JP4137726B2

JP4137726B2 - 撮像装置

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Publication number: JP4137726B2
Application number: JP2003192349A
Authority: JP
Inventors: 昌宏河内
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2023-07-04
Also published as: JP2005025074A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対物レンズ部にレンズの外周面とレンズ枠の内周面との間から漏れ込む光線を遮光する遮光手段を配設してフレアの発生を防止するようにした撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内視鏡等の撮像装置に設けられている対物レンズ部は、レンズ枠内に複数のレンズを所定間隔毎に直列配置した構成を有しており、各レンズの間隔はレンズ間隔環によって一定に保たれている。例えば特開平６−３００９５０号公報には、レンズ間隔環の内周面に尖鋭状の突条部を形成し、この突条部を遮光板として機能させて、光軸外からの光線の入射をカットし、フレアの発生を防止する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献】
特開平６−３００９５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、図１４に示すように、対物レンズ部１０１は、レンズ枠１０２内に対物レンズ群を構成する複数のレンズ１０３〜１０８、レンズ間隔環１０９、及び光学絞り１１０が所定に配設されている。レンズ枠１０２の内径と、及び各レンズ１０３〜１０８、レンズ間隔環１０９、光学絞り１１０の外径とは、予め寸法設定されていると共に所定の寸法公差が設定されている。
【０００５】
従って、図１５、図１６に示すように、レンズ枠１０２の内径と、このレンズ枠１０２に組付けられる各部品１０３〜１０９の外径との間には、各部品の設定寸法及び寸法公差の範囲内の間隙部１１１が形成される。
【０００６】
その結果、図１４に矢印で示すように、レンズ枠１０２に収容されている対物レンズ１０４の光線入射面を通過し、出射面端部で屈折されることにより生じる光軸と略平行な光線が、対物レンズ１０４の後方に配設されているレンズ間隔環１０９、対物レンズ１０５，１０６、レンズ間隔環１０９と、レンズ枠１０２の内周面との間を通り、その後方に配設されている固体撮像素子（図示せず）に入射することにより、観察画像周辺にフレアが発生する問題がある。
【０００７】
又、間隙部１１１を通過した光線が、曲面を有する対物レンズ１０７に入射することにより、曲面を有するレンズ面で屈折された光線が固体撮像素子（図示せず）に入射されるため、観察画像全体にフレアが発生してしまう問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、フレア等の画像不良を発生させる不要光を除去し、良好な観察画像を得ることのできる撮像装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１本発明は、対物レンズ群と該対物レンズ群を構成する複数のレンズの間に配置されて該各レンズ間の間隔を一定に保持するレンズ間隔環と光学絞りとこれらを収容するレンズ枠とから成る対物レンズ部と、上記対物レンズ部の結像位置に配置される固体撮像素子とを備える撮像装置において、上記レンズ枠に、該レンズ枠の内周面と、これに対向する上記各レンズ及び上記レンズ間隔環及び上記光学絞りの各外周面との間に形成される、該各レンズ及び該レンズ間隔環及び該光学絞りを上記レンズ枠の内周面に組付けるための間隙部を通過する光線を遮光する遮光手段を、上記レンズ枠の内周面からレンズの径方向内側に向けて該レンズ枠とは別体に配設したことを特徴とする。
【００１０】
第２発明は、第１発明において、前記対物レンズ群は入射面側又は出射面側の少なくとも一方が曲面で形成される曲面レンズを少なくとも２つ有し、前記遮光手段が、少なくとも２つの上記曲面レンズの間に配設されていることを特徴とする。
【００１１】
第３発明は、第１発明において、前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が凸形状である両凸レンズと特定波長領域の光線を減光する光学フィルタとを有し、前記遮光手段が、上記両凸レンズと上記光学フィルタとの間に配設されていることを特徴とする。
【００１２】
第４発明は、第１発明において、前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が平面で形成される平板レンズを有し、前記遮光手段が、前記間隙部を通過する光線の中で、前記レンズ枠の内周面と上記平板レンズの外周面との間に形成された間隙部を通過する光線を遮光する位置に配設されていることを特徴とする。
【００１３】
