WO2022195729A1 - 積層レンズ、光学ユニット、内視鏡、及び、光学ユニットの製造方法 - Google Patents

積層レンズ、光学ユニット、内視鏡、及び、光学ユニットの製造方法 Download PDF

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和裕 村上
健介 須賀
純平 米山
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オリンパス株式会社
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Definitions

  • Embodiments of the present invention provide a laminated lens in which a plurality of optical elements are laminated with an adhesive layer interposed therebetween, an optical unit having the laminated lens, an endoscope having the optical unit, and a method for manufacturing the optical unit. Regarding.
  • the optical unit is used as an imaging optical system of the imaging unit and an illumination optical system of the illumination unit.
  • a laminated lens has been proposed in which a plurality of optical elements are laminated with an adhesive layer interposed therebetween.
  • a laminated lens is manufactured by cutting a laminated wafer in which a plurality of optical wafers are bonded with an adhesive.
  • the laminated lens is not easy to handle, and it is not easy to form a concave portion on the side surface.
  • the present invention provides an easy-to-handle laminated lens, an optical unit in which the relative positions of the laminated lens and a frame member are defined, an endoscope including the optical unit, and a simple manufacturing method of the optical unit. intended to
  • a laminated lens according to an embodiment of the present invention comprises: a first optical element; a second optical element arranged on the optical axis of the first optical element; a first adhesive layer that bonds with an optical element and has a first protrusion that protrudes outward from the outer peripheral surfaces of the first optical element and the second optical element along the optical axis; do.
  • An optical unit comprises: a first optical element; a second optical element arranged on the optical axis of the first optical element; a first adhesive layer that bonds with an optical element and has a first protrusion that protrudes outward from the outer peripheral surfaces of the first optical element and the second optical element along the optical axis; and a frame member that houses the laminated lens, has a positioning portion on its inner surface, and the first projecting portion is in contact with the positioning portion.
  • An endoscope is an endoscope comprising an insertion section and an optical unit disposed at a distal end of the insertion section, wherein the optical unit comprises a first optical element and a second optical element arranged on the optical axis of the first optical element, and the first optical element and the second optical element are adhered to each other, and the first optical element and the a first adhesive layer having a first protrusion that protrudes outward from the outer peripheral surface of the second optical element along the optical axis; and the laminated lens is accommodated and positioned on the inner surface.
  • a frame member having a portion, wherein the first projecting portion is in contact with the positioning portion.
  • a method for manufacturing an optical unit comprises: a first optical wafer including a plurality of first optical elements; a second optical wafer including a plurality of second optical elements; A laminated wafer having an adhesive layer between the wafer and the second optical wafer is produced, and the laminated wafer is cut using a dicing blade to form the first optical element and the second optical element. and a first adhesive layer having a protruding portion that protrudes outward from the cut surface, and the laminated lens is attached to a frame member having a positioning portion on the inner surface, and the protruding portion is positioned in the position. It is housed in a state in which it abuts against the part.
  • an easy-to-handle laminated lens an optical unit in which the relative position between the laminated lens and a frame member is defined, an endoscope including the optical unit, and a simple method for manufacturing the optical unit can provide
  • FIG. 1 is a perspective view of a laminated lens according to a first embodiment;
  • FIG. It is a side view of the laminated lens of 1st Embodiment. It is a top view of the lamination lens of a 1st embodiment.
  • It is a sectional view for explaining a manufacturing method of a lamination lens of a 1st embodiment.
  • It is a sectional view for explaining a manufacturing method of a lamination lens of a 1st embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view of a laminated lens of Modification 1 of the first embodiment;
  • FIG. 11 is a perspective view of a laminated lens of Modification 2 of the first embodiment;
  • FIG. 9 is a perspective exploded view of an optical unit according to a second embodiment;
  • FIG. 10 is a perspective view of a laminated lens according to a first embodiment
  • FIG. 11 is a perspective view of a laminated lens of Modification 2 of the first embodiment
  • FIG. 9 is a perspective exploded view of
  • FIG. 8 is a perspective view of an optical unit according to a second embodiment
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 9
  • 8 is a flow chart of a method for manufacturing the optical unit of the second embodiment
  • FIG. 11 is a perspective exploded view of an optical unit of Modification 1 of the second embodiment
  • FIG. 11 is a perspective view of an optical unit of Modification 1 of the second embodiment
  • FIG. 14 is a cross-sectional view along line XIV-XIV in FIG. 13
  • FIG. 11 is a perspective exploded view of an optical unit of Modification 2 of the second embodiment
  • FIG. 11 is an external view of an endoscope according to a third embodiment
  • FIG. 11 is a perspective exploded view of an endoscope according to a third embodiment
  • the laminated lens 1 of the present embodiment includes a first optical element 10, a second optical element 20 arranged on the optical axis of the first optical element 10, and a first adhesive layer 30 (hereinafter referred to as “adhesive layer 30”) bonding the first optical element 10 and the second optical element 20 together.
  • the rectangular parallelepiped first optical element 10 has a first main surface 10SA and four side surfaces 10SS.
  • the rectangular parallelepiped second optical element 20 has a second main surface 20SB and four side surfaces 20SS.
  • the adhesive layer 30 is a resin layer that bonds the opposite side of the first main surface 10SA of the first optical element 10 and the opposite side of the second main surface 20SB of the second optical element 20. .
  • the first main surface 10SA and the second main surface 120SB have substantially the same shape and substantially the same surface area. That is, each of the four side surfaces 10SS of the first optical element 10 and each of the four side surfaces 20SS of the second optical element 20 are located on the same plane. In other words, when viewed from the direction of the first main surface 10SA of the laminated lens 1, the first optical element 10 and the second optical element 20 overlap each other.
  • the first optical element 10 is a hybrid lens element in which a resin lens 12 is arranged on a glass element 11 .
  • the resin lens 12 is illustrated as a flat plate
  • the adhesive layer 30 is illustrated as filling the space between the first optical element 10 and the second optical element 20 without any gap.
  • the second optical element 20 is made of colorless and transparent flat glass, but may be a colored and transparent filter or a glass lens.
  • the adhesive layer 30 includes a first protrusion 31 (hereinafter referred to as "protrusion 31") which is an elongated protrusion that is not sandwiched between the first optical element 10 and the second optical element 20.
  • protrusion 31 a first protrusion 31
  • FIG. 3 when observed from the direction of the first main surface 10SA of the laminated lens 1, the protruding portion 31 surrounds the first optical element 10 (first main surface 10SA) and has a substantially outer shape. It is in the shape of a square frame.
  • the adhesive layer 30 adheres the first optical element 10 and the second optical element 20 in the inner peripheral area, but adheres the four side surfaces of the first optical element 10 and the second optical element 20 in the outer peripheral area.
  • a projecting portion 31 projects outward from the four side surfaces of the optical element 20 . That is, the protruding portion 31 protrudes outside the four side surfaces 10SS and the four side surfaces 20SS, which are the outer peripheral surfaces along the optical axis O of the first optical element 10 and the second optical element 20, respectively.
  • the thickness of the adhesive layer 30, that is, the thickness of the protruding portion 31 is 50 ⁇ m-100 ⁇ m.
  • the adhesive layer 30 is made of a soft resin whose elastic modulus E is smaller than that of the first optical element 10 and the second optical element 20 .
  • the elastic modulus E of the adhesive layer 30 is preferably 0.1 MPa or more and 4 MPa or less.
  • the laminated lens 1 is easy to handle, for example, because the soft protrusions 31 prevent slipping when pinched with tweezers.
  • the elastic modulus E is measured by tensile dynamic viscoelasticity measurement (DMA). After the sample is clamped to the measurement head, stress is applied to the sample at 25° C. from the load generator via the probe. The stress was set as a sinusoidal force with a predetermined frequency so that the strain amplitude of the sample was constant. A displacement detector is used to detect the amount of deformation of the sample caused by the sinusoidal force. The elastic modulus was calculated using the stress applied to the sample and the strain detected (eg, JIS K6394).
  • the protrusion amount from the side surfaces 10SS and 20SS of the protruding portion 31 is 5 ⁇ m or more, the anti-slip effect is remarkable. small.
