JP6898471B2 - 積層レンズアレイ、内視鏡、撮像ユニット - Google Patents

積層レンズアレイ、内視鏡、撮像ユニット Download PDF

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Description

本発明は、一方側に配置される第１のレンズ要素と、一方側とは反対の他方側に配置される第２のレンズ要素とが一方側と他方側とを結ぶ積層方向に沿って積層された積層レンズアレイ、内視鏡、撮像ユニットに関する。
近年、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。医療分野及び工業用分野において用いられる内視鏡は、細長い挿入部を被検体内に挿入することによって、挿入部における先端部が具備する撮像ユニットにより該撮像ユニットよりも一方側に位置する被検体内を観察することができる。
また、撮像ユニットは、先端部を構成する先端硬質部材に形成された孔に嵌入されて配置されているとともに、対物レンズユニットを具備している。
対物レンズユニットは、挿入部の先端部の先端面に露出される第１のレンズ要素である対物レンズと、該対物レンズの後方に位置する１つまたは複数の第２のレンズ要素である光学レンズとを具備している。
また、撮像ユニットは、第２のレンズ要素に対し一方側とは反対の他方側に配置されるとともに対物レンズユニットを介して被検体内を撮像するＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子や、該撮像素子に電気的に接続されるとともに電子部品が実装された基板や、該基板に電気的に接続されるとともに基板に対して電気信号の授受を行うケーブル等を具備している。
さらに、挿入部内には、上述した撮像ユニットの他、被検体内に照明光を供給するライトガイドファイバ束や既知の処置具挿通チャンネル等の他の内蔵物が配置されている。
ライトガイドファイバ束や処置具挿通チャンネルの一方側は、先端硬質部材に形成された撮像ユニットが形成された孔とは異なる各孔にそれぞれ配置され、ライトガイドファイバ束の光出射端部及び処置具挿通チャンネルの開口は、先端部の先端面に露出されるよう固定されている。
ここで、先端部の先端硬質部材における上述した一方側と他方側とを結ぶ方向の硬質長を短くするとともに、小径化を図る目的から、対物レンズユニットに、複数のレンズ要素を上述した一方側と他方側とを結ぶ方向に積層するよう貼着した積層レンズアレイを用いた構成が周知であり、日本国特開２０１７−３０２５２号公報に開示されている。
日本国特開２０１７−３０２５２号公報には、複数の大板を貼着した後、ダイシングによってカットすることにより、外形形状、即ち、外周面の形状が矩形状に形成された積層レンズアレイを複数製造する方法、及び積層レンズアレイの構成が開示されている。
しかしながら、日本国特開２０１７−３０２５２号公報に開示された積層レンズアレイにおいては、外形形状が矩形状を有している。このため、先端硬質部材に形成された孔に配置すると、外形形状が円形に比べ、孔の断面積が大きくなってしまい、先端部の外径が大きくなってしまうといった問題があった。
このような問題に鑑み、積層レンズアレイの外径を小さく形成することが考えられる。
ところが、この構成では、積層レンズアレイを構成する各レンズ要素の撮像素子に入光される光が通過する有効視野領域が減少してしまうことから対物レンズユニットの視野が狭くなってしまうため好ましくない。
また、積層レンズアレイの１つの外周面に既知のＤカット部のような平面を設けることにより積層レンズアレイにおける外径方向の断面積を減少させる構成も周知ではある。ところが、積層レンズアレイの断面積をより減少させることによって、先端部の小径化を図ることのできる構成が望まれていた。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、有効視野領域を減少させることなく外径方向における断面積を減少させることのできる構成を具備する積層レンズアレイ、内視鏡、撮像ユニットを提供することを目的とする。
