JP6744119B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡に関する。

従来、医療分野又は工業分野において、患者の体内、機器、又は構造物の内部を撮像するための内視鏡が普及している。この種の内視鏡では、観察対象の内部に挿入される挿入部において、撮像部位からの光を対物レンズ系によってイメージセンサの受光面に結像させる。内視鏡は、その結像光を電気信号に変換し、信号ケーブルを介して外部の画像処理装置等に映像信号として送信する。

例えば医療分野において用いられる内視鏡では、被施術者の負担を軽減するために、被施術者の体内等に挿入される先端側の挿入部の外径において更なる細径化が重要となっている。従来、通常径の経口内視は、最大外径が８〜９ｍｍ程度であった。このため、挿入時に舌根部に触れやすく、被施術者に吐き気や息苦しさを伴う場合があった。そこで、近年、細径経鼻内視鏡が急速に普及している。細径経鼻内視鏡は、最大外径が従来の経口内視鏡の約半分の５〜６ｍｍ程度である。このため、細径経鼻内視鏡は、経鼻挿入が可能となり、５ｍｍ程度と細いことも相俟って、嘔吐反射が少なく、挿入もあまり気にならないことが多い。

例えば、図３１に示す特許文献１の電子内視鏡システム５０１は、内視鏡５０３と、光源装置５０５と、ビデオプロセッサ５０７と、モニタ５０９とから主に構成されている。内視鏡５０３は、長尺で細長な挿入部５１１と、操作部５１３と、電気ケーブルであるユニバーサルケーブル５１５とを有して構成されている。内視鏡５０３の挿入部５１１は、被施術者に挿入される先端側から順に先端部５１７と、湾曲部５１９と、可撓管部５２１とを有して構成されている。操作部５１３は、操作部本体５２３と、挿入部５１１に各種処置具を挿通する処置具チャンネル挿通部５２５とを有して構成されている。操作部本体５２３には、湾曲部５１９を湾曲操作するための湾曲操作ノブ５２７が配設される。湾曲操作ノブ５２７は、湾曲部５１９を上下方向に湾曲操作するためのＵＤ湾曲操作ノブ５２９と、湾曲部５１９を左右方向に湾曲操作するためのＲＬ湾曲操作ノブ５３１とからなる。

また、図３２に示す特許文献２の内視鏡５３３は、先端部に外筒５３５を備える。外筒５３５には、充填された遮光性材料５３７によって覆われた撮像機構５３９が設けられる。撮像機構５３９は、一方の表面に受光部５４１を有する撮像素子５４３と、撮像素子５４３の受光部５４１が設けられる表面を覆うカバー部材５４５と、撮像素子５４３の受光部５４１に光学的に結合したレンズユニット５４７と、フレキシブルプリント配線板５４９とを備える。レンズユニット５４７は、対物側から対物カバー部材５５１、絞り５５３、平凸レンズ５５５、平凸レンズ５５７と、これらを固定した鏡筒５５９とを有する。平凸レンズ５５７とカバー部材５４５との間は、接着剤５６１で固定される。

国際公開第２０１３／０３１２７６号 国際公開第２０１３／１４６０９１号

ところで、内視鏡は、外径の更なる小型化（例えば、特許文献１の先端側又は特許文献２の対物側である挿入部の外径の細径化）が求められている。これは、上記した既存の細径経鼻内視鏡ではなく、既存の細径経鼻内視鏡では被施術者の体内に挿入が困難な部位（例えば血管のような非常に径が細い管や孔）に挿入してその内部の詳細を観察したいという医学的要請に基づく。

しかしながら、特許文献１に開示される内視鏡５０３は、同文献の図１に示されている外観、及び適用例の記載（例えば生体の上部又は下部の消化器官に挿入するため挿入部５１１が可撓性のある所謂軟性鏡）から、主に人体の消化管に挿入されるものであると推察される。このため、例えば人体の血管のような非常に径が細い管や孔に挿入してその内部を観察することが困難である。

また、特許文献２に開示される内視鏡５３３では、撮像機構５３９において、鏡筒５５９の外径よりも撮像素子５４３及びフレキシブルプリント配線板５４９が半径方向において大きくなっている。これに加え、内視鏡５３３は、これらの部材からなる撮像機構５３９を外筒５３５に収容し、外筒５３５に充填した遮光性材料５３７によって撮像機構５３９を覆う構成となっている。このため、鏡筒５５９より半径方向の外側にはみ出す撮像素子５４３及びフレキシブルプリント配線板５４９の距離、及び外筒５３５の厚みが、小型化には不利な構造となっている。また、外筒５３５を必要とするため、部品点数が多くなり、コストも増大する。

本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、内視鏡において、小型化（例えば先端側の挿入部位における外径の細径化）、及びコスト低減を図ることができる内視鏡を提供することにある。

