JP6095525B2 - レンズユニット、レンズユニットを具備する内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡の挿入部の挿入方向の先端に位置する先端部を構成する先端硬質部材内に固定されるレンズユニット、レンズユニットを具備する内視鏡に関する。

近年、被検体内に挿入される内視鏡は、医療分野及び工業用分野において広く利用されている。内視鏡は、細長い挿入部を被検体内に挿入することによって被検体内を観察することができる。

また、内視鏡の挿入部の挿入方向の先端（以下、単に先端と称す）に位置する先端部内には、被検体内を観察するレンズユニットが設けられている。

レンズユニットは、複数のレンズを有するともに、該複数のレンズは、先端部を構成する先端硬質部材を挿入方向に沿って貫通するよう形成された貫通孔内に固定されたレンズ枠によって保持されている。

さらに、複数のレンズの内、挿入方向の最も先端側（以下、単に先端側と称す）に位置する対物レンズは、先端部の先端面から露出されるようレンズ枠に保持されている。

尚、複数のレンズは、該複数のレンズの外周面がレンズ枠の内周面に対して、エポキシ樹脂等から構成された接着剤によって接着固定されることによりレンズ枠内に保持される構成が周知である。

ここで、対物レンズとして、該対物レンズの基端面における対物レンズの径方向の中央に、対物レンズの先端面側に向けて凹む球欠部が形成された既知の平凹レンズを用いる構成が周知である。

しかしながら、レンズ枠内と被検体内とにおいて温度差が生じていると、レンズ枠の内周面と対物レンズの外周面との間の接着剤を介して水分が被検体内からレンズ枠内に進入してしまう結果、球欠部に水蒸気が蓄積しやすく、球欠部が曇ってしまうといった問題があった。

尚、このような問題は、先端部に熱応力や強い衝撃が付与されると、接着剤がレンズ枠の内周面または対物レンズの外周面との界面から剥離してしまうことから、該接着剤が剥離してしまうと球欠部へと被検体内から水分が進入しやすくなるためより発生しやすくなる。

このような問題に鑑み、特許文献１の図５では、レンズ枠の先端側の外周面を覆うとともに対物レンズの先端面及びレンズ枠の先端を覆う光学部品が、先端硬質部材の先端面に半田によって固定された、言い換えれば、先端硬質部材の先端面に固定された光学部品の挿入方向の基端側（以下、単に基端側と称す）に対してレンズ枠の先端側が内嵌合された先端部の構成が開示されている。

このような構成によれば、単にレンズ枠の内周面に対物レンズの外周面が接着剤を介して固定された構成よりも被検体内から球欠部への水分の進入経路を、レンズ枠と光学部品の嵌合部の分だけ長くすることによって、さらには先端硬質部材の先端面に対する光学部品の半田固定によりレンズ枠内への水分の進入を防ぐことによって球欠部の曇りを防止することができる。

また、特許文献１では、光学部品を、対物レンズよりも挿入方向の前方（以下、単に前方と称す）に位置する凹凸形状を有するレンズとして用いることにより、レンズユニットの一部とする、即ち対物レンズとして用いても良い旨も開示されている。

特開２００３−１６９７７５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された先端部の構成では、上述したように、光学部品は、レンズ枠の先端側の外周面を覆う大きさを有していることから、外径がレンズ枠の外径よりも径方向に大きく形成されている。

このため、光学部品を対物レンズとし、該対物レンズがレンズ枠の先端側に固定されたものをレンズユニットと規定した場合、レンズユニットの先端側の外径が、光学部品によって大きくなってしまうといった問題があった。

ここで、通常、レンズユニットを構成するレンズ枠の基端側の内部には、複数のレンズに結像された被検体内の部位を撮像する撮像素子が保持されており、該撮像素子には、電気基板が接続されるとともに、該電気基板からは、細長な信号ケーブルが延出している。尚、以下、レンズユニットに、撮像素子、電気基板、信号ケーブルが設けられたものを撮像ユニットと称す。

よって、レンズユニットの先端側、即ち、撮像ユニットの先端側を、先端硬質部材の貫通孔内に固定する場合には、撮像ユニットは信号ケーブルを有していることから非常に細長いため、作業性を考慮すると、貫通孔に対して撮像ユニットの先端側を挿入方向の後方（以下、単に後方と称す）から前方に向かって挿通させた後、固定する手法が用いられるのが一般的である。

しかしながら、特許文献１の先端部の構成では、レンズ枠の外径は、貫通孔の径と略同じに形成されていることから、レンズ枠の外径よりも大きな外径を有する光学部品は、寸法上、貫通孔内には入らない。このため、光学部品が固定された撮像ユニットの先端側を、貫通孔に対して後方から挿通することはできない。

よって、撮像ユニットの先端側を貫通孔に固定する際は、貫通孔に対し、光学部品を除く撮像ユニットの先端側を後方から挿通し、その後、光学部品を撮像ユニットの先端側を覆うように前方から嵌合させた後、先端硬質部材の先端面に半田固定しなければならず、該固定作業は、光学部品を対物レンズとして用いる場合、光軸調整が難しく、作業工程も増えるため大変煩雑であるといった問題があった。