第５発明は、第１発明において、前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が凸形状である少なくとも２つの両凸レンズと、該各両凸レンズの間に配置されると共に入射面側及び出射面側が平面で形成される平板レンズとを有し、前記遮光手段が、前記間隙部を通過する光線の中で、前記レンズ枠の内周面と上記平板レンズの外周面とで形成された間隙部を通過する光線を遮光する位置に配設されていることを特徴とする。
【００１４】
第６発明は、第１発明において、前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が凸形状である両凸レンズを有し、上記両凸レンズの出射面側の周縁部に面取り部を形成すると共に該面取り部の面取り角を入射する光線を全反射させる角度に設定することで上記面取り部を前記遮光手段としたことを特徴とする。
【００１５】
第７発明は、第１発明において、前記対物レンズ群は特定の波長領域の光を減光する光学フィルタを有し、前記遮光手段が、前記間隙部を通過する光線の中で、前記レンズ枠の内周面と上記光学フィルタの外周面とで形成された間隙部を通過する光線を遮光する位置に配設されていることを特徴とする。
【００１６】
第８発明は、第７発明において、前記遮光手段が、前記光学フィルタの入射面側と出射面側との少なくとも一方に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
第９発明は、第１発明において、前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が凸形状である両凸レンズを有すると共に、上記両凸レンズが外径の異なるレンズを接合した接合レンズで形成されており、前記遮光手段が上記各レンズ間の段差部に配設されていることを特徴とする。
【００１８】
第１０発明は、第１、第３、第５発明において、前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が凸形状である両凸レンズを有し、上記両凸レンズよりも後方に配置されている上記レンズ間隔環或いは光学絞りの外径を上記両凸レンズの外径に対して大きく形成すると共に該レンズ間隔環或いは該光学絞りの内径を上記両凸レンズの外径よりも小さく形成することで、上記レンズ間隔環或いは上記光学絞りを前記遮光手段としたことを特徴とする。
【００１９】
第１１発明は、特定波長領域の光を減光する光学フィルタ及び該光学フィルタの前後に配設されて該光学フィルタと略同一の外径を有する複数のレンズとを有する対物レンズ群と、上記各レンズ間に配設されるレンズ間隔環及び光学絞りと、上記光学フィルタを収容するレンズ小枠と、上記光学フィルタより前方に配設されている上記レンズと上記レンズ小枠とを共に収容するレンズ枠とを有する対物レンズ部と、上記対物レンズ部の結像位置に配置される固体撮像素子とを備え、上記レンズ小枠の内周面と上記光学フィルタの外周面との間に形成される、該光学フィルタを該レンズ小枠の内周に組付けるための間隙部を通過する光線を遮光する遮光手段を上記レンズ小枠に収容されている上記光学フィルタの入射面側に前記レンズ枠とは別体に形成したことを特徴とする。
【００２０】
第１２発明は、第１、第３、第５発明において、前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が凸形状である両凸レンズを有し、前記遮光手段が、入射側が凸形状で出射側が平面の凸平レンズと、入射側が平面で出射側が凸形状の平凸レンズとの間に光学絞りが介在した状態で接合された両凸レンズであり、光学絞りが両凸レンズに入射した不要光を遮光できる位置に配置されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明は、対物レンズ群を構成するレンズの入射面を通過し、このレンズの出射面側の端部で屈折されることにより生じる光軸と、略平行な光線に対して、レンズ枠の内周面から光線の発生元であるレンズの出射面側の面端部、若しくは、光線の発生元であるレンズよりも後方に配置されている他のレンズの入射面側の径方向内側にかけて遮光手段を配設することで、レンズ枠とレンズ間隔環及び光学絞りの各外周面との間に形成された間隙部を通過する光線を遮光することができ、フレア等の画像不良を発生させる不要光を除去することができる。
【００２２】
尚、対物レンズ群に特定の波長領域の光を減光する光学フィルタが含まれている場合は、遮光手段を光学フィルタの入射面側若しくは出射面側に配設することで、減光すべき波長領域の光が光学フィルタの外周面とレンズ枠の内周面との間に形成された間隙部を通過して、光学フィルタを介さずに固体撮像素子側への侵入・漏れ込みが防止され、フレア等の画像不良を発生させる不要光を除去することができる。
【００２３】
例えば、遮光手段を、光学フィルタの入射面側に配置すれば、レンズ枠の内周面と光学フィルタよりも前方に配置されているレンズ間隔環及び光学絞りの各外周面との間に形成された間隙部への光線の入射・通過を遮光することができるので、光学フィルタを介さずに固体撮像素子へ入射する光線の発生を防止できる。