本発明の一態様による積層レンズアレイは、一方側に配置される第１のレンズ要素と、前記一方側とは反対の他方側に配置される第２のレンズ要素とが前記一方側と前記他方側とを結ぶ積層方向に沿って積層された積層レンズアレイであって、前記第１のレンズ要素及び前記第２のレンズ要素を含む積層体の外周面は、前記積層方向に沿って位置しているとともに、前記積層方向に沿った前記外周面の少なくとも一部に、前記積層体の中心に向かって凹んで形成された凹みを有し、前記第２のレンズ要素は、該第２のレンズ要素における最も前記他方側に位置する第３のレンズ要素と、前記第１のレンズ要素と前記第３のレンズ要素との間において前記積層方向において挟まれた第４のレンズ要素とを有し、前記凹部は、前記第４のレンズ要素の外周面が、前記第１のレンズ要素及び前記第３のレンズ要素の各外周面よりも前記積層体の前記中心側に位置することによって形成されており、前記第１のレンズ要素及び前記第３のレンズ要素の各前記外周面に、該各前記外周面が凹むことにより前記凹部が形成されている。
また、本発明の一態様による内視鏡は、前記凹みを有する前記積層レンズアレイを挿入部の先端部に具備する内視鏡であって、前記凹みの外周に沿って、前記先端部内の他の内蔵物が配置されている。
さらに、本発明の一態様による撮像ユニットは、前記積層レンズアレイと、前記積層レンズアレイを透過した光が入光される撮像素子と、を具備する。
第１実施の形態の積層レンズアレイを挿入部の先端部内に具備する内視鏡を示す図 図１の挿入部の先端面を、図１中のII方向からみた正面図 従来の内視鏡の挿入部の先端面を示す正面図 図２の積層レンズアレイの側面図 処置具挿通チャンネルを有さない先端部における先端面の正面図 従来の処置具挿通チャンネルを有さない先端部における先端面の正面図 第２実施の形態の積層レンズアレイの側面図 図７の積層レンズアレイを先端部内に設けた構成を概略的に示す図 内視鏡の挿入部の先端部における部分断面図 内視鏡の挿入部における先端部の先端硬質部材に設けられるチャンネル口金を、先端硬質部材とともに示す部分断面図 従来のチャンネル口金を、先端硬質部材とともに示す部分断面図
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、図面は模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、それぞれの部材の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
（第１実施の形態）
図１は、本実施の形態の積層レンズアレイを挿入部の先端部内に具備する内視鏡を示す図である。
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Ｎの基端側Ｎ２に連設された操作部３と、該操作部３から延出されたユニバーサルコード８と、該ユニバーサルコード８の延出端に設けられたコネクタ９とを具備して主要部が構成されている。
尚、コネクタ９を介して、内視鏡１は、制御装置や照明装置等の外部装置と電気的に接続される。
挿入部２は、挿入方向Ｎの先端側Ｎ１から順に、先端部１１と湾曲部１２と可撓管部１３とを具備して構成されており細長に形成されている。
湾曲部１２は、湾曲操作に伴い、例えば上下左右の４方向に湾曲されることにより、先端部１１内に設けられた図示しない撮像ユニットにおける対物レンズユニットの観察方向を可変したり、被検体内における先端部１１の挿入性を向上させたりするものである。さらに、可撓管部１３は、湾曲部１２の基端側Ｎ２に連設されている。
次に、先端部１１内に設けられる撮像ユニットにおける対物レンズユニットを構成する積層レンズアレイの構成について、図２〜図４を用いて説明する。
尚、以下に示す実施の形態においては、図面を簡略化するため、対物レンズユニットは、積層レンズアレイのみを示す。
図２は、図１の挿入部の先端面を、図１中のII方向からみた正面図、図３は、従来の内視鏡の挿入部の先端面を示す正面図、図４は、図２の積層レンズアレイの側面図である。
図２に示すように、先端部１１は、外形が略円形に形成されるとともに、挿入方向Ｎに沿って細長な例えば樹脂や金属から構成された先端硬質部材２０を具備している。
先端硬質部材２０には、挿入方向Ｎに沿って複数、例えば３つの貫通孔２０ａ〜２０ｃが形成されている。
尚、貫通孔の数は３本に限定されない。また、貫通孔２０ａ〜２０ｃは全て外径方向Ｒにおいて繋がっていても構わない。
貫通孔２０ａに、図４に示す積層体である積層レンズアレイ３０が嵌入されて先端面１１ｓに第１のレンズ要素である対物レンズ３１が露出されるよう固定されている。
また、貫通孔２０ｂに、他の内蔵物である処置具挿通チャンネル６０の先端側Ｎ１が固定されており、先端面１１ｓにおいて処置具挿通チャンネル６０の先端が開口されている。