本発明は、光軸に対して垂直方向の外形状が四角形の単一レンズと、前記光軸と垂直な方向の外形状が正方形であり、その一辺の長さが前記単一レンズの最も長い辺よりも長い撮像素子と、前記撮像素子の撮像面を覆い、前記光軸に対して垂直方向の外形状が前記撮像素子の外形状と同一の素子カバーガラスと、前記単一レンズの外周面、前記素子カバーガラス及び前記撮像素子をモールド樹脂で覆って固定するモールド部と、を有し、前記撮像面の中心に前記単一レンズの光軸を一致させた前記単一レンズと前記素子カバーガラスとが接着用樹脂により固定され、前記単一レンズは、角柱状に形成され、被写体側の第１面が平面、撮像側の第２面が凸面を有するレンズにより構成され、前記単一レンズの中央部は、前記撮像側において、前記凸面のレンズ面を構成する略球面状に隆起した凸曲面を有し、前記単一レンズの周縁部は、端面が平面であり、かつ前記端面の全域において前記素子カバーガラスとの接着面を有し、前記単一レンズと接し、かつ、前記単一レンズからはみ出して表出する前記素子カバーガラスの枠状面は、前記モールド部に覆われる、内視鏡を提供する。

また、本発明は、光軸に対して垂直方向の外形状が対向する長辺と短辺とが交互に並ぶ八角形の単一レンズと、前記光軸と垂直な方向の外形状が正方形であり、その一辺の長さが前記単一レンズの対向する一対の長辺間の距離と同一である撮像素子と、前記撮像素子の撮像面を覆い、前記光軸に対して垂直方向の外形状が前記撮像素子の外形状と同一の素子カバーガラスと、前記単一レンズの外周面、前記素子カバーガラス及び前記撮像素子をモールド樹脂で覆って固定するモールド部と、を有し、前記撮像面の中心に前記単一レンズの光軸を一致させた前記単一レンズと前記素子カバーガラスとが接着用樹脂により固定され、前記単一レンズは、八角柱状に形成され、被写体側の第１面が平面、撮像側の第２面が凸面を有するレンズにより構成され、前記単一レンズの中央部は、前記撮像側において、前記凸面のレンズ面を構成する略球面状に隆起した凸曲面を有し、前記単一レンズの周縁部は、端面が平面であり、かつ前記端面の全域において前記素子カバーガラスとの接着面を有し、前記単一レンズと接し、かつ、前記八角形の各短辺からはみ出して表出する前記素子カバーガラスの入隅面は、前記モールド部に覆われる、内視鏡を提供する。

本発明によれば、内視鏡において小型化、コスト低減を図ることができる。

本実施形態の内視鏡を用いた内視鏡システムの一例を示す全体構成図 本実施形態の内視鏡の先端部を前側から見た様子を示す斜視図 本実施形態の内視鏡の先端部の構成例を示す断面図 本実施形態の内視鏡におけるレンズ及び撮像素子が接着用樹脂を介して直付けされた状態の構成例を示す断面図 本実施形態の内視鏡の導体接続部に伝送ケーブルが接続された撮像素子を後側から見た様子を示す斜視図 本実施形態の内視鏡におけるレンズ形状の第１例を示す図 本実施形態の内視鏡におけるレンズ形状の第１例を示す図 本実施形態の内視鏡におけるレンズ形状の第１例を示す図 本実施形態の内視鏡におけるレンズ形状の第２例を示す図 本実施形態の内視鏡におけるレンズ形状の第２例を示す図 本実施形態の内視鏡におけるレンズ形状の第２例を示す図 本実施形態の内視鏡におけるレンズ形状の第３例を示す図 本実施形態の内視鏡におけるレンズ形状の第３例を示す図 本実施形態の内視鏡におけるレンズ形状の第３例を示す図 本実施形態の内視鏡におけるレンズ形状の第３例を示す図 本実施形態の内視鏡のレンズにおける素子カバーガラスとの接着面の構成例を示す図 本実施形態の内視鏡における撮像素子の第１例を示す図 本実施形態の内視鏡における撮像素子の第１例を示す図 本実施形態の内視鏡における撮像素子の第２例を示す図 本実施形態の内視鏡における撮像素子の第２例を示す図 本実施形態の内視鏡における撮像素子の第３例を示す図 本実施形態の内視鏡における撮像素子の第３例を示す図 本実施形態の内視鏡におけるシースが先端まで延びた側断面図 本実施形態の内視鏡におけるレンズが四角形で撮像面が正方形の例を示す斜視図 図２４の側面図 本実施形態の内視鏡におけるレンズが長方形で撮像素子が正方形の例を示す斜視図 本実施形態の内視鏡における図２６に示した長方形のレンズの斜視図 本実施形態の内視鏡における図２６に示した長方形のレンズの正面図 本実施形態の内視鏡におけるレンズが八角形で撮像素子が正方形の例を示す斜視図 図２９の側面図 従来例の内視鏡を備える電子内視鏡システムの全体構成図 従来の内視鏡端部構造の一例を示す部分断面図

以下、適宜図面を参照しながら、本発明に係る内視鏡を具体的に開示した実施形態（以下、本実施形態という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

先ず、最初に本実施形態の内視鏡に共通する基本構成例について説明する。なお、構成例とは本発明に係る内視鏡が備えることのできる構成要件である。本発明に係る内視鏡は、以下の各構成例を相互に重複して備えることを排除しない。

＜基本構成例＞
図１は、本実施形態の内視鏡を用いた内視鏡システムの一例を示す全体構成図である。
図１では、内視鏡１１及びビデオプロセッサ１９を含む内視鏡システム１３の全体構成を斜視図にて示している。