  • the first optical element 10 and the second optical element 20 are optical elements from which desired optical characteristics can be obtained.
  • the optical element may be a hybrid lens element in which resin lens elements are arranged on both sides of a glass element.
  • the adhesive layer may adhere the resin lens element to the resin lens element.
  • the adhesive layer may bond the glass elements together.
  • the light incident surface of the laminated lens may be either the first main surface 10SA or the second main surface 20SB.
  • the first optical wafer 10W shown in FIG. 4 is fabricated by disposing a resin layer 12W including a plurality of resin lenses 12 on one surface of the glass wafer 11W.
  • the second optical wafer 20W is a glass wafer.
  • the resin layer 12W is preferably a curable resin.
  • a curable resin undergoes a cross-linking reaction or a polymerization reaction by receiving energy such as heat, ultraviolet rays, or electron beams from the outside.
  • the resin lens 12 is made of, for example, transparent UV-curing silicone resin, epoxy resin, or acrylic resin.
  • transparent means that the material absorbs and scatters light to the extent that it can withstand use in the wavelength range used.
  • the resin layer 12W is produced by a mold molding method in which an uncured resin is placed on the glass wafer 11W, and a mold having a concave portion with a predetermined inner surface shape is pressed against the glass wafer 11W to cure the resin by irradiating it with ultraviolet rays. be done. Since the inner surface shape of the mold is transferred to the outer surface shape of the resin lens, an aspherical lens can be easily produced by the mold molding method.
  • the resin layer 12W including the resin lens 12 may be produced by patterning the resin layer using a photolithography method or a metal mask method and then performing an appropriate heat treatment. Alternatively, the resin layer 12W may be produced using an inkjet method.
  • the first optical wafer 10W and the second optical wafer 20W may be entirely made of transparent resin, or may be made of an appropriate combination of glass and resin. That is, the first optical wafer 10W and the second optical wafer 20W may be composed of multiple layers made of the same or different materials. Further, the optical wafer 10W and the second optical wafer 20W may be rectangular wafers or circular wafers.
  • the optical path areas of the first optical wafer 10W and the second optical wafer 20W need only be light transmissive.
  • a light-shielding aperture film may be provided around the optical path.
  • an adhesive 30W is applied between the first optical wafer 10W and the second optical wafer 20W.
  • the first optical wafer 10W and the second optical wafer 20W are fixed in the direction of the optical axis O by the adhesive layer 30 formed by curing the adhesive 30W, and the laminated wafer 1W is manufactured.
  • the adhesive 30W forming the adhesive layer 30 a predetermined known resin such as an acrylic resin is used.
  • the viscosity ⁇ of the uncured adhesive 30W is, for example, 400 mPa ⁇ s or more and 3000 mPa ⁇ s or less.
  • the adhesive layer 30 is made of transparent resin. However, the adhesive layer 30 at a position that does not block the optical path may be made of a light-shielding resin. Also, the adhesive layer 30 made of a light-shielding resin may constitute the diaphragm.
  • the protruding portions 31 of the adhesive layer 30 protrude from the cut surface. There was found. Although the cause of this is not clear, the main cause is thought to be the force acting on the adhesive layer 30 in the downward and outward directions.
  • the amount of protrusion of the protrusions 31 and the number of side surfaces from which the protrusions 31 protrude could be controlled by changing the type of adhesive, the thickness of the adhesive layer, blade dicing conditions, and the like.
  • the laminated lens 1 in which the protruding portion 31 of the adhesive layer 30 protrudes after dicing is manufactured.
  • the adhesive layer 30 with a thickness of 50 ⁇ m to 100 ⁇ m using an acrylic resin whose elastic modulus E is 0.1 MPa or more and 4 MPa or less, the protrusion 31 with a protrusion amount of 5 ⁇ m to 100 ⁇ m can be obtained.
  • the same effects as those of the adhesive layer 30 can be obtained by adjusting the layer thickness and elastic modulus, for example, even if the adhesive layer 30 is made of a material other than an acrylic resin.
  • the side surface 10SS of the first optical element 10 and the side surface 20SS of the second optical element 20, which are the cut surfaces of the laminated lens 1 singulated using the dicing blade 90, have linear scratches. Linear scratches are particularly likely to occur on resin such as the dicing tape 70, but may also occur on glass or the like.
  • the optical element having linear scratches on the side surface can be regarded as singulated using the dicing blade 90 .
  • the adhesive layer 30 did not protrude from the side surface during the singulation work.
  • the laminated lens having a protruding portion protruding from the side surface of the optical element is formed by cutting the glass wafer 11W and the It can also be manufactured by cutting the second optical wafer 20W and then cutting the adhesive layer 30 with a cutting margin smaller than that of the glass.
  • these manufacturing methods have more steps and higher manufacturing costs than the manufacturing method of the present embodiment.
  • the laminated lens 1 having protrusions 31 that protrude from the side surface of the optical element is easy to handle because the soft protrusions 31 prevent slipping when held with tweezers, for example.
  • the laminated lens 1 of the first embodiment has a three-layer structure in which the two optical elements 10 and 20 are adhered by the adhesive layer 30 .
  • a laminated lens 1A of Modification 1 of the first embodiment shown in FIG. 6 has a seven-layer structure including four optical elements 10A-10D and three adhesive layers 30A-30C.
  • the optical element 10A has a glass element 11A and a resin lens 12A.
  • the optical element 10B has a glass element 11A and a resin lens 12B.
  • An optical element 10C arranged on the optical axis of the first optical element 10A has a glass element 11C and a resin lens 12C.
  • the optical element 10D arranged on the optical axis of the first optical element 10A is a glass element 11D.
  • the major surfaces of the optical elements 10A-10D have substantially the same shape and substantially the same surface area.
  • the adhesive layer 30A bonds the optical element 10A and the optical element 10B.
  • the adhesive layer 30B bonds the optical element 10B and the optical element 10C.
  • the adhesive layer 30C bonds the optical element 10C and the optical element 10D.
  • the adhesive layer 30A bonds the resin lens 12A of the optical element 10A and the resin lens 12B of the optical element 10B.
  • the adhesive layer 30B bonds the glass element 11B of the optical element 10B and the glass element 11C of the optical element 10C.
  • the three adhesive layers 30A-30C each have frame-shaped protrusions 31A-31C protruding from the four side surfaces of the optical elements 10A-10D.
  • the laminated lens 1B of Modification 2 of the first embodiment shown in FIG. 7 includes four optical elements 10A to 10D, three adhesive layers 30D to 30F, and the first optical element 10A. and an image pickup device 40 .
  • the imaging element 40 is a CCD or the like that receives light condensed by the four optical elements 10A to 10D.
  • the first adhesive layer 30D adheres the optical element 10A and the optical element 10B.
  • the second adhesive layer 30E bonds the optical element 10B and the optical element 10C.
  • the third bonding layer 30F bonds the optical element 10C and the optical element 10D.
  • the major surfaces of the optical elements 10A-10D have substantially the same shape and substantially the same surface area.
  • the first adhesive layer 30D has two first protrusions 31D that protrude in the Y-axis direction.
  • the second adhesive layer 30E has two second protrusions 31E that protrude in the X-axis direction.
  • the second protrusion 31E protrudes outward from the outer peripheral surfaces (side surfaces) of the second optical element 20 and the third optical element 30 along the optical axis O. As shown in FIG.
  • each of the first protrusion 31D and the second protrusion 31E of the laminated lens 1B includes two protruding protrusions arranged at symmetrical positions with the optical axis O interposed therebetween.
  • the third adhesive layer 30 does not protrude from the side surface of the optical member. That is, each of the four side surfaces of the third adhesive layer 30F is positioned on the same plane as each of the four side surfaces of the optical elements 10A-10D.
  • a plurality of projection images projected on the plane orthogonal to the optical axis of the two first protrusions 31D and the two second protrusions 31E are not superimposed.
  • the laminated lens 1B is produced by cutting part of the protruding portions protruding from the four side surfaces of the adhesive layers 30A and 30B of the laminated lens 1A.