さらに、貫通孔２０ｃに、他の内蔵物である照明用レンズ７０や図示しないライトガイドの先端側Ｎ１が嵌入されて固定されており、照明用レンズ７０は、先端面１１ｓに露出されるよう固定されている。
図４に示すように、積層レンズアレイ３０は、挿入方向Ｎの先端側Ｎ１に一致する一方側である先端側Ｓ１に配置された対物レンズ３１と、先端側Ｓ１とは反対側であるとともに挿入方向Ｎの基端側Ｎ２に一致する他方側である基端側Ｓ２に配置された第２のレンズ要素３２とが、先端側Ｓ１と基端側Ｓ２とを結ぶとともに挿入方向Ｎに一致する積層方向Ｓに沿って外形が一致するよう接着剤等によって貼着されることにより積層されている。
第２のレンズ要素３２は、複数、例えば２つから構成されており、最も基端側Ｓ２に位置する第３のレンズ要素であるレンズ３３と、対物レンズ３１とレンズ３３との間において積層方向Ｓにおいて挟まれた第４のレンズ要素であるレンズ３４とが、積層方向Ｓに沿って、外形が一致するよう接着剤等によって貼着されて積層されている。
尚、本実施の形態においては、第２のレンズ要素３２が２つから構成されている場合を例に挙げて示しているが、３つ以上でも良いことは勿論である。即ち、第４のレンズ要素は複数から構成されていても構わない。
また、後述する図８において示すが、積層レンズアレイ３０が先端部１１内に配置された際、レンズ３３よりも基端側Ｓ２に、積層レンズアレイ３０によって集光された光が入光される撮像ユニットを構成する撮像素子５０が先端部１１内に設けられている。
また、本実施の形態においては、積層レンズアレイ３０、即ち、対物レンズ３１とレンズ３３とレンズ３４とは、同一の外径及び外径方向Ｒにおいて同一の断面積となる形状に形成されている。
具体的には、図２、図４に示すように、積層レンズアレイ３０の４つの外周面３０ｇは、積層方向Ｓに沿って位置しているとともに、積層方向Ｓに沿った外周面３０ｇの一部に、積層レンズアレイ３０の中心３０ｃに向かって凹んだ凹部Ｈを有する形状に形成されている。
より具体的には、対物レンズ３１の４つの外周面３１ｇと、レンズ３３の４つの外周面３３ｇと、レンズ３４の４つの外周面３４ｇとは、それぞれ外形が矩形状から中心３０ｃに向かって半円状に凹んだ形状、即ち、それぞれ凹部Ｈを有する形状に形成されている。
よって、この積層レンズアレイ３０の外形形状は、レンズ３１、３４、３３間の接着代を除いた積層レンズアレイ３０における撮像素子５０に入光される光が通過する少なくとも有効視野領域Ｙだけを残した形状となっている。
尚、有効視野領域Ｙの形状は、外周面３０ｇに凹部Ｈが形成された形状であれば、図２、図４示す形状に限定されない。
即ち、本実施の形態の積層レンズアレイ３０の外形形状は、図３に示す従来の４つの外周面３０ｇ'に凹部Ｈが形成されていない外形が矩形状に形成された積層レンズアレイ３０'とは異なる。
具体的には、従来の積層レンズアレイ３０'においては、有効視野領域Ｙと外周面３０ｇ'との間に有効視野領域ＹとならないデッドスペースＪが形成されているが、本実施の形態の積層レンズアレイ３０は、デッドスペースＪを有さない外形形状に形成されている。よって、凹部Ｈは、有効視野領域Ｙ外に形成されている。
また、凹部Ｈは、積層レンズアレイ３０を一体的に成型する際に形成しても構わないし、対物レンズ３１とレンズ３４とレンズ３３とを貼着して一体化した後、後加工によって外周面３０ｇを削ることによって形成してもどちらであっても構わない。
尚、その他の積層レンズアレイ３０の構成は、従来の積層レンズアレイ３０'の構成と同じであるため、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、積層レンズアレイ３０を構成する対物レンズ３１、レンズ３３、３４においては、対物レンズ３１の４つの外周面３１ｇと、レンズ３３の４つの外周面３３ｇと、レンズ３４の４つの外周面３４ｇとは、それぞれ外形が矩形状から中心３０ｃに向かって半円状に凹んだ形状、即ち、それぞれ凹部Ｈを有する形状に形成されていると示した。
即ち、積層レンズアレイ３０の外形形状は、レンズ３１、３４、３３間の接着代を除いた積層レンズアレイ３０のほぼ有効視野領域Ｙだけを残した形状に形成されていると示した。
このことによれば、図２、図３に示すように、積層レンズアレイ３０の外径方向Ｒにおける断面積を、有効視野領域Ｙを減少させることなく、従来の積層レンズアレイ３０'よりもデッドスペースＪ分だけ、即ち、凹部Ｈの分だけ減少させることができる。