尚、特許文献１の構成では、貫通孔に挿通された撮像ユニットの先端側に対物レンズとして用いる光学部品を嵌合し、光学部品を先端硬質部材の先端面に半田固定した後であれば、光学部品はレンズユニットの一部となり得る。しかしながら、上述したように、光学部品はレンズユニットの先端側に固定された状態では貫通孔を挿通できないことから、レンズユニットを構成する他の部品とは一体的に形成することはできない。即ち、光学部品が固定された状態では、レンズユニットは、貫通孔内に固定することができないため、レンズユニット単体として考えた場合、特許文献１に記載の光学部品はレンズユニットの一部とはなり得ない。

以上から、作業性を考慮すると、レンズユニットにおいては、通常、レンズ枠への対物レンズの固定は、上述したように、対物レンズの外周面をレンズ枠の内周面に固定する一般的な構成が用いられているが、この場合、上述したように対物レンズの球欠部が曇りやすいといった問題があった。さらに、レンズユニットの先端側の小径化が望まれていた。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、対物レンズの球欠部の曇りを防止でき、先端側の小径化を実現できるとともに、内視鏡への組み立て性の良いレンズユニット、該レンズユニットを具備する内視鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の一態様によるレンズユニットは、内視鏡の挿入部の挿入方向の先端に位置する先端部を構成する先端硬質部材内に、レンズ枠の拡径部の外周が前記先端硬質部材に当接された状態で固定されるレンズユニットであって、先端面及び外周面が露出され、基端面よりも前記レンズ枠の径方向の内側かつ前記先端面側に前記レンズ枠の突き当て面が形成され、前記突き当て面の前記径方向の中央に前記先端面側に凹む球欠部が形成されているとともに、前記突き当て面と前記基端面との間に前記挿入方向に沿った内周面が形成された対物レンズを具備し、前記レンズ枠は、前記対物レンズの前記外周面と同じ外径となるよう位置するまたは前記外周面よりも前記径方向の外側に位置する前記外周を有するとともに前記対物レンズの前記基端面よりも前記挿入方向の後方に離間して位置する前記拡径部と、前記拡径部よりも前記挿入方向の前方に突出する前記対物レンズへの嵌合部とを有し、前記対物レンズの前記基端面と前記拡径部の先端との間の間隙に固定材が充填されることによって前記間隙が塞がれているとともに、前記嵌合部の外周面が前記対物レンズの前記内周面に対して前記固定材により固定されている。

また、本発明の一態様によるレンズユニットを具備する内視鏡は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の前記レンズユニットを具備する内視鏡であって、前記レンズユニットは、前記先端構成部内において前記挿入方向に沿って形成された貫通孔内に、該貫通孔の内周面に前記拡径部の前記外周が当接した状態で固定されており、前記対物レンズの前記先端面は、前記挿入部の前記先端部の先端から露出されているとともに、前記対物レンズの前記外周面に、前記先端構成部または該先端構成部の先端面及び外周面を覆う先端カバーが接着剤を介して貼着されている。

本発明によれば、対物レンズの球欠部の曇りを防止でき、先端側の小径化を実現できるとともに、内視鏡への組み立て性の良いレンズユニット、該レンズユニットを具備する内視鏡を提供することができる。

第１実施の形態のレンズユニットが挿入部の先端部内に設けられた内視鏡を示す斜視図 図１中のII-II線に沿う挿入部の先端部の部分断面図 図２のレンズユニットを拡大して示す断面図 第２実施の形態のレンズユニットの断面図 図４のレンズユニットにおいて、絞り板と第１のレンズ枠の嵌合部の先端との間にクリアランスを設けた変形例を示す断面図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１実施の形態）
図１は、本実施の形態のレンズユニットが挿入部の先端部内に設けられた内視鏡を示す斜視図である。
図１に示すように、内視鏡１は、被検体内に挿入される挿入部２と、該挿入部２の挿入方向Ｓの基端（以下、単に基端と称す）に連設された操作部６と、該操作部６から延出されたユニバーサルコード７と、該ユニバーサルコード７の延出端に設けられたコネクタ８とを具備して主要部が構成されている。

尚、コネクタ８が、既知の図示しない光源装置等に接続自在なことにより、内視鏡１は、周辺装置に接続自在となっている。

挿入部２は、該挿入部２の挿入方向Ｓの先端に位置する先端部３と、該先端部３の基端に連設されるとともに操作部６に設けられた湾曲操作ノブ６ｎ、６ｍにより、例えば上下左右の４方向に湾曲操作される湾曲部４と、該湾曲部４の基端に連設された細長かつ可撓性を有する可撓管部５とを具備して主要部が構成されている。

次に、先端部３内に設けられるレンズユニットの構成について、図２、図３を用いて示す。図２は、図１中のII-II線に沿う挿入部の先端部の部分断面図、図３は、図２のレンズユニットを拡大して示す断面図である。

図２に示すように、挿入部２の先端部３は、例えば、硬質な金属から形成された先端硬質部材１３を具備している。

また、先端硬質部材１３内には、レンズユニット１００が固定されている。具体的には、先端硬質部材１３に、挿入方向Ｓに沿って先端硬質部材１３の先端面１３ｓと図示しない基端面とを貫通する貫通孔１３ｈが形成されており、貫通孔１３ｈ内にレンズユニット１００が固定されている。