  • a plurality of imaging elements 40 are arranged on the laminated wafer 1W, and when the laminated wafer 1W is cut, the laminated lens 1B is cut so as to have the imaging elements 40 .
  • the laminated lenses 1A and 1B have an imaging device 40 and have the same effect as the laminated lens 1.
  • two or more adhesive layers each adhere two of the plurality of optical elements. At least one of the two or more adhesive layers may have protrusions protruding from the side surfaces of the plurality of optical elements. Moreover, the protruding portion protruding from the side surface of the optical element is not limited to a frame shape surrounding the optical element.
  • the laminated lens of the present invention includes a plurality of optical elements and two of the plurality of optical elements each bonded to each other, and at least one of the protrusions projecting outward from the side surfaces of the plurality of optical elements. and at least one adhesive layer comprising:
  • the laminated lens may have a light-emitting element instead of the imaging element 40 .
  • the optical unit 2 of the present embodiment includes the laminated lens 1 of the first embodiment, the frame member 50, and the gap between the side surface of the laminated lens 1 and the inner surface of the frame member 50. and a resin 60 .
  • the resin 60 fixes the laminated lens 1 to the frame member 50 .
  • the resin 60 is preferably a light blocking resin.
  • the laminated lens 1 has the first optical element 10, the second optical element 20, and the adhesive layer 30.
  • the adhesive layer 30 has a frame-shaped protrusion 31 that protrudes outward in the direction of the optical axis O from the side surfaces of the first optical element 10 and the second optical element 20 .
  • the frame member 50 is a hollow square tube having through holes H50 and H55.
  • the cross section orthogonal to the optical axis O of the through holes H50 and H55 is square.
  • the inner dimension L55 of the through hole H55 is smaller than the inner dimension L50 of the cross section of the through hole H50 perpendicular to the optical axis O.
  • the through hole H50 has a convex portion 55 protruding from the inner surface 50SSA.
  • a wall surface of the projection 55 constitutes an inner surface of the through hole H55.
  • the cross section orthogonal to the optical axis O of the first optical element 10 and the second optical element 20 is square. As shown in FIG. 8, the outer dimension L30 of the adhesive layer 30 is larger than the outer dimension L1 of the cross section perpendicular to the optical axis O of the first optical element 10 and the second optical element 20. Large to contain.
  • the outer dimension L30 of the adhesive layer 30 is smaller than the inner dimension L50 of the through hole H50 and greater than the inner dimension L55 of the through hole H55.
  • the convex portion 55 is a positioning portion that defines the relative position between the laminated lens 1 and the frame member 50 . Therefore, in the optical unit 2, the relative positions of the laminated lens 1 and the frame member 50 in the optical axis direction are precisely defined.
  • the convex portion 55 also has the effect of preventing the resin 60 from adhering to the incident surface of the laminated lens 1 .
  • FIG. 11 shows a flowchart of the method for manufacturing the optical unit.
  • Steps S10-S30> The manufacturing method is the same as the manufacturing method of the laminated lens 1 of the first embodiment already described.
  • the convex portion 55 is a positioning member that defines the relative position between the laminated lens 1 and the frame member 50 .
  • Step S ⁇ b>50 Resin Filling A light-blocking resin 60 is filled between the outer peripheral surface (four side surfaces) of the laminated lens 1 and the inner surface of the frame member 50 .
  • the resin 60 is hardened while the first main surface 10SA of the laminated lens 1 is fixed with, for example, a flat plate so that the first main surface 10SA is positioned on the same plane as the upper surface 50SA of the frame member 50. .
  • the first main surface 10SA of the laminated lens 1 and the upper surface 50SA of the frame member 50 do not have to be positioned on the same plane. However, in order to define the relative position between the laminated lens 1 and the frame member 50 more accurately, after positioning with the protruding portion 31 and the convex portion 55, the soft protruding portion 31 is pressed to deform the laminated lens 1.
  • the resin 60 is preferably cured while the first main surface 10SA of the frame member 50 is located on the same level as the upper surface 50SA of the frame member 50 .
  • the relative position between the laminated lens 1 and the frame member 50 is accurately defined by using the protruding portion 31 of the adhesive layer 30 that is easily formed when manufacturing the laminated lens 1. Therefore, the optical unit 2 is easy to manufacture.
  • the manufacturing method of the present embodiment facilitates manufacturing at a lower manufacturing cost than conventional manufacturing methods in which recesses for positioning are formed on the side surface of the laminated lens.
  • a laminated lens 1C includes a first optical element 10, a second optical element 20, and an adhesive layer 30G.
  • the first optical element 10 and the second optical element 20 have the same configuration as the laminated lens 1 of the first embodiment.
  • the adhesive layer 30G of the laminated lens 1C has a projecting portion 31G that is an elongated convex projecting from the side surface of the optical element.
  • the projecting portion 31G includes two projecting portions 31A and 31B arranged at symmetrical positions with the optical axis O interposed therebetween.
  • the frame member 50A consists of a frame member 51A and a frame member 51B.
  • the frame member 50A is formed with two through holes H51A and H51B extending from each of the two opposing inner surfaces 50SSA to the outer surface 50SSB.
  • the inner dimensions of the two through holes H51A and H51B are slightly larger than the outer dimensions of the two protrusions 31A and 31B.
  • the protrusions 31A and 31B are inserted into the through holes H51A and H51B, respectively.
  • the protrusion 31A of the laminated lens 1C is inserted into the through hole H51A of the frame member 51A. Also, the projecting portion 31B of the laminated lens 1C is inserted into the through hole H51B of the frame member 51B. That is, the frame member 50A is produced by combining the frame member 51A and the frame member 51B so as to accommodate the laminated lens 1C.
  • the through holes H51A and H51B are positioning portions that define the relative positions of the laminated lens 1C and the frame member 50A.
  • the optical unit 2A has the same effect as the optical unit 2.
  • the two protrusions 31A and 31B protruding from the outer surface 50SSB of the optical unit 2A may be in contact with the second positioning part of another second frame member.
  • the optical unit 2A is easily positioned with respect to the second frame member.
  • the modified optical unit 2B shown in FIG. 15 has a laminated lens 1B and a frame member 50B.
  • the laminated lens 1B comprises four optical elements 10A-10D, three adhesive layers 30D-30F, and the imaging element 40.
  • FIG. 10A-10D the laminated lens 1B comprises four optical elements 10A-10D, three adhesive layers 30D-30F, and the imaging element 40.
  • the first adhesive layer 30D has two first protrusions 31D that protrude in the Y-axis direction.
  • the second adhesive layer 30E has two second protrusions 31E that protrude in the X-axis direction.
  • the frame member 50B has projections 55A and 55B, which are positioning portions projecting from the inner surface 50SSA of the through hole H50.
  • the convex portions 55A are arranged at symmetrical positions in the Y-axis direction with the optical axis O interposed therebetween.
  • the convex portions 55B are arranged at symmetrical positions in the X-axis direction with the optical axis O interposed therebetween.
  • a plurality of projection images of the two protrusions 31D and the two protrusions 31E projected onto the plane orthogonal to the optical axis are not superimposed.
  • the first projecting portion 31D contacts the convex portion 55A
  • the second projecting portion 31E contacts the convex portion 55B.
  • the relative positions of the laminated lens 1B and the frame member 50B are defined by the projecting portions 31D and 31E at different positions in the optical axis direction and the convex portions 55A and 55B at different positions in the optical axis direction. Therefore, it is positioned more accurately than the optical unit 2 .
  • the endoscope 9 of this embodiment shown in FIG. 16 includes an insertion portion 91 , an operation portion 92 , a universal cord 93 and an endoscope connector 94 .
  • the elongated tube-shaped insertion portion 91 is inserted into the body cavity of the living body.
  • the insertion portion 91 has a distal end portion 91A, a bending portion 91B, and a flexible tube 91C which are connected in this order from the distal end side, and has flexibility as a whole.
  • the distal end portion 91A has a hard member 91A1 having various units inside.
  • the various units are an imaging unit including optical units 2 (2A, 2B), a treatment instrument insertion channel, an illumination unit including optical units 2 (2A, 2B), and the like.