よって、図２、図３に示すように、先端部１１の先端硬質部材２０に配置される他の内蔵物である処置具挿通チャンネル６０や、照明用レンズ７０や該照明用レンズ７０に照明光を供給する図示しないライトガイドファイバを、先端部１１の外径方向Ｒにおいて、従来の先端部１１'よりもデッドスペースＪの分だけ積層レンズアレイ３０に近接して配置することができるため、即ち、凹部Ｈに沿って配置することができる。
尚、このことは、先端部１１に、ライトガイドファイバの代わりに後述するＬＥＤ等の照明用チップ７１（図８参照）が配置されている場合においても同様であり、照明用チップもデッドスペースＪの分だけ積層レンズアレイ３０に近接して凹部Ｈに沿って配置することができる。
このため、従来の構成に対し、処置具挿通チャンネル６０や照明用レンズ７０を小径化することなく、即ち従来と同様の照明光の明るさ、チャンネル径といった機能を確保しつつ、先端部１１の外径Ｒ１０を、従来の先端部１１'の外径Ｒ１２よりも小径化することができる（Ｒ１０＜Ｒ１２）。
以上から、有効視野領域Ｙを減少させることなく外径方向Ｒにおける断面積を減少させることのできる構成を具備する積層レンズアレイ３０、内視鏡１を提供することができる。
尚、以下、変形例を、図５、図６を用いて示す。図５は、処置具挿通チャンネルを有さない先端部における先端面の正面図、図６は、従来の処置具挿通チャンネルを有さない先端部における先端面の正面図である。
上述した本実施の形態においては、先端硬質部材２０に、積層レンズアレイ３０や、照明用レンズ７０の他、処置具挿通チャンネル６０が設けられている場合を例に挙げて示した。これに限らず、図５に示すように、処置具挿通チャンネル６０が設けられていない構成においても適用可能である。
即ち、本変形例においても、図５に示すように、対物レンズ３１の４つの外周面３１ｇと、レンズ３３の４つの外周面３３ｇと、レンズ３４の４つの外周面３４ｇとは、それぞれ外形が矩形状から中心３０ｃに向かって半円状に凹んだ形状、即ち、それぞれ凹部Ｈを有する形状に形成されている。
よって、本実施の形態の積層レンズアレイ３０の外形形状は、図６に示す従来の４つの外周面３０ｇ'に凹部Ｈが形成されていない外形が矩形状に形成された積層レンズアレイ３０'とは異なる。
具体的には、従来の積層レンズアレイ３０'においては、有効視野領域Ｙと外周面３０ｇ'との間にデッドスペースＪが形成されているが、本実施の形態の積層レンズアレイ３０は、デッドスペースＪを有さない外形形状に形成されている。
この場合、照明用レンズ７０は、先端硬質部材２０において、先端部１１の外周と積層レンズアレイ３０の外周面３０ｇとの間のスペース２０ｓに配置されていれば良い。尚、その他の構成は上述した本実施の形態と同じである。
また、このことは、照明用レンズ７０を用いない構成、具体的には、図示しないライトガイドファイバ先端が先端面１１ｓまで延出されて延出端から照明光を直接被検体内に供給する構成においても同様である。
この場合、先端部１１内のライトガイドファイバは、先端部１１の外周と積層レンズアレイ３０の外周面３０ｇとの間のスペース２０ｓに配置されていれば良い。
このような構成によっても、外周面３０ｇに形成された凹部Ｈにより、先端部１１の外径Ｒ１１を、デッドスペースＪの分だけ、即ち、凹部Ｈの分だけ、図６に示す従来の先端部１１の外径Ｒ１３よりも小径化することができる（Ｒ１１＜Ｒ１３）。尚、その他の効果は、上述した本実施の形態と同じである。
（第２実施の形態）
図７は、本実施の形態の積層レンズアレイの側面図、図８は、図７の積層レンズアレイを先端部内に設けた構成を概略的に示す図である。
この第２実施の形態の積層レンズアレイの構成は、上述した図１〜図６に示した第１実施の形態の積層レンズアレイと比して、第４のレンズ要素の外周面が、第１、第３レンズ要素の外周面よりも中心側に位置している点と積層レンズアレイの外形が矩形状に形成されている点が異なる。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。
尚、本実施の形態においても、図面を簡略化するため、対物レンズユニットは、積層レンズアレイのみを示す。また、第２のレンズ要素は２つのレンズ要素から構成されている場合を例に挙げて示す。
本実施の形態においても、積層レンズアレイ３０の４つの外周面３０ｇは、積層方向Ｓに沿って位置しているとともに、積層方向Ｓに沿った外周面３０ｇの一部に、積層レンズアレイ３０の中心３０ｃに向かって凹んだ凹部Ｈを有する形状に形成されている。
具体的には、本実施の形態においては、対物レンズ３１、レンズ３３、３４は、外形が矩形状に形成されている。また、図７に示すように、対物レンズ３１とレンズ３３とは、外径方向Ｒにおいて外周面３１ｇ、３３ｇが同じ外径Ｒ１に形成されているとともに同じ断面積に形成されている。
