损伤的性质。因此，最前端的第4窗101B由耐药性高的部件或硬度高的部件构成。另外，作为高硬度的部件，例如应用蓝宝石玻璃等硬质光学元件等。
此外，如图11等所示，第4窗101B形成为板厚比其他的第1窗101大，并且，形成为与板状部件104B中的第2窗103的前表面相比朝向前方有些许突出。
而且，第1遮光部102B也与该第4窗101B的突出量对应地延长配置，且配设为包围该第4窗101B的外周。因此，第1遮光部102B也形成为与板状部件104B的第2窗103的前表面相比有些许突出。
为了形成这种方式的板状部件104B，例如能够通过如下步骤形成：对使晶片透镜进行成型时，将与第4窗101B对应的部分设为空洞，对其他部分(第1遮光部102B、第2窗103)进行成型，在该成型后，将预先根据第4窗101B而另外形成的光学透镜部嵌入到与第4窗101B对应的空洞部分。
另外，作为与此不同的步骤，例如也考虑在对晶片透镜进行成型时在与第4窗101B对应的部分包含高硬度部件的光学透镜部而成型的步骤。
另一方面，罩部件112B形成为具有开口112Ba，在成为组入了层叠透镜阵列106B的状态(图12的状态)时，在与该层叠透镜阵列106B(光学部件)的另一端(前端)的第4窗101B对置的部位，该第4窗101B嵌合于该开口112Ba。
根据该结构，成为如下方式，即，在将层叠透镜阵列106B组入到罩部件112B时，第4窗101B从罩部件112B的前端面露出。
另外，在图12所示的状态下，图示出第4窗101B及第1遮光部102B的前端面与罩部件112B的前端面相比有些许突出的方式，但不限于该方式。例如，也可以构成为，使第4窗101B及第1遮光部102B的前端面与罩部件112B的前端面成为大致相同的面。其他结构与上述的各实施方式大致相同。
如以上说明的那样，根据这样构成的上述第3实施方式，能够得到与上述的各实施方式同样的效果。此外，根据本实施方式，由相比于第1窗101耐药性较高的部件或硬度较高的部件构成了层叠透镜阵列106B的最前端的第4窗101B，因此，能够成为耐药性优异的结构或者难以损伤的结构。因此，即便是该第4窗101B从罩部件112B的前端面露出的方式，也确保了对第4窗101B的损伤难度，因此，能够毫无问题地进行观察。
此外，与上述的各实施方式不同，在第4窗101B的前表面侧不存在构成罩部件112B的部件，因此，能够抑制有害光(耀斑)的产生。
此外，构成为第1遮光部102B延长配置至第4窗101B突出的部分。根据该结构，能够抑制从第2窗103向前方出射的照明光所引起的有害光(耀斑)的产生，取得更加良好的图像。
[第4实施方式]
在上述的第3实施方式中，示出如下例子：构成为在罩部件112B的前表面的与第4窗101B对应的部位形成开口112Ba，在该开口112Ba嵌合配置第4窗101B，由此，该第4窗101B的前表面从罩部件112B的前端面露出。
在以下说明的第4实施方式中，是如下例示：构成为不仅层叠透镜阵列的第1窗从罩部件的前端面露出，第2窗也从罩部件的前端面露出。
图13、图14是示出本发明的第4实施方式的内窥镜的结构例的图。其中，图13是主要部分分解图，图14是组装图。
本实施方式的基本结构与上述的各实施方式大致相同。在本实施方式的内窥镜中，作为层叠光学部件的层叠透镜阵列106C的结构有些许不同，并且，以覆盖该层叠透镜阵列106C的方式进行保持的罩部件112C的结构也有些许不同。除此以外的结构与上述的各实施方式大致相同。因此，在以下的说明中，仅对不同的部分进行详述。