  • the bending portion 91B bends in the vertical and horizontal directions according to the turning operation of the bending knob of the operation portion 92 for performing the bending operation.
  • the flexible tube 91C is a flexible tubular member that is passively flexible. Inside the flexible tube 91C, a treatment instrument insertion channel, various electrical signal lines, a light guide fiber bundle, and the like are inserted.
  • the electric signal line extends from an imaging unit built in the distal end portion 91A and extends to the universal cord 93 via the operation portion 92 .
  • the light guide fiber bundle guides light from a light source device, which is an external device, to the distal end surface of the distal end portion 91A.
  • the operation part 92 is connected to the proximal end of the insertion part 91 and has a plurality of operation members.
  • the universal cord 93 is a tubular member that has flexibility and extends from the operating portion 92 .
  • the endoscope connector 94 is a connecting member for connecting the universal cord 93 and an external device.
  • the endoscope 9 includes an optical unit 2 (2A, 2B) arranged at the distal end portion 91A of the insertion portion 91.
  • the optical unit 2 (2A, 2B) has good optical characteristics because the relative positions of the laminated lens and the frame member are precisely defined.
  • the optical unit may be accommodated in the hole of the hard member 91A1 of the distal end portion 91A, or the hard member 91A1 may be used as a frame member in which the laminated lens is accommodated.
  • the hard member 91A1 (frame member) and the laminated lens 1D constitute the optical unit 2C.
  • the hard member 91A1 has a first opening H91A in which the laminated lens 1D is accommodated, and a channel opening H91B.
  • a convex portion (positioning portion) 55C protruding inward is formed on the inner surface of the first opening H91A.
  • the convex portion 55 is in the shape of an elongated bank.
  • the hard member 91A1 is also formed with a hole for housing an illumination optical system and the like.
  • the adhesive layer 30G of the laminated lens 1D has a projecting portion 31G projecting from the side surface of the optical element.
  • the optical unit 2C has good optical characteristics.
  • the optical unit 2C does not require processing for forming locking portions such as concave portions in the laminated lens after blade dicing, it is easy to manufacture, and a reduction in manufacturing cost can be expected.
  • the endoscope since the endoscope has the laminated lens 1D directly attached to the hard member 91A1, the distal end portion 91A has a small diameter.
  • the endoscope of the embodiment may be a flexible endoscope with a flexible insertion portion or a rigid endoscope with a hard insertion portion. Further, the application of the endoscope of the embodiment may be medical or industrial.

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Abstract

積層レンズ１は、第１の光学素子１０と、第１の光学素子１０の光軸上に配設される第２の光学素子２０と、第１の光学素子１０と第２の光学素子２０とを接着し、第１の光学素子１０の側面１０ＳＳＡおよびと第２の光学素子２０の側面２０ＳＳよりも外側に突出した突出部３１を有する接着層３０と、を具備する。

Description

積層レンズ、光学ユニット、内視鏡、及び、光学ユニットの製造方法
　本発明の実施形態は、複数の光学素子が接着層をはさんで積層されている積層レンズ、前記積層レンズを有する光学ユニット、前記光学ユニットを有する内視鏡、及び、前記光学ユニットの製造方法に関する。
　光学ユニットは、撮像ユニットの撮像光学系、及び、照明ユニットの照明光学系として用いられる。光学ユニットを小型化するために、複数の光学素子が接着層をはさんで積層されている積層レンズが提案されている。積層レンズは、複数の光学ウエハが接着剤を用いて接着された積層ウエハを切断することによって製造される。
　国際公開第２０１８／０８７８７２号には、側面に凹部を有する積層レンズが先端部材に配設された内視鏡が開示されている。積層レンズは先端部材に挿入し固定するときに、側面の凹部を、先端部材の凸部に当接することによって、位置ずれが防止されている。
　しかし、積層レンズは、取り扱いが容易ではなく、側面に凹部を形成するのも容易ではない。
国際公開第２０１８／０８７８７２号