図３に示すように、レンズユニット１００は、対物レンズ１５と、絞り板１８と、レンズ枠２０とを具備して主要部が構成されている。

対物レンズ１５は、外形が挿入方向Ｓに沿って所定の長さを有する略円柱状に形成されており、先端面１５ｓ及び外周面１５ｇが外部に露出されている。

また、対物レンズ１５は、基端面１５ｋにおける対物レンズ１５の径方向Ｋの略中央に、対物レンズ１５の外径よりも小径かつ基端面１５ｋよりも前方に延出する円柱状の空間１５ｉが形成されている。

基端面１５ｋに、空間１５ｉが形成されていることにより、基端面１５ｋよりも径方向の内側かつ基端面１５ｋよりも先端面１５ｓ側に、レンズ枠２０の突き当て面１５ｔが形成されているとともに、突き当て面１５ｔの径方向Ｋの外側の端部と基端面１５ｋの径方向Ｋの内側の端部との間に挿入方向Ｓに沿った内周面１５ｎが形成されている。

さらに、突き当て面１５ｔの径方向Ｋの略中央に、先端面１５ｓ側に凹む球欠部１５ｑが形成されている。即ち、対物レンズ１５は、先端面１５ｓと対向する位置に球欠部１５ｑが形成された既知の平凹レンズに形成されている。

レンズ枠２０は、円筒状に形成されているとともに、内部に複数のレンズ２５を保持するものである。

レンズ枠２０は、対物レンズ１５の外周面１５ｇと同じ外径となるよう位置するまたは外周面１５ｇよりも径方向の外側に位置する外周２２ｇを有するとともに、対物レンズ１５の基端面１５ｋよりも後方に位置する拡径部２２を具備している。

尚、図２に示すように、レンズユニット１００は、拡径部２２の外周２２ｇが貫通孔１３ｈによって形成された先端硬質部材１３の内周面１３ｎに当接された状態において、接着剤等により貫通孔１３ｈ内に固定されている。

また、拡径部２２は、基端面１５ｋよりも後方に位置していることにより、基端面１５ｋと拡径部２２の先端２２ｓとの間には、径方向Ｋの外側に露出される間隙３０が形成されている。

尚、固定材である接着剤５０の内、間隙３０に充填されている第１の固定材である例えばエポキシ系等の接着剤５０ａにより、基端面１５ｋに対して先端２２ｓは固定されている。

また、間隙３０が径方向Ｋの外側に露出されていることにより、間隙３０に充填されている接着剤５０ａも、充填状態において径方向Ｋの外側に露出されていることから、レンズユニット１００の組み立て作業者によって、基端面１５ｋと先端２２ｓとが接着剤５０ａによって貼着されていることが容易に視認可能となっている。

また、レンズ枠２０は、拡径部２２よりも小径であって、拡径部２２よりも前方に突出する対物レンズ１５への嵌合部２１を具備している。

嵌合部２１は、外周面２１ｇが、対物レンズ１５の内周面１５ｎに嵌合された後、接着剤５０の内、間隙３０に連通する内周面１５ｎと外周面２１ｇとの間に充填されている第２の固定材である接着剤５０ｂにより、内周面１５ｎに固定されている。即ち、レンズ枠２０は、嵌合部２１が対物レンズ１５の内周面１５ｎに内嵌合されて固定されている。

尚、接着剤５０ａと接着剤５０ｂとは同一の接着剤から構成されていても構わない。例えば、接着剤５０ａ及び接着材５０ｂが、例えば光硬化型の接着剤から構成されている場合、間隙３０に充填されている接着剤５０ａは、光Ｌが照射されることにより、具体的には、図３に示すように、径方向Ｋの外側から光Ｌが照射されることにより硬化され、内周面１５ｎと外周面２１ｇとの間に充填されている接着剤５０ｂは、接着剤５０ａと同様に、径方向Ｋの外側から対物レンズ１５の外周面１５ｇを介して光Ｌが照射されることにより硬化される。
尚、少なくとも接着剤５０ｂが、光硬化型の接着剤から構成されていることが好ましい。これは、光硬化型の接着剤は、嫌気性を有しているため、内周面１５ｎと外周面２１ｇとの間に空間に充填されていると外部から湿気が進入し難くなるためである。
また、接着剤５０ａ及び接着剤５０ｂは、熱硬化型接着剤から構成されていても構わない。さらには、接着剤５０ａ及び接着剤５０ｂは、半田から構成されていても構わない。
また、接着剤５０ａと接着剤５０ｂとは、別種類でも構わない。例えば、接着剤５０ａと接着剤５０ｂとの一方を接着剤から構成し、他方を接着剤よりも水分を透過し難い半田から構成してもよい。このような構成によれば、より湿気の進入を防げるため対物レンズ１５の曇りを防止することができる。

尚、対物レンズ１５は、透明部材から構成されているとともに外周面１５ｇが外部に露出されていることから、レンズユニット１００の組み立て作業者によって、外周面２１ｇと内周面５０ｎとが接着剤５０ｂによって貼着されていることが、対物レンズ１５の外周面１５ｇを介して容易に視認可能となっている。
尚、接着剤５０ｂが、有色の半田から構成されていれば、接着剤５０ｂを、対物レンズ１５の外周面１５ｇを介して、より容易に視認することができる。