如图13所示，在本实施方式的内窥镜中应用的层叠透镜阵列106C成为将多个板状部件(104C、104)在沿着光轴O的方向上在同轴上层叠而成的方式。
在该情况下，层叠透镜阵列106C的最前端(第2端)的板状部件104C构成为在与第1窗对应的部分设置第5窗101C。该第5窗101C以与其他的板状部件104的第1窗101不同的方式构成。
详细而言，第5窗101C由相比于第1窗101耐药性较高的部件或硬度较高的部件形成。该第5窗101C是设置在该层叠透镜阵列106C的最前端的光学透镜部(物镜)。如后所述，该第5窗101C配置为从罩部件112C的前端向外部露出。因此，第5窗101C期望构成为具有耐药性优异且难以损伤的性质。因此，最前端的第5窗101C由耐药性高的部件或硬度高的部件构成。
同样，层叠透镜阵列106C的最前端(第2端)的板状部件104C构成为在与第2窗对应的部分设置第6窗103C。该第6窗103C以与其他的板状部件104的第2窗103不同的方式构成。
该第6窗103C由相比于第2窗103耐药性较高的部件或硬度较高的部件形成。该第6窗103C是设置在该层叠透镜阵列106C的最前端的照明光学系统。如后所述，该第6窗103C配置为从罩部件112C的前端向外部露出。因此，第6窗103C也期望构成为具有耐药性优异且难以损伤的性质。因此，最前端的第6窗103C也由耐药性高的部件或硬度高的部件构成。
而且，在第5窗101C的外周且与第6窗103C之间的区域，形成有与第1遮光部102对应的第3遮光部102C。
为了形成这种方式的板状部件104C，例如能够通过以下步骤形成：在对晶片透镜进行成型时，将与第5窗101C对应的部分和与第6窗103C对应的部分设为空洞，对其他部分(第3遮光部102C)进行成型，在该成型之后，将预先根据第5窗101C而另外形成的光学透镜部嵌入到与第5窗101C对应的空洞部分，同样，将预先根据第6窗103C而另外形成的照明光学系统嵌入到与第6窗103C对应的空洞部分。
另外，作为与此不同的步骤，例如也考虑如下步骤：在对晶片透镜进行成型时，在与第5窗101C、第6窗103C分别对应的部分包含耐药性高的部件或高硬度部件的光学透镜部而进行成型。
另一方面，罩部件112C是使用非透明部件而形成为大致筒形状使得覆盖层叠透镜阵列106C的外周的前端外装部件。因此，该罩部件112C形成有开口112Ca，使得在成为组入了层叠透镜阵列106C的状态(图14的状态)时，该层叠透镜阵列106C(光学部件)的前端(第2端)向外部露出。根据该结构，成为在将层叠透镜阵列106C组入到罩部件112C时第5窗101C及第6窗103C从罩部件112C的前端露出的方式。其他结构与上述的各实施方式大致相同。
如以上说明的那样，根据这样构成的上述第4实施方式，能够得到与上述的各实施方式同样的效果。此外，根据本实施方式，由相比于第2窗103耐药性较高的部件或硬度较高的部件构成了层叠透镜阵列106C的最前端的第6窗103C，因此，能够成为耐药性优异的结构或难以损伤的结构。因此，即便是第6窗103C从罩部件112C的前端面露出的方式，也确保了对第6窗103C的耐药性、损伤难度，因此，能够毫无问题地进行观察。
[第5实施方式]
本发明的第5实施方式是对层叠透镜阵列中的照明光学系统的结构加以研究而得到的结构例。图15、图16是示出本发明的第5实施方式的内窥镜的结构例的图。其中，图15是主要部分分解图，图16是组装图。