【００２４】
又、遮光手段を光学フィルタの出射面側に配設することで、レンズ枠の内周面と光学フィルタの外周面との間に形成された間隙部を通過する光線を遮光することができるので、光学フィルタを介さずに固体撮像素子へ入射する光線の発生を防止できる。当然、遮光手段を、光学フィルタの入射面側と出射面側との両方に設けることでより確実に不要光を除去することができる。
【００２５】
光学フィルタの特定波長領域は使用用途に応じて設定される。例えば、内視鏡ではレーザーメス処置具として、可視域外の約１０６０ｎｍのＹＡＧレーザーを使用してもフレアが生じないようにＹＡＧレーザーカットフィルタが対物レンズ部内に配置される。しかし、光線群の中には、レーザーカットフィルタを通過せずにレーザーカットフィルタの外周面とレンズ枠の内周面との間に形成された間隙部を通過しようとする光線がある。よって、この光線に対してはレーザーカットフィルタの入射面側と出射面側との何れかの周縁部からレンズの径方向内側に向けて、レンズ枠の内周面から遮光手段を設けることで、間隙部を通過する光線を遮光し、光線の漏れ込みによるフレアの発生を防止することができる。
【００２６】
一方、対物レンズ群中に可視域内の波長領域を減光させるレンズを必要とするものとしては、例えば自家蛍光観察用内視鏡がある。自家蛍光観察用内視鏡の対物レンズ部内には自家蛍光像を検出するために不要となる波長領域の光を減光するための蛍光フィルタが配置される。この自家蛍光は非常に微弱なため、通常内視鏡の数倍の照明光量が必要とされている。よって、自家蛍光以外の波長領域の反射光も強くなるので確実に不要光を減光する必要がある。しかし、光線群の中には、蛍光フィルタを通過せずに蛍光フィルタの外周面とレンズ枠の内周面との間に形成された間隙部を通過しようとする光線がある。よって、この光線に対しては蛍光フィルタの入射面側と出射面側との何れかの周縁部からレンズの径方向内側に向けて、レンズ枠の内周面から遮光手段を設けることにより、光線の漏れ込みによるフレアの発生を防止することができ、自家蛍光像の検出精度劣化を防止することができる。
【００２７】
又、内視鏡の対物光学系に採用されているレトロフォーカスタイプの光学系を例にとると、平凹レンズより入射した光線が両凸レンズに入射し、この両凸レンズの出射面側の端部にて屈折されることにより生じる光軸と、略平行な光線に対して、レンズ枠の内周面から両凸レンズの出射面側の周縁部から内側にかけて遮光手段を設けることで、レンズ枠の内周面とレンズ間隔環及び光学絞りの各外周面との間に形成された間隙部を通過する光線を遮光することができるのでフレアの発生を防止することができる。
【００２８】
又、両凸レンズの後方に特定波長領域の光を減光する光学フィルタが配置される場合は、遮光手段を両凸レンズと光学フィルタとの間に配設することで、光学フィルタを介さない光線を除去することができ、フレアの発生を防止することができる。
【００２９】
又、対物レンズ群を構成する１つのレンズの出射面側の周縁部に面取り部をし、この面取り角を入射する光線に対して全反射を生じさせる角度に設定することで、間隙部を進行する光線の発生を防止することができ、フレアの発生を防止することができる。
【００３０】
又、両凸レンズをレンズ外径が異なるレンズを接合した接合レンズにて構成し、両レンズ間の段差部に遮光手段を設けることで、間隙部を通過してきた光線を遮光することができ、フレアの発生を防止することができる。
【００３１】
尚、遮光手段として光線を透過しない黒色樹脂を用いることで、対物レンズ群を構成する各レンズ及びレンズ枠の形状に拘らず、不要光を遮光することができる。
【００３２】
又、両凸レンズ外径に対して、両凸レンズよりも後方に配置されるレンズ間隔環若しくは光学絞りの外径を大きく形成し、且つ内径を小さく形成することで、両凸レンズの出射面側の周縁部より生じる光線群をレンズ間隔環若しくは光学絞りにて遮光することができるのでフレアの発生を防止することができる。
【００３３】
又、対物レンズ群に特定波長領域の光を減光する光学フィルタが含まれている場合、光学フィルタを、この光学フィルタの入射面側に遮光手段を形成したレンズ小枠に配置し、レンズ枠に対し、レンズ小枠とレンズ小枠より前方に配置されるレンズとを収容することで、レンズ小枠の内周面と光学フィルタの外周面との間に形成された間隙部を進行する光線を遮光することができ、フレアの発生を防止することができる。
【００３４】
又、凸平レンズと平凸レンズとが接合されることにより構成された両凸レンズ内に配置される遮光手段である光学絞りが、両凸レンズ入射面近傍に両凸レンズ外周より内側に向けて形成されたことにより、レンズ、レンズ間隔環、光学絞りとレンズ枠内周との間隔を進行し、両凸レンズ入射面の周縁部に入射し、屈折され不要光となる光線を遮光することができるので、フレアの発生を防止することができる。
【００３５】
一方、遮光手段である光学絞りが両凸レンズに出射面近傍に両凸レンズ外周より内側に向けて形成された場合は、両凸レンズ入射面より入射し、両凸レンズ出射面の周縁部へ進行する不要光を、周辺部へ入射する前に遮光することができるので、レンズ間隔環、光学絞りとレンズ枠内周面との間隔へ侵入する不要光の発生を防止することができるのでフレアの発生を防止することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の１実施の形態について説明する。