　本発明は、取り扱いが容易な積層レンズ、前記積層レンズと枠部材との相対位置が規定されている光学ユニット、前記光学ユニットを含む内視鏡、及び、前記光学ユニットの簡単な製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の実施形態の積層レンズは、第１の光学素子と、前記第１の光学素子の光軸上に配設される第２の光学素子と、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを接着し、前記第１の光学素子および前記第２の光学素子の前記光軸に沿う外周面よりも外側に突出する第１の突出部を有する第１の接着層と、を具備する。
　本発明の実施形態の光学ユニットは、第１の光学素子と、前記第１の光学素子の光軸上に配設される第２の光学素子と、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを接着し、前記第１の光学素子および前記第２の光学素子の前記光軸に沿う外周面よりも外側に突出する第１の突出部を有する第１の接着層と、を具備する積層レンズと、前記積層レンズを収容し、内面に位置決め部を有し、前記第１の突出部が前記位置決め部と当接している枠部材と、を具備する。
　本発明の実施形態の内視鏡は、挿入部と、前記挿入部の先端部に配設された光学ユニットと、を具備する内視鏡であって、前記光学ユニットは、第１の光学素子と、前記第１の光学素子の光軸上に配設される第２の光学素子と、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを接着し、前記第１の光学素子および前記第２の光学素子の前記光軸に沿う外周面よりも外側に突出する第１の突出部を有する第１の接着層と、を具備する積層レンズと、前記積層レンズを収容し、内面に位置決め部を有し、前記第１の突出部が前記位置決め部と当接している枠部材と、を具備する。
　本発明の実施形態の光学ユニットの製造方法は、複数の第１の光学素子を含む第１の光学ウエハと、複数の第２の光学素子を含む第２の光学ウエハと、前記第１の光学ウエハと前記第２の光学ウエハとの間に接着層を有する積層ウエハを作製し、前記積層ウエハを、ダイシングブレードを用いて切断することによって、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子と、切断面よりも外側に突出した突出部を有する第１の接着層と、を有する積層レンズを作製し、前記積層レンズを、内面に位置決め部を有する枠部材に、前記突出部が前記位置決め部と当接する状態に収容する。
　本発明によれば、取り扱いが容易な積層レンズ、前記積層レンズと枠部材との相対位置が規定されている光学ユニット、前記光学ユニットを含む内視鏡、及び、前記光学ユニットの簡単な製造方法を提供できる。
第１実施形態の積層レンズの斜視図である。 第１実施形態の積層レンズの側面図である。 第１実施形態の積層レンズの上面図である。 第１実施形態の積層レンズの製造方法を説明するための断面図である。 第１実施形態の積層レンズの製造方法を説明するための断面図である。 第１実施形態の変形例１の積層レンズの斜視図である。 第１実施形態の変形例２の積層レンズの斜視図である。 第２実施形態の光学ユニットの斜視分解図である。 第２実施形態の光学ユニットの斜視図である。 図９のＸ－Ｘ線にそった断面図である。 第２実施形態の光学ユニットの製造方法のフローチャートである。 第２実施形態の変形例１の光学ユニットの斜視分解図である。 第２実施形態の変形例１の光学ユニットの斜視図である。 図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線にそった断面図である。 第２実施形態の変形例２の光学ユニットの斜視分解図である。 第３実施形態の内視鏡の外観図である。 第３実施形態の内視鏡の斜視分解図である。
＜第１実施形態＞
　図１－図３に示すように、本実施形態の積層レンズ１は、第１の光学素子１０と、第１の光学素子１０の光軸上に配設される第２の光学素子２０と、第１の光学素子１０と第２の光学素子２０とを接着している第１の接着層３０（以下、「接着層３０」という。）と、を有する。
　なお、実施形態等の図面は模式図である。各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なる。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。また、一部の構成要素の図示、符号の付与を省略する。
　直方体の第１の光学素子１０は、第１の主面１０ＳＡと４側面１０ＳＳとを有する。直方体の第２の光学素子２０は、第２の主面２０ＳＢと４側面２０ＳＳとを有する。接着層３０は、第１の光学素子１０の第１の主面１０ＳＡの反対面と、第２の光学素子２０の第２の主面２０ＳＢの反対面と、を接着している樹脂層である。第１の主面１０ＳＡと第２の主面１２０ＳＢとは、略同じ形状で略同じ表面積である。すなわち、第１の光学素子１０の４側面１０ＳＳのそれぞれと第２の光学素子２０の４側面２０ＳＳのそれぞれとは、それぞれ同一平面上に位置している。言い替えれば、積層レンズ１の第１の主面１０ＳＡの方向から観察すると、第１の光学素子１０と第２の光学素子２０とは重畳している。
　第１の光学素子１０は、ガラス素子１１に樹脂レンズ１２が配設されたハイブリッドレンズ素子である。しかし、図面では、樹脂レンズ１２を平板として図示し、接着層３０は、第１の光学素子１０と第２の光学素子２０との間を隙間なく充填しているように図示する。第２の光学素子２０は、無色透明な平面ガラスからなるが、有色透明なフィルタ、又は、ガラスレンズでもよい。
　接着層３０の４側面３０ＳＳのそれぞれは、第１の光学素子１０の４側面１０ＳＳのそれぞれ及び第２の光学素子２０の４側面２０ＳＳのそれぞれから突出している。すなわち、接着層３０は、第１の光学素子１０と第２の光学素子２０とに、はさまれていない、細長い突起である第１の突出部３１（以下、「突出部３１」という。）を有する。図３に示すように、積層レンズ１の第１の主面１０ＳＡの方向から観察すると、突出部３１は、第１の光学素子１０（第１の主面１０ＳＡ）を囲んでおり、外形が略４角形の額縁状である。
　言い替えれば、接着層３０は、内周領域は第１の光学素子１０と第２の光学素子２０とを接着しているが、外周領域は、第１の光学素子１０の４側面及び第２の光学素子２０の４側面よりも外側に突出している突出部３１である。すなわち、突出部３１は、第１の光学素子１０および第２の光学素子２０の光軸Ｏに沿う外周面である４側面１０ＳＳおよび４側面２０ＳＳよりも外側に突出している。
　接着層３０の厚さ、すなわち、突出部３１の厚さは、５０μｍ－１００μｍである。また、接着層３０は、弾性率Ｅが、第１の光学素子１０及び第２の光学素子２０よりも小さい軟性樹脂からなる。例えば、接着層３０の弾性率Ｅは、０．１ＭＰａ以上４ＭＰａ以下が好ましい。
　積層レンズ１は、例えば、ピンセットを用いてはさむときに、軟性の突出部３１が滑り止めとなるため、取り扱いが容易である。
　弾性率Ｅは、引っ張り動的粘弾性測定（ＤＭＡ）によって測定される。試料を測定ヘッドにクランプしてから、荷重発生部からプローブを経由して、２５℃の試料に応力を与える。応力は所定周波数による正弦波力として、試料の歪振幅が一定となるように設定した。正弦波力によって生じた試料の変形量を、変位検出部を用いて検出する。試料に与えた応力と検出した歪とを用いて弾性率が算出された（例えば、ＪＩＳ　Ｋ６３９４）。
　突出部３１の側面１０ＳＳ、２０ＳＳからの突出量は、５μｍ以上であれば、滑り止め効果が顕著であり、１００μｍ以下であれば、積層レンズ１は、光軸Ｏに直交する方向の外寸が小さい。
　第１の光学素子１０、第２の光学素子２０は、所望の光学特性が得られる光学素子である。例えば、光学素子は、ガラス素子の両側に樹脂レンズ素子が配設されたハイブリッドレンズ素子でもよい。すなわち、接着層は、樹脂レンズ素子と樹脂レンズ素子を接着していてもよい。また、接着層は、ガラス素子とガラス素子とを接着していてもよい。なお、積層レンズの光が入射する入射面は、第１の主面１０ＳＡおよび第２の主面２０ＳＢのいずれでもよい。
＜積層レンズの製造方法＞
　積層レンズ１の製造方法を説明する。
＜ステップＳ１０＞光学ウエハ作製
　図４に示す第１の光学ウエハ１０Ｗは、ガラスウエハ１１Ｗの一面に、複数の樹脂レンズ１２を含む樹脂層１２Ｗを配設することで作製される。第２の光学ウエハ２０Ｗはガラスウエハである。
　樹脂層１２Ｗは硬化型樹脂であることが好ましい。硬化型樹脂は、外部から熱、紫外線、電子線などのエネルギーを受けることによって、架橋反応又は重合反応が進む。樹脂レンズ１２は、例えば透明な紫外線硬化型のシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂からなる。なお「透明」とは、使用波長範囲で使用に耐えうる程度に、材料の光吸収及び散乱が少ないことを意味する。
