JP5933393B2 - 光学ユニット及び内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、透光性を有する第１の光学部材と、透光性を有する第２の光学部材とを硬化光によって硬化する接着剤を用いて一体固定した光学ユニット及びこの光学ユニットを挿入部に搭載した内視鏡に関する。

細長な挿入部の先端部に撮像装置を内蔵した電子内視鏡においては、観察視野内にとらえた観察部位（被写体）の光学像をモニタの画面上に表示して、検査等を行える。医療分野で使用される電子内視鏡では、患者に与える苦痛を軽減する目的で挿入部の細径化が求められている。このため、先端部に内蔵される撮像装置の小型化が図られ、これら撮像装置を構成する光学部材、撮像素子も小型化されている。

撮像装置においては、観察視野範囲外から入射した不要周辺光を遮光する遮光マスクを撮像素子近傍に配置することが知られている。しかし、撮像装置の小型化に伴い、遮光マスクと撮像素子の受光面との位置調整に高い精度が要求され、組立てに手間が掛かるという不具合が生じる。

この不具合を解消する目的で、特許文献１には遮光マスクを用いることなく不要周辺光が出画エリアに入らないようにすることが可能な撮像装置が示されている。この撮像装置では、光学部材及びカバーガラスの屈折率を１．６以下に設定すること、光学部材とカバーガラスとを接合する接着剤の屈折率を同程度に設定すること、接着剤を紫外光により硬化するタイプとすることが示されている。そして、特許文献１の図６にはカバーガラスと光学部材とを紫外線により硬化する接着剤で固定して、遮光マスクを不要にした光学ユニットが示されている。

また、上述した不具合を解消する目的で、図１に示すように撮像素子２の受光面２ａを覆うように設けられたカバーガラス３に対して、出射面に予め非透光膜である遮光マスク４を設けた光学部材（本願発明の後述する芯出しレンズ）５を位置出し固定して、不要周辺光が受光面に入らないように構成した撮像ユニット１を実現できる。

特開２０００−２９９８０６号公報

しかしながら、図１に示した撮像ユニット１では、遮光マスク４を設けた光学部材５と、カバーガラス３とを光硬化型接着剤６によって接着固定するために硬化光を光学部材５の前面から入射させると、以下の不具合が発生する。硬化光が矢印Ｙ１ａに示すように遮光マスク４に向かった場合、遮光マスク４によって硬化光の接着剤６への入射が遮られる。この結果、遮光マスク４の裏側部分である破線で示す部位の硬化が不十分になる硬化ムラにより接合強度が低下するおそれがある。一方、矢印Ｙ１ｂに示すように撮像素子２の受光面２ａに向かうと、硬化光によって接着剤６は硬化されるが、その後、硬化光が受光面２ａに入射して撮像素子２を損傷するおそれがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、遮光マスクが設けられた光学部材と、この光学部材に一体固定される光学部材とを、光硬化型接着剤によって確実に一体固定した光学ユニットおよびこの光学ユニットを備えた内視鏡を提供することを目的にしている。

本発明の一態様における光学ユニットは、透光性を有する第１の光学部材と、透光性を有する第２の光学部材と、を有し、被写体からの入射光を前記第２の光学部材、前記第１の光学部材の順に透過し導光するとともに、前記第２の光学部材の前記入射光の出射面と、前記第１の光学部材の前記入射光の入射面と、を硬化光により硬化する透光性を有する接着剤によって一体固定する光学ユニットであって、前記第１の光学部材の前記入射面、前記第２の光学部材の前記入射光の入射面又は該第２の光学部材の前記出射面の何れか一面にマスク部を設ける構成において、前記硬化光における前記接着剤の屈折率は、前記第１の光学部材と前記第２の光学部材の前記マスク部が設けられていないいずれかの前記光学部材の屈折率以上である

本発明によれば、遮光マスクが設けられた光学部材と、この光学部材に一体固定される光学部材とを、光硬化型接着剤によって確実に一体固定した光学ユニットおよびこの光学ユニットを備えた内視鏡を実現できる。

