WO2014088024A1 - レンズ鏡胴、像取得ユニット及びそれらの組立方法 - Google Patents

レンズ鏡胴、像取得ユニット及びそれらの組立方法 Download PDF

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純一 城野
夏野　靖幸
新　勇一
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コニカミノルタ株式会社
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Definitions

  • Patent Document 4 in order to eliminate the lifting of the lens in the thrust direction, a taper is provided on the inner periphery of the lens or the frame to fill the adhesive, and a tensile force in the thrust direction acts by curing shrinkage of the adhesive.
  • Patent Document 5 a through-hole for injecting an adhesive is provided in a gap between the lens support body frame and the lens peripheral surface.
  • Patent Documents 6 and 7 describe a distal end structure of an endoscope in which a lens and an imaging fiber are arranged coaxially and fixed by a cylindrical frame.
  • JP-A-61-107307 JP-A-61-107308 JP 61-107310 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 02-066656 JP 07-005352 A Japanese Patent Laid-Open No. 08-194171 JP 2000-162508 A
  • the image input surface of the imaging device or the imaging fiber is positioned in the distal end structure of the endoscope including the lens and the imaging device or the imaging fiber.
  • a lens frame is provided for holding. It is desired that not only the lens but also the imaging device or the imaging fiber can be fixed to the same lens frame and can be assembled with high accuracy.
  • the lens should be made small, but from the viewpoint of the performance of the endoscope, etc., the effective diameter on which the optical surface of the lens is formed should be as large as possible. That is, there is a case where it is desired to make the flange portion outside the effective diameter of the lens as small as possible.
  • the invention according to claim 3 is configured such that the side wall portion is inserted into the cylindrical part, 3.
  • a groove is formed on the outer surface of the side wall portion, and the outer surface is bonded to the inner peripheral surface of the cylindrical part by an adhesive filled in the groove.
  • the invention according to claim 11 is the lens barrel assembling method according to any one of claims 1 to 9, In this method, the lens barrel is bonded and fixed to the lens base part, and then the lens base part is bonded and fixed to the cylindrical part.
  • the occupancy ratio in the radial direction of the side wall portion can be kept low while ensuring the thickness of the side wall portion on the unevenly distributed side, and thus the rigidity of the side wall portion and the required width of the positioning surface.
  • the imaging unit or imaging fiber is securely locked, and the rigidity of the side wall is ensured, so that the positioning accuracy of the lens, imaging unit, or imaging fiber is highly secured. Since the occupancy ratio of the side wall portion in the radial direction is low, it is easy to maintain and improve the small diameter of the lens barrel. Therefore, according to the present invention, even a long and thin lens barrel can be easily assembled with high accuracy while ensuring airtightness and watertightness by filling an adhesive in place.
  • a small-sized endoscope can be configured with good yield and low cost.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of an image acquisition unit including a lens barrel according to a first embodiment of the present invention. It is a perspective view of the lens base component which concerns on 1st Embodiment of this invention, and is seen from the direction different from the thing in FIG. It is a perspective view which shows the mode of the operation
  • the image acquisition unit 100 is configured such that the lens barrel 1 is attached to the distal end portion of the imaging unit or the imaging fiber 40.
  • the lens barrel 1 includes a lens 10 that forms an image of an object and a lens frame 2 that holds the lens 10 inside.
  • the lens frame 2 has a cylindrical part 20 and a lens pedestal part 30 and is assembled.
  • the side on which the lens 10 is disposed is the front end, and the opposite side is the rear end.
  • B in the figure indicates the adhesive
  • arrow F indicates the tip direction.
  • the lens 10 is a resin lens by injection molding that has a front end side optical surface 11 and a rear end side optical surface 12, and the rear end side optical surface 12 is formed on a convex lens surface.
  • the tip side optical surface 11 can be any of convex, concave, and flat lens surfaces.
  • the distal optical surface 11 is disposed in the distal direction F and faces an object to be observed.
  • the rear end side optical surface 12 is disposed in the rear end direction and faces the front end surface 41 of the imaging unit or the imaging fiber 40.
  • the effective diameter of the front end side optical surface 11 is ⁇ 1, and the effective diameter of the rear end side optical surface is ⁇ 2.
  • the front end surface 13 outside the effective diameter ⁇ 1 is made wider than the rear end surface (not indicated) outside the effective diameter ⁇ 2.
  • the lens 10 has an outer peripheral surface 14 formed in the shape of a right circular cylinder.
  • the cylindrical part 20 is a cylindrical body that is open at both ends. That is, the cylindrical part 20 has a structure in which a front end and a rear end are opened, and a front end opening 21 and a rear end opening 22 are formed.
  • the inner peripheral surface 23 of the cylindrical part 20 is formed with a constant inner diameter larger than the outer diameter of the lens 10 at least in the insertion portion (including from the rear end opening 22) into which the imaging unit or the imaging fiber 40 is inserted.
  • the central axis AX is linear.
  • the center axis AL of the lens 10 is eccentric with respect to the center axis AX.
  • Reference numeral 24 in FIG. 2 is a front end surface of the cylindrical part 20.
  • the shape of the outer peripheral surface of the cylindrical part 20 is arbitrary. For the sake of simplicity, an outer peripheral surface that is concentric with the inner peripheral surface 23 is shown.
  • the axis AX is the central axis of the entire image acquisition unit 100.
  • the lens pedestal component 30 includes a tip pedestal portion 31 and an arcuate side wall portion 32.
  • the tip base 31 has an opening 31 a that exposes the tip-side optical surface 11 of the lens 10.
  • the outer diameter of the distal end pedestal 31 is formed around the central axis AX, but the opening 31a is formed around the central axis AL in order to expose the distal end side optical surface 11.
  • a tip peripheral portion 31b is formed around the opening 31a where the tip surface 13 of the lens 10 abuts over the entire circumference.
  • the tip circumferential contact portion 31 b is an inner surface that supports the lens 10.
  • the distal peripheral portion 31b supports the distal end surface 13 of the lens 10 over one circumference, and in the present embodiment, since there are no parts interposed between the lenses 10, the distal circumferential contact portion 31b abuts over the entire circumference.