本实施方式的基本结构与上述的第3实施方式大致相同。在本实施方式的内窥镜中，作为层叠光学部件的层叠透镜阵列106D中的照明光学系统的结构仅有些许不同。除此以外的结构与上述的第3实施方式相同。因此，在以下的说明中，仅对不同部分进行详述。
如图15所示，在本实施方式的内窥镜中应用的层叠透镜阵列106D成为将多个板状部件(104D、104)在沿着光轴O的方向上在同轴上层叠而成的方式。
在该情况下，层叠透镜阵列106D的最前端(第2端)的板状部件104D中的第2窗103D形成为具有使照明光扩散的扩散部(光折射部)。在该情况下，上述扩散部形成为从层叠透镜阵列106D(光学部件)的最前端(第2端)朝向基端(第1端)的凹面状。
另外，通过研究扩散部的形状，能够使照明光扩散，控制照明光的配光。其他结构与上述的第3实施方式大致相同。
如以上说明的那样，根据这样构成的上述第5实施方式，能够得到与上述的各实施方式同样的效果。此外，根据本实施方式，将层叠透镜阵列106D的第2窗103D形成为具有使照明光扩散的扩散部，因此，能够使照明光扩散，能够控制照明光的配光。
另外，在上述的第5实施方式中，在层叠透镜阵列106D中，示出具有扩散部的第2窗103D形成于该层叠透镜阵列106D的最前端的板状部件104D的例子，但不限于该结构。具有扩散部的第2窗103D设置于层叠透镜阵列106D(光学部件)所包含的任意一个第2窗即可。因此，例如，设置于图15、图16所示的标号103所示的第2窗的任意一个即可。即便在采用这种结构的情况下，也能够得到与上述的第5实施方式同样的效果。另外，虽然在第5实施方式中在第2窗103D或103设置了扩散部，但也能够在第4窗101B或第1窗101设置使光折射的光学部件(光折射部)，变更摄像光学系统的视野角或改变焦距。
此外，在上述的各实施方式中，将作为摄像光学系统的光学透镜部的第1窗、作为照明光学系统的导光部的第2窗的各形状例示为大致矩形状，但作为这些第1窗及第2窗的形状，不限于这些例示。
图17～图19是示出针对本发明的各实施方式中的层叠透镜阵列的各种变形例的图。
例如，如图17所示，也能够将构成层叠透镜阵列的板状部件104E的第2窗103E的外形形状构成为圆形状。
此外，根据成型模具的情况，如图18所示，在构成层叠透镜阵列的板状部件104F中，也考虑将第1遮光部102F设置于矩形状的第1窗101F的周缘的三个边并将另一边作为切割线的这种结构。即便在采用该结构的情况下，也构成为以包围第2窗103F的外周的方式设置罩部件(未图示)即可。
此外，如图19所示，在板状部件104G中，也可以构成为，将第2窗103G的外形形状形成为切掉了一部分的大致圆形状，将第1窗101G的一个边与第2窗103G的切口部配合地构成，并且，第1遮光部102G形成在第1窗101G的外周缘部。
这样，即便构成层叠透镜阵列的各板状部件以各种各样的形状及方式构成，也能够得到完全相同的作用及效果。
本发明不限于上述实施方式，在不脱离发明的主旨的范围内，当然能够实施各种变形、应用。此外，在上述实施方式中，包含各种阶段的发明，通过公开的多个结构要件中的适当的组合，能够提取出各种发明。例如，在即便从上述一实施方式所示的全部结构要件删除几个结构要件也能够解决发明要解决的问题并得到发明的效果的情况下，能够提取删除了该结构要件的结构作为发明。此外，也可以适当组合不同实施方式中的结构要素。本发明除了由附带的权利要求限定以外，不受到这些特定的实施方案的制约。