（第１実施の形態）
図１〜図４に本発明の第１実施の形態を示す。図１には内視鏡システムの全体構成が示されている。
【００３７】
同図に示すように、内視鏡検査を行う内視鏡システム１は内視鏡２を有している。内視鏡２は術者が把持して操作を行う操作部３と、この操作部３の前端に形成され、体腔内等に挿入される細長の挿入部４と、操作部３の側部からその基端が延出されたユニバーサルコード５とで構成されている。
【００３８】
又、挿入部４は、その先端に設けられた硬質の先端部６と、この先端部６の後端に設けられた湾曲自在の湾曲部７と、この湾曲部７の後端に設けられた長尺で可撓性を有する可撓管部８とからなり、湾曲部７は操作部３に設けられた湾曲操作レバー９により湾曲操作が可能である。
【００３９】
又、挿入部４の先端部６には、光学的観察を行うための対物レンズ群１１を取り付けた観察窓と、この対物レンズ群１１の表面に水や空気等の流体を噴きつけるノズル１２と、照明光を出射して照明する照明窓１３と、処置具挿通孔の先端開口１４とが設けられている。
【００４０】
ノズル１２から気体と液体を選択的に噴出させるため、操作部３には送気送水操作ボタン１６と、処置具挿通孔の先端開口１４より選択的に体腔内の粘液等を回収するための吸引操作ボタン１７とが配設されている。処置具挿通孔は挿入部４内に配設された図示しないチューブ等によって形成され、操作部３の前端付近に設けた処置具挿入口１８と連通している。
【００４１】
又、ユニバーサルコード５の末端にはコネクタ１９が設けられ、このコネクタ１９は内視鏡の光源装置２１に接続される。コネクタ１９の先端から突出する流体管路の接続端部となる口金（図示せず）と、照明光の供給端部となる、図示しないライトガイド口金とは光源装置２１に着脱自在で接続され、又、側面に設けた電気接点部には接続ケーブル２３の一端が接続される。
【００４２】
又、接続ケーブル２３の他端のコネクタは内視鏡２のビデオプロセッサ２２に電気的に接続され、内視鏡２の先端部６に内蔵した撮像手段を駆動する駆動信号を供給し、この駆動信号の供給により撮像手段から出力される撮像信号（画像信号）に対して信号処理を行い映像信号を生成する。
【００４３】
そして、この映像信号を内視鏡２のモニタ２５に出力し、モニタ２５の表示面に撮像手段で撮像した画像が内視鏡画像として表示される。光源装置２１、ビデオプロセッサ２２、モニタ２５等の周辺装置は、患者情報の入力等を行うキーボード２４と共に、架台２６に配置されている。
【００４４】
光源装置２１で発生した照明光は、ユニバーサルコード５から操作部３及び挿入部４内を通した図示しないライトガイドにより伝送され、先端部６の照明窓１３から、体腔内に拡開して照射され、患部等の被写体側を照明できるようにしている。
【００４５】
先端部６の観察窓には、対物レンズ群１１を介して体腔内を撮像する撮像装置２０（図２参照）が配置されている。撮像装置２０から得た体腔内観察像の画像信号は内視鏡２の内部に配設された複数の同軸線４６、単純線５４より構成される信号ケーブル４５を通じて、図１に示すコネクタ１９に設けられた電気接点部に伝達され、更に接続ケーブル２３を通じてビデオプロセッサ２２に伝達される。
【００４６】
次に、図２、図３を参照して撮像装置２０の構成を説明する。
図２に示すように撮像装置２０は、対物レンズ部２７と、この対物レンズ部２７の結像位置に配置される固体撮像素子１５を有する固体撮像ユニット２８とで構成されている。尚、以下の説明では、対物レンズ部２７の入射端に設けた平凹レンズ１０側を前方、凹凸レンズ３２側を後方として説明する。
【００４７】
又、図３に示すように対物レンズ部２７はレンズ枠３４を有し、このレンズ枠３４に対物レンズ群が収容されている。対物レンズ群は複数のレンズを配設して対物レンズを構成するもので、前方（被写体側）より順に平凹レンズ１０、入射面側及び出射面側が凸形状である曲面レンズとしての両凸レンズ２９、入射面側及び出射面側が平面で形成される一対の平行平板レンズ３０，３０、曲面レンズとしての両凸レンズ３１と凹凸レンズ３２が接合されることにより形成される両凸形状の接合レンズ３３を有しており、各レンズ２９，３０，３３は、レンズ間隔環３５，３６、光学絞り３７，３８，３９を介して所定の位置に収容されている。
【００４８】
尚、平行平板レンズ３０は、内視鏡の使用用途に応じて特定の波長領域の光を減光させる光学フィルタであっても良く、例えばＹＡＧレーザーメスと組合わせて使用される内視鏡であれば、平行平板レンズ３０は可視域外の約１０６０ｎｍの波長領域を減光させるＹＡＧフィルタとなる。一方、使用される内視鏡が自家蛍光観察用内視鏡であれば、平行平板レンズ３０は可視域内の波長領域を減光させる蛍光フィルタとなる。又、赤感度の異なる分光感度特性を有する固体撮像装置を用いて同じ色再現の画像を得るためには、この平行平板レンズ３０に赤外カットフィルタを採用し、この赤外カットフィルタの特性を変更することで対応可能である。例えば、赤感度の強い固体撮像素子に対しては、赤外カットフィルタである平行平板レンズ３０を２枚使用し、赤感度の弱い固体撮像素子に対しては、平行平板レンズ３０の１枚は赤外カットフィルタを使用し、もう１枚は白板硝材を組み合わせることで、双方画像の色再現は限りなく近くなる。又、両凸レンズ２９の出射面側に配設されている光学絞り３８は、像の明るさを決定する明るさ絞りである。