硬化光によって接着剤を硬化させて撮像ユニットを構成するカバーガラスと光学部材と一体固定する際の不具合を説明する図 図２−図９は本発明の一実施形態に係り、図２は内視鏡の構成例を説明する図 観察光学系の一構成例を説明する図 観察光学系を構成する光学ユニットの１つである撮像ユニットを図３のＹ４方向から見た図であって、撮像ユニットの正面図 撮像ユニットを図３のＹ５方向から見た図であって、撮像ユニットの上面図 硬化光の接着剤への侵入経路を説明する図 （Ａ）はカバーガラスの側面が面粗度の粗い面である場合の不具合を説明する図、（Ｂ）はカバーガラスの側面の粗い面に設けた反射防止膜の作用を説明する図 観察光学系を構成する光学ユニットの１つであるレンズユニットを説明する図 撮像枠と撮像ユニットとを一体に固定する構成例を説明する図 芯出しレンズの入射面にマスク部を設けた撮像ユニットの構成を説明する図 芯出しレンズの入射面が凸状曲面で、カバーレンズの入射面にマスク部を設けた撮像ユニットの構成を説明する図 撮像ユニットのカバーレンズをプリズムで構成した撮像ユニットの側面図 図１２の撮像ユニットの上面図 芯出しレンズの外周面よりマスク部外周面を小さく設定した構成の撮像ユニットを説明する図 マスク部のマスク開口付近のエッジ形状部に設けた面取り部を説明する図 撮像枠と撮像ユニットとを一体に固定する他の構成例を説明する図 撮像枠と撮像ユニットとを一体固定する別の構成例を説明する図 撮像枠と撮像ユニットとを一体固定するまた他の構成例を説明する図 撮像枠と撮像ユニットとを一体固定するまた別の構成例を説明する図 カバーガラスと芯出しガラスとを一体固定する別の構成例を説明する図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図２−図９を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図２に示すように内視鏡１０は、挿入部１１と、操作部１２と、ユニバーサルケーブル１３とを有して構成されている。
なお、以下に示す光学部材において、入射面とは、被写体からの入射光であり、観察部位の光学像が入射する面を示し、出射面とは、入射面を通して光学部材に入射した被写体からの入射光である光学像が出射される面を示し、側面とは、被写体からの入射光の光軸周りに位置する面を示す。

挿入部１１は、観察対象部位へ挿入される細長で長尺な部材である。挿入部１１は、先端側から順に先端部１４と、湾曲部１５と、可撓管部１６とを連設して構成されている。先端部１４には例えばライトガイド（不図示）を備える照明光学系、後述する撮像素子を備える観察光学系等が内蔵されている。湾曲部１５は、例えば上下左右の四方向に湾曲自在に構成されている。可撓管部１６は、長尺で可撓性を有する管状部材である。
なお、本実施形態においては、挿入部１１が先端部１４と湾曲部１５と可撓管部１６を有する所謂軟性内視鏡としたが、内視鏡は、これに限らず、先端部と湾曲部を有するとともに可撓管部に代わり硬質の管状部材からなる硬質管部を有する内視鏡、または、湾曲部を有さず先端部と硬質の管状部材からなる硬質管部を有する所謂硬性内視鏡であってもよい。

操作部１２には、湾曲操作部１７、各種スイッチ１８、送気送水ボタン１９、吸引ボタン２０などが設けられている。各種スイッチ１８は、例えば、レリーズスイッチ、フリーズスイッチ、及び、通常観察と蛍光観察との切替を行うための観察モード切替スイッチ等である。なお、符号２１は処置具挿入口である。
ユニバーサルケーブル１３は、操作部１２の側部より延出されている。ユニバーサルケーブル１３の端部には図示しない内視鏡コネクタが設けられている。

図３に示すように観察光学系３０は、対物レンズユニット４０と、撮像装置６０とを備えて構成されている。
対物レンズユニット４０は、レンズ枠４１と、観察窓４２と、第１絞り部材４３と、レンズユニット４４と、スペーサーブロック４５とを備えて構成されている。本実施形態において、観察窓４２及び第１絞り部材４３は、レンズ枠４１の先端側凹部４１ａ内に固設される。一方、スペーサーブロック４５及びレンズユニット４４は、レンズ枠４１の先端側凹部と外部とを連通する軸方向貫通孔４１ｂ内に固設される。

レンズユニット４４は、光学ユニットの１つであって、第１の光学部材である基端側レンズ４７及び第２の光学部材である先端側レンズ４６を備え、先端側レンズ４６の出射面にはマスク部４８が一体に設けられている。そして、先端側レンズ４６の出射面と基端側レンズ４７の入射面とは予め定めた光透過性を有する接着部４９を構成する透光性を有する接着剤によって一体固定されている。レンズユニット４４は、被写体からの入射光（以下、単に「入射光」と称す）を第２の光学部材である先端側レンズ４６、接着剤４９、第１の光学部材基端側レンズ４７、の順に透過し、撮像装置６０に導光する。

スペーサーブロック４５は、環状部材であって、観察窓４２とレンズユニット４４の先端側レンズ４６との間隔を予め定めた位置関係に規定する。
なお、観察窓４２も光学部材であり、例えば、入射面及び出射面を平面で構成し、出射面の中央に球形状凹部を備えている。

一方、撮像装置６０は、撮像枠６１と、撮像ユニット６２と、撮像ユニット外装枠６３と、備えて構成されている。
撮像ユニット６２は、光学ユニットの１つであって、撮像素子６４と、第１の光学部材であるカバーガラス６５及び第２の光学部材である芯出しガラス６６とを備え、芯出しガラス６６の出射面にはマスク部６７が一体に設けられている。そして、芯出しガラス６６とカバーガラス６５とは予め定めた光透過性を有する接着部６８を構成する透光性を有する接着剤によって一体固定されている。
なお、カバーガラス６５の出射面は、撮像素子６４の受光面６４ｐを覆うように撮像素子６４に予め固定されている。