また、図７に示すように、レンズ３４の外周面３４ｇが、対物レンズ３１の外周面３１ｇ及びレンズ３３の外周面３３ｇよりも外径方向Ｒにおいて積層レンズアレイ３０の中心３０ｃ側に位置している。このことにより、外周面３０ｇの一部に、凹部Ｈが形成されている。
即ち、凹部Ｈにより、レンズ３４の外周面３４ｇの外径Ｒ２は、対物レンズ３１の外周面３１ｇ及びレンズ３３の外周面３３ｇの外径Ｒ１よりも小さく形成されている（Ｒ２＜Ｒ１）。
尚、レンズ３４の外径Ｒ２を対物レンズ３１、レンズ３３の外径Ｒ１よりも小さく形成しても、レンズ３４の有効視野領域Ｙは減少しない。
これは、３つのレンズ要素３１、３４、３３から構成された積層レンズアレイ３０における光学特性上、対物レンズ３１とレンズ３３との間において積層方向Ｓに挟まれたレンズ３４を通過する光線Ｌの範囲は、対物レンズ３１、レンズ３３よりも中央３０ｃ寄りとなるためである。
即ち、レンズ３４は、光線Ｌの通過範囲以外の外周面３４ｇがシュリンク成型または加工されて外径Ｒ２に形成されている。
尚、その他の積層レンズアレイ３０の構成は、第１実施の形態の積層レンズアレイ３０の構成と同じである。
このような構成によれば、図８に示すように、先端部１１の先端硬質部材２０に積層レンズアレイ３０を配置した際、凹部Ｈによって出来た空間に沿って、他の内蔵物である温度センサ６５や、照明用レンズ７０に照明光を供給する照明用チップ７１等を配置することが可能となる。
このため、温度センサ６５や照明用チップ７１を凹部Ｈ分だけ、外径方向Ｒにおける中心Ｃ側に配置することができることから、その分だけ、先端部１１を小径化することができる。
以上から、このような構成によっても、上述した第１実施の形態と同様の効果を得ることができる。
尚、上述した本実施の形態においては、対物レンズ３１の外周面３１ｇ及びレンズ３３の外周面３３ｇの外形形状は矩形状に形成されていると示した。
これに限らず、上述した第１実施の形態と同様に、４つの外周面３１ｇ及び４つの外周面３３ｇに、それぞれ凹部Ｈが形成された形状に形成されていても構わないことは勿論である。
ところで、その他の内視鏡１の挿入部２における先端部１１の小径化を図る構成としては、図９に示す構成が考えられる。図９は、内視鏡の挿入部の先端部における部分断面図である。
従来、周知の内視鏡においては、挿入部に形成される処置具挿通チャンネル１６０は、先端部１１１の先端硬質部材１２０内に嵌入された硬質なチャンネル口金１６２の基端に、チャンネルチューブ１６１の先端が固定されることにより構成されている。
しかしながら、従来の構成においては、処置具挿通チャンネル１６０に処置具を挿通させた際、チャンネルチューブ１６１を介して先端硬質部材１２０内に配置された撮像ユニット２００に負荷Ｆを与えてしまう可能性があった。
また、処置具がレーザー焼灼装置の場合、被検部位に対してレーザー焼灼処置を行うと、先端面における処置具挿通チャンネル１６０の先端開口１６０ｓを介して反射光Ｚが撮像ユニット２００に入り込んでしまい、既知のハレーションを発生させてしまう可能性があった。
そこで、図９に示す構成においては、チャンネル口金１６２の基端１６０ｋを、撮像ユニット２００における基板に電気的に接続される信号ケーブル２１０のケーブルストリップ２１１の先端よりも挿入方向Ｎにおいて基端側Ｎ２にＮａだけ後方に配置される構成とした。
この構成によれば、硬質なチャンネル口金１６２により、撮像ユニット２００におけるケーブルストリップ２１１よりも先端側Ｎ１に、処置具挿通チャンネル１６０を通過する処置具から負荷Ｆが付与されてしまうことを軽減させることができる。
また、撮像ユニット２００における撮像素子の受光部２０１よりも基端１６０ｋが基端側Ｎ２に位置しているため、チャンネル口金１６２によりレーザー反射光Ｚが撮像ユニット２００に入り込んでしまうことを防ぐことができる。
よって、撮像ユニット２００の外周に、遮光用の枠等を別途設ける必要がなくなるため、先端部１１１の小径化を図ることが出来る。
また、先端硬質部材に対してチャンネル口金を固定する構成としては、図１０に示す構成が考えられる。
図１０は、内視鏡の挿入部における先端部の先端硬質部材に設けられるチャンネル口金を、先端硬質部材とともに示す部分断面図、図１１は、従来のチャンネル口金を、先端硬質部材とともに示す部分断面図である。