【００４９】
又、両凸レンズ２９の出射面側の周縁部とレンズ間隔環３５とレンズ枠３４の内周面とで囲まれた空隙部に、この空隙部を覆う遮光手段としての遮光材４０が両凸レンズ２９の出射面側の周縁部から径方向内側にかけて配置されている。この遮光材４０は、例えばエポキシ系の黒色樹脂によって形成されている。更に、この遮光材４０で、レンズ間隔環３５及び両凸レンズ２９の外周面と、レンズ枠３４の内周面との間の間隙部を覆うようにしても良い。
【００５０】
遮光材４０として黒色樹脂を用いることで、僅かな空隙部に対しても十分な遮光性を得ることができる。又、様々な構成、及び形状の対物レンズ部２７に対して、専用の遮光部材を逐次形成することなく、レンズ枠３４の内周面から両凸レンズ２９の出射面側の周縁部、更に周縁部から内側までを確実に遮光することができる。
【００５１】
次に固体撮像ユニット２８の構成について説明する。
図２に示すように、固体撮像素子１５は、その受光部の有効画素領域中心に対して芯出しされた位置にて紫外線硬化型接着剤等によりカバーガラス１５ａが接着固定された後、光学絞り４２と共に固体撮像素子枠４３内に嵌合固定されている。この固体撮像素子１５の裏面には、二列のリードピン４４ａ，４４ｂが設けられている。一方の列のリードピン４４ａには、信号ケーブル４５を構成する複数の同軸線４６が半田等により接続されている。他方の列のリードピン４４ｂには、例えば抵抗やコンデンサ、トランジスタ等の複数の電子部品４７ａ，４７ｂを予め実装する回路基板４８が半田等により接続されている。尚、コンデンサである電子部品４７ａには電源電圧用の単純線５４が接続されている。
【００５２】
又、回路基板４８上に設けた信号出力ランド（図示せず）に同軸線４６が接続されている。更に、固体撮像素子枠４３の後端に、シールド枠４９が外嵌され、接着剤により固定され、固体撮像素子枠４３、及びシールド枠４９の外周に熱収縮チューブ５０が被覆されている。尚、シールド枠４９内には、固体撮像素子１５をはじめとする電装部を封止するためのエポキシ系の封止樹脂５１が充填されている。
【００５３】
又、信号ケーブル４５には保護チューブ５２が被覆され、この保護チューブ５２の先端部が信号ケーブル４５に対し、糸５３を介して巻き締められている。
【００５４】
このような構成では、平凹レンズ１０から入射される光線群の中で、両凸レンズ２９内に入射し、この両凸レンズ２９の出射面側の周縁部で屈折されることにより生じる光軸に対して、略平行な光線は、レンズ枠３４の内周面から光線の発生元である両凸レンズ２９の出射面側の周縁部、更に周縁部から内側にかけて配置されている遮光材４０にて遮光される。
【００５５】
従って、両凸レンズ２９より後方に配置されたレンズ間隔環３５，３６、光学絞り３８，３９と、レンズ枠３４の内周面との間に、組付けのための間隙部が形成されたとしても、この間隙部から光線が漏れることがなく、光線の漏れ込みによるフレア等の画像不良の発生を未然に防止することができる。
【００５６】
又、遮光材４０が、特定の波長領域の光を減光させる光学フィルタである平行平板レンズ３０の前方に配置されているため、平行平板レンズ３０とレンズ枠３４の内周面との間に間隙部が形成されても、この間隙部から光線が漏れることが無く、フレア等の画像不良を発生させる不要光が除去され、良好な観察画像を得ることができる。
【００５７】
尚、図４に示すように、接合レンズ３３の代わりに平凸形状のレンズ６４を採用する対物レンズ群６３においても、同様にレンズ枠３４の内周面から両凸レンズ２９の出射面側の周縁部内側にかけて遮光材４０を配置することでフレア等の画像不良を発生する不要光が除去され、良好な観察画像を得ることができる。
【００５８】
（第２実施の形態）
図５に本発明の第２実施の形態による対物レンズ部２７の縦断面図を示す。尚、第１実施の形態と同様の構成部品については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
第１実施の形態では、両凸レンズ２９の結像面側の周縁部とレンズ間隔環３５とレンズ枠３４の内周面とで囲まれた空隙部を遮光材４０で覆うようにしたが、本実施の形態では、両凸レンズ３１の光線入射面の周縁部から内側にかけてと、その前方に配設されているレンズ間隔環３６と、レンズ枠３４の内周面とで囲まれた空隙部を、遮光材４１で覆うようにしたものである。この遮光材４１は、例えばエポキシ系の黒色樹脂によって形成されている。
【００６０】
このような構成では、レンズ間隔環３５，３６、光学絞り３８，３９、一対の平行平板レンズ３０，３０の外周面と、レンズ枠３４の内周面との間の間隙部を通過してきた光線が遮光材４１で遮光されるため、その後方に配設されている両凸レンズ３１に光線が漏れることがなく、フレア等の画像不良を発生させる不要光が除去され、良好な観察画像を得ることができる。