　例えば、未硬化樹脂をガラスウエハ１１Ｗに配設し、所定の内面形状の凹部のある金型を押し当てた状態で、紫外線を照射して樹脂を硬化する金型成型法によって樹脂層１２Ｗは作製される。樹脂レンズの外面形状は金型の内面形状が転写されるために、金型成型法では非球面レンズも容易に作製できる。
　樹脂レンズ１２を含む樹脂層１２Ｗは、フォトリソグラフィ法又はメタルマスク法を用いて、樹脂層をパターニングしてから、適切な熱処理を行うことによって作製してもよい。また、樹脂層１２Ｗは、インクジェット法を用いて作製してもよい。
　第１の光学ウエハ１０Ｗ、第２の光学ウエハ２０Ｗは、全体が透明樹脂でもよいし、ガラスと樹脂とを適宜組み合わせて用いてもよい。すなわち、第１の光学ウエハ１０Ｗ、第２の光学ウエハ２０Ｗは、同一又は異なる素材からなる複数層で構成されていてもよい。また、光学ウエハ１０Ｗ、第２の光学ウエハ２０Ｗは、矩形ウエハでも円形ウエハでもよい。
　第１の光学ウエハ１０Ｗ、第２の光学ウエハ２０Ｗは光路領域が光透過性を有していればよい。例えば、光路の周囲に遮光性の絞り膜が配設されていてもよい。
＜ステップＳ２０＞積層ウエハ作製
　図４に示すように、第１の光学ウエハ１０Ｗと第２の光学ウエハ２０Ｗとの間に、接着剤３０Ｗが塗布される。接着剤３０Ｗの硬化によって形成される接着層３０によって、第１の光学ウエハ１０Ｗと第２の光学ウエハ２０Ｗとは、光軸Ｏ方向において固定され、積層ウエハ１Ｗが作製される。接着層３０を構成する接着剤３０Ｗとしては、アクリル系樹脂等の所定の公知樹脂を用いる。未硬化の接着剤３０Ｗの粘度ηは、例えば、４００ｍＰａ・ｓ以上３０００ｍＰａ・ｓ以下である。
　なお、接着層３０は透明樹脂からなる。しかし、光路を遮断しない位置における接着層３０は、遮光性樹脂でもよい。また、遮光性樹脂からなる接着層３０が、絞りを構成していてもよい。
＜ステップＳ３０＞ダイシング（積層ウエハ切断）
　図５に示すように、ダイシングテープ７０に固定された積層ウエハ１Ｗが、ダイシングブレード９０を使用してダイシングされることによって、積層レンズ１に個片化される。
　本発明者らのこれまでの検討によって、所定条件下でダイシングブレード９０を使用して積層ウエハ１Ｗを積層レンズ１に個片化すると、切断面から、接着層３０の突出部３１が突出することが判明した。この原因は明らかでは無いが、接着層３０に対して下方向と外側方向に力が働くことが主原因と考えられる。突出部３１の突出量、突出部３１が突出する側面の数は、接着剤の種類、接着層の厚さ、ブレードダイシングの条件等を変更することによってコントロール可能であった。
　接着層３０の種類及び厚さを設定することによって、ダイシング後に接着層３０の突出部３１が突出した積層レンズ１が作製される。例えば、弾性率Ｅが、０．１ＭＰａ以上４ＭＰａ以下のアクリル系樹脂を用いて、厚さが、５０μｍ－１００μｍの接着層３０を構成することによって、突出量が、５μｍ－１００μｍの、突出部３１を有する積層レンズ１が作製される。
　接着層３０の種類としては、アクリル系樹脂以外であっても、例えば、層厚及び弾性率を調整することで、接着層３０と同様の効果が得られる。
　ダイシングブレード９０を使用して個片化された積層レンズ１の切断面である第１の光学素子１０の側面１０ＳＳ及び第２の光学素子２０の側面２０ＳＳは、線状痕を有する。線状痕は特に、ダイシングテープ７０等の樹脂に発生しやすいが、ガラス等にも発生することがある。
　言い替えれば、側面に線状痕を有する光学素子は、ダイシングブレード９０を使用して個片化されたと見なすことができる。
　なお、レーザーダイシング又はエッチングによって積層ウエハ１Ｗを個片化した場合には、個片化作業時に接着層３０が側面から突出することはなかった。
　光学素子の側面から突出した突出部を有する積層レンズは、例えば、超短パルスレーザ又はフッ酸系エッチング等のガラスは切断するが樹脂は切断しない切断方法を用いて、ガラスからなるガラスウエハ１１Ｗ及び第２の光学ウエハ２０Ｗを切断した後に、接着層３０をガラスの切り代よりも小さい切り代で切断することでも製造できる。しかし、これらの製造方法は、本実施形態の製造方法よりも工程数が多く製造コストが高い。
　光学素子の側面から突出した突出部３１を有する積層レンズ１は、例えば、ピンセットを用いてはさむときに、軟性の突出部３１が滑り止めとなるため、取り扱いが容易である。
＜第１実施形態の変形例＞
　第１実施形態の変形例１、２の積層レンズ１Ａ、１Ｂは、積層レンズ１と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
＜第１実施形態の変形例１＞
　第１実施形態の積層レンズ１は、２つの光学素子１０、２０が接着層３０によって接着されている３層構造であった。これに対して、図６に示す第１実施形態の変形例１の積層レンズ１Ａは、４つの光学素子１０Ａ－１０Ｄと、３つの接着層３０Ａ－３０Ｃと、を具備する７層構造である。
　光学素子１０Ａは、ガラス素子１１Ａと樹脂レンズ１２Ａとを有する。光学素子１０Ｂは、ガラス素子１１Ａと樹脂レンズ１２Ｂとを有する。第１の光学素子１０Ａの光軸上に配設される光学素子１０Ｃは、ガラス素子１１Ｃと樹脂レンズ１２Ｃとを有する。第１の光学素子１０Ａの光軸上に配設される光学素子１０Ｄはガラス素子１１Ｄである。光学素子１０Ａ－１０Ｄの主面は、略同じ形状で略同じ表面積である。
　接着層３０Ａは、光学素子１０Ａと光学素子１０Ｂとを接着している。接着層３０Ｂは、光学素子１０Ｂと光学素子１０Ｃとを接着している。接着層３０Ｃは、光学素子１０Ｃと光学素子１０Ｄとを接着している。
　すなわち、接着層３０Ａは、光学素子１０Ａの樹脂レンズ１２Ａと光学素子１０Ｂの樹脂レンズ１２Ｂとを接着している。接着層３０Ｂは、光学素子１０Ｂのガラス素子１１Ｂと光学素子１０Ｃのガラス素子１１Ｃとを接着している。
　３つの接着層３０Ａ－３０Ｃは、それぞれが光学素子１０Ａ－１０Ｄの４側面から突出している額縁状の突出部３１Ａ－３１Ｃを有する。
＜第１実施形態の変形例２＞
　図７に示す第１実施形態の変形例２の積層レンズ１Ｂは、４つの光学素子１０Ａ－１０Ｄと、３つの接着層３０Ｄ－３０Ｆと、第１の光学素子１０Ａの光軸上に配設される撮像素子４０と、を具備する。撮像素子４０は、４つの光学素子１０Ａ－１０Ｄが集光した光を受光するＣＣＤ等である。
　第１の接着層３０Ｄは、光学素子１０Ａと光学素子１０Ｂとを接着している。第２の接着層３０Ｅは、光学素子１０Ｂと光学素子１０Ｃとを接着している。第３の接着層３０Ｆは、光学素子１０Ｃと光学素子１０Ｄとを接着している。光学素子１０Ａ－１０Ｄの主面は、略同じ形状で略同じ表面積である。
　第１の接着層３０Ｄは、Ｙ軸方向に突出した２つの第１の突出部３１Ｄを有する。第２の接着層３０Ｅは、Ｘ軸方向に突出した２つの第２の突出部３１Ｅを有する。第２の突出部３１Ｅは、第２の光学素子２０および第３の光学素子３０の光軸Ｏに沿う外周面（側面）よりも外側に突出している。
　すなわち、積層レンズ１Ｂの第１の突出部３１Ｄ及び第２の突出部３１Ｅは、それぞれが、光軸Ｏをはさんで対称位置に配置されている、突出した２つの突出部を含む。なお、第３の接着層３０は光学部材の側面から突出していない。すなわち、第３の接着層３０Ｆの４側面のそれぞれは、光学素子１０Ａ－１０Ｄの４側面のそれぞれと同一平面上に位置している。
　２つの第１の突出部３１Ｄ及び２つの第２の突出部３１Ｅの光軸に直交する面に投影された複数の投影像は重畳していない。
　積層レンズ１Ｂは、積層レンズ１Ａの接着層３０Ａ、３０Ｂの４側面から突出した突出部の一部を切削加工することによって作製される。
　また、積層レンズ１Ｂの製造方法では、積層ウエハ１Ｗに複数の撮像素子４０が配設され、積層ウエハ１Ｗを切断するときに、積層レンズ１Ｂが撮像素子４０を有する状態に切断される。
　積層レンズ１Ａ、１Ｂは、撮像素子４０を有し、積層レンズ１と同じ効果を有する。
　３以上の光学素子を有する積層レンズの場合、２以上の接着層は、それぞれが複数の光学素子のうちの２つを接着している。２以上の接着層のうちの、少なくともいずれかが複数の光学素子の側面から突出した突出部を有していればよい。また、光学素子の側面から突出した突出部は、光学素子を囲む額縁状に限られるものではない。
　すなわち、本発明の積層レンズは、複数の光学素子と、それぞれが複数の光学素子のうちの２つを接着し、前記複数の光学素子の側面よりも外側に突出した突出部を少なくともいずれかが有する、少なくとも１つの接着層と、を具備する。