符号６９は、ユニット接着部であり、撮像ユニット６２を撮像枠６１に一体固定するユニット固定用接着剤が硬化して構成される。符号７０は、封止樹脂である。本実施形態において撮像素子６４には電子部品（不図示）を実装した図示しない回路基板が接続され、該基板には図示しない信号ケーブルが複数接続される。封止樹脂７０は、撮像ユニット外装枠６３内に充填されて、該外装枠６３内に配置された回路基板、信号ケーブル等を封止固定している。

ここで、光学ユニットであるレンズユニット４４および撮像ユニット６２について説明する。
まず、図４−図７を参照して撮像ユニット６２について説明する。
図４及び図５に示すように本実施形態において、カバーガラス６５の外径は、芯出しガラス６６の外径より予め定めた寸法だけ大きく形成されている。
なお、本実施形態においては、図４に示すように、芯出しガラス６６及びカバーガラス６５を円柱形状としているが、これに限らず、芯出しガラス及び／またはカバーガラスが例えば四角注や８角注の様な角柱形状であっても良い。
芯出しガラス６６は、撮像素子６４に対して位置決めされて接着固定される。具体的に、芯出しガラス６６の出射面に設けられたマスク部６７のマスク開口６７ｍと、撮像素子６４の受光面６４ｐとの位置関係を予め定められた状態に調整して接着固定される。

マスク部６７は、芯出しガラス６６の出射面に蒸着によって設けられる非透光膜、或いは出射面に接着固定される薄板部材である。マスク部６７にはマスク開口６７ｍが備えられている。

カバーガラス６５と芯出しガラス６６とを接着固定する接着剤は、光硬化型透明接着剤であって、例えば、硬化光である紫外線を照射することによって硬化するＵＶ接着剤である。そして、硬化光における接着剤の屈折率はＮである。

これに対して、カバーガラス６５は、入射面及び出射面が平面で、硬化光における屈折率はＮ１である。一方、芯出しガラス６６は、入射面及び出射面が平面で、硬化光における屈折率はＮ２である。
本実施形態において、屈折率Ｎと屈折率Ｎ１との間に、Ｎ≧Ｎ１の関係を設定している。すなわち、接着剤の屈折率Ｎは、第１の光学部材であるカバーガラス６５と第２の光学部材である芯出しガラス６６とのうち、マスク部６７が設けられていない光学部材であるカバーガラス６５の屈折率Ｎ１以上である。

上述した屈折率Ｎ２の芯出しガラス６６と屈折率Ｎ１のカバーガラス６５とを屈折率Ｎの接着剤で一体固定する際、図５の矢印に示すように紫外線を入射光の光軸Ｌａに対して予め定めた傾きθを持たせてカバーガラス６５の側面から接着剤に向けて入射させる。言い換えれば、紫外線を撮像素子６４の基端側からカバーガラス６５の側面に斜めに照射する。つまり、硬化光である紫外光は、第１の光学部材であるカバーガラス６５の入射面に対して傾きを持って、カバーガラス６５の入射面と出射面を除く側面から接着剤に向けて照射される。
この時、接着剤の屈折率Ｎとカバーガラス６５の屈折率Ｎ１とが、Ｎ＜Ｎ１の関係の場合、紫外線は、図５の破線の矢印で示すようにカバーガラス６５と接着剤との境界面で反射されたり所望の方向から外れ屈折し、マスク部６７とカバーガラス６５の間の接着剤、特にカバーガラス６５の外周に近接する入射面に設けられた接着剤に紫外線が到達せず、接着剤が硬化しない虞がある。これに対し、本実施例に記載の、接着剤の屈折率Ｎとカバーガラス６５の屈折率Ｎ１とが、Ｎ≧Ｎ１の関係の場合、紫外線は、図５の実線の矢印で示すようにカバーガラス６５と接着剤との境界面で反射されたり所望の方向から外れ屈折することなく、効率良くマスク部６７とカバーガラス６５の間の接着剤に入射して接着剤を硬化させて接着部６８を構成する。

そして、屈折率Ｎと屈折率Ｎ１との差分をより大きく設定できれば、図６の実線の矢印に示すように傾きθ１でカバーガラス６５の側面に照射された場合、紫外線は、角度α１で境界面に到達し、角度α１より小さな角度β１に屈折されて接着剤内に入射する。また、破線の矢印に示すように傾きθ２でカバーガラス６５の側面に照射された場合、紫外線は、角度α２で境界面に到達し、角度α２より小さな角度β２に屈折されて接着剤内に入射する。つまり、屈折率Ｎと屈折率Ｎ１との差分を大きく取ることにより、Δαの範囲を広げて硬化光の傾きθを所望する角度に容易に設定することが可能になる。