尚、上述したように、対物レンズ１５の内周面１５ｎは、嵌合部２１の外周面２１ｇが嵌合固定される部位となっていることから、嵌合後、対物レンズ１５とレンズ２５との光軸がずれてしまうことがないよう、対物レンズ１５に対して位置精度良く形成されているとともに、表面粗さは、外周面１５ｇよりも細かく滑らかな面に形成されている。

また、嵌合部２１の先端２１ｓは、対物レンズ１５の突き当て面１５ｔに対向して位置している。さらに、対物レンズ１５の内周面１５ｎに対し、挿入方向Ｓにおける先端２１ｓと突き当て面１５ｔとの間には、径方向Ｋの中央に開口１８ｈが形成された絞り板１８の外周面１８ｇが固定されている。

具体的には、内周面１５ｎと外周面２１ｇとの間に連通する外周面１８ｇと内周面１５ｎとの間に充填されている接着剤９０により、絞り板１８の外周面１８ｇは、内周面１５ｎに固定されている。

尚、外周面１８ｇと内周面１５ｎとの間に充填されている接着剤９０は、内周面１５ｎと外周面２１ｇとの間に充填されている接着剤５０ｂと同じものであっても構わず、例えば光硬化型の接着剤から構成されている。この場合、内周面１５ｎと外周面２１ｇとの間に充填されている接着剤５０ｂと同様に、接着剤９０は、径方向Ｋの外側から対物レンズ１５の外周面１５ｇを介して光Ｌが照射されることにより硬化される。

さらに、絞り板１８は、突き当て面１５ｔ及び嵌合部２１の先端２１ｓに対しても固定されている。

具体的には、外周面１８ｇと内周面１５ｎとの間に連通する絞り板１８と先端２１ｓとの間に充填されているとともに、絞り板１８と突き当て面１５ｔとの間に充填されている接着剤９０により、絞り板１８は、突き当て面１５ｔ及び嵌合部２１の先端２１ｓに対して固定されている。

尚、絞り板１８と突き当て面１５ｔとの間に充填されている接着剤９０は、絞り板１８と先端２１ｓとの隙間に充填されている接着剤９０と同じであるが異なっていても構わない。

また、絞り板１８と先端２１ｓとの隙間に充填されている接着剤及び絞り板１８と突き当て面１５ｔとの間に充填されている接着剤も、光硬化型の接着剤から構成されていても構わない。この場合、接着剤９０は、径方向Ｋの外側から対物レンズ１５の外周面１５ｇを介して光Ｌが照射されることにより硬化される。

以上から、嵌合部２１の外周面２１ｇが対物レンズ１５の内周面１５ｎに固定されている状態では、嵌合部２１の先端２１ｓは、絞り板１８を介して、突き当て面１５ｔに突き当たっている。

尚、レンズ枠２０の基端側の外周には、他の枠体が嵌合され、該他の枠体内には、上述した撮像素子が保持されており、該撮像素子には、電気基板が接続され、該電気基板から信号ケーブルが延出されている。即ち、上述したように、レンズユニット１００は、撮像素子や電気基板、信号ケーブルとともに撮像ユニットを構成している。信号ケーブルは、挿入部２、操作部６、ユニバーサルコード７を介してコネクタ８まで挿通されており、コネクタ８が外部装置に接続されることにより、撮像ユニットによって撮像された被検体内の像が外部装置へと伝送される。

次に、このような構成を有するレンズユニット１００の組み立て方法を簡単に説明する。尚、以下に示す組み立て方法は、接着剤５０ａと接着剤５０ｂと接着剤９０とが同じものから構成されている場合を例に挙げて示す。
先ず、作業者は、対物レンズ１５の突き当て面１５ｔに対して絞り板１８を接着固定する。

次いで、作業者は、対物レンズ１５の内周面１５ｎに、内部にレンズ２５を保持するレンズ枠２０の嵌合部２１の外周面２１ｇを内嵌合させ、嵌合部２１の先端２１ｓを、絞り板１８を介して突き当て面１５ｔに突き当てる。

その後、作業者は、対物レンズ１５の基端面１５ｋとレンズ枠２０の拡径部２２の先端２２ｓとの間の間隙３０に接着剤９０及び接着剤５０を充填する。該充填された接着剤９０及び接着剤５０は、外周面２１ｇと内周面１５ｎとの間、先端２１ｓと絞り板１８との間にも充填される。

最後に、作業者は、接着剤９０及び接着剤５０に対し、径方向Ｋの外側から光Ｌを照射することにより、接着剤５０を硬化させる。

このようにして、対物レンズ１５に絞り板１８とともにレンズ枠２０が固定されることにより、レンズユニット１００は組み立てられる。

尚、レンズユニット１００は、図２に示すように、貫通孔１３ｈ内に、上述したように拡径部２２の外周２２ｇが内周面１３ｎに当接した状態で固定されている。

貫通孔１３ｈ内にレンズユニット１００が固定された状態においては、対物レンズ１５の先端面１５ｓは、先端部３の先端３ｓから前方に露出されている。また、対物レンズ１５の外周面１５ｇは、先端硬質部材１３の外周面１３ｇ及び先端面１３ｓを覆う先端カバー１１によって覆われており、先端カバー１１に対して、外周面１５ｇは接着剤５５を介して貼着されている。尚、外周面１５ｇは、先端硬質部材１３によって覆われていても構わない。