　なお、積層レンズは、撮像素子４０に替えて発光素子を有していてもよい。
＜第２実施形態＞
　図８－１０に示すように、本実施形態の光学ユニット２は、第１実施形態の積層レンズ１と、枠部材５０と、積層レンズ１の側面と枠部材５０の内面との隙間に充填された樹脂６０と、を有する。
　樹脂６０は、積層レンズ１を枠部材５０に固定している。積層レンズ１の側面から光路に進入する外光を遮断するため、樹脂６０は遮光性樹脂であることが好ましい。
　すでに説明したように、積層レンズ１は、第１の光学素子１０と、第２の光学素子２０と、接着層３０と、を有する。接着層３０は、第１の光学素子１０及び第２の光学素子２０の側面よりも光軸Ｏ方向に対して外側に突出する額縁状の突出部３１を有する。
　枠部材５０は、貫通孔Ｈ５０、Ｈ５５を有する中空の角筒である。貫通孔Ｈ５０、Ｈ５５の光軸Ｏに直交する断面は正方形である。図８に示すように、貫通孔Ｈ５０の光軸Ｏに直交する断面の内寸Ｌ５０に比べて、貫通孔Ｈ５５の前記内寸Ｌ５５は、小さい。言い替えれば、貫通孔Ｈ５０は、内面５０ＳＳＡから突出した凸部５５を有する。凸部５５の壁面が、貫通孔Ｈ５５の内面を構成している。
　第１の光学素子１０及び第２の光学素子２０の光軸Ｏに直交する断面は正方形である。図８に示すように、第１の光学素子１０及び第２の光学素子２０の光軸Ｏに直交する断面の外寸Ｌ１よりも、接着層３０の外寸Ｌ３０は額縁状の突出部３１を含むため大きい。
　そして、接着層３０の前記外寸Ｌ３０は、貫通孔Ｈ５０の内寸Ｌ５０よりも小さく、貫通孔Ｈ５５の内寸Ｌ５５よりも大きい。
　このため、枠部材５０に収容された積層レンズ１は、接着層３０の突出部３１が、枠部材５０の凸部５５と当接している。凸部５５は、積層レンズ１と枠部材５０との相対位置を規定する位置決め部である。このため、光学ユニット２は、積層レンズ１と枠部材５０との光軸方向の相対位置が正確に規定されている。なお、凸部５５は、樹脂６０が積層レンズ１の入射面に付着することを防止する効果も有する。
　なお、図６に示す積層レンズ１Ａのように、光学素子の側面から突出した突出部を２以上の接着層が有する積層レンズを具備する光学ユニットでは、枠部材の１つの凸部と接着層の１つの突出部が当接していればよい。
＜光学ユニットの製造方法＞
　図１１に、光学ユニットの製造方法のフローチャートを示す。
＜ステップＳ１０－Ｓ３０＞
　すでに説明した第１実施形態の積層レンズ１の製造方法と同じである。
＜ステップＳ４０＞積層レンズ挿入
　積層ウエハ１Ｗのダイシングによって作製された複数の積層レンズ１のそれぞれが、内面に凸部５５を有する枠部材５０に挿入すると、接着層３０の突出部３１は、凸部５５と当接する。すなわち、凸部５５は、積層レンズ１と枠部材５０との相対位置を規定する位置決め部材である。
＜ステップＳ５０＞樹脂充填
　積層レンズ１の外周面（４側面）と枠部材５０の内面との間に、遮光性の樹脂６０が充填される。積層レンズ１は第１の主面１０ＳＡが、枠部材５０の上面５０ＳＡと同一平面上に位置するように、例えば、平板で第１の主面１０ＳＡを固定しながら、樹脂６０が硬化処理される。
　なお、積層レンズ１の第１の主面１０ＳＡと、枠部材５０の上面５０ＳＡとは、同一上に位置していなくともよい。ただし、積層レンズ１と枠部材５０との相対位置を、より正確に規定ためには突出部３１と凸部５５とで位置決めした後に、軟らかい突出部３１を押圧することによって変形させ、積層レンズ１の第１の主面１０ＳＡが、枠部材５０の上面５０ＳＡとは、同一上に位置する状態おいて樹脂６０を硬化処理することが好ましい。
　光学ユニット２の製造方法は、積層レンズ１の製造時に簡単に形成される接着層３０の突出部３１を利用することによって積層レンズ１と枠部材５０との相対位置が正確に規定される。このため、光学ユニット２は製造が容易である。本実施形態の製造方法は、積層レンズの側面に位置決めのための凹部を形成する従来の製造方法と比べると、容易に製造でき、製造コストが安い。
＜第２実施形態の変形例＞
　第２実施形態の変形例１、２の光学ユニット２Ａ、２Ｂは、光学ユニット２と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
＜第２実施形態の変形例１＞
　図１２－１４に示す本変形の光学ユニット２Ａは、積層レンズ１Ｃと枠部材５０Ａと樹脂６０とを具備する。なお、図１２では樹脂６０は図示していない。
　積層レンズ１Ｃは、第１の光学素子１０と第２の光学素子２０と接着層３０Ｇとを具備する。第１の光学素子１０と第２の光学素子２０は、第１実施形態の積層レンズ１と同じ構成である。
　積層レンズ１Ｃの接着層３０Ｇは、光学素子の側面から突出した細長い凸である突出部３１Ｇを有する。突出部３１Ｇは、それぞれが、光軸Ｏをはさんで対称位置に配置されている２つの突出部３１Ａ、３１Ｂを含む。
　枠部材５０Ａは、枠部材５１Ａ、枠部材５１Ｂとからなる。枠部材５０Ａには、対向する２つの内面５０ＳＳＡのそれぞれから外面５０ＳＳＢに至る２つの貫通孔Ｈ５１Ａ、Ｈ５１Ｂが形成されている。
　２つの貫通孔Ｈ５１Ａ、Ｈ５１Ｂの内寸は、２つの突出部３１Ａ、３１Ｂの外寸よりも僅かに大きい。突出部３１Ａ、３１Ｂは、それぞれが貫通孔Ｈ５１Ａ、Ｈ５１Ｂに挿入されている。
　光学ユニット２Ａの製造方法では、枠部材５１Ａの貫通孔Ｈ５１Ａに積層レンズ１Ｃの突出部３１Ａが挿入される。また、枠部材５１Ｂの貫通孔Ｈ５１Ｂに積層レンズ１Ｃの突出部３１Ｂが挿入される。すなわち、枠部材５０Ａは、積層レンズ１Ｃを収容するように、枠部材５１Ａと枠部材５１Ｂとを組み合わせることによって作製される。
　貫通孔Ｈ５１Ａ、Ｈ５１Ｂは、積層レンズ１Ｃと枠部材５０Ａとの相対位置を規定する位置決め部である。
　光学ユニット２Ａは、光学ユニット２と同じ効果を有する。
　なお、光学ユニット２Ａの外面５０ＳＳＢから突出している２つの突出部３１Ａ、３１Ｂが更に別の第２の枠部材の第２の位置決め部と当接していてもよい。光学ユニット２Ａは、第２の枠部材との位置決めが容易である。
＜第２実施形態の変形例２＞
　図１５に示す本変形の光学ユニット２Ｂは、積層レンズ１Ｂと枠部材５０Ｂとを有する。すでに説明したように、積層レンズ１Ｂは、４つの光学素子１０Ａ－１０Ｄと、３つの接着層３０Ｄ－３０Ｆと、撮像素子４０と、を具備する。
　第１の接着層３０Ｄは、Ｙ軸方向に突出した２つの第１の突出部３１Ｄを有する。第２の接着層３０Ｅは、Ｘ軸方向に突出した２つの第２の突出部３１Ｅを有する。
　枠部材５０Ｂは、貫通孔Ｈ５０の内面５０ＳＳＡから突出した位置決め部である凸部５５Ａ、５５Ｂを有する。凸部５５Ａは、光軸ＯをはさんでＹ軸方向に対称位置に配置されている。凸部５５Ｂは、光軸ＯをはさんでＸ軸方向に対称位置に配置されている。光軸に直交する面に投影された２つの突出部３１Ｄ及び２つの突出部３１Ｅの複数の投影像は重畳していない。
　積層レンズ１Ｂが枠部材５０Ｂの貫通孔Ｈ５０に収容されると、第１の突出部３１Ｄは凸部５５Ａと当接し、第２の突出部３１Ｅは凸部５５Ｂと当接する。
　光学ユニット２Ｂは、積層レンズ１Ｂと枠部材５０Ｂとの相対位置が、光軸方向において異なる位置にある突出部３１Ｄ、３１Ｅと光軸方向において異なる位置にある凸部５５Ａ、５５Ｂとによって規定されているため、光学ユニット２よりも正確に位置決めされている。
　＜第３実施形態＞
　図１６に示す本実施形態の内視鏡９は、挿入部９１と、操作部９２と、ユニバーサルコード９３と、内視鏡コネクタ９４と、を具備する。
　細長管形状の挿入部９１は、生体の体腔内に挿入される。挿入部９１は、先端側から順に先端部９１Ａ、湾曲部９１Ｂ、可撓管９１Ｃが連設されており、全体として可撓性を備えている。
　先端部９１Ａは、内部に各種のユニットを有する硬質部材９１Ａ１を有している。各種のユニットは、光学ユニット２（２Ａ、２Ｂ）を含む撮像ユニット、処置具挿通チャンネル、光学ユニット２（２Ａ、２Ｂ）を含む照明ユニット等である。
　湾曲部９１Ｂは、湾曲操作を行うための操作部９２の湾曲ノブの回動操作に応じて、上下左右方向へと湾曲する。
　可撓管９１Ｃは、受動的に可撓自在である柔軟性を有する管状部材である。可撓管９１Ｃの内部には、処置具挿通チャンネル、各種の電気信号線、ライトガイドファイバー束等が挿通されている。電気信号線は、先端部９１Ａに内蔵される撮像ユニットから延出され操作部９２を経てユニバーサルコード９３へと延設される。ライトガイドファイバー束は、外部機器である光源装置からの光を先端部９１Ａの先端面へと導光する。