なお、本明細書において説明に用いる方向については、各図中の方向の記載に従うとする。ここで、「上」、「下」は、水平面に置かれたビデオプロセッサ１９の上と下にそれぞれ対応し、「前（先）」、「後」は、内視鏡本体（以降「内視鏡１１」という）の挿入部２１の先端側とプラグ部２３の基端側（言い換えると、ビデオプロセッサ１９側）にそれぞれ対応する。

図１に示すように、内視鏡システム１３は、例えば医療用の軟性鏡である内視鏡１１と、観察対象（例えば人体の血管）の内部を撮影して得られた静止画又は動画に対して周知の画像処理等を行うビデオプロセッサ１９と含む構成である。内視鏡１１は、略前後方向に延在し、観察対象の内部に挿入される挿入部２１と、挿入部２１の後部が接続されるプラグ部２３とを備える。

ビデオプロセッサ１９は、前壁２５に開口するソケット部２７を有している。ソケット部２７には内視鏡１１のプラグ部２３の後部が挿入され、これにより、内視鏡１１はビデオプロセッサ１９との間で電力及び各種信号（映像信号、制御信号など）の送受が可能である。

上述した電力及び各種信号は、軟性部２９の内部に挿通された伝送ケーブル３１（図３又は図４参照）を介してプラグ部２３から軟性部２９に導かれる。先端部１５に設けられた撮像素子３３が出力した画像データは、伝送ケーブル３１を介してプラグ部２３からビデオプロセッサ１９に伝送される。ビデオプロセッサ１９は、プラグ部２３から伝送された画像データに対して色補正、階調補正等の周知の画像処理を施して、画像処理後の画像データを表示装置（不図示）に出力する。表示装置は、例えば液晶表示パネル等の表示デバイスを有するモニタ装置であり、内視鏡１１によって撮像された被写体の画像（例えば被写体である人物の血管内の様子を示す画像データ）を表示する。

挿入部２１は、プラグ部２３に後端が接続された可撓性の軟性部２９と、軟性部２９の先端に連なる先端部１５とを有している。軟性部２９は各種の内視鏡検査、内視鏡手術等の方式に対応する適切な長さを有する。軟性部２９は、例えば螺旋状に巻回された金属薄板の外周にネットを被せ、更に、その外周に被覆を被せることにより構成され、十分な可撓性を有するように形成される。軟性部２９は、先端部１５とプラグ部２３との間を接続する。

以下説明する実施形態の内視鏡１１は、挿入部２１が細径で形成されることにより、細径の体腔への挿入が可能となる。細径の体腔は、人体の血管に限定されず、例えば尿管、すい管、胆管、細気管支等が含まれる。つまり、内視鏡１１は、人体の血管、尿管、すい管、胆管、細気管支等への挿入を可能とすることができる。言い換えると、内視鏡１１は、血管内の病変の観察に用いることができる。内視鏡１１は、動脈硬化性プラークの同定において有効となる。また、心臓カテーテル検査時の内視鏡による観察にも適用可能となる。更に、内視鏡１１は、血栓や動脈硬化性の黄色プラークの検出にも有効となる。なお、動脈硬化病変では、色調（白色、淡黄色、黄色）や、表面（平滑、不整）が観察される。血栓では、色調（赤色、白色、暗赤色、黄色、褐色、混色）が観察される。

また、内視鏡１１は、腎盂・尿管がんや、特発性腎出血の診断・治療に用いることができる。この場合、内視鏡１１は、尿道から膀胱内に挿入され、更に尿管内にまで進めて、尿管と腎盂の中を観察することができる。

また、内視鏡１１は、十二指腸に開口するファーター乳頭への挿入が可能となる。胆汁は、肝臓から造られ胆管を通って、また膵液は膵臓から造られ膵管を通って十二指腸にあるファーター乳頭から排出される。内視鏡１１は、胆管及び膵管の開口部であるファーター乳頭から挿入し、胆管又は膵管の観察を可能とすることができる。

更に、内視鏡１１は、気管支への挿入が可能となる。内視鏡１１は、背臥位となった検体（つまり、被施術者）の口腔又は鼻腔から挿入される。内視鏡１１は、咽頭、喉頭を過ぎ、声帯を視認しつつ気管へ挿入される。気管支は分岐するたびに細くなる。例えば最大外径Ｄｍａｘが２ｍｍ未満の内視鏡１１によれば、亜区域気管支まで内腔の確認が可能となる。

次に、本実施形態の内視鏡が有する各種の構成例について説明する。本実施形態の内視鏡１１は、第１構成例から第１３構成例の各構成を有することができる。

なお、以降の説明において「接着剤」の用語は、固体物の面と面とを接着するために用いる物質という厳密な意味だけではなく、２つの物の結合に用いることができる物質、或いは硬化した接着剤が気体及び液体に対する高いバリア性を備えている場合は、封止剤としての機能を有する物質という広い意味で用いられる。

＜第１構成例＞
図２は、本実施形態の内視鏡１１の先端部１５を前側から見た様子を示す斜視図である。図３は、本実施形態の内視鏡１１の先端部１５の構成例を示す断面図である。図２に示す内視鏡１１は、図３に示す先端部１５の最大外径Ｄｍａｘを、ダイシング可能な撮像素子３３の基板の外接円の直径に相当する有限径〜１．０ｍｍの範囲で形成することができる。