このように、外周面１５ｇは、先端カバー１１または先端硬質部材１３が貼着される部位となっていることから、レンズ枠２０の嵌合部２１が嵌合される内周面１５ｎよりも精度良く形成されている必要がなく、接着剤５５による接着性を向上させるため、例えば内周面１５ｎよりも表面粗さが粗く形成されていても構わない。

次に、貫通孔１３ｈ内へのレンズユニット１００の組み立て方法を簡単に説明する。
先ず、作業者は、貫通孔１３ｈ内に対して、後方から上述した撮像素子、電気基板、信号ケーブルが固定された撮像ユニットにおいて先端側に位置するレンズユニット１００を、対物レンズ１５の先端面１５ｓが先端部３の先端３ｓから露出するまで挿通する。

次いで、作業者は、内周面１３ｎにレンズ枠２０の拡径部２２の外周２２ｇが当接した状態で、接着剤等により貫通孔１３ｈ内にレンズユニット１００を固定する。

最後に、作業者は、先端硬質部材１３の先端面１３ｓ及び外周面１３ｇに被覆された先端カバー１１と対物レンズ１５の外周面１５ｇとを、接着剤５５を用いて接着する。

このように、本実施の形態においては、レンズユニット１００において、対物レンズ１５の外周面１５ｇは外部に露出されていると示した。

また、対物レンズ１５の内周面１５ｎに、レンズ枠２０の嵌合部２１の外周面２１ｇが内嵌合されて接着固定されていると示した。

このことによれば、対物レンズ１５の球欠部１５ｑへの水分の進入経路が、図３の１点鎖線の矢印に示すように、基端面１５ｋと先端２２ｓとの間、内周面１５ｎと外周面２１ｇとの間、先端２１ｓと絞り板１８との間または絞り板１８と突き当て面１５ｔとの間といったように、単に対物レンズの外周にレンズ枠を固定する構成よりも長くなるため、従来よりも球欠部１５ｑが曇り難くなる。

尚、このことは、図２に示すように、レンズユニット１００を先端部３内に固定した場合において、図２の１点鎖線の矢印に示すように、外周面１５ｇと先端カバー１１との間、基端面１５ｋと先端２２ｓとの間、内周面１５ｎと外周面２１ｇとの間、先端２１ｓと絞り板１８との間または絞り板１８と突き当て面１５ｔとの間といったようにより進入経路が長くなるため、より顕著となる。

また、外周面１５ｇが外部に露出されているため、即ち、外周面１５ｇの周りにレンズ枠等が位置していないことから、レンズユニット１００において、対物レンズ１５周りを小径化することができる。

さらに、対物レンズ１５の外周面１５ｇは露出されていることから、従来の対物レンズの外周面がレンズ枠に固定された構成よりも、レンズユニット１００の先端側の外径を変えずに、対物レンズ１５の外径を大きくすることができる。

また、本実施の形態においては、対物レンズ１５の基端面１５ｋと拡径部２２の先端２２ｓとを接着する接着剤５０ａと、嵌合部２１の外周面２１ｇと対物レンズ１５の内周面１５ｎとを接着する接着剤５０ｂとは、径方向Ｋの外側から目視可能であると示した。さらに、少なくとも接着剤５０ｂは、径方向Ｋの外側から対物レンズ１５の外周面１５ｇを介して光Ｌが照射されることにより硬化する光硬化型接着剤から構成されていると示した。

このことによれば、接着剤５０ｂを短時間にて容易に硬化させることができる他、接着剤５０ｂの硬化状態を作業者は対物レンズ１５の外周面１５ｇを介して容易に視認することができる。尚、接着剤５０ａ及び接着剤９０も光硬化型接着材から構成されていれば、接着剤５０ａ及び接着剤９０も短時間にて容易に硬化させることができる他、接着剤５０ａ及び接着剤９０の硬化状態を作業者は容易に視認することができる。

さらに、図２に示すように、レンズユニット１００を先端部３内に固定した場合において、内周面１５ｎが、外周面２１ｇに接着剤５０ｂを介して接着固定されていることに加え、外周面１５ｇが先端カバー１１に接着剤５５を介して接着固定されていることから、対物レンズ１５が外れ難い。

また、レンズ枠２０の拡径部２２の外周２２ｇは、対物レンズ１５の外周面１５ｇと同じ外径となるよう位置するまたは外周面１５ｇよりも径方向の外側に位置していることから、対物レンズ１５がレンズ枠２０に固定された状態においても、レンズユニット１００を貫通孔１３ｈに対して後方から挿通させて容易に組み立てることができる。

以上から、対物レンズ１５の球欠部１５ｑの曇りを防止でき、先端側の小径化を実現できるとともに、内視鏡１への組み立て性の良いレンズユニット１００、該レンズユニット１００を具備する内視鏡１を提供することができる。

（第２実施の形態）
図４は、本実施の形態のレンズユニットの断面図である。

この第２実施の形態のレンズユニット、該レンズユニットを具備する内視鏡の構成は、上述した図１〜図３に示した第１実施の形態のレンズユニット、該レンズユニットを具備する内視鏡と比して、レンズユニットの対物レンズとレンズ枠とが金属接合により固定されている点と、レンズ枠が第１のレンズ枠と第２のレンズ枠とから構成されている点とが異なる。よって、この相違点のみを説明し、第１実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。