  • the tip peripheral portion 31b is formed around the central axis AL and exists on a plane perpendicular to the central axis AL.
  • a groove 31c for filling an adhesive is formed around the tip periphery portion 31b.
  • the tip pedestal portion 31 has a flange portion 31 d that protrudes radially outward from the arc-shaped side wall portion 32 at the outer peripheral portion.
  • the arc-shaped side wall portion 32 is a portion erected in the axis AL direction from the tip pedestal portion 31.
  • the arc-shaped side wall 32 is provided so as to be unevenly distributed in the direction of the central axis AX with respect to the central axis AL. Further, the arc-shaped side wall portion 32 is provided limited to a range of less than 180 degrees centering on the central axis AL, and the other ranges are omitted and formed in an arc shape. The reason why the angle is less than 180 degrees is to facilitate the incorporation of the lens 10 and may be formed at 180 degrees or more.
  • An inner side surface 32 a of the arc-shaped side wall portion 32 is formed along the outer peripheral surface 14 of the lens 10.
  • the inner side surface 32a is formed in an arc shape centered on the central axis AL.
  • the arc-shaped side wall portion 32 is inserted into the cylindrical part 20.
  • the lens frame 2 is configured such that the rear end surface of the flange portion 31d is in contact with the front end surface 24 of the cylindrical part 20 over the entire circumference.
  • the outer side surface 32 b of the arc-shaped side wall portion 32 is formed along the inner peripheral surface 23 of the cylindrical part 20. That is, the outer surface 32b is formed in an arc shape centered on the central axis AX.
  • An adhesive filling groove 32 c is formed on the outer surface 32 b of the arc-shaped side wall 32. The number and direction of the grooves 32c are not limited.
  • the groove 32c is formed in the circumferential direction around the central axis AX.
  • the groove 32c may be formed in an oblique direction, a direction parallel to the central axis AX, or formed in a curved shape. it can.
  • a through hole 32 d is formed in the arc-shaped side wall portion 32.
  • the through hole 32d is formed so as to penetrate in the thickness direction of the arc-shaped side wall portion 32 and communicates the inner side surface 32a and the outer side surface 32b of the arc-shaped side wall portion 32.
  • the through hole 32d opens to and communicates with the inner peripheral surface of the inner surface 32a that adheres to the outer peripheral surface 14 of the lens 10.
  • the upper surface 32e of the arc-shaped side wall 32 is disposed at a position separated from the rear end side of the rear end of the lens 10 (the apex of the rear end side optical surface 12).
  • the lens base component 30 has the above-described configuration, and the lens 10 is bonded and fixed.
  • the lens 10 is bonded and fixed to the tip opening 21 of the cylindrical part 20 so that the lens 10 is accommodated in the cylindrical part 20.
  • the lens 10 is arranged at a position deviated from the central axis AX of the insertion portion into which the imaging unit or the imaging fiber 40 of the cylindrical part 20 is inserted, and the arc-shaped side wall portion 32 and the upper surface thereof are opposite to the side where the lens 10 is unevenly distributed. 32e is unevenly distributed.
  • the imaging unit or imaging fiber 40 is a member having a diameter larger than that of the lens, and can be inserted into the cylindrical part 20 while the outer peripheral surface is in contact with the inner peripheral surface 23 of the cylindrical part 20 over the entire circumference. The outer diameter to be retained. Therefore, the central axis of the imaging unit or imaging fiber 40 is common with the central axis AX of the inner peripheral surface 23.
  • an image input surface of an imaging element such as a CCD is disposed on the tip surface 41, and an image formed by the lens 10 is input to the image input surface and converted into an electrical signal.
  • the video transmission cable extends from the mounting substrate of the image sensor in the rear end direction.
  • the inner side surface 32 a of the arc-shaped side wall portion 32 and the outer peripheral surface 14 of the lens 10 are combined and adhered to each other by an adhesive B, and the outer side surface 32 b of the arc-shaped side wall portion 32 and the inner periphery of the cylindrical part 20
  • the surfaces 23 are joined together and adhered to each other by an adhesive B.
  • the outer surface 32b is also bonded to the inner peripheral surface 23 of the cylindrical part 20 by the adhesive B filled in the groove 32c.
  • the distal end surface 13 of the lens 10 is bonded to the distal end pedestal portion 31 by the adhesive B filled in the groove 31c.
  • the space between the lens pedestal component 30 and the lens 10 around the opening 31a is sealed with the adhesive B with high airtightness and watertightness.
  • the distal end opening 21 is closed by the lens pedestal component 30 and the lens 10 while being sealed with the adhesive B, and has an airtight / watertight structure and can be used for an endoscope.
  • the cylinder part 20 is bonded and fixed, and the bonded and fixed state by the adhesive B shown in FIG. 1 is obtained. Thereafter, the distal end portion of the imaging unit or imaging fiber 40 is inserted from the rear end opening 22 of the cylindrical part 20, and the edge portion of the distal end surface 41 is brought into contact with the upper surface 32e that is a positioning surface as shown in FIG. In this state, the cylindrical part 20 is fixed. As this fixing method, adhesion with an adhesive (not shown) filled between the inner peripheral surface 23 is sufficient.
  • the arc-shaped side wall portion 32 is employed for the lens pedestal component 30.
  • a circumferential side wall portion 33 is employed for the lens pedestal component.
  • the lens 10 is unevenly distributed from the central axis AX, and the upper surface 33e serving as a positioning surface is unevenly distributed on the opposite side of the side where the lens 10 is unevenly distributed. Therefore, the thinnest portion 33f is generated on the unevenly distributed side of the lens 10.
  • the one-side sidewall portion 33 is disposed around the outer periphery of the lens 10 inside the cylindrical part 20, the diameter of the lens barrel tends to increase. There is a tendency.
  • the parts corresponding to the cylindrical part 20 and the lens base part 30 are easier to incorporate the lens into the lens frame, filled with an adhesive, and inspected than the lens frame with a single unit. It is advantageous.
  • FIG. 9A a vertical groove 32g for accommodating the gate end 15 is formed in the arc-shaped side wall portion 32A, or as shown in FIG. 9B, a vertical groove 32h for accommodating the gate end 15 is formed in the arc-shaped side wall portion 32B.