本実施形態の内視鏡１１では、光軸又はレンズ中心を通る軸方向の方向に垂直な方向における断面が正方形状の撮像素子３３として、一辺の寸法が０．５ｍｍ以下のものが使用される。これにより、内視鏡１１は、撮像素子３３の対角寸法が０．７ｍｍ程度となり、照明手段としてのライトガイド５７（例えばφ５０μｍ）を含めば、最大外径Ｄｍａｘが１．０ｍｍ以下のものが可能となる。

以上により、第１構成例の内視鏡１１によれば、最大外径Ｄｍａｘを１．０ｍｍ未満とすることで、例えば人体の血管への挿入を更に容易に可能とすることができる。

＜第２構成例＞
第２構成例の内視鏡１１は、本実施形態の内視鏡１１において、図５に示すように、撮像素子３３の基板が、正方形で形成され、導体接続部４９が、撮像素子３３の基板の四隅に配置されている。１つの導体接続部４９は、例えば円形状に形成される。４つの導体接続部４９は、正方形の四隅に配置されることによって、相互に最大距離で離間した配置が可能となっている。

伝送ケーブル３１は、電線４５である電力線及び信号線それぞれの導体が絶縁被覆によって覆われる。４本の電線４５は、左右２本、上下２段に配置されて絶縁被覆の外周が更に外被によって束ねられて、一本の伝送ケーブル３１となっている。それぞれの導体は、絶縁被覆が剥かれた状態で、４本が平行な直線状にフォーミングされる。電線４５は、この導体の先端が、半田によって導体接続部４９に接続される。撮像素子３３と伝送ケーブル３１とは、図３に示すように、モールド樹脂１７によって覆われる。従って、導体接続部４９、導体、電線４５の絶縁被覆、及び伝送ケーブル３１の外被は、モールド樹脂１７に埋入される。

以上により、第２構成例の内視鏡１１によれば、４つの導体接続部４９を、撮像素子３３の基板の四隅に配置できるので、４つの導体接続部４９を、正方形の撮像素子３３の基板において、図５に示すように、相互に最大距離で均等に離間させて配置させることができる。これにより、半田付けの工程において隣接する２つの導体接続部４９が半田によって接続されることがなく、絶縁距離の確保が容易となって、先端部１５の細径化を容易にすることができる。

＜第３構成例＞
図４は、本実施形態の内視鏡１１におけるレンズ９３及び撮像素子３３が接着用樹脂３７を介して直付けされた状態の構成例を示す断面図である。第３構成例の内視鏡１１は、図４に示すように、対物カバーガラス９１と、素子カバーガラス４３と、撮像面４１が素子カバーガラス４３によって覆われる撮像素子３３と、対物カバーガラス９１と素子カバーガラス４３の間に挟まれ、撮像面４１の中心に光軸が一致されたレンズ９３と、対物カバーガラス９１とレンズ９３との間に設けられる絞り５１と、レンズ９３と素子カバーガラス４３とを固定する接着用樹脂３７と、レンズ９３と素子カバーガラス４３との間に設けられる空気層９５と、を備える。

撮像素子３３は、例えば前後方向から見て正方形形状をなす小型のＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）の撮像デバイスにより構成される。つまり、撮像素子３３は、レンズ９３の光軸又は又はレンズ中心を通る軸方向に垂直な方向の外形状が正方形である。撮像素子３３では、外部から入射した光が、対物カバーガラス９１とレンズ９３との間に設けられる絞り５１を通過し、その通過した光がレンズ９３によって撮像面４１に結像される。また、撮像素子３３では、撮像面４１が素子カバーガラス４３によって覆われる。素子カバーガラス４３は、光軸に対して垂直方向の外形状が正方形であり、その一辺の長さが撮像素子３３の一辺の長さと同じである。

接着用樹脂３７は、例えばＵＶ・熱硬化性樹脂によって構成される。接着用樹脂３７は、透光性を有し、屈折率が空気に近いものが好ましい。接着用樹脂３７として、ＵＶ・熱硬化性樹脂を用いる場合、外表部分を紫外線照射により硬化できるとともに、紫外線を照射できない充填接着剤の内部を、熱処理によって硬化させることができる。接着用樹脂３７は、撮像面４１の中心に光軸を一致させたレンズ９３を、素子カバーガラス４３に固定する。これにより、レンズ９３と撮像素子３３とが接着用樹脂３７によって直接接着されて固定され、つまり、レンズ９３と撮像素子３３とが接着用樹脂３７を介して直付けされる。接着用樹脂３７は、例えば最終的な硬度を得るためには熱処理を必要とするが、紫外線照射によってもある程度の硬度まで硬化が進行するタイプの接着剤である。

本実施形態の内視鏡１１では、レンズ９３と素子カバーガラス４３とが接着用樹脂３７を介して直付けされる。その結果、内視鏡１１では、接着用樹脂３７は、側面視でほぼ線状となる（図５参照）。図５は、本実施形態の内視鏡１１の導体接続部４９に伝送ケーブル３１が接続された撮像素子３３を後側から見た様子を示す斜視図である。また、本実施形態の内視鏡１１では、レンズ９３と素子カバーガラス４３とは、レンズ９３の両端側のコバ部において接着用樹脂３７によって直付けされており、接着用樹脂３７はコバ部にのみ塗布される。