このように、カバーガラス６５の屈折率と接着剤の屈折率とを予め定めた関係に設定する。加えて、硬化光による撮像素子の受光面の損傷を防止しつつカバーガラス６５と芯出しガラス６６とを接着固定するために、硬化光を撮像素子６４の受光面６４ｐの裏側である撮像ユニット６２の基端側から、カバーガラス６５の側面に向け、入射光の光軸Ｌａに対して斜めに照射する。この結果、カバーガラス６５に入射した硬化光がカバーガラス６５と接着剤との境界面で反射されたり所望の方向から外れて損失することが解消されて接着剤全体に効果的に硬化光を入射させることができる。したがって、光硬化型の透明な接着剤は、完全に硬化した接着部６８に変化して、カバーガラス６５と芯出しガラス６６とを予め定めた固定強度で接着固定することができる。また、カバーガラス６５と芯出しガラス６６とを接着固定する際、硬化光によって撮像素子６４の受光面６４ｐが損傷されることを防止することができる。

なお、図７の（Ａ）に示すようにカバーガラス６５の側面表面は、入射面及び出射面に比べて面粗度の粗い面である。このため、入射光の光軸Ｌａに対して斜めに照射された硬化光の一部が図に示すように反射されるおそれがある。このため、図７の（Ｂ）に示すようにカバーガラス６５の側面表面に反射防止部材として反射防止膜７１を設ける。この結果、硬化光を効率良くカバーガラス６５内に入射させることができる。
反射防止部材は、反射防止膜７１に限定されるものではなく、透明接着剤、透明テープ等であってもよい。また、反射防止膜として着脱可能な透明テープを用い、接着部６８を構成する接着剤を硬化光により硬化させるときのみ、透明テープをカバーガラス６５側面に貼り付け、その他の時には透明テープを剥がしても良い。

次に、図８を参照してレンズユニット４４について説明する。
図８に示すように、先端側レンズ４６と基端側レンズ４７とは接着部４９によって一体に固定される。先端側レンズ４６の出射面に設けられたマスク部４８は、先端側レンズ４６の出射面に蒸着される非透光膜、或いは出射面に接着固定されるマスク開口４８ｍを有する薄板部材である。

先端側レンズ４６と基端側レンズ４７とを接着固定する接着部４９は、上述した接着部６８を構成する接着剤と同様な光硬化型透明接着剤であって、硬化光である紫外線を照射することによって硬化するＵＶ接着剤である。そして、接着剤の屈折率はＮである。

基端側レンズ４７は、メニスカスレンズ、片凸レンズ、両凸レンズ等、少なくとも出射面が凸状曲面を有する光学レンズであって、屈折率はＮ１である。一方、先端側レンズ４６は、メニスカスレンズ、両凸レンズ、片凸片平面レンズ、両凹レンズ片凹片平面レンズ等、曲面を有する光学レンズであって、屈折率はＮ２である。
本実施形態においても、屈折率Ｎと屈折率Ｎ１との間に、Ｎ≧Ｎ１の関係を設定している。すなわち、接着剤の屈折率Ｎは、第１の光学部材である基端側レンズ４７と第２の光学部材である先端側レンズ４６とのうち、マスク部４８が設けられていない光学部材である基端側レンズ４７の屈折率Ｎ１以上である。

上述した屈折率Ｎ２の先端側レンズ４６と屈折率Ｎ１の基端側レンズ４７とを屈折率Ｎの接着剤で一体固定する際、紫外線を図８の実線矢印に示すように入射光の光軸Ｌａに対して予め定めた傾きを持たせて基端側レンズ４７の側面であるいわゆるコバ面から入射させると共に、図中の破線矢印に示すように入射光の光軸Ｌａに対して予め定めた傾きを持たせて基端側レンズ４７の出射面から入射させる。つまり、硬化光である紫外光は、第１の光学部材である基端側レンズ４７の入射面に対して傾きを持って、基端側レンズ４７の出射面と側面から接着剤に向けて照射される。すると、基端側レンズ４７に入射した硬化光は、基端側レンズ４７と接着剤との境界面で反射されたり所望の方向から外れ屈折することなく、効率良く接着剤内に入射されて接着剤を硬化させて接着部４９を構成する。

このように、凸状曲面部を有する基端側レンズの屈折率と接着剤の屈折率とを予め定めた関係に設定する。加えて、先端側レンズと基端側レンズとを接着固定するため、硬化光を基端側レンズの出射面より後方側から基端側レンズの側面に入射光の光軸に対して斜めに照射する。このことにより、硬化光は、基端側レンズのコバ面及び出射面からレンズ内に入射する。そして、基端側レンズ内に入射した硬化光は、凸状曲面部によって中心部に集中されることなく、且つ、基端側レンズと接着剤との境界面で反射されたり所望の方向から外れ屈折されて損失することなく、接着剤全体に効果的に入射する。この結果、光硬化型の透明な接着剤は、完全に硬化した接着部４９に変化して、先端側レンズ４６と基端側レンズ４７とを予め定めた固定強度で接着固定することができる。

上述したようにマスク部と複数の光学部材とを一体にしてレンズユニットを構成することによって組立作業性の向上を図れる。

なお、上述した接着部４９、６８を構成する接着剤としては、硬化前の屈折率と硬化後の屈折率が変化しないもの好適である。そして、硬化前の屈折率と硬化後の屈折率とが変化する場合には、硬化後の屈折率が硬化前の屈折率より上がる方向に変化するものが好ましい。