  • the vertical groove 32g is formed leaving the bottom of the groove, and the vertical groove 32h is formed so as to divide the arc-shaped side wall portion 32B into two.
  • a vertical groove for accommodating the gate end 15 may be provided in the circumferential side wall 33 of the second embodiment.
  • the longitudinal groove that divides the side wall portion into two is adopted, the side wall portion is not round.
  • the above longitudinal grooves are preferably provided on the side opposite to the side where the lenses are unevenly distributed. This is to secure a space for accommodating the gate end 15.
  • a fourth embodiment of the present invention will be described.
  • a part of the cylindrical part 20 adjacent to the outside of the arcuate side wall portion 32 shown in FIG. 1 is changed to belong to the arcuate side wall portion 320 as shown in FIGS. 10 and 11A-D.
  • the cylindrical part 20B has a cutout portion 26 formed in a form cut out from the distal end surface.
  • the arc-shaped side wall portion 320 provided in the lens pedestal component 30B corresponds to an integrated portion corresponding to the arc-shaped side wall portion 32 of the first embodiment and a portion missing due to the formation of the cutout portion 26 of the cylindrical component 20. .
  • the former corresponds to the inner part of the arcuate side wall 320
  • the latter corresponds to the outer part of the arcuate side wall 320. Therefore, as shown in FIGS. 10 and 11A-C, the outer portion of the arcuate side wall 320 fits into the notch 26 and the notch 26 is closed to constitute the lens barrel of this embodiment.
  • Positioning in which the inner portion (the portion exposed in FIG. 11C) of the upper surface 320e of the arc-shaped side wall 320 determines the position in the axis AX direction of the distal end surface 41 of the imaging unit or the imaging fiber 40 in the same manner as the upper surface 32e of the first embodiment. Configure the surface.
  • the arc-shaped side wall portion 320 can be made thick and its rigidity can be ensured.
  • the present invention can be used as a component and an assembling method for a particularly small-diameter endoscope.

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Abstract

長尺で細径なレンズ鏡胴であっても、接着剤を適所に充填して気密性・水密性を確保しつつ容易に精度良く組み立てる。レンズ鏡胴(1)はレンズ(10)と鏡枠(2)とを備える。鏡枠は、筒体部品(20)と、筒体部品の先端開口部に接着固定されたレンズ台座部品(30)とを有する。レンズ台座部品は、レンズの先端側光学面を露出させる開口(31a)を有し、当該開口の周囲にレンズを支持する内側面(31b)を有した先端台座部(31)と、先端台座部に立設された一周状又は弧状の側壁部(32)とを有する。側壁部の内側面(32a)はレンズの外周面(14)に沿って形成され当該外周面に接着される。側壁部の上面(32e)がイメージングファイバー等の部材(41)に当接して当該部材の軸方向位置を決める。筒体部品の部材(41)が挿入される挿入部の中心軸(AX)から偏在した位置にレンズが配置されて、当該レンズが偏在した側の逆側に位置決め面が偏在する。

Description

レンズ鏡胴、像取得ユニット及びそれらの組立方法
　本発明は、レンズ鏡胴、像取得ユニット及びそれらの組立方法に係り、特に細径の内視鏡を構成するレンズ鏡胴、像取得ユニット及びそれらの組立方法に関する。