レンズ９３は、例えば単一レンズであり、外形状が撮像素子３３と同一の角柱状に形成され、かつ光軸又はレンズ中心を通る軸の方向に垂直な方向における断面が正方形状である。レンズ９３は、対物カバーガラス９１を通過した被写体からの入射光を、素子カバーガラス４３を介して撮像素子３３の撮像面４１に結像する。レンズ９３の素子カバーガラス４３側の面には、凹部が形成される。凹部の底面には、略球面状に隆起した凸曲面部９７が形成される。レンズ９３は、凸曲面部９７によって、光の集束を行う光学素子としての機能を有する。凸曲面部９７の隆起先端は、素子カバーガラス４３との間から若干離間する。一方、レンズ９３は、凹部を包囲する四角環状の端面が、接着用樹脂３７を介して素子カバーガラス４３に接着される。これにより、レンズ９３と素子カバーガラス４３との間の凹部には、空気が封入された状態となる。この密閉空間となった凹部に封入される空気は、乾燥空気であることが好ましい。また、この凹部には、窒素が封入されてもよい。このように、レンズ９３と素子カバーガラス４３との間には、凹部を内容積とする空気層９５が形成される。この空気層９５には、凸曲面部９７が配置される。つまり、レンズ９３は、凸曲面部９７の光出射面が、空気と接している。

最大外径Ｄｍａｘが１．０ｍｍの内視鏡１１では、レンズ枚数が減らせるか否かが細径化の重要な要件となる。従って、内視鏡１１において単一レンズであるレンズ９３を設けた場合、光軸方向に平行な幅方向における微小な領域で、レンズ９３との間で如何に屈折率差を持たせるかが重要であり、第３構成例の内視鏡１１では、レンズ９３との間で大きな屈折率差が得られる空気層を光学素子面に設けたことを特徴としている。

以上により、第３構成例の内視鏡１１によれば、レンズ９３に凹部を形成し、その底面に凸曲面部９７を形成し、四角環状の端面を素子カバーガラス４３に接着したので、微小な領域に、レンズ９３との屈折率差を大きくするための空気層９５を確保することができる。同時に、レンズ９３は、撮像面４１との光軸合わせが容易にできるようになる。レンズ９３は、空気層９５を確保できたことにより、レンズ９３との間で大きなレンズパワーを得ることが可能となる。これにより、内視鏡１１においてレンズ枚数を１枚に減らすことができる。その結果、内視鏡１１において小型化、コスト低減を図ることができる。

＜第４構成例＞
第４構成例の内視鏡１１は、本実施形態の内視鏡１１において、図３に示すように、対物カバーガラス９１の対物面を除く外周面、レンズ９３の外周面及び撮像素子３３をモールド樹脂１７によって被覆して固定するとともに先端部１５の外殻を形成しかつ外部に露出するモールド部６５と、先端部１５と同一外径で形成されてモールド部６５の少なくとも一部を覆って接続される管状のシース６１とを備える。

シース６１は、可撓性を有する樹脂材からなる。シース６１は、強度を付与する目的で、内周側に単線、複数線、編組の抗張力線を備えることができる。抗張力線としては、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維などのアラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維などのポリエステル系繊維、ナイロン繊維、タングステンの細線、又はステンレス鋼の細線など一例として挙げることができる。シース６１は、上記のように可撓性を有する樹脂材からなる。また、シース６１は、上記のように強度を付与する目的で、内周側に単線、複数線、編組の抗張力線を備えることができる。抗張力線の材質は上記と同様である。

内視鏡１１は、対物カバーガラス９１と、レンズ９３と、素子カバーガラス４３と、撮像素子３３の全体と、伝送ケーブル３１の一部分と、ライトガイド５７の一部分がモールド樹脂１７によって被覆されて固定され、かつモールド樹脂１７は外部に露出されている。なお、内視鏡１１の先端部１５には、Ｘ線不透過マーカーが内包されてもよい。これにより、内視鏡１１は、Ｘ線透視下における先端位置の確認が容易となる。

内視鏡１１では、対物カバーガラス９１、レンズ９３、素子カバーガラス４３及び撮像素子３３に沿って照明手段が設けられている。即ち、第４構成例の内視鏡１１は、照明手段の一例としてのライトガイド５７を有する。以下、照明手段は、ライトガイド５７である場合を例に説明するが、この他、照明手段は、先端部１５の挿入先端面に直付けしたＬＥＤとすることもできる。この場合、ライトガイド５７は不要となる。

ライトガイド５７は、１本の光ファイバ５９からなる。光ファイバ５９には、例えばプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ：Plastic Optical Fiber）が好適に用いられる。プラスチック光ファイバは、シリコン樹脂やアクリル樹脂を材料としてコアもクラッドもプラスチックで形成される。また、光ファイバ５９は、例えば光ファイバ素線を複数本束ねて、その両端に端末金具を取り付けたバンドルファイバ（bundle fiber）等であってもよい。光ファイバ５９は、先端が先端部１５で出射端面となり、基端がプラグ部２３のフェルールに接続される。光源は、例えばソケット部２７等に設けられるＬＥＤである。内視鏡１１は、プラグ部２３をソケット部２７に接続することで、ＬＥＤからの光がライトガイド５７の光ファイバ５９を伝搬し、先端から出射される。この構成によれば、光源から照明光の出射端までを１本の光ファイバで構成でき、光損失を小さくすることができる。