また、上述した撮像ユニット６２においては、図９に示すように撮像枠６１の軸方向貫通孔６１ａ内に芯出しガラス６６を配置する。そして、撮像ユニット６２のカバーガラス６５の先端面（入射面の端面）と撮像枠６１の基端面との当接部にユニット接着部６９を設けて、撮像ユニット６２を撮像枠６１に一体固定する。

この構成においては、芯出しガラス６６の外径と軸方向貫通孔６１ａとを予め定めた嵌め合いに設定している。言い換えれば、芯出しガラス６６は、軸方向貫通孔６１ａ内に係入配置された状態であって、芯出しガラス６６の外周面と軸方向貫通孔６１ａの内周面との間にはユニット固定用接着剤が存在しない構成である。

このように、軸方向貫通孔６１ａ内に芯出しガラス６６を予め定めた嵌め合いで係入配置させた上で、撮像ユニット６２と撮像枠６１とをユニット接着部６９を設けて一体固定して、芯出しガラス６６と軸方向貫通孔６１ａの隙間にユニット固定用接着剤を存在させない構成にする。この結果、芯出しガラス６６と軸方向貫通孔６１ａの隙間に設けたユニット接着部や撮像枠６１が膨張、或いは収縮を繰り返すことによって従来発生していた応力が接着部６８に加わることによる接着部６８の破壊を確実に防止することができる。

したがって、接着部６８が破壊されることによって亀裂が発生することが解消されるとともに、発生した亀裂等が内視鏡画像に写り込む不具合が解消される。

また、上述した撮像ユニット６２においては、芯出しガラス６６の入射面を平面としている。しかし、芯出しガラス６６の入射面を曲面にして撮像ユニット６２を構成するようにしてもよい。

また、上述した撮像ユニット６２においては、マスク部６７を芯出しガラス６６の出射面に設けるとしている。しかし、図１０の撮像ユニット６２Ａに示すようにマスク部６７を芯出しガラス６６の入射面に設ける構成であってもよい。この構成において、第１の光学部材であるカバーガラス６５の屈折率Ｎ１と接着剤の屈折率Ｎとを上述した関係に設定する。

この構成によれば、硬化光を撮像素子６４の受光面６４ｐの裏側からカバーガラス６５の側面に入射光の光軸Ｌａに対して斜めに照射するとともに、必要に応じて入射光の光軸Ｌａに対して直角に照射する。この結果、斜めに照射された硬化光は、カバーガラスと接着剤との境界面で反射されたり所望の方向から外れ屈折されて損失することが解消されて、接着剤に入射されていく。また、入射光の光軸Ｌａに対して直角に照射された硬化光は、直接的に、接着剤に入射されていく。この結果、上述の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

また、図１１に示すように芯出しガラス６６の入射面を凸状曲面にするとともに、マスク部６７をカバーガラス６５の入射面に設けるようにしてもよい。本実施形態の撮像ユニット６２Ｂにおいて、芯出しガラス６６の屈折率Ｎ２と接着剤の屈折率Ｎとの関係を、Ｎ≧Ｎ２の関係に設定している。
すなわち、接着剤の屈折率Ｎは、第１の光学部材であるカバーガラス６５と第２の光学部材である芯出しガラス６６とのうち、マスク部６７が設けられていない光学部材である芯出しガラス６６の屈折率Ｎ２以上である。

上述した屈折率Ｎ２の芯出しガラス６６と屈折率Ｎ１のカバーガラス６５とを屈折率Ｎの接着剤で一体固定する際、硬化光である紫外線を図１１の実線矢印に示すように入射光の光軸Ｌａに対して予め定めた傾きを持たせて芯出しガラス６６の側面から入射させる。つまり、硬化光である紫外光は、第２の光学部材である芯出しガラス６６の出射面に対して傾きを持って、芯出しガラス６６の入射面と側面から接着剤に向けて照射される。すると、芯出しガラス６６に入射した硬化光は、芯出しガラス６６と接着剤との境界面で反射されたり所望の方向から外れ屈折されることなく、効率良く接着剤内に入射されて接着剤を硬化させて接着部６８を構成する。

加えて、硬化光が図中の破線矢印に示すように入射光の光軸Ｌａに対して予め定めた傾きを持って芯出しガラス６６の入射面から入射した紫外線は、芯出しガラス６６に入射した後、芯出しガラス６６と接着剤との境界面で反射されたり所望の方向から外れ屈折されることなく、効率良く接着剤内に入射されて接着剤を硬化させて接着部６８を構成する。その後、紫外線は、接着剤を通過してカバーガラス６５に入射する際、屈折される。この結果、紫外線は、受光面６４ｐに入射することが防止される。

このように、芯出しガラスが入射面に凸状曲面を有する構成において、芯出しガラスの屈折率と接着剤の屈折率とを予め定めた関係に設定すると共に、入射光の光軸Ｌａに対する硬化光の照射角度の傾きを予め定めた値にすることにより、カバーガラス６５の入射面にマスク部６７を有する撮像ユニット６２Ｂを構成することができる。その他の作用及び効果は上述した実施形態と同様である。