図４に示すように、本実施の形態のレンズユニット１００においては、レンズ枠２０は、対物レンズ１５への嵌合部１２１を有する第１のレンズ枠１２０と、レンズユニット１００が貫通孔１３ｈ内に固定された際、内周面１３ｎに外周２２２ｇが当接する拡径部２２２を有する第２のレンズ枠２２０とから主要部が構成されている。

第１のレンズ枠１２０は、円筒状に形成されているとともに、内部に複数のレンズ１２５を保持するものである。また、第２のレンズ枠２２０は、円筒状に形成されているとともに、内部に複数のレンズ２２５を保持し、先端側が第１のレンズ枠１２０の基端側の外周に固定されている。

第２のレンズ枠２２０は、対物レンズ１５の外周面１５ｇと同じ外径となるよう位置するまたは外周面１５ｇよりも径方向の外側に位置する外周２２２ｇを有するとともに、対物レンズ１５の基端面１５ｋよりも後方に位置する拡径部２２２を具備している。

尚、上述したように、レンズユニット１００は、拡径部２２２の外周２２２ｇが貫通孔１３ｈによって形成された先端硬質部材１３の内周面１３ｎに当接された状態において、接着剤等により貫通孔１３ｈ内に固定されている。

また、拡径部２２２は、基端面１５ｋよりも後方に位置していることにより、基端面１５ｋと拡径部２２２の先端２２２ｓとの間には、径方向Ｋの外側に露出される間隙３０が形成されている。尚、固定材２００の内、間隙３０に充填されている第１の固定材２００ａである接着剤１５０及び第１の接合材８０ａにより、基端面１５ｋに形成された蒸着面となる金属膜７０に対して先端２２２ｓは固定されている。

尚、接着剤１５０としては、光硬化型の接着剤が挙げられる。よって、間隙３０に充填されている接着剤１５０は、光Ｌが照射されることにより、具体的には、図４に示すように、径方向Ｋの外側から光Ｌが照射されることにより硬化されている。

また、間隙３０が径方向Ｋの外側に露出されていることにより、間隙３０に充填されている接着剤１５０及び第１の接合材８０ａも、充填状態において径方向Ｋの外側に露出されていることから、レンズユニット１００の組み立て作業者によって、基端面１５ｋと先端２２２ｓとが接着剤１５０及び第１の接合材８０ａによって貼着されていることが容易に視認可能となっている。

また、第１のレンズ枠１２０は、拡径部２２２よりも小径であって拡径部２２２よりも前方に突出する対物レンズ１５への嵌合部１２１を具備している。

嵌合部１２１は、外周面１２１ｇが、対物レンズ１５の内周面１５ｎに嵌合された後、外周面１２１ｇに形成された蒸着面となる金属膜６０が、内周面１５ｎに固定材２００の内、第２の固定材２００ｂである第２の接合材８０ｂにより固定されている。
尚、第２の接合材８０ｂと第１の接合材８０ａとは同じものから構成されていても構わない。また、第２の接合材８０ｂは、第１の接合材８０ａに電気的に接続されている。
また、金属膜６０と金属膜７０とは、第１の接合材８０ａ及び第２の接合材８０ｂによって金属接合されることにより、第１のレンズ枠１２０は、嵌合部１２１が対物レンズ１５の内周面１５ｎに内嵌合して固定されている。

尚、第１の接合材８０ａ、第２の接合材８０ｂとしては、例えば半田が挙げられる。即ち、金属接合としては、半田付けが挙げられる。また、本実施の形態においては、外周面１２１ｇは、内周面１５ｎに対して非接着にて嵌合している。

また、間隙３０が径方向Ｋの外側に露出されていることにより、間隙３０に充填されている第１の接合材８０ａも、充填状態において径方向Ｋの外側に露出されていることから、レンズユニット１００の組み立て作業者によって、内周面１５ｎと外周面１２１ｇとが接合材８０によって接合されていることが容易に視認可能となっている。

さらに、第１の接合材８０ａは、基端面１５ｋよりも後方の間隙３０に充填されているため、対物レンズ１５に入光される光に影響の無い場所に充填されていることから、第１の接合材８０ａによるフレアの発生が防止されている。

また、嵌合部１２１の先端１２１ｓは、上述した第１実施の形態と同様に、嵌合部１２１の外周面１２１ｇが対物レンズ１５の内周面１５ｎに固定されている状態では、絞り板１８を介して、突き当て面１５ｔに突き当たっている。

尚、本実施の形態においても絞り１８は、内周面１５ｎや、突き当て面１５ｔ、先端１２１ｓに接着固定されていても構わない。

尚、第２のレンズ枠２２０の基端側の外周には、他の枠体が嵌合され、該他の枠体内には、上述した撮像素子が保持されており、該撮像素子には、電気基板が接続されており、該電気基板から信号ケーブルが延出されている。即ち、本実施の形態においても、上述したように、レンズユニット１００は、撮像素子や電気基板、信号ケーブルとともに撮像ユニットを構成している。