　一般のカメラ用のレンズ鏡胴においては、レンズの外径が比較的大きいので、レンズのフランジ部をピンセットで把持してレンズを鏡枠内に落とし込むことにより、レンズ鏡胴を製造している。また、ピンセットを用いずに、空気の吸引によりレンズを吸着パッドに吸着して保持することも行われる。
　１ｍｍ程度の細径の内視鏡の先端部を構成するレンズ鏡胴の場合のように、鏡枠が細径である場合や、鏡枠が光軸方向に長い（従ってレンズ挿着穴が深い）場合は、さらにレンズの挿着が困難になり、極小のレンズの把持にピンセットを使用することはもちろん、レンズを自由落下により鏡枠に精度良く挿着することは極めて困難である。
　一方、生体の管腔内等に挿入されて生体組織を観察するために内視鏡が利用されている。内視鏡の先端構造として、観察対象の物体の像を結像するレンズと、その像が入力されるＣＣＤ（Charge Coupled Device、以下同じ）等の撮像素子又はイメージングファイバーを設置した構造が取り得る。撮像素子であれば、撮像素子で電気信号に変換した画像信号を伝送ケーブルにより体外に導き、イメージングファイバーであればそのまま画像をイメージングファイバーで伝送して体外に導き、画像処理装置を介して画像表示装置に表示し観察することができる。
　さて、特許文献１－５に記載されるように、レンズを光学機器に組み込むために、レンズを鏡枠の内側に配置して、レンズの外周部と鏡枠の内周面とを接着して固定することが行われる。レンズを接着剤で固定する際には、必要な部位に接着剤を十分に充填できること、及び、レンズの光学面に接着剤が付着するなどして光学性能に悪影響を与えないことが重要となる。　
　特許文献１－３にあっては、接着剤がレンズの有効径面にはみ出すことを防止するために環状の溝が設けられる。環状の溝は、レンズ及び保持面の一方又は双方に設けられる。
　特許文献４にあっては、レンズのスラスト方向の浮き上がりをなくすために、レンズ又は枠の内周部にテーパーを設けて接着剤を充填し、接着剤の硬化収縮によってスラスト方向の引張力を作用させる。
　特許文献５にあっては、レンズ支持胴枠内のレンズ周面との隙間に接着剤を注入するための貫通孔が設けられる。
　一方、特許文献６，７には、レンズとイメージングファイバーとを同軸に配置して筒状の枠体で固定した内視鏡の先端構造が記載されている。
特開昭６１－１０７３０７号公報 特開昭６１－１０７３０８号公報 特開昭６１－１０７３１０号公報 特開平０２－０６６５０６号公報 特開平０７－００５３５２号公報 特開平０８－１９４１７１号公報 特開２０００－１６２５０８号公報
　内視鏡は被検査者の負担を軽減するために細径であることが好ましく、また卵管、胆管、膵管などに挿入される内視鏡にあっては、１ｍｍ程度以下の極細径である必要がある。
　内視鏡の先端構造に特許文献１－５に記載のレンズ保持構造を採用する場合でも、必要な部位に接着剤を十分に充填し、レンズの光学面に接着剤が付着するなどして光学性能に悪影響を与えないように接着剤を充填する作業は、内視鏡が細径であるほど難しくなる。
　また、レンズと、撮像素子又はイメージングファイバーとを備えた内視鏡の先端構造には、特許文献６，７にも記載されるように、レンズに対し撮像素子又はイメージングファイバーの像入力面を位置決めして保持する鏡枠を設けることが行われる。同じ鏡枠に対しレンズのみならず撮像素子又はイメージングファイバーを固定でき、精度良く組み立てることができることが望まれる。
　また内視鏡の先端構造の細径化を図ろうとするとき、レンズを小径にすべきであるが、内視鏡の性能等の観点からレンズの光学面が形成される有効径はできるだけ大きくしたい、すなわち、レンズの有効径外のフランジ部をできるだけ小さくしたい場合がある。しかし、１ｍｍ程度以下の極細径に収まるほどの微小径で有効径外のフランジ部が殆ど無いようなレンズを射出成型で製造する場合、ゲート端の除去加工が比較的困難になる。このような場合、ゲート端を残した状態で組み込めれば、レンズの製造が容易になる。
　本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、長尺で細径なレンズ鏡胴であっても、接着剤を適所に充填して気密性・水密性を確保しつつ容易に精度良く組み立てることができるレンズ鏡胴、像取得ユニット及びそれらの組立方法を提供することを課題とする。
　以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、物体の像を結像するレンズと、前記レンズを内部に保持する鏡枠とを備えるレンズ鏡胴であって、
前記鏡枠は、
先端及び後端が開口した構造の筒体部品と、
前記レンズが固定され当該レンズを前記筒体部品の内部に収めるように前記筒体部品の先端開口部に接着固定されたレンズ台座部品とを有し、
前記レンズ台座部品は、
前記レンズの先端側光学面を露出させる開口を有し、当該開口の周囲に前記レンズを支持する内側面を有した先端台座部と、
前記先端台座部から軸方向に立設された一周状又は弧状の側壁部とを有し、
前記側壁部の内側面は前記レンズの外周面に沿って形成されており、当該内側面と当該外周面とが合わされて互いに接着され、
前記側壁部の上面の少なくとも一部が前記レンズの最後端より後端側に隔たった位置に配置されて前記筒体部品の内部に露出し、前記筒体部品の後端開口部から挿入される前記レンズより大径の部材の先端面縁部に当接して当該部材の軸方向位置を決める位置決め面を構成し、
前記筒体部品の前記部材が挿入される挿入部の中心軸から偏在した位置に前記レンズが配置されて、当該レンズが偏在した側の逆側に前記位置決め面が偏在するレンズ鏡胴である。
　請求項２記載の発明は、前記側壁部は前記レンズが偏在した側で欠落して弧状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴である。
　請求項３記載の発明は、前記側壁部が前記筒体部品に挿入されてなり、
　前記側壁部の外側面は前記筒体部品の内周面に沿って形成されており、当該外側面と当該内周面とが合わされて互いに接着された請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡胴である。
　請求項４記載の発明は、前記先端台座部は、前記側壁部より径方向外方に突出したフランジ部を外周部に有し、
前記フランジ部が一周に亘って前記筒体部品の先端面に当接した請求項３に記載のレンズ鏡胴である。
　請求項５記載の発明は、前記側壁部の外側面に溝が形成され、当該溝に充填された接着剤によって当該外側面が前記筒体部品の内周面に接着された請求項３又は請求項４に記載のレンズ鏡胴である。