また、上述した撮像ユニット６２、６２Ａ、６２Ｂにおいては、カバーガラス６５の入射面と出射面とが平行な位置関係であった。即ち、カバーガラス６５に入射した光学像が直線的に撮像素子６４の受光面６４ｐに結像する構成であった。
しかし、図１２、図１３に示すように撮像ユニット６２Ｃのカバーガラス６５Ｃは、反射面６５ｒにより入射光の光軸を所望の角度に曲げる、いわゆるプリズムであってもよい。このカバーガラス６５Ｃに入射した光学像は、反射面６５ｒで折り曲げられて撮像素子６４の受光面６４ｐに結像する。この構成において、カバーガラス６５Ｃの屈折率Ｎ１と接着剤の屈折率Ｎとを上述した関係に設定する。

この構成によれば、図１３に示すように接着剤を硬化させる紫外線をカバーガラス６５Ｃの反射面６５ｒより後方側からカバーガラス６５Ｃの側面に入射光の光軸Ｌａに対して斜めに照射する。つまり、硬化光である紫外光は、第１の光学部材であるカバーガラス６５Ｃの入射面に対して傾きを持って、カバーガラス６５Ｃの側面から接着剤に向けて照射される。

この結果、斜めに照射された硬化光は、カバーガラス６５Ｃと接着剤との境界面で反射されたり所望の方向から外れ屈折されて損失することなく、接着剤に入射されていく。この結果、上述の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

また、上述した撮像ユニット６２、６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃにおいては、マスク部６７の外面と芯出しガラス６６の外面とが一致した構成であった。しかし、図１４の（Ａ）、（Ｂ）に示すようにマスク部６７Ｄの外周面を芯出しガラス６６の外周面より均一に小さく設定して、マスク部６７Ｄの外面側に接着部６８を設ける構成にしてもよい。

この構成によれば、接着部６８の増大に伴って芯出しガラス６６とカバーガラス６５とをより強固に接着固定することができる。また、マスク部６７Ｄの外面側に設けられた接着剤に斜めに照射された紫外線が直接入射して硬化を速やかに行うことができる。

ここで、マスク部の形状は、外周面を芯出しガラス６６の外面より均一に小さく設定して構成した上記マスク部６７Ｄに限定されるものではない。例えば、図１４の（Ｃ）に示すように切り欠き部６７ｃを複数（４つ）設けてマスク部６７Ｄ１を構成するようにしてもよい。この切り欠き部６７ｃの数は、４つに限定されるものではなく、それ以上であっても、それ以下であってもよい。

また、図１４の（Ｄ）に示すように芯出しガラス６６Ｓ及びカバーガラス６５Ｓを四角形で構成し、その芯出しガラス６６Ｓの出射面に芯出しガラス６６Ｓの外側面より均一に小さく設定したマスク部６７ＤＳを設けるようにしてもよい。

また、図１５の（Ａ）の矢印Ｙ１５ＢＣで示すマスク部６７のマスク開口６７ｍ付近がエッジ形状（尖った形状）部であると、接着部６８が応力集中により破壊されるおそれがある。このため、図１５の（Ｂ）に示すようにマスク開口６７ｍの破線で示すエッジ形状部６７ｅに辺で形成したいわゆるＣ面による面取り部６７ｃ、或いは図１５の（Ｃ）に示すようにエッジ形状部６７ｅに曲面で形成したいわゆるＲ面による面取り部６７ｒを設ける。

この結果、マスク開口６７ｍからエッジ形状部を無くして、応力集中によって接着部６８が破壊されて亀裂等が発生する不具合の解消を図ることができる。

また、上述した図９においては、芯出しガラス６６を軸方向貫通孔６１ａ内に係入配置した状態で、予め定めた位置にユニット接着部６９を設けて、撮像ユニット６２と撮像枠６１とを一体固定して、芯出しガラス６６の外周面と軸方向貫通孔６１ａの内周面との間にはユニット固定用接着剤が存在しない構成にしている。

しかし、図１６−図１９に示すように撮像ユニット６２と撮像枠６１とを一体固定するようにしてもよい。
図１６において、撮像枠６１は、内周面に大径部６１ｂ、或いは、テーパー面６１ｃを有している。大径部６１ｂ及びテーパー面６１ｃは、撮像枠６１の基端面から軸方向に予め定めた長さ寸法に設定されている。その結果、大径部６１ｂ及びテーパー面６１ｃには、接着部６８及び芯出しガラス６６の出射面側の一部が配置される。
その他の構成は、前記図９で示した構成と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

このように、撮像枠６１の内周面に大径部６１ｂを形成した構成によれば、撮像ユニット６２を撮像枠６１に組み付ける組立作業中、芯出しガラス６６が大径部６１ｂ内に位置している間は、カバーガラス６５を傾けてしまった場合でも接着部６８に負荷が働いて破壊されること防止ができる。この結果、組立性の向上を図れる。