【００６１】
（第３実施の形態）
図６に本発明の第３実施の形態による対物レンズ部２７の縦断面図を示す。尚、第１実施の形態と同様の構成部品については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
第１、第２実施の形態では、遮光材４０，４１を用いて光線の漏れ込みを防止して、不要光を除去するようにしたが、本実施の形態では、両凸レンズ２９に代えて、異なる形状の両凸レンズ５５を採用し、この両凸レンズ５５自体の形状で、光線の漏れ込みを防止するようにしたものである。
【００６３】
すなわち、両凸レンズ５５の出射面側の周縁部に面取り部６４を形成し、この面取り部６４の面取り角を入射する光線を全反射させる角度に設定する。面取り部６４に入射する光線を全反射させるための面取り角は、面取り部６４に入射する光線の角度と両凸レンズ５５の硝材の屈折率とに基づき、光の屈折角を表すスネルの式を用いて算出することができる。従って、本実施の形態では、面取り部６４が遮光手段としての機能を有することになる。
【００６４】
このような構成では、両凸レンズ５５に入射した光線群の中で、両凸レンズ５５の出射面の面取り部６４側に向かう光線は、所定角度に面取りされている面取り部６４にて全反射されるため、この両凸レンズ５５よりも後方に配設されているレンズ間隔環３５，３６、一対の平行平板レンズ３０，３０の各外周面と、レンズ枠３４の内周面との間に間隙部が形成されても、この間隙部からの光線の漏れ込みがなくなり、フレア等の画像不良を発生させる不要光が除去され、良好な観察画像を得ることができる。
【００６５】
（第４実施の形態）
図７に本発明の第４実施の形態による対物レンズ部２７の縦断面図を示す。尚、第１実施の形態と同様の構成部品については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
第１、第２実施の形態では、遮光材４０，４１を用いて不要光を遮光するようにしたが、本実施の形態では、両凸レンズ３１に代えて、異なる形状の両凸レンズ５６を採用し、この両凸レンズ５６の外周面と、レンズ枠３４の内周面との間を遮光材６０で覆い、不要光を遮断するようにしたものである。
【００６７】
すなわち、本実施の形態で採用する接合レンズ５８は、外周面がレンズ枠３４の内周とほぼ同じ径を有する凹凸レンズ５７と、凹凸レンズ５７の外径よりもやや小さい径の外周面を有する両凸レンズ５６とを接合することで両凸形状を形成する。そして、両凸レンズ５６の外周面とレンズ枠３４の内周面との間に形成された段差部５９に遮光材６０を装填する。
【００６８】
このような構成によれば、両凸レンズ２９の出射面端部にて生じた光線がレンズ枠３４の内周面と、レンズ間隔環３５，３６、光学絞り３８，３９、平行平板レンズ３０の外周との間に生じた間隙部を通過したとしても、遮光材６０にて遮光されるので、両凸レンズ５６に不要光が入射されることが無い。従って、フレア等の画像不良が発生せず、良好な観察画像を得ることができる。
【００６９】
（第５実施の形態）
図８に本発明の第５実施の形態による対物レンズ部２７の縦断面図を示す。尚、第１実施の形態と同様の構成部品については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
本実施の形態では、両凸レンズ２９の後方に配置したレンズ間隔環３５の外径を、両凸レンズ２９の外径よりも大きく、且つレンズ間隔環３５の内径を両凸レンズ２９の外径よりも小さく形成し、更に、レンズ間隔環３５を、特定の波長領域の光を減光させる平行平板レンズ３０の前方に配置したものである。
【００７１】
このような構成では、両凸レンズ２９の出射面の周縁部から出射される光線はレンズ間隔環３５にて確実に遮光されるので、その後方に配設されている平行平板レンズ３０に光線の漏れ込みがなくなり、フレア等の画像不良を発生させる不要光が除去され、良好な観察画像を得ることができる。
【００７２】
又、本実施の形態によれば、遮光材が不要となるため、部品点数の削減、及び組立て工数の低減を実現することができ、その分、製品コストの低減を図ることができる。
【００７３】
（第６実施の形態）
図９に本発明の第６実施の形態による対物レンズ部２７の縦断面図を示す。尚、第１実施の形態と同様の構成部品については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７４】
本実施の形態では、レンズ枠６２に対して後端側からレンズ小枠６１を挿通し、このレンズ小枠６１の先端に形成した当接段部６３を、両凸レンズ２９の出射面の周縁部に当接させたものである。
【００７５】
レンズ小枠６１には、前部から順に特定波長領域の光を減光する光学フィルタである一対の平行平板レンズ３０，３０と、両凸レンズ３１と凹凸レンズ３２との接合により形成された両凸形状の接合レンズ３３とが、レンズ間隔環３６、光学絞り３８，３９を介して所定に収容されている。従って、平行平板レンズ３０の入射面側の端部はレンズ小枠６１に形成された当接段部６３にて覆われている。
【００７６】