次に、このような構成を有するレンズユニット１００の組み立て方法を簡単に説明する。
先ず、作業者は、対物レンズ１５の突き当て面１５ｔに対して絞り板１８を接着固定する。

次いで、作業者は、対物レンズ１５の内周面に、内部にレンズ２５を保持するレンズ枠２０の嵌合部２１の外周面２１ｇを内嵌合させ、嵌合部２１の先端２１ｓを、絞り板１８を介して突き当て面１５ｔに突き当てる。

その後、作業者は、対物レンズ１５の基端面１５ｋの金属膜７０と、嵌合部１２１の外周面１２１ｇの金属膜６０とを、第１の接合材８０ａ及び第２の接合材８０ｂにより金属接合する。

次いで、作業者は、第１のレンズ枠１２０の基端側の外周に、第２のレンズ枠２２０の先端側を嵌合させて固定する。

最後に、作業者は、間隙３０に対し接着剤１５０を充填し、該接着剤１５０に対し、径方向Ｋの外側から光Ｌを照射することにより、接着剤１５０を硬化させる。

このようにして、対物レンズ１５に絞り板１８とともにレンズ枠２０が固定されることにより、レンズユニット１００は組み立てられる。

尚、本実施の形態のレンズユニット１００の貫通孔１３ｈ内における固定構造や、貫通孔１３ｈ内へのレンズユニット１００の組み立て方法は、上述した第１実施の形態と同じであるため、その説明は省略する。

このように、本実施の形態においては、対物レンズ１５の内周面１５ｎに、第１のレンズ枠１２０の嵌合部１２１の外周面１２１ｇが内嵌合されて、対物レンズ１５の基端面１５ｋの金属膜７０と外周面１２１ｇの金属膜６０とが、第１の接合材８０ａ及び第２の接合材８０ｂにより金属接合されていると示した。

このことによれば、第１の接合材８０ａ及び第２の接合材８０ｂによって、内周面１５ｎと外周面１２１ｇとの間、即ち、球欠部１５ｑに水分が進入してしまうことを確実に防止することができることから、第１実施の形態よりも球欠部１５ｑにおける曇りの発生を確実に防止できる。

また、作業者は、対物レンズ１５が第１のレンズ枠１２０に固定されていることを、間隙３０に充填されるとともに外部に露出された第１の接合材８０ａを観察することにより容易に視認することができる。

また、間隙３０が径方向Ｋの外側に露出されていることにより、間隙３０における金属膜６０と金属膜７０との金属接合作業、即ち、内周面１５ｎと外周面１２１ｇとの固定作業が行いやすくなっている。

尚、その他の効果は、上述した第１実施の形態と同じである。

また、以下、変形例を、図５を用いて示す。図５は、図４のレンズユニットにおいて、絞り板と第１のレンズ枠の嵌合部の先端との間にクリアランスを設けた変形例を示す断面図である。

上述した本実施の形態においては、図４に示すように、嵌合部１２１の先端１２１ｓは、嵌合部１２１の外周面１２１ｇが対物レンズ１５の内周面１５ｎに固定されている状態では、絞り板１８を介して、突き当て面１５ｔに突き当たっている。即ち、先端１２１ｓは、絞り板１８に突き当たっていると示した。

これに限らず、図５に示すように、挿入方向Ｓにおいて、第１のレンズ枠１２０の嵌合部１２１の先端１２１ｓと、絞り板１８との間にクリアランスＣが設けられていても構わない。尚、この図５に示す構成においては、絞り板１８と対物レンズ１５の突き当て面１５ｔとは接着剤にて固定されている。

これは、嵌合部１２１に対して対物レンズ１５を組み付ける際、嵌合部１２１の外周面１２１ｇに、対物レンズ１５の内周面１５ｎを接着固定する前に、対物レンズ１５を挿入方向Ｓの前後に移動させることによって、所定の画角を得るため調整する作業を行うと、必ずしも先端１２１ｓに絞り板１８が突き当たらずに、図５に示すように、先端１２１ｓと絞り板１８との間にクリアランスＣが発生してしまう場合があるためである。

このような構成によれば、嵌合部１２１の外周面１２１ｇに対して対物レンズ１５を組み付ける際、対物レンズ１５と、第１のレンズ枠１２０が固定された第２のレンズ枠２２０の拡径部２２２とをそれぞれ治具に固定して、挿入方向Ｓにおける対物レンズ１５の調整作業が行うことができるとともに、対物レンズ１５を治具に固定した状態のまま、嵌合部１２１の外周面１２１ｇに対する対物レンズ１５の内周面１５ｎの接着固定作業を行うことができる。尚、その他の効果は、上述した本実施の形態と同じである。