以上により、第４構成例の内視鏡１１によれば、ライトガイド５７を備えることで、内視鏡１１を単独で用いて暗部での撮影を可能にできる。

また、図２に示すように、第４構成例の内視鏡１１では、照明手段の一例としてのライトガイド５７が、対物カバーガラス９１、レンズ９３、素子カバーガラス４３及び撮像素子３３のそれぞれの周囲に複数個設けられた構成である。ライトガイド５７は、例えば等間隔で４本を均等に設けることができる。これにより、第４構成例の内視鏡１１によれば、対物カバーガラス９１、レンズ９３、素子カバーガラス４３及び撮像素子３３のそれぞれの周囲に、等間隔で４本のライトガイド５７が均等に設けられるので、被写体の上下左右に影が生じにくくなる。これにより、内視鏡１１は、ライトガイド５７が１本の構成や、２本の構成に比べ、明瞭な撮像画像を得ることができる。
また、本実施形態の内視鏡１１では、撮像素子３３が方形状に形成される。４つのライトガイド５７の光ファイバ５９は、撮像素子３３の基板と、撮像素子３３の基板の外接円とに挟まれる空間において、撮像素子３３の基板の各辺部の略中央に配設されている。

以上により、第４構成例の内視鏡１１によれば、正方形の撮像素子３３と、撮像素子３３に略外接する円形のモールド部６５とに挟まれるスペースを有効に利用でき、先端部１５の外径を大きくせずに、複数（特に４本）の光ファイバ５９を容易に配設することができる。これにより、内視鏡１１は、先端部１５の外径を大きくせずに、製造を容易にしながら、明瞭な画像を得ることができる。

内視鏡１１は、対物カバーガラス９１、レンズ９３、素子カバーガラス４３、撮像素子３３、伝送ケーブル３１の一部、ライトガイド５７の一部（撮像ユニット）がモールド樹脂１７によって被覆されて固定されるので、これら各部材同士を固定する際の介在部品が少ない。これにより、内視鏡１１の先端部１５を小径化することができ、更なる細径化を図る場合であっても、最小限の寸法で構成できる。また、部品コストを削減できる。例えば人体の血管のような非常に径が細い患部を撮像可能に適用可能な内視鏡１１を実現することができる。この結果、内視鏡１１において小型化、コスト低減を図ることができる。

また、モールド樹脂１７は、撮像素子３３から対物カバーガラス９１までを覆って成形されるので、これら撮像ユニットの固定強度の増大に寄与する。また、モールド樹脂１７は、空気層９５の気密性（つまり、細かいな隙間が無い）、水密性、遮光性も高める。更に、モールド樹脂１７は、ライトガイド５７用の光ファイバ５９が埋入された際の遮光性も高める。

また、内視鏡１１は、先端部１５に、ライトガイド５７をモールド樹脂１７によってモールドするので、ライトガイド５７を構造材として作用させ、細径の内視鏡１１においても、軟性部２９と先端部１５との接続強度を向上させることができる。また、内視鏡１１では、先端部１５を挿入側最表面（例えば図２参照）から見た場合に、モールド樹脂１７が先端部１５の対物カバーガラス９１並びに４つの光ファイバ５９を含めて被覆するので、対物カバーガラス９１並びに４つの光ファイバ５９のそれぞれの周囲のクリアランス（つまり、それぞれの周囲の隙間）が無い。従って、内視鏡１１は、検査や手術の際に使用された後に滅菌作用が施される（つまり、洗浄される）と、内視鏡１１に不要な液体等の洗浄残りが付着することが軽減され、次の検査又は手術に使用する際の衛生面においてより一層の高度な利便性を有することができる。

また、特許文献２に示した従来の内視鏡５３３は、先端部の軸線とレンズユニット５４７の光軸とが偏芯している。このため、先端部の回転角度によって被写体までの距離が変わりやすく、良好な画像を安定的に得にくい。更に、先端部の軸線とレンズユニット５４７の光軸とが偏芯していると、先端部の回転角度によって管内壁と先端部との干渉具合が変わり、特に径が細い孔への進入時に操作性が低下する。これに対し、内視鏡１１によれば、対物カバーガラス９１、レンズ９３、素子カバーガラス４３、撮像素子３３が同軸で連なっている。つまり、先端部１５と同心円で対物カバーガラス９１が配置される。その結果、第４構成例の内視鏡１１は、細径化しやすく、良好な画像を安定的に得ることができ、挿入操作性を高めることができる。

＜第５構成例＞
第５構成例の内視鏡１１は、シース６１の厚みを、０．１〜０．３ｍｍの範囲とすることが好ましい。

内視鏡１１のモールド部６５は、撮像素子３３を覆った後端から後方へ延出する図３に示す小径延出部７１を有する。小径延出部７１は、円柱状に成形され、４本の光ファイバ５９を埋入している。小径延出部７１は、４本の光ファイバ５９の内側に、伝送ケーブル３１を埋入している。シース６１は、内径側が、小径延出部７１の外周に接着剤等によって固定される。つまり、モールド部６５及びシース６１は、１．０ｍｍの同軸の最大外径Ｄｍａｘで連なっている。