　請求項６記載の発明は、前記筒体部品が先端面から切り欠かれた態様で形成された切欠部に、前記側壁部が嵌って当該切欠部が閉じられた請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡胴である。
　請求項７記載の発明は、前記先端台座部の内側面の前記レンズの先端面を一周に亘って支持する部位の周囲に溝が形成され、当該溝に充填された接着剤によって前記レンズが前記先端台座部に固定された請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載のレンズ鏡胴である。
　請求項８記載の発明は、前記側壁部にその内側面であって前記レンズの外周面と接着する内側面に連通する貫通孔が形成された請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載のレンズ鏡胴である。
　請求項９記載の発明は、前記レンズの外周面から突出して当該レンズの射出成型時のゲート端が残され、前記側壁部に前記ゲート端を収容する溝が形成されたことを特徴とする請求項１から請求項８のうちいずれか一に記載のレンズ鏡胴である。
　請求項１０記載の発明は、請求項１から請求項９のうちいずれか一に記載のレンズ鏡胴を含み、
前記レンズによって結像される像が入力される像入力面が先端面に設けられた撮像ユニット又はイメージングファイバーが前記部材として前記筒体部品に挿入され、当該撮像ユニット又はイメージングファイバーは、外周面が前記筒体部品の内周面に一周に亘って当接して保持されるとともに、先端面縁部が前記位置決め面に当接して前記レンズとの軸方向間隔が保持された像取得ユニットである。
　請求項１１記載の発明は、請求項１から請求項９のうちいずれか一に記載のレンズ鏡胴の組立方法であって、
前記レンズを前記レンズ台座部品に接着固定した後、前記レンズ台座部品を前記筒体部品に接着固定するレンズ鏡胴の組立方法である。
　請求項１２記載の発明は、請求項１０に記載の像取得ユニットの組立方法であって、
前記レンズを前記レンズ台座部品に接着固定した後、前記レンズ台座部品を前記筒体部品に接着固定し、その後、前記撮像ユニット又はイメージングファイバーを前記筒体部品に挿入して前記先端面縁部を前記位置決め面に当接させた状態で当該筒体部品に固定する像取得ユニットの組立方法である。
　本発明によれば、レンズを内部に保持する鏡枠は筒体部品とレンズ台座部品とに分かれており、レンズを鏡枠内に落とし込む必要は無く、先にレンズ台座部品にレンズを接着固定して、その後、レンズ台座部品を筒体部品に接着固定することにより、容易に組み立てることができる。
　レンズは、先端面が先端台座部の内側面に据わりよく支持されるとともに、外周面が側壁部の内側面に合わされて精度良く配置される。
　レンズ台座部品は筒体部品と分かれているために比較的長尺ではないから、側壁部を一周状としても比較的深くなく、側壁部を弧状とすればレンズを取り囲む穴構造ではなくなるので、レンズをレンズ台座部品に精度良く配置することが比較的容易であるとともに、接着剤が適所に適量に回りこむことを確認することも、さらに接着剤の硬化過程においてレンズとレンズ台座部品とを精度良く仮固定しておくこと、接着剤硬化後の固定位置精度や封止性の検査も比較的容易である。
　また、側壁部の上面の少なくとも一部が位置決め面を構成し、筒体部品の後端開口部から挿入される撮像ユニット又はイメージングファイバーの軸方向位置を位置決める。
　さらに、筒体部品の前記部材が挿入される挿入部の中心軸から偏在した位置にレンズが配置されて、当該レンズが偏在した側の逆側に側壁部の上面による位置決め面が偏在するから、当該偏在する側で側壁部の厚み、従って側壁部の剛性や位置決め面の必要幅を確保しつつ当該側壁部の径方向の占有率を低く抑えることができる。位置決め面の必要幅が確保されることで撮像ユニット又はイメージングファイバーを確実に係止し、側壁部の剛性が確保されることでレンズや撮像ユニット又はイメージングファイバーの位置決め精度が高度に確保される。側壁部の径方向の占有率が低いためにレンズ鏡胴の細径性を維持、向上しやすい。
　したがって、本発明によれば、長尺で細径なレンズ鏡胴であっても、接着剤を適所に充填して気密性・水密性を確保しつつ容易に精度良く組み立てることができる。
　これを利用して細い経路に挿入して内部を観察するための像取得ユニット、特に気密性・水密性があるため、卵管、膵管、胆管等に挿入して内部を観察できる生体観察用の細径な内視鏡を歩留まり良く安価に構成することができる。
本発明の第１実施形態に係るレンズ鏡胴を含んだ像取得ユニットの先端部の縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係るレンズ鏡胴を含んだ像取得ユニットの分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るレンズ台座部品の斜視図で、図２中のものとは異なる方向から見たものである。 本発明の第１実施形態に係るレンズ台座部品にレンズを接着する作業の様子を示す斜視図である。 本発明の付加例に係る絞り板の斜視図である。 本発明の付加例に係る絞り板を介在させて組み合わされたレンズとレンズ台座部品の斜視図である。 本発明の一実施形態に係り、レンズ台座部品にフランジ部を設けない場合を示すレンズ鏡胴を含んだ像取得ユニットの先端部の縦断面図である。 本発明の第２実施形態に適用されるレンズ台座部品の斜視図である。 本発明の第３実施形態に適用されるレンズの斜視図である。 本発明の第３実施形態に適用されるレンズ台座部品の斜視図であり、縦溝に底部を残す場合を示す。 本発明の第３実施形態に適用されるレンズ台座部品の斜視図であり、縦溝に底部を残さない場合を示す。 本発明の第４実施形態に係るレンズ鏡胴を含んだ像取得ユニットの先端部の縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係るレンズ鏡胴の側面図である。 本発明の第４実施形態に係るレンズ鏡胴のＡ１－Ａ１断面図である。 本発明の第４実施形態に係るレンズ鏡胴のＡ２－Ａ２断面図である。 本発明の第４実施形態に係るレンズ鏡胴の筒体部品の先端面図である。
　以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
〔第１実施形態〕