１…内視鏡
２…挿入部
３…先端部
３ｓ…先端部の先端
１１…先端カバー
１３…先端硬質部材
１３ｇ…先端硬質部材の外周面
１３ｈ…先端硬質部材の貫通孔
１３ｎ…先端硬質部材の内周面
１３ｓ…先端硬質部材の先端面
１５…対物レンズ
１５ｇ…対物レンズの外周面
１５ｋ…対物レンズの基端面
１５ｎ…対物レンズの内周面
１５ｑ…対物レンズの球欠部
１５ｓ…対物レンズの先端面
１５ｔ…対物レンズの突き当て面
１８…絞り板
１８ｈ…絞り板の開口
２０…レンズ枠
２１…嵌合部
２１ｇ…嵌合部の外周
２１ｓ…嵌合部の先端
２２…拡径部
２２ｇ…拡径部の外周
２２ｓ…拡径部の先端
３０…間隙
５０…固定材（接着剤）
５０ａ…接着剤（第１の固定材）
５０ｂ…接着剤（第２の固定材）
５５…接着剤
６０…金属膜
７０…金属膜
８０ａ…第１の接合材（第１の固定材）
８０ｂ…第２の接合材（第２の固定材）
９０…接着剤
１００…レンズユニット
１２０…第１のレンズ枠
１２１…嵌合部
１２１ｇ…嵌合部の外周
１２１ｓ…嵌合部の先端
１５０…接着剤（第１の固定材）
２００…固定材
２００ａ…第１の固定材
２００ｂ…第２の固定材
２２０…第２のレンズ枠
２２２…拡径部
２２２ｓ…拡径部の先端
２２２ｇ…拡径部の外周
Ｋ…径方向
Ｓ…挿入方向

Claims (10)

1. 内視鏡の挿入部の挿入方向の先端に位置する先端部を構成する先端硬質部材内に、レンズ枠の拡径部の外周が前記先端硬質部材に当接された状態で固定されるレンズユニットであって、
   先端面及び外周面が露出され、基端面よりも前記レンズ枠の径方向の内側かつ前記先端面側に前記レンズ枠の突き当て面が形成され、前記突き当て面の前記径方向の中央に前記先端面側に凹む球欠部が形成されているとともに、前記突き当て面と前記基端面との間に前記挿入方向に沿った内周面が形成された対物レンズを具備し、
   前記レンズ枠は、前記対物レンズの前記外周面と同じ外径となるよう位置するまたは前記外周面よりも前記径方向の外側に位置する前記外周を有するとともに前記対物レンズの前記基端面よりも前記挿入方向の後方に離間して位置する前記拡径部と、前記拡径部よりも前記挿入方向の前方に突出する前記対物レンズへの嵌合部とを有し、
   前記対物レンズの前記基端面と前記拡径部の先端との間の間隙に固定材が充填されることによって前記間隙が塞がれているとともに、前記嵌合部の外周面が前記対物レンズの前記内周面に対して前記固定材により固定されていることを特徴とするレンズユニット。
2. 前記固定材は、第１の固定材と第２の固定材とから構成されており、
   前記第１の固定材は、前記対物レンズの前記基端面と前記拡径部の前記先端との間の前記間隙に充填されており、
   前記第２の固定材は、前記嵌合部の前記外周面と前記対物レンズの前記内周面との間に充填されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
3. 前記対物レンズの前記内周面に対し、前記対物レンズの前記突き当て面と前記嵌合部の前記挿入方向の先端との間の位置において、前記径方向の中央に開口が形成された絞り板が固定されており、
   前記嵌合部の前記先端は、前記絞り板を介して前記突き当て面に突き当たっていることを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。
4. 前記絞り板は、前記突き当て面及び前記嵌合部の前記先端に対して接着剤を介して固定されていることを特徴とする請求項３に記載のレンズユニット。
5. 前記第１の固定材及び前記第２の固定材は、前記間隙とともに前記対物レンズの前記内周面と前記嵌合部の前記外周面との間に充填された接着剤であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のレンズユニット。
6. 少なくとも前記第２の固定材は、前記径方向における外側から照射される光によって硬化される光硬化型の接着剤であることを特徴とする請求項４に記載のレンズユニット。
7. 前記嵌合部の前記外周面及び前記対物レンズの前記基端面に、金属膜が設けられており、
   前記第１の固定材は、前記対物レンズの前記基端面に設けられた前記金属膜と前記拡径部の先端との間の前記間隙を塞ぐ第１の接合材及び接着剤から構成されており、
   前記第２の固定材は、前記嵌合部の外周面に設けられた前記金属膜と前記対物レンズの前記内周面との間に充填された第２の接合材から構成されており、
   前記第１の接合材及び前記第２の接合材により、前記嵌合部の前記外周面に設けられた前記金属膜と、前記対物レンズの前記基端面に設けられた前記金属膜とが金属接合されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のレンズユニット。
8. 前記第１の接合材は、前記間隙に充填されていることにより前記径方向の外側に露出していることを特徴とする請求項７に記載のレンズユニット。
9. 前記レンズ枠は、前記嵌合部を有する第１のレンズ枠と、該第１のレンズ枠の前記挿入方向の基端側の外周に嵌合されるとともに前記拡径部を有する第２のレンズ枠とを具備していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレンズユニット。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の前記レンズユニットを具備する内視鏡であって、
    前記レンズユニットは、前記先端硬質部材内において前記挿入方向に沿って形成された貫通孔内に、該貫通孔によって形成された前記先端硬質部材の内周面に前記拡径部の前記外周が当接した状態で固定されており、
    前記対物レンズの前記先端面は、前記挿入部の前記先端部の先端から露出されているとともに、前記対物レンズの前記外周面に、前記先端硬質部材または該先端硬質部材の先端面及び外周面を覆う先端カバーが接着剤を介して貼着されていることを特徴とするレンズユニットを具備する内視鏡。

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