以上により、第５構成例の内視鏡１１によれば、シース６１の厚みを０．３ｍｍまで厚くできるので、シース６１の引っ張り強度を高くすることが容易となる。また、伝送ケーブル３１の最小外径は、現在０．５４ｍｍ程度である。先端部１５の最大外径Ｄｍａｘを１．０ｍｍとした場合、シース６１の厚みは、０．２３ｍｍとなる。これによって、内視鏡１１は、シース６１の厚みを上記の０．１〜０．３ｍｍの範囲とすることで、先端部１５の最大外径Ｄｍａｘを、１．０ｍｍとすることを可能にすることができる。

＜第６構成例＞
第６構成例は、内視鏡１１におけるレンズ９３の構成の具体例として、レンズ形状の構成例を示すものである。図６，図７，図８は、本実施形態の内視鏡１１におけるレンズ形状の第１例を示す図である。

第１例のレンズ９３Ａは、被写体側の第１面ＬＲ１が平面、撮像側の第２面ＬＲ２が凸面を有する単一レンズにより構成される。レンズ９３Ａの撮像側において、中央部は、凸面の第２面ＬＲ２のレンズ面を構成する略球面状に隆起した円型ドーム形状の凸曲面部９７を持つ光学素子部２０１が形成され、周縁部は、端面が平面の接着面２０３を有する枠体となるコバ部２０２が一体的に形成されている。コバ部２０２は、光学素子部２０１の凸曲面部９７の中心部よりも厚さ方向（光軸方向）の寸法が大きく、コバ部２０２の接着面２０３が凸曲面部９７より突出した形状となっており、接着面２０３の全域に接着用樹脂３７が付着して素子カバーガラス４３と固定される部分となっている。コバ部２０２の接着面２０３は、外周部が正方形状で内周部が角丸正方形状の略方形状であり、角部を除く四辺がほぼ等幅になっている。コバ部２０２の接着面２０３において、四辺の等幅部分の接着幅Ｗａは、例えば５０ μｍ以上となっている。コバ部２０２の内側は、第２面ＬＲ２のレンズ面となる凸曲面部９７と素子カバーガラス４３との間には空気層９５が形成される。

レンズ９３の厚さ方向の寸法（厚みＳＲｔ）は、例えば１００μｍ〜５００μｍである。図示例では、コバ部２０２の厚みＴＥが２００μｍ、光学素子部２０１の凸曲面部９７（第２面ＬＲ２）の外周部における第１面ＬＲ１までの厚みＴＬが１１０μｍ〜１２０μｍとなっている。また、光学素子部２０１の凸曲面部９７の外周部からコバ部２０２の接着面２０３の内周部にかけては、レンズ中心から外周に向かって広がる傾斜面２０４を有している。傾斜面２０４の角度θＡは、レンズ中心から見た開口の角度θＡとすると、例えばθＡ＝６０°となっている。

図９，図１０，図１１は、本実施形態の内視鏡１１におけるレンズ形状の第２例を示す図である。第２例のレンズ９３Ｂは、レンズ９３Ｂの撮像側において、中央部は、凸面の第２面ＬＲ２のレンズ面を構成する略球面状に隆起した円型ドーム形状の凸曲面部９７を持つ光学素子部２０１が形成され、周縁部は、端面が平面の接着面２０３を有する枠体となるコバ部２０２が一体的に形成されている。ここでは、第１例と異なる部分の構成を中心に説明し、第１例と同様の部分については説明を省略する。コバ部２０２の接着面２０３は、外周部が正方形状で内周部が円型ドーム形状の凸曲面部９７と同心円状の円形状であり、最小部分の接着幅Ｗａは、例えば５０μｍとなっている。また、光学素子部２０１の凸曲面部９７（第２面ＬＲ２）の外周部に形成された平面部２０５の幅Ｗｃは、例えば１３μｍとなっている。また、光学素子部２０１の外周部の平面部２０５からコバ部２０２の接着面２０３の内周部にかけては、レンズ中心から外周に向かって広がる傾斜面２０４を有している。傾斜面２０４の角度θＡは、レンズ中心から見た開口の角度θＡとすると、例えばθＡ＝６０°となっている。

図１２，図１３，図１４，図１５は、本実施形態の内視鏡１１におけるレンズ形状の第３例を示す図である。第３例のレンズ９３Ｃは、レンズ９３Ｃの撮像側において、中央部は、凸面の第２面ＬＲ２のレンズ面を構成する略球面状に隆起した円型ドーム形状の凸曲面部９７を持つ光学素子部２０１が形成され、周縁部は、端面が平面の接着面２０３を有する枠体となるコバ部２０２が一体的に形成されている。ここでは、第１例と異なる部分の構成を中心に説明し、第１例と同様の部分については説明を省略する。中央部の光学素子部２０１は、円型ドーム形状の凸曲面部９７の外周部において、レンズ外形の正方形の四辺に対応する円周上の４つの部分２０６を一部切り欠いた樽型形状になっている。周縁部のコバ部２０２は、接着面２０３の内周部から樽型形状の光学素子部２０１の外周部にかけて傾斜面２０４が形成されている。図１５に示すように、第３例のレンズ９３Ｃは、正方形の撮像素子３３の撮像面２１１に対して、円形のレンズ９３Ｃのイメージサークル２１２の不要部分、即ち、撮像面２１１の四辺より外側の領域２１３に結像する光線が入射する４つの外周領域２１４をカットした形状となっている。コバ部２０２の内周部の傾斜面２０４の角度θＡは、レンズ中心から見た開口の角度θＡとすると、例えばθＡ＝９０°となっており、第１例及び第２例と比べて傾きをなだらかに形成することができる。一方、第１例及び第２例と同様に、コバ部２０２の内周部の傾斜面２０４の角度θＡを、θＡ＝６０°とすると、コバ部２０２の接着面２０３の接着幅Ｗａをより大きくとることができる。