　まず、本発明の第１実施形態につき説明する。
　図１及び図２に示すように、像取得ユニット１００は、レンズ鏡胴１が撮像ユニット又はイメージングファイバー４０の先端部に冠着されて構成されたものである。レンズ鏡胴１は、物体の像を結像するレンズ１０と、レンズ１０を内部に保持する鏡枠２とを備える。鏡枠２は、筒体部品２０と、レンズ台座部品３０とを有して組立てで構成される。レンズ鏡胴１及び像取得ユニット１００において、レンズ１０が配置される側を先端、その逆側を後端とする。図中のＢは接着剤を、矢印Ｆは先端方向を示す。
　レンズ１０は、先端側光学面１１及び後端側光学面１２を有し、後端側光学面１２が凸なレンズ面に形成された射出成型による樹脂レンズである。先端側光学面１１は凸状、凹状、平状のいずれのレンズ面も適用できる。先端側光学面１１が先端方向Ｆに配置されて観察される物体に対向する。後端側光学面１２が後端方向に配置されて撮像ユニット又はイメージングファイバー４０の先端面４１に対向する。先端側光学面１１の有効径をφ１、後端側光学面の有効径をφ２とする。φ１＜φ２とされ、有効径φ１外の先端面１３が有効径φ２外の後端面（符号なし）より広くされている。また、レンズ１０は、直円柱の周面状に形成された外周面１４を有する。
　筒体部品２０は、両端開口の筒状体である。すなわち、筒体部品２０は、先端及び後端が開口した構造であり、先端開口部２１及び後端開口部２２が形成されている。筒体部品２０の内周面２３は、少なくとも撮像ユニット又はイメージングファイバー４０が挿入される挿入部（後端開口部２２から含む）においては、レンズ１０の外径より大きい一定の内径で形成されその中心軸ＡＸが直線状である。レンズ１０の中心軸ＡＬは中心軸ＡＸに対して偏心している。図２中の符号２４は筒体部品２０の先端面である。筒体部品２０の外周面の形状は任意である。簡単のため内周面２３と同心状である外周面を示す。なお、本実施形態においては軸ＡＸは像取得ユニット１００全体の中心軸である。
　図１，図２に加え図３にも示すようにレンズ台座部品３０は、先端台座部３１と、弧状側壁部３２とを有する。
　先端台座部３１はレンズ１０の先端側光学面１１を露出させる開口３１aを有する。先端台座部３１の外径は中心軸ＡＸを中心に形成されるが、開口３１ａは先端側光学面１１を露出させるために中心軸ＡＬを中心に形成される。
　先端台座部３１の内側面には、開口３１ａの周囲にレンズ１０の先端面１３が一周に亘って当接する先端周接部位３１ｂが形成されている。先端周接部位３１ｂはレンズ１０を支持する内側面である。先端周接部位３１ｂはレンズ１０の先端面１３を一周に亘って支持するとともに、本実施形態にあってはレンズ１０との間に介在する部品が無いので一周に亘って当接する。先端周接部位３１ｂは中心軸ＡＬを中心に形成され、中心軸ＡＬに垂直な面に存在する。
　先端台座部３１の内側面には、先端周接部位３１ｂの周囲に接着剤充填用の溝３１ｃが一周に亘って形成されている。
　また先端台座部３１は、弧状側壁部３２より径方向外方に突出したフランジ部３１ｄを外周部に有する。
　弧状側壁部３２は、先端台座部３１から軸ＡＬ方向に立設された部分である。弧状側壁部３２は、中心軸ＡＬに対して中心軸ＡＸの方向に偏在して設けられる。さらに弧状側壁部３２は、中心軸ＡＬを中心とした１８０度未満の範囲に限定して設けられ、他の範囲は欠落して弧状に形成されている。１８０度未満とするのは、レンズ１０を組み込み易くするためであり、１８０度以上に形成してもよい。
　弧状側壁部３２の内側面３２ａはレンズ１０の外周面１４に沿って形成されている。すなわち、内側面３２ａは中心軸ＡＬを中心とした弧状に形成されている。弧状側壁部３２は筒体部品２０に挿入されている。鏡枠２は、フランジ部３１ｄの後端面が一周に亘って筒体部品２０の先端面２４に当接して構成されている。
　弧状側壁部３２の外側面３２ｂは筒体部品２０の内周面２３に沿って形成されている。すなわち、外側面３２ｂは中心軸ＡＸを中心とした弧状に形成されている。弧状側壁部３２の外側面３２ｂに接着剤充填用の溝３２ｃが形成されている。溝３２ｃの本数や方向は限定されない。図中には溝３２ｃが中心軸ＡＸを中心とした周方向に形成されたものを図示するが、斜め方向や中心軸ＡＸの平行な方向に形成したり、曲線状に形成したりすることもできる。
　また、弧状側壁部３２に貫通孔３２ｄが形成されている。貫通孔３２ｄは、弧状側壁部３２の厚み方向に貫通形成され、弧状側壁部３２の内側面３２ａと外側面３２ｂとを連通する。特に貫通孔３２ｄは、内側面３２ａのうちレンズ１０の外周面１４と接着する内周面に開口してこれに連通する。
　弧状側壁部３２の上面３２ｅは、レンズ１０の最後端（後端側光学面１２の頂点）より後端側に隔たった位置に配置されている。そのため、弧状側壁部３２が筒体部品２０の内周面２３に囲まれる内部空間に挿入されているため、上面３２ｅは筒体部品の内部に露出している。上面３２ｅは、撮像ユニット又はイメージングファイバー４０の先端面４１の軸ＡＸ方向位置を決める位置決め面を構成する。本実施形態においては上面３２ｅの全部が位置決め面を構成する。
　レンズ台座部品３０は以上のような構成を有し、レンズ１０が接着固定される。レンズ１０を筒体部品２０の内部に収めるように筒体部品２０の先端開口部２１に接着固定されている。筒体部品２０の撮像ユニット又はイメージングファイバー４０が挿入される挿入部の中心軸ＡＸから偏在した位置にレンズ１０が配置されて、レンズ１０が偏在した側の逆側に弧状側壁部３２並びにその上面３２ｅが偏在する。
　撮像ユニット又はイメージングファイバー４０は、レンズより大径の部材であり、外周面を筒体部品２０の内周面２３に一周に亘って当接しつつ筒体部品２０に挿入でき、内周面２３に保持される外径である。したがって、撮像ユニット又はイメージングファイバー４０の中心軸は内周面２３の中心軸ＡＸと共通である。
　部材４０が撮像ユニットである場合は、先端面４１にＣＣＤ等の撮像素子の像入力面が配置され、レンズ１０によって結像される像が当該像入力面に入力され電気信号に変換される。また、図示しないがその撮像素子の搭載基板から映像伝送ケーブルが後端方向に延出して構成される。部材４０がイメージングファイバーである場合は、先端面４１に像入射端面（像入力面）が配置され、レンズ１０によって結像される像が当該像入射端面に入力される。