一方、撮像枠６１の内周面にテーパー面６１ｃを形成した構成によれば、撮像ユニット６２を撮像枠６１に組み付ける組立作業中、上述と同様に芯出しガラス６６がテーパー面６１ｃ内に位置している間、接着部６８に負荷が働いて破壊されること防止ができるとともに、テーパー面６１ｃを案内にして芯出しガラス６６を軸方向貫通孔６１ａ内にスムーズに導くことができる。この結果、更なる組立性の向上を図れる。

なお、撮像枠６１の内周面に大径部６１ｂを設ける構成において、大径部６１ｂと軸方向貫通孔６１ａとによって構成される段差６１ｄを、Ｃ面或いはテーパー面にすることで芯出しガラス６６を軸方向貫通孔６１ａ内へよりスムーズに導入することができる。

図１７においては、撮像ユニット６２と撮像枠６１とを一体固定するユニット固定用接着剤が、軸方向貫通孔６１ａ内に流れ込むことを防止する接着剤流入防止部材７２を備えている。接着剤流入防止部材７２は、ポリイミドテープ、或いは、スポンジであって、撮像枠６１の基端面とカバーガラス６５の入射面との間に配置される。そして、ユニット固定用接着剤は、接着剤流入防止部材７２の外周面側の撮像枠６１の基端面とカバーガラス６５の入射面との間に塗布される。
その他の構成は、前記図９で示した構成と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

このように、撮像枠６１の基端面とカバーガラス６５の入射面との間に、ポリイミドテープ、或いは、スポンジを配置させ、その後、ユニット固定用接着剤を接着剤流入防止部材７２の外周面側に塗布することによって、撮像ユニット６２と撮像枠６１とをユニット固定用接着剤で固定する際、該接着剤が軸方向貫通孔６１ａ内に流れ込むことを確実に防止することができる。

図１８においては、撮像枠６１の基端面に、撮像ユニット６２と撮像枠６１とを一体固定するユニット固定用接着剤が軸方向貫通孔６１ａ内に流れ込むことを防止する、接着剤溜まり６１ｅを備えている。接着剤溜まり６１ｅは、撮像枠６１の基端面に形成された幅寸法及び深さ寸法を予め定めた寸法に設定した円形溝であり、溝幅内にカバーガラス６５の入射端が配置される。
その他の構成は、前記図９で示した構成と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

このように、撮像枠６１の基端面に接着剤溜まり６１ｅとして円形溝を形成する。この結果、撮像枠６１と撮像ユニット６２とをユニット固定用接着剤で固定する際、余分な接着剤が円形溝内に溜まって該接着剤が軸方向貫通孔６１ａ内に流れ込むことを確実に防止することができる。

図１９においては、芯出しガラス６６の出射面端部にＣ面６６ｃを設けて、軸方向貫通孔６１ａの内周面とマスク部６７の外周面との間、及び軸方向貫通孔６１ａの内周面と接着部６８の外周面との間にＣ面６６ｃの切り込み高さに対応する寸法の隙間６１ｆを設ける。隙間６１ｆは、接着剤溜まりであって、ユニット固定用接着剤が軸方向貫通孔６１ａの内周面と芯出しガラス６６の外周面との隙間に流れ込むことを防止している。

その他の構成は、前記図９で示した構成と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

このように、芯出しガラス６６の周面端部にＣ面６６ｃを設ける一方、軸方向貫通孔６１ａの内周面とマスク部６７の外周面との間、及び軸方向貫通孔６１ａの内周面と接着部６８の外周面との間に隙間６１ｆを設ける。この結果、撮像枠６１と撮像ユニット６２とをユニット固定用接着剤で固定する際、余分な接着剤が軸方向貫通孔６１ａ内に流れ込んだ場合に、ユニット固定用接着剤が隙間６１ｆに溜まって、接着剤が軸方向貫通孔６１ａの内周面と芯出しガラス６６の外周面との隙間に流れ込むことを確実に防止することができる。

なお、図２０においては、芯出しガラス６６の出射面にマスク部６７を固定すると共に、カバーガラス６５の入射面にマスク部６７を固定して、マスク部６７のマスク開口６７ｍ内を密閉空間７３としている。そして、マスク部６７を撮像枠６１の軸方向貫通孔６１ａ内にマスク部固定接着部７４を設けて一体固定している。
その他の構成は、前記図１９で示した構成と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

このように、芯出しガラス６６とカバーガラス６５とを、密閉空間７３を構成するためのマスク開口６７ｍを有するマスク部６７を介して一体固定している。この結果、芯出しガラス６６とカバーガラス６５との間に接着剤が介在することを無くして、該接着剤による不具合の発生を解消することができる。