従来、周知の内視鏡において、図１１に示すように、チャンネル口金１６２と、先端硬質部材１２０との電気的導通を確保する構成として、先端硬質部材１２０の外径方向Ｒの外側からビス１７０をビス孔１２０ｈに螺合させ、ビス１７０先端を、チャンネル口金１６２の外周面においてビス孔１２０ｈに嵌合するフランジ１６２ｆに接触させる構成が用いられている。
しかしながら、この構成では、ビス１７０の締め付け強度が緩いと導通が確保出来ず、強いと締め付け負荷Ｆ'によりチャンネル口金１６２が変形し、チャンネル口金１６２内における所望の処置具挿通チャンネル１６０の内径を確保することが出来ないといった問題があった。
そこで、図１０に示すように、ビス孔１２０ｈに嵌合されるフランジ１６２ｆの挿入方向Ｎにおける幅Ｎｂを従来の幅Ｎｃよりも広くするとともに（Ｎｂ＞Ｎｃ）、ビス１７０の先端幅Ｎｄよりも広くする構成とした（Ｎｂ＞Ｎｄ＞Ｎｃ）。
このような構成によれば、ビス１７０を締め付ける際の締め付けトルクによるチャンネル口金１６２への負荷Ｆ'がフランジ１６２ｆにおいて分散することから、チャンネル口金１６２の変形を抑えることができる。
本出願は、２０１８年１月９日に日本国に出願された特願２０１８−００１３６２号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものである。

Claims (5)

  1. 一方側に配置される第１のレンズ要素と、前記一方側とは反対の他方側に配置される第２のレンズ要素とが前記一方側と前記他方側とを結ぶ積層方向に沿って積層された積層レンズアレイであって、
    前記第１のレンズ要素及び前記第２のレンズ要素を含む積層体の外周面は、前記積層方向に沿って位置しているとともに、前記積層方向に沿った前記外周面の少なくとも一部に、前記積層体の中心に向かって凹んで形成された凹部を有し、
    前記第２のレンズ要素は、該第２のレンズ要素における最も前記他方側に位置する第３のレンズ要素と、前記第１のレンズ要素と前記第３のレンズ要素との間において前記積層方向において挟まれた第４のレンズ要素とを有し、
    前記凹部は、前記第４のレンズ要素の外周面が、前記第１のレンズ要素及び前記第３のレンズ要素の各外周面よりも前記積層体の前記中心側に位置することによって形成されており、
    前記第１のレンズ要素及び前記第３のレンズ要素の各前記外周面に、該各前記外周面が凹むことにより前記凹部が形成されていることを特徴とする積層レンズアレイ。
  2. 前記凹部により、前記第４のレンズ要素の前記外周面の外径は、前記第１のレンズ要素及び前記第３のレンズ要素の各前記外周面の外径よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の積層レンズアレイ。
  3. 前記請求項１に記載の前記積層レンズアレイを挿入部の先端部に具備する内視鏡であって、
    前記凹部の外周に沿って、前記先端部内の他の内蔵物が配置されていることを特徴とする内視鏡。
  4. 前記先端部内において前記第２のレンズ要素よりも前記他方側に、前記積層レンズアレイによって集光された光が入光される撮像素子が設けられており、
    前記凹部は、前記積層体の前記外周面に対して、前記積層体における前記撮像素子に入光される光が通過する有効視野領域外に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。
  5. 請求項１に記載された積層レンズアレイと、
    前記積層レンズアレイを透過した光が入光される撮像素子と、
    を具備することを特徴とする撮像ユニット。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113228610B (zh) 2019-01-17 2023-08-01 奥林巴斯株式会社 内窥镜用摄像装置的制造方法、内窥镜用摄像装置和内窥镜
WO2020183600A1 (ja) 2019-03-12 2020-09-17 オリンパス株式会社 内視鏡用撮像装置、および、内視鏡

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63106617A (ja) * 1986-10-23 1988-05-11 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡
JPH06233738A (ja) * 1993-02-10 1994-08-23 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡
JP3530580B2 (ja) * 1994-05-17 2004-05-24 オリンパス株式会社 超音波探触子の製造方法
JPH08545A (ja) * 1994-06-17 1996-01-09 Olympus Optical Co Ltd カバー式内視鏡
JP3780046B2 (ja) * 1995-12-15 2006-05-31 オリンパス株式会社 内視鏡
EP2144106A1 (en) * 1999-09-08 2010-01-13 Olympus Corporation Endoscope image pickup optical system
JP3776812B2 (ja) * 2002-02-07 2006-05-17 オリンパス株式会社 内視鏡装置
JP4153733B2 (ja) * 2002-06-24 2008-09-24 オリンパス株式会社 内視鏡
JP2004029554A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Olympus Corp 撮像レンズユニットおよび撮像装置
JP4847020B2 (ja) * 2005-01-19 2011-12-28 日立マクセル株式会社 レンズ装置
JP4754871B2 (ja) * 2005-05-11 2011-08-24 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡の先端部
JP4308233B2 (ja) * 2006-09-01 2009-08-05 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡用撮像モジュール
US8823859B2 (en) * 2008-10-08 2014-09-02 Olympus Corporation Image pickup unit, optical unit, and manufacturing method for the image pickup unit
DE102010049890A1 (de) * 2010-11-01 2012-05-03 André Born Hochflexibles Endoskop aus Silikon und dessen Herstellverfahren
JP5314734B2 (ja) * 2011-07-06 2013-10-16 富士フイルム株式会社 内視鏡
JP5659325B1 (ja) * 2013-06-28 2015-01-28 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像モジュールおよび内視鏡装置
JP2015080646A (ja) * 2013-10-23 2015-04-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 内視鏡用レンズユニットおよびこれを備えた内視鏡
CN107205614A (zh) * 2015-01-23 2017-09-26 奥林巴斯株式会社 摄像装置和内窥镜
JP6389140B2 (ja) * 2015-04-03 2018-09-12 富士フイルム株式会社 内視鏡システム、プロセッサ装置、及び、内視鏡システムの作動方法
US9829698B2 (en) * 2015-08-31 2017-11-28 Panasonic Corporation Endoscope
EP3438719A4 (en) * 2016-03-29 2019-04-03 Nanchang O-FILM Optical-Electronic Tech Co., LTD. LENS UNIT
JP2019095463A (ja) * 2016-03-29 2019-06-20 富士フイルム株式会社 レンズユニット
US10578855B2 (en) * 2016-04-25 2020-03-03 Panasonic I-Pro Sensing Solutions Co., Ltd. Endoscope
JP6901830B2 (ja) * 2016-04-25 2021-07-14 パナソニックｉ−ＰＲＯセンシングソリューションズ株式会社 内視鏡
JP2017207658A (ja) * 2016-05-19 2017-11-24 オリンパス株式会社 撮像装置及びカプセル内視鏡

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