　撮像ユニット又はイメージングファイバー４０の先端面４１の縁部に、弧状側壁部３２上面３２ｅが当接する。これにより、撮像ユニット又はイメージングファイバー４０とレンズ１０との軸方向間隔が保持されて像取得ユニット１００が構成される。本実施形態においては上面３２ｅの全部が位置決め面であるため、上面３２ｅは先端面４１と面で接するように軸ＡＸに垂直な面に存在する。
　図１に示すように、弧状側壁部３２の内側面３２ａとレンズ１０の外周面１４とが合わされて接着剤Ｂにより互いに接着され、弧状側壁部３２の外側面３２ｂと筒体部品２０の内周面２３とが合わされて接着剤Ｂにより互いに接着されている。溝３２ｃに充填された接着剤Ｂによっても外側面３２ｂが筒体部品２０の内周面２３に接着されている。これにより、筒体部品２０の先端開口部２１とレンズ台座部品３０との間が、接着剤Ｂによって気密性・水密性高く封止される。
　また、溝３１ｃに充填された接着剤Ｂによってレンズ１０の先端面１３が先端台座部３１に接着されている。これにより、開口３１ａの周囲のレンズ台座部品３０とレンズ１０との間が、接着剤Ｂによって気密性・水密性高く封止される。
　以上のようにして、先端開口部２１が接着剤Ｂにより封止されつつレンズ台座部品３０及びレンズ１０によって閉じられおり、気密・水密の構造となっており、内視鏡に利用できる。　
　次に、以上説明した本発明の第１実施形態の像取得ユニット１００（レンズ鏡胴１が含まれる）の組立方法つき説明する。
　まず、図４に示すようにレンズ台座部品３０上にレンズ１０を設置し、接着剤ディスペンサーのノズル５０から定量の接着剤を吐出させて、溝３１ｃや、レンズ１０の外周面１４と弧状側壁部３２の内側面３２ａとの間に回り込ませ、その接着剤を硬化させてレンズ１０をレンズ台座部品３０に接着固定する。
　なお、接着剤を貫通孔３２ｄから充填し、外周面１４と内側面３２ａとの間から溝３１ｃまで回り込ませるようにしてもよい。
　また、レンズ台座部品３０の製作の都合等で開口３１ａを十分な小径に形成できない場合は、図５Ａに示すようなピンホール６１が穿設された絞り板６０を図５Ｂに示すようにレンズ１０と先端台座部３１との間に介在させてもよい。この場合、絞り板６０の一面がレンズ１０の先端面１３に接着され、逆面が先端周接部位３１ｂに一周に亘って当接するとともに先端台座部３１に接着される。
　その後、弧状側壁部３２の外側面３２ｂと、レンズ１０の外周面１４のうち弧状側壁部３２に覆われていない部分の適所に接着剤を塗布する。このとき、溝３２ｃに接着剤を充填する。溝３２ｃにより接着剤がとどまり易くなる。また接着後は溝３２ｃが形成されていることによって接着面積が増加し接合強度が高くなる。同目的でレンズ１０の外周面１４に溝を形成してもよい。接着剤を塗布したら、レンズ１０及び弧状側壁部３２が内部に挿入されるようにレンズ台座部品３０を筒体部品２０の先端開口部２１に接続し、接着剤を硬化させてレンズ台座部品３０を筒体部品２０に接着固定し、図１に示した接着剤Ｂによる接着固定状態を得る。
　その後、撮像ユニット又はイメージングファイバー４０の先端部を筒体部品２０の後端開口部２２から挿入して、図１に示したように先端面４１の縁部を位置決め面である上面３２ｅに当接させた状態とし、この状態で筒体部品２０に固定する。この固定方法としては、内周面２３との間に充填される接着剤（図示せず）による接着で足りる。
　なお、図６に示すレンズ台座部品３０Ａの先端台座部３１Ａのように、フランジ部３１ｄを設けず、先端台座部３１Ａの外周面を筒体部品２０Ａの内周面２３に接着する構造とすることもできる。この構造は、以下に説明する実施形態においても同様に適用できる。但し、外圧負荷による破壊強度を向上させるためにフランジ部３１ｄを設けることが好ましい。
〔第２実施形態〕
　次に本発明の第２実施形態につき説明する。
　上記第１実施形態においては、レンズ台座部品３０に弧状側壁部３２を採用した。
　本実施形態では図７に示すようにレンズ台座部品に一周状側壁部３３を採用する。
　レンズ１０が中心軸ＡＸから偏在し、レンズ１０が偏在した側の逆側に位置決め面となる上面３３ｅが偏在する。そのため、レンズ１０の偏在側に最薄部３３ｆが生じる。最薄部３３ｆをより薄く、精度良く形成することは難しく、筒体部品２０の内部でレンズ１０の外周一周に一周状側壁部３３が配置されるから、レンズ鏡胴の大径化を招き易い傾向にある。また、上記第１実施形態の弧状側壁部３２のようにレンズ１０の周りを１８０度以上に開放している方が、組立や接着剤の充填、検査の点で有利である。
　しかし、本実施形態によれば、筒体部品２０とレンズ台座部品３０に相当する部分が一体の鏡枠に比較して、鏡枠に対するレンズ組込みの容易性、接着剤の充填、検査の点で有利である。　
〔第３実施形態〕
　次に本発明の第３実施形態につき説明する。
　本実施形態は、図８に示すように外周面１４から突出して当該レンズの射出成型時のゲート端１５が残されたレンズ１０Ａを適用する場合の実施形態である。
　本実施形態に適用されるレンズ台座部品を図９Ａ、図９Ｂに示した。
　図９Ａに示すように弧状側壁部３２Ａにゲート端１５を収容する縦溝３２ｇ又は図９Ｂに示すように弧状側壁部３２Ｂにゲート端１５を収容する縦溝３２ｈを形成する。
　これによりゲート端１５を残しても組み込むことができ、ゲート端１５の除去加工が不要になって生産性が向上する。
　縦溝３２ｇは当該溝の底部を残して形成されたもので、縦溝３２ｈは弧状側壁部３２Ｂを２つに分断するように形成されたものである。
　また、上記第２実施形態の一周状側壁部３３に、ゲート端１５を収容する縦溝を設けてもよい。側壁部を２つに分断する縦溝を採用する場合は、側壁部は一周状ではなくなることは言うまでもない。
　いずれにしても、以上の縦溝はレンズが偏在する側の逆側に設けることが好ましい。ゲート端１５を収容する空間を確保するためである。
〔第４実施形態〕
　次に本発明の第４実施形態につき説明する。
　本実施形態は、図１に示した弧状側壁部３２の外側に隣接する筒体部品２０の一部を図１０及び図１１Ａ－Ｄに示すように弧状側壁部３２０に属するように変更したものに相当する。
　図１１Ａ及び図１１Ｄに示すように、筒体部品２０Ｂは、先端面から切り欠かれた態様で形成された切欠部２６を有する。レンズ台座部品３０Ｂに備えられる弧状側壁部３２０は、第１実施形態の弧状側壁部３２に相当する部分と筒体部品２０の切欠部２６の形成によって欠落する部分とを一体化したものに相当する。前者が弧状側壁部３２０の内側部分であり、後者が弧状側壁部３２０の外側部分にそれぞれ相当する。