尚、平行平板レンズ３０より前方に配置されている平凹レンズ１０、及び平行平板レンズ３０と略同一外径を有する両凸レンズ２９は、レンズ枠６２に収容されている。
【００７７】
このような構成では、両凸レンズ２９の出射面の周縁部から出射される光線はレンズ小枠６１の当接段部６３で遮光されるので、レンズ小枠６１内に収容されている平行平板レンズ３０に光線の漏れ込みがなくなり、フレア等の画像不良を発生させる不要光が除去され、良好な観察画像を得ることができる。
【００７８】
又、本実施の形態によれば、一対の平行平板レンズ３０，３０、接合レンズ３３、及びレンズ間隔環３６、光学絞り３８，３９をレンズ小枠６１に収容してユニット化したので、組立てが容易となり、組立て作業の短縮化により製品コストの低減を実現することができる。
【００７９】
（第７実施の形態）
図１０に本発明の第７の実施の形態による対物レンズ部２７の断面図を示す。尚、第１実施の形態と同様の構成部品については同一の符号を付して説明を省略する。
【００８０】
レンズ枠６５内には第１の両凸レンズ２９、第２の両凸レンズ７０、１対の平行平板レンズ３０、３個のレンズ間隔環７１、光学絞り７２、７３、７４が順に配設され、平行平板レンズ３０の後端部にはレンズ枠６５後端面から平行平板レンズ３０の径方向内側に渡り遮光材７５が形成されている。
【００８１】
このように、複数の両凸レンズを含み、平行平板レンズ３０を最後端に位置できる構成の対物レンズ群６８の場合は、第２の両凸レンズ７０の後方に配置される間隔環７１、光学絞り７３、７４、平行平板レンズ３０と、レンズ枠６９の内周面との間に、組付けのための間隔部が形成されたとしても、両凸レンズ７０の出射面周縁部にて発生するこの間隙部からの光線漏れは遮光材７５にて遮光されるため、フレア等の画像不良を発生させる不要光が除去され、良好な画像を得ることができる。尚、このような構成の場合、遮光材７５を最後端に配置することは各部品の固定を兼ねることもできるので、組立作業も効率的であり、コストを低減することができる。
【００８２】
尚、図１１に示すような両凸レンズ６７に変更することでレンズ枚数削減が可能な対物レンズ群６８においては、レンズ間隔環３５、光学絞り３８、３９とレンズ枠６９の内周面との間に、組付けのための間隙部が形成されたとしても、間隙部からの光線漏れは遮光材７６にて遮光されるため、フレア等の画像不良を発生させる不要光が除去され、良好な画像を得ることができる。
【００８３】
（第８実施の形態）
図１２に本発明の第８の実施の形態による対物レンズ部２７の縦断面図を示す。尚、第１実施の形態と同様の構成部品については同一の符号を付して説明を省略する。
【００８４】
両凸レンズ７９は入射側が凸形状で出射側が平面の凸平レンズ７７と、入射側が平面で出射側が凸形状の平凸レンズ７８との間に光学絞り８０が介在した状態で接合された両凸レンズである。
【００８５】
このように平凸レンズ７８近傍に遮光手段である光学絞り８０を両凸レンズ７９の外形端より内側に向けて介在させることで、凸平レンズ７７の凸面より平凸レンズ７８の凸面周縁部へ向けて進行する不要光を光学絞り８０にて遮光することできるのでフレア等の画像不良を発生させる不要光が除去され、良好な画像を得ることができる。
【００８６】
尚、図１３に示すように、両凸レンズ８１を凸平レンズ８２と平凸レンズ８３の間に光学絞り８４が介在した状態で接合された両凸レンズである。
【００８７】
このように、平凸レンズ８３近傍に遮光手段である光学絞り８４を両凸レンズ８１周縁部より内側に向けて介在させることで、レンズ間隔環３５、３６、光学絞り３８，３９、平行平板レンズ３０の外周とレンズ枠３４内周との間に形成された間隙より進行し、凸平レンズ８２の凸面周縁部に入射され、レンズ内径側へ向けて進行する不要光を光学絞り８４にて遮光することができるのでフレア等の画像不良を発生させる不要光が除去され、良好な画像を得ることができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フレア等の画像不良を発生させる不要光を除去し、良好な観察画像を得ることができる等、優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態による内視鏡システムの全体構成図
【図２】同、撮像装置の縦断面図
【図３】同、対物レンズ部の縦断面図
【図４】同、別態様による対物レンズ部の縦断面図
【図５】第２実施の形態による対物レンズ部の縦断面図
【図６】第３実施の形態による対物レンズ部の縦断面図
【図７】第４実施の形態による対物レンズ部の縦断面図
【図８】第５実施の形態による対物レンズ部の縦断面図
【図９】第６実施の形態による対物レンズ部の縦断面図
【図１０】第７実施の形態による対物レンズ部の縦断面図
【図１１】同、別態様による対物レンズ部の縦断面図
【図１２】第８実施の形態による対物レンズ部の縦断面図
【図１３】同、別態様による対物レンズ部の縦断面図
【図１４】従来の対物レンズ部の縦断面図
【図１５】図１４のXV-XV断面図
【図１６】図１４のXVI-XVI断面図
【符号の説明】
１１対物レンズ群
１０，２９〜３３，５５〜５８レンズ
１５固体撮像素子
２０撮像装置
２７対物レンズ部
２９，３１両凸レンズ（曲面レンズ）