产业利用性
本发明不仅能够应用于医疗领域的内窥镜控制装置，也能够应用于工业领域的内窥镜控制装置。

Claims (13)

1.一种晶片透镜阵列，其特征在于，
所述晶片透镜阵列以同轴的方式层叠有多个晶片透镜，并且多个层叠的所述晶片透镜彼此在如下的第2窗的区域中被粘接固定，所述晶片透镜是在平面上排列多个板状部件而形成的，
该板状部件从中央区域至外周依次具有：
第1窗，其供使光学像成像的光透射；
遮光部，其形成在所述第1窗的外周缘部；以及
所述第2窗，其形成在所述遮光部的外周侧且供照明光透射，
所述多个晶片透镜中的每一个晶片透镜的所述第1窗在光轴方向上彼此对齐，所述多个晶片透镜中的每一个晶片透镜的所述第2窗在光轴方向上彼此对齐，沿光轴方向彼此对齐的第2窗之间设置有粘接剂。
2.根据权利要求1所述的晶片透镜阵列，其特征在于，
所述晶片透镜彼此通过由光透射原材料构成的透明粘接材料被粘接固定。
3.根据权利要求1所述的晶片透镜阵列，其特征在于，
在所述第1窗的内侧区域形成有光学透镜。
4.一种层叠透镜阵列，其特征在于，
所述层叠透镜阵列是通过按照每个规定的区域切割晶片透镜阵列而形成的，该晶片透镜阵列以同轴的方式层叠有多个晶片透镜，并且多个层叠的所述晶片透镜彼此在如下的第2窗的区域中被粘接固定，该晶片透镜是在平面上排列多个板状部件而形成的，
该板状部件从中央区域至外周依次具有：
第1窗，其配置有供使光学像成像的光透射的光学透镜；
遮光部，其形成在所述第1窗的外周缘部；以及
所述第2窗，其形成在所述遮光部的外周侧且供照明光透射，
所述多个晶片透镜中的每一个晶片透镜的所述第1窗在光轴方向上彼此对齐，所述多个晶片透镜中的每一个晶片透镜的所述第2窗在光轴方向上彼此对齐，沿光轴方向彼此对齐的第2窗之间设置有粘接剂。
5.一种层叠透镜阵列，其特征在于，
所述层叠透镜阵列以同轴的方式层叠有多个板状部件，并且多个层叠的所述板状部件彼此在如下的第2窗的区域中被粘接固定，
该板状部件从中央区域至外周依次具有：
第1窗，其配置有供使光学像成像的光透射的光学透镜；
遮光部，其形成在所述第1窗的外周缘部；以及
所述第2窗，其形成在所述遮光部的外周侧且供照明光透射，
所述多个板状部件中的每一个板状部件的所述第1窗在光轴方向上彼此对齐，所述多个板状部件中的每一个板状部件的所述第2窗在光轴方向上彼此对齐，沿光轴方向彼此对齐的第2窗之间设置有粘接剂。
6.一种摄像单元，其特征在于，
所述摄像单元具有层叠透镜阵列和摄像元件，
所述层叠透镜阵列以同轴的方式层叠有多个板状部件，并且多个层叠的所述板状部件彼此在如下的第2窗的区域中被粘接固定，
该板状部件从中央区域至外周依次具有：
第1窗，其配置有供使光学像成像的光透射的光学透镜；
遮光部，其形成在所述第1窗的外周缘部；以及
所述第2窗，其形成在所述遮光部的外周侧且供照明光透射，
所述摄像元件与所述层叠透镜阵列的所述第1窗对置地配置，并使所述光学像成像，
所述多个板状部件中的每一个板状部件的所述第1窗在光轴方向上彼此对齐，所述多个板状部件中的每一个板状部件的所述第2窗在光轴方向上彼此对齐，沿光轴方向彼此对齐的第2窗之间设置有粘接剂。
7.一种层叠透镜阵列的制造方法，其特征在于，具有以下步骤：
在平面上排列多个板状部件而形成晶片透镜，该板状部件从中央区域至外周依次具有：第1窗，其配置有供使光学像成像的光透射的光学透镜；遮光部，其形成在所述第1窗的外周缘部；以及第2窗，其形成在所述遮光部的外周侧且供照明光透射；