　したがって、図１０及び図１１Ａ－Ｃに示すように、弧状側壁部３２０の外側部分が切欠部２６に嵌って切欠部２６が閉じられて本実施形態のレンズ鏡胴が構成される。
　弧状側壁部３２０の上面３２０ｅのうち内側部分（図１１Ｃで露出する部分）が、上記第１実施形態の上面３２ｅと同様に撮像ユニット又はイメージングファイバー４０の先端面４１の軸ＡＸ方向位置を決める位置決め面を構成する。
　本実施形態によれば、弧状側壁部３２０に厚みを持たせ、その剛性を確保することができる。
　なお、図１、図６、図１０及び図１１Ｃに示した段差面２５は、上記第１実施形態の上面３２ｅや本実施形態の上面３２０ｅで構成される位置決め面と面一に連続した段差面で筒体部品２０の内部に構成された部分であり、撮像ユニット又はイメージングファイバー４０の先端面４１の軸ＡＸ方向位置を決める位置決め面として同様に機能する。段差面２５は、上面３２ｅ，３２０ｅによる位置決め面に比較して幅が狭くなるので省略してもよい。これを省略する場合は、内周面２３の全部を一定の内径で構成すれば足りるため、筒体部品２０の製作が簡単である点で有利である。
　本発明は、特に細径の内視鏡の構成部品、組立方法として利用することができる。
１ レンズ鏡胴
２ 鏡枠
１０ レンズ
１１ 先端側光学面
１２ 後端側光学面
１３ 先端面
１４ 外周面
１５ ゲート端
２０ 筒体部品
２１ 先端開口部
２２ 後端開口部
２３ 内周面
２４ 先端面
２５ 段差面
２６ 切欠部
３０ レンズ台座部品
３１ 先端台座部
３１a 開口
３１ｂ 先端周接部位
３１ｃ 溝
３１ｄ フランジ部
３２ 弧状側壁部
３２ａ 内側面
３２ｂ 外側面
３２ｃ 溝
３２ｄ 貫通孔
３２ｅ 上面
３２ｇ 縦溝
３２ｈ 縦溝
３３ 一周状側壁部
３３ｅ 上面
３３ｆ 最薄部
４０ 撮像ユニット又はイメージングファイバー
４１ 先端面
１００ 像取得ユニット
３２０ 弧状側壁部
３２０ｅ 上面
ＡＬ レンズ中心軸
ＡＸ 中心軸
Ｂ 接着剤

Claims (12)

  1. 物体の像を結像するレンズと、前記レンズを内部に保持する鏡枠とを備えるレンズ鏡胴であって、
    前記鏡枠は、
    先端及び後端が開口した構造の筒体部品と、
    前記レンズが固定され当該レンズを前記筒体部品の内部に収めるように前記筒体部品の先端開口部に接着固定されたレンズ台座部品とを有し、
    前記レンズ台座部品は、
    前記レンズの先端側光学面を露出させる開口を有し、当該開口の周囲に前記レンズを支持する内側面を有した先端台座部と、
    前記先端台座部から軸方向に立設された一周状又は弧状の側壁部とを有し、
    前記側壁部の内側面は前記レンズの外周面に沿って形成されており、当該内側面と当該外周面とが合わされて互いに接着され、
    前記側壁部の上面の少なくとも一部が前記レンズの最後端より後端側に隔たった位置に配置されて前記筒体部品の内部に露出し、前記筒体部品の後端開口部から挿入される前記レンズより大径の部材の先端面縁部に当接して当該部材の軸方向位置を決める位置決め面を構成し、
    前記筒体部品の前記部材が挿入される挿入部の中心軸から偏在した位置に前記レンズが配置されて、当該レンズが偏在した側の逆側に前記位置決め面が偏在するレンズ鏡胴。
  2. 前記側壁部は前記レンズが偏在した側で欠落して弧状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
  3. 前記側壁部が前記筒体部品に挿入されてなり、
    前記側壁部の外側面は前記筒体部品の内周面に沿って形成されており、当該外側面と当該内周面とが合わされて互いに接着された請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡胴。
  4. 前記先端台座部は、前記側壁部より径方向外方に突出したフランジ部を外周部に有し、
    前記フランジ部が一周に亘って前記筒体部品の先端面に当接した請求項３に記載のレンズ鏡胴。
  5. 前記側壁部の外側面に溝が形成され、当該溝に充填された接着剤によって当該外側面が前記筒体部品の内周面に接着された請求項３又は請求項４に記載のレンズ鏡胴。
  6. 前記筒体部品が先端面から切り欠かれた態様で形成された切欠部に、前記側壁部が嵌って当該切欠部が閉じられた請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡胴。
  7. 前記先端台座部の内側面の前記レンズの先端面を一周に亘って支持する部位の周囲に溝が形成され、当該溝に充填された接着剤によって前記レンズが前記先端台座部に固定された請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載のレンズ鏡胴。
  8. 前記側壁部にその内側面であって前記レンズの外周面と接着する内側面に連通する貫通孔が形成された請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載のレンズ鏡胴。
  9. 前記レンズの外周面から突出して当該レンズの射出成型時のゲート端が残され、前記側壁部に前記ゲート端を収容する溝が形成されたことを特徴とする請求項１から請求項８のうちいずれか一に記載のレンズ鏡胴。
  10. 請求項１から請求項９のうちいずれか一に記載のレンズ鏡胴を含み、
    前記レンズによって結像される像が入力される像入力面が先端面に設けられた撮像ユニット又はイメージングファイバーが前記部材として前記筒体部品に挿入され、当該撮像ユニット又はイメージングファイバーは、外周面が前記筒体部品の内周面に一周に亘って当接して保持されるとともに、先端面縁部が前記位置決め面に当接して前記レンズとの軸方向間隔が保持された像取得ユニット。
  11. 請求項１から請求項９のうちいずれか一に記載のレンズ鏡胴の組立方法であって、
    前記レンズを前記レンズ台座部品に接着固定した後、前記レンズ台座部品を前記筒体部品に接着固定するレンズ鏡胴の組立方法。
  12. 請求項１０に記載の像取得ユニットの組立方法であって、
    前記レンズを前記レンズ台座部品に接着固定した後、前記レンズ台座部品を前記筒体部品に接着固定し、その後、前記撮像ユニット又はイメージングファイバーを前記筒体部品に挿入して前記先端面縁部を前記位置決め面に当接させた状態で当該筒体部品に固定する像取得ユニットの組立方法。
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