３０平行平板レンズ（光学フィルタ）
３４レンズ枠
３５，３６レンズ間隔環
３７〜３９光学絞り
４０，４１，６０遮光材（遮光手段）
５８接合レンズ
５９段差部
６１レンズ小枠
６４面取り部

Claims

対物レンズ群と該対物レンズ群を構成する複数のレンズの間に配置されて該各レンズ間の間隔を一定に保持するレンズ間隔環と光学絞りとこれらを収容するレンズ枠とから成る対物レンズ部と、
上記対物レンズ部の結像位置に配置される固体撮像素子とを備える撮像装置において、
上記レンズ枠に、該レンズ枠の内周面と、これに対向する上記各レンズ及び上記レンズ間隔環及び上記光学絞りの各外周面との間に形成される、該各レンズ及び該レンズ間隔環及び該光学絞りを上記レンズ枠の内周面に組付けるための間隙部を通過する光線を遮光する遮光手段を、上記レンズ枠の内周面からレンズの径方向内側に向けて該レンズ枠とは別体に配設した
ことを特徴とする撮像装置。
前記対物レンズ群は入射面側又は出射面側の少なくとも一方が曲面で形成される曲面レンズを少なくとも２つ有し、
前記遮光手段が、少なくとも２つの上記曲面レンズの間に配設されている
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が凸形状である両凸レンズと特定波長領域の光線を減光する光学フィルタとを有し、
前記遮光手段が、上記両凸レンズと上記光学フィルタとの間に配設されている
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が平面で形成される平板レンズを有し、
前記遮光手段が、前記間隙部を通過する光線の中で、前記レンズ枠の内周面と上記平板レンズの外周面との間に形成された間隙部を通過する光線を遮光する位置に配設されている
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が凸形状である少なくとも２つの両凸レンズと、
該各両凸レンズの間に配置されると共に入射面側及び出射面側が平面で形成される平板レンズとを有し、
前記遮光手段が、前記間隙部を通過する光線の中で、前記レンズ枠の内周面と上記平板レンズの外周面とで形成された間隙部を通過する光線を遮光する位置に配設されている
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が凸形状である両凸レンズを有し、
上記両凸レンズの出射面側の周縁部に面取り部を形成すると共に該面取り部の面取り角を入射する光線を全反射させる角度に設定することで上記面取り部を前記遮光手段としたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記対物レンズ群は特定の波長領域の光を減光する光学フィルタを有し、
前記遮光手段が、前記間隙部を通過する光線の中で、前記レンズ枠の内周面と上記光学フィルタの外周面とで形成された間隙部を通過する光線を遮光する位置に配設されている
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記遮光手段が、前記光学フィルタの入射面側と出射面側との少なくとも一方に設けられている
ことを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が凸形状である両凸レンズを有すると共に、
上記両凸レンズが外径の異なるレンズを接合した接合レンズで形成されており、
前記遮光手段が上記各レンズ間の段差部に配設されている
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が凸形状である両凸レンズを有し、
上記両凸レンズよりも後方に配置されている上記レンズ間隔環或いは光学絞りの外径を上記両凸レンズの外径に対して大きく形成すると共に該レンズ間隔環或いは該光学絞りの内径を上記両凸レンズの外径よりも小さく形成することで、上記レンズ間隔環或いは上記光学絞りを前記遮光手段とした
ことを特徴とする請求項１，３，５の何れかに記載の撮像装置。
特定波長領域の光を減光する光学フィルタ及び該光学フィルタの前後に配設されて該光学フィルタと略同一の外径を有する複数のレンズとを有する対物レンズ群と、上記各レンズ間に配設されるレンズ間隔環及び光学絞りと、上記光学フィルタを収容するレンズ小枠と、上記光学フィルタより前方に配設されている上記レンズと上記レンズ小枠とを共に収容するレンズ枠とを有する対物レンズ部と、
上記対物レンズ部の結像位置に配置される固体撮像素子と
を備え、
上記レンズ小枠の内周面と上記光学フィルタの外周面との間に形成される、該光学フィルタを該レンズ小枠の内周に組付けるための間隙部を通過する光線を遮光する遮光手段を上記レンズ小枠に収容されている上記光学フィルタの入射面側に前記レンズ枠とは別体に形成した
ことを特徴とする撮像装置。
前記対物レンズ群は入射面側及び出射面側が凸形状である両凸レンズを有し、
前記遮光手段が、入射側が凸形状で出射側が平面の凸平レンズと、入射側が平面で出射側が凸形状の平凸レンズとの間に光学絞りが介在した状態で接合された両凸レンズである
ことを特徴とする請求項１、３、５の何れかに記載の撮像装置。