尚、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。

１…撮像ユニット ２…撮像素子 ２ａ…受光面 ３…カバーガラス ４…遮光マスク
５…光学部材 ６…光硬化型接着剤 １０…内視鏡 １１…挿入部 １２…操作部
１３…ユニバーサルケーブル １４…先端部 １５…湾曲部 １６…可撓管部
１７…湾曲操作部 １８…各種スイッチ １９…送気送水ボタン ２０…吸引ボタン
２１…処置具挿入口 ３０…観察光学系 ４０…対物レンズユニット ４１…レンズ枠
４１ａ…先端側凹部 ４１ｂ…軸方向貫通孔 ４２…観察窓 ４３…第１絞り部材
４４…レンズユニット ４５…スペーサーブロック ４６…先端側レンズ
４７…基端側レンズ ４８…マスク部 ４８ｍ…マスク開口 ４９…接着部
６０…撮像装置 ６１…撮像枠 ６１ａ…軸方向貫通孔 ６１ｂ…大径部
６１ｃ…テーパー面 ６１ｄ…段差 ６１ｅ…接着剤溜まり ６１ｆ…隙間
６２、６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ…撮像ユニット ６３…撮像ユニット外装枠
６４…撮像素子 ６４ｐ…受光面 ６５、６５Ｃ、６５Ｓ…カバーガラス
６５ｒ…反射面 ６６、６６Ｓ…芯出しガラス ６６ｃ…Ｃ面
６７、６７Ｄ、６７Ｄ１、６７ＤＳ…マスク部 ６７ｃ…面取り部
６７ｅ…エッジ形状部 ６７ｍ…マスク開口 ６７ｒ…面取り部 ６８…接着部
６９…ユニット接着部 ７０…封止樹脂 ７１…反射防止膜 ７２…接着剤流入防止部材
７３…密閉空間 ７４…マスク部固定接着部

Claims (10)

1. 透光性を有する第１の光学部材と、透光性を有する第２の光学部材と、を有し、被写体からの入射光を前記第２の光学部材、前記第１の光学部材の順に透過し導光するとともに、前記第２の光学部材の前記入射光の出射面と、前記第１の光学部材の前記入射光の入射面と、を硬化光により硬化する透光性を有する接着剤によって一体固定する光学ユニットであって、
   前記第１の光学部材の前記入射面、前記第２の光学部材の前記入射光の入射面又は該第２の光学部材の前記出射面の何れか一面にマスク部を設ける構成において、
   前記硬化光における前記接着剤の屈折率は、前記第１の光学部材と前記第２の光学部材の前記マスク部が設けられていないいずれかの前記光学部材の屈折率以上であることを特徴とする光学ユニット。
2. 前記第２の光学部材の前記入射面または前記出射面に前記マスク部を設け、前記入射光を撮像素子の受光面に導光するために、前記第１の光学部材の前記入射光の出射面に前記撮像素子の前記受光面を配置した前記光学ユニットにおいて、
   前記接着剤の前記屈折率は、前記第１の光学部材の前記屈折率以上であり、
   前記硬化光は、前記第１の光学部材の前記入射面に対して傾きを持って、前記第１の光学部材の前記入射面と前記出射面を除く側面から前記接着剤に向けて照射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。
3. 前記第２の光学部材の前記入射面が凸状曲面であって、前記第１の光学部材の前記入射光の出射面に撮像素子の受光面を配置し、該第１の光学部材の前記入射面にマスク部を配置した前記光学ユニットにおいて、
   前記接着剤の前記屈折率は、前記第２の光学部材の前記屈折率以上であり、
   前記硬化光は、前記第２の光学部材の前記出射面に対して傾きを持って、前記第２の光学部材の前記出射面を除く側面及び前記入射面から前記接着剤に向けて照射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。
4. 前記第２の光学部材の前記入射面または前記出射面に前記マスク部を設け、前記第１の光学部材の前記入射光の出射面が凸状曲面である前記光学ユニットにおいて、
   前記接着剤の前記屈折率は、前記第１の光学部材の前記屈折率以上であり、
   前記硬化光は、前記第１の光学部材の前記入射面に対して傾きを持って、前記第１の光学部材の前記入射面を除く側面及び前記出射面から前記接着剤に向けて照射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。
5. 前記マスク部が設けられる面の外形と前記マスク部の外形とは同形状であることを特徴とする請求項１−４の何れか１項に記載の光学ユニット。
6. 前記マスク部の外形は、前記マスク部が設けられる面の外形より少なくとも一部が小さく設定されることを特徴とする請求項１−４の何れか１項に記載の光学ユニット。
7. 前記硬化光が照射される前記側面に、前記硬化光の反射を防止する反射防止膜を設けたことを特徴とする請求項２−４の何れか１項に記載の光学ユニット。
8. 前記マスク部のマスク開口側に面取り部を設け、前記硬化光によって硬化した接着剤の応力集中による破壊を防止したことを特徴とする請求項１−４の何れか１項に記載の光学ユニット。
9. 前記硬化光は、紫外光であり、前記接着剤は、前記紫外光により硬化するＵＶ接着剤であることを特徴とする請求項１−８の何れか１項に記載の光学ユニット。
10. 請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載した光学ユニットを挿入部の先端側に搭載したことを特徴とする内視鏡。

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