以同轴的方式层叠多个所述晶片透镜，将多个层叠的所述晶片透镜彼此在所述第2窗的区域中粘接固定，形成晶片透镜阵列，其中，多个所述晶片透镜中的每一个晶片透镜的所述第1窗在光轴方向上彼此对齐，多个所述晶片透镜中的每一个晶片透镜的所述第2窗在光轴方向上彼此对齐，沿光轴方向彼此对齐的第2窗之间设置有粘接剂；以及
通过按照每个规定的区域切割所述晶片透镜阵列，形成层叠透镜阵列。
8.一种内窥镜，其特征在于，
所述内窥镜具备：
光学部件，其是以同轴的方式层叠有多个板状部件并将多个所述板状部件在如下的第2窗的区域中粘接固定而成的，其中，所述板状部件从中央区域至外周依次具有第1窗、第1遮光部、以及所述第2窗，该第1窗配置有供使光学像成像的光透射的光学透镜，该第1遮光部形成在所述第1窗的外周，该第2窗形成在所述第1遮光部的外周侧且供照明光透射，所述多个板状部件中的每一个板状部件的所述第1窗在光轴方向上彼此对齐，所述多个板状部件中的每一个板状部件的所述第2窗在光轴方向上彼此对齐，沿光轴方向彼此对齐的第2窗之间设置有粘接剂；
摄像部，其与所述光学部件的第1端的所述第1窗对置地配置，并使所述光学像成像；以及
照明部，其配置在所述摄像部的外周方向外侧，与所述第1端的所述第2窗对置地配置，并出射所述照明光。
9.一种内窥镜，其特征在于，
所述内窥镜具备：
光学部件，其是以同轴的方式层叠有多个板状部件并将多个所述板状部件固定而成的，其中，所述板状部件从中央区域至外周依次具有第1窗、第1遮光部、以及第2窗，该第1窗配置有供使光学像成像的光透射的光学透镜，该第1遮光部形成在所述第1窗的外周，该第2窗形成在所述第1遮光部的外周侧且供照明光透射，所述多个板状部件中的每一个板状部件的所述第1窗在光轴方向上彼此对齐，所述多个板状部件中的每一个板状部件的所述第2窗在光轴方向上彼此对齐，沿光轴方向彼此对齐的第2窗之间设置有粘接剂；
摄像部，其与所述光学部件的第1端的所述第1窗对置地配置，并使所述光学像成像；
照明部，其配置在所述摄像部的外周方向外侧，与所述第1端的所述第2窗对置地配置，并出射所述照明光；以及
罩部件，其具有第3窗和第2遮光部，该第3窗与所述第1端这一侧的相反侧即第2端这一侧的所述第1窗对应，该第2遮光部形成在所述第3窗的内周缘部且与所述第1遮光部对应，所述罩部件被配设为在与所述光学部件的所述第2端对置的位置配置所述第3窗和所述第2遮光部，且所述罩部件围绕所述光学部件的外周面。
10.根据权利要求9所述的内窥镜，其特征在于，
所述内窥镜具有第4窗，该第4窗与所述光学部件的所述第2端的所述第1窗对置地配置，由硬度比所述第1窗高的部件形成。
11.根据权利要求9所述的内窥镜，其特征在于，
在所述光学部件的所述第2端配设有第5窗、第3遮光部、以及第6窗，该第5窗由耐药性比所述第1窗高的部件形成且与所述第1窗对应，该第3遮光部形成在所述第5窗的外周且与所述第1遮光部对应，该第6窗由耐药性比所述第2窗高的部件形成且与所述第2窗对应。
12.根据权利要求9所述的内窥镜，其特征在于，
所述光学部件所包含的任意一个所述第2窗具有使所述照明光扩散或收敛的光折射部。
13.根据权利要求12所述的内窥镜，其特征在于，
所述光折射部形成为从所述光学部件的所述第2端朝向所述第1端的凹面状。
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