　操作部９２は、挿入部９１の基端部に連設されており、複数の操作部材等を有する。ユニバーサルコード９３は、可撓性を有し、操作部９２から延出する管状部材である。内視鏡コネクタ９４は、ユニバーサルコード９３と、外部機器とを接続するための接続部材である。
　内視鏡９は、挿入部９１の先端部９１Ａに配設された光学ユニット２（２Ａ、２Ｂ）を具備する。すでに説明したように、光学ユニット２（２Ａ、２Ｂ）は、積層レンズと枠部材との相対位置が正確に規定されているため、光学特性がよい。
　なお、光学ユニットが、先端部９１Ａの硬質部材９１Ａ１の孔に収容されていてもよいし、硬質部材９１Ａ１を積層レンズが収容されている枠部材として利用してもよい。
　例えば、図１７に示す内視鏡では、硬質部材９１Ａ１（枠部材）と積層レンズ１Ｄとが光学ユニット２Ｃを構成している。硬質部材９１Ａ１は、積層レンズ１Ｄが収容される第１の開口Ｈ９１Ａと、チャンネル開口Ｈ９１Ｂとを有する。第１の開口Ｈ９１Ａの内面には、内側に突出した凸部（位置決め部）５５Ｃが形成されている。なお、凸部５５は、細長い土手状である。図示しないが、硬質部材９１Ａ１には、照明光学系等を収容するための穴も形成されている。積層レンズ１Ｄの接着層３０Ｇは、光学素子の側面から突出した突出部３１Ｇを有する。
　積層レンズ１Ｄが第１の開口Ｈ９１Ａに挿入されると、接着層３０Ｇの突出部３１Ｇが、凸部（位置決め部）５５Ｃと当接する。このため、積層レンズ１Ｄと先端部９１Ａ（枠部材との光軸方向の相対位置が正確に規定される。このため、光学ユニット２Ｃは、光学特性がよい。
　また、光学ユニット２Ｃは、ブレードダイシング加工後に、積層レンズに凹部等の係止部を形成するための加工をする必要が無いため製造が容易であり、製造コストの低減が期待できる。また、内視鏡は、硬質部材９１Ａ１に直接、積層レンズ１Ｄが取り付けられているため、先端部９１Ａが細径である。
　なお、実施形態の内視鏡は、挿入部が軟性の軟性鏡でも、挿入部が硬性の硬性鏡でもよい。また実施形態の内視鏡の用途は、医療用でも工業用でもよい。
　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
１、１Ａ－１Ｄ・・・積層レンズ
２、２Ａ－２Ｃ・・・光学ユニット
９・・・内視鏡
１０・・・第１の光学素子
１１・・・ガラス素子
１２・・・樹脂レンズ
２０・・・第２の光学素子
３０・・・接着層
３１・・・突出部
４０・・・撮像素子
５０・・・枠部材
５５・・・凸部（位置決め部）
６０・・・樹脂

Claims (17)

  1. 　第１の光学素子と、
    　前記第１の光学素子の光軸上に配設される第２の光学素子と、
    　前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを接着し、前記第１の光学素子および前記第２の光学素子の前記光軸に沿う外周面よりも外側に突出する第１の突出部を有する第１の接着層と、を具備することを特徴とする積層レンズ。
  2. 　前記外周面は、前記第１の光学素子および前記第２の光学素子の４側面であり、
    　前記第１の突出部は、前記４側面のうち少なくとも１側面から突出していることを特徴とする請求項１に記載の積層レンズ。
  3. 　前記突出部が、前記４側面から突出していることを特徴とする請求項２に記載の積層レンズ。
  4. 　前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子のうち少なくとも一方の前記外周面は、線状痕を有する切断面であることを特徴とする請求項１に記載の積層レンズ。
  5. 　前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子の少なくともいずれかが、ガラスと樹脂レンズとを含むハイブリッドレンズ素子であることを特徴とする請求項１に記載の積層レンズ。
  6. 　前記接着層が透明樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の積層レンズ。
  7. 　前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子が集光した光を受光する撮像素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の積層レンズ。
  8. 　第３の光学素子と、前記第２の光学素子と前記第３の光学素子とを接着している第２の接着層と、をさらに具備し、
    　前記第２の接着層は、前記第２の光学素子および前記第３の光学素子の前記光軸に沿う外周面よりも外側に突出している第２の突出部を有し、
    　前記光軸に直交する面に投影された、前記第１の突出部の投影像と前記第２の突出部の投影像は重畳しないことを特徴とする請求項１に記載の積層レンズ。
  9. 　第１の光学素子と、前記第１の光学素子の光軸上に配設される第２の光学素子と、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを接着し、前記第１の光学素子および前記第２の光学素子の前記光軸に沿う外周面よりも外側に突出する第１の突出部を有する第１の接着層と、を具備する積層レンズと、
    　前記積層レンズを収容し、内面に位置決め部を有し、前記第１の突出部が前記位置決め部と当接している枠部材と、を具備することを特徴とする光学ユニット。
  10. 　前記位置決め部は、前記内面から突出した凸部であることを特徴とする請求項９に記載の光学ユニット。
  11. 　前記位置決め部は、前記枠部材の内面から外面に至る、前記第１の突出部が貫通する貫通孔であることを特徴とする請求項９に記載の光学ユニット。
  12. 　前記枠部材の前記外面から突出している前記第１の突出部と当接している第２の位置決め部を有する第２の枠部材を更に具備することを特徴とする請求項９に記載の光学ユニット。
  13. 　前記積層レンズが、前記第１の光学素子の光軸上に配設される第３の光学素子と、前記第２の光学素子と前記第３の光学素子とを接着している第２の接着層と、をさらに具備し、
    　前記第２の接着層は、前記第２の光学素子および前記第３の光学素子の前記光軸に沿う外周面よりも外側に突出している第２の突出部を有し、
    　前記光軸に直交する面に投影された、前記第１の突出部の投影像と前記第２の突出部の投影像は重畳しておらず、
    　前記枠部材は複数の位置決め部を有し、前記複数の位置決め部のそれぞれが、前記第１の突出部または前記第２の突出部と当接していることを特徴とする請求項９に記載の光学ユニット。
  14. 　挿入部と、前記挿入部の先端部に配設された光学ユニットと、を具備する内視鏡であって、
    　前記光学ユニットは、
    　第１の光学素子と、前記第１の光学素子の光軸上に配設される第２の光学素子と、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを接着し、前記第１の光学素子および前記第２の光学素子の前記光軸に沿う外周面よりも外側に突出する第１の突出部を有する第１の接着層と、を具備する積層レンズと、
    　前記積層レンズを収容し、内面に位置決め部を有し、前記第１の突出部が前記位置決め部と当接している枠部材と、を具備することを特徴とする内視鏡。
  15. 　複数の第１の光学素子を含む第１の光学ウエハと、複数の第２の光学素子を含む第２の光学ウエハと、前記第１の光学ウエハと前記第２の光学ウエハとの間に接着層を有する積層ウエハを作製し、
    　前記積層ウエハを、ダイシングブレードを用いて切断することによって、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子と、切断面よりも外側に突出した突出部を有する第１の接着層と、を有する積層レンズを作製し、
    　前記積層レンズを、内面に位置決め部を有する枠部材に、前記突出部が前記位置決め部と当接する状態に収容することを特徴とする光学ユニットの製造方法。
  16. 　積層レンズの側面と前記枠部材の前記内面との間に、樹脂を充填することを特徴とする請求項１５に記載の光学ユニットの製造方法。
  17. 　前記積層ウエハを切断する前に、撮像素子を前記積層ウエハに配設し、
    　前記積層レンズが前記撮像素子を有する状態に、前記積層ウエハを切断することを特徴とする請求項１５に記載の光学ユニットの製造方法。
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