レンズ９３は、例えばナノインプリント、射出成型等によって作製される。レンズ９３は、ナノインプリントの原版等による金型を用いて、同一形状の微小なレンズが複数配列されたレンズ群を形成し、成型物のレンズ群を離型した後、ダイシング等によって個々のレンズに切断することによって作製する。レンズ９３を作製する際、金型からレンズ９３を抜くために抜き勾配を設ける必要があり、レンズ９３の傾斜面２０４が抜き勾配として作用する。成型物の抜き勾配はできるだけ大きくとった方が離型性の点で良くなるため、離型性の点からはレンズ９３の傾斜面２０４はレンズ９３の光軸と垂直な面に対してなだらかな方が望ましい。一方、レンズ９３の外形寸法を小さくするには、レンズ９３の傾斜面２０４はできるだけ立たせた方がよい。また、レンズ９３を接着用樹脂３７によって素子カバーガラス４３と接着する場合に、接着用樹脂３７が付着するコバ部２０２の接着面２０３は、できるだけ接着面積が大きい方が接着強度の点から好ましい。

このため、レンズ９３の細径化、離型性、接着強度の各要素を総合的に考慮し、レンズ９３と素子カバーガラスと４３をコバ部２０２において確実に接着可能とするため、コバ部２０２の接着面２０３の寸法を設定する。例えば外形形状が四角柱状のレンズ９３の大きさの例として、光軸方向又はレンズ中心を通る軸方向に垂直な断面の正方形の一辺の寸法が０．５ｍｍである場合、コバ部２０２の接着面２０３は、接着幅Ｗａを例えば５０μｍ以上としている。この場合、先端部１５の最大外径Ｄｍａｘを１．０ｍｍ以下とした内視鏡１１において、レンズ９３の外形の一辺の寸法を０．５ｍｍ以下とし、コバ部２０２における接着面２０３の接着幅Ｗａが５０μｍ以上確保される。また、レンズ９３の小型化と離型性とを両立するために、傾斜面２０４の角度θＡは、レンズ中心から見た開口の角度θＡとすると、例えば６０°≦θＡ≦９０°としている。この場合、傾斜面２０４の角度は、レンズ９３の光軸方向（離型方向と平行な方向）に対して３０°以上、４５°以下であり、レンズ９３の光軸又はレンズ中心を通る軸方向と垂直な面に対して６０°以下、４５°以上となる。

以上により、第６構成例の内視鏡１１によれば、先端部１５の最大外径Ｄｍａｘを１．０ｍｍ以下とすることが可能な細径のレンズ９３を実現できる。また、細径化を図ったレンズ９３において、コバ部２０２の接着面２０３の接着幅Ｗａを５０μｍ以上とすることにより、レンズ９３と素子カバーガラス４３との接着面積を十分に確保できるので確実に接着固定することが可能になる。また、レンズ９３における中央部の光学素子部２０１と周縁部のコバ部２０２との間の傾斜面２０４の角度として、レンズ中心から見た開口の角度θＡを、６０°≦θＡ≦９０°とすることにより、レンズ作製時の離型性を向上できる。

＜第７構成例＞
第７構成例は、内視鏡１１におけるレンズ９３と素子カバーガラス４３との接着面の構成例を示すものである。

図１６は、本実施形態の内視鏡１１のレンズ９３における素子カバーガラス４３との接着面の構成例を示す図である。レンズ９３は、四角柱状の外形形状を撮像素子３３の素子カバーガラス４３と一致させて接着用樹脂３７により接着することによって、撮像素子３３の撮像面４１との光軸合わせを容易に行って固定することができる。レンズ９３のコバ部２０２の接着面２０３は、素子カバーガラス４３と接着固定するために対向させた状態で、素子カバーガラス４３の端面と平行な平面ではなく、所定角度を有するように傾斜した傾斜部２０７を有するものでもよい。接着面２０３の傾斜部２０７は、コバ部２０２の内周部から外周部の方向へ傾斜したテーパ形状であり、外周部の厚さ寸法が微小に小さくなっている。接着面２０３の傾斜部２０７の傾斜角は、例えば０．５°以上となっている。レンズ９３を素子カバーガラス４３と接着するために、コバ部２０２の接着面２０３に接着用樹脂３７を微小塗布する場合、接着面２０３の傾斜部２０７によって、接着面上の接着用樹脂３７が外周側に移動し易く、コバ部２０２より内側に入り難くなり、光学素子部２０１に形成される空気層９５に接着用樹脂３７が干渉することを抑止可能となる。

以上により、第７構成例の内視鏡１１によれば、レンズ９３と素子カバーガラス４３との間の空気層９５に接着用樹脂３７が侵入することを抑止でき、空気層９５を確保しつつレンズ９３と素子カバーガラス４３とを確実に接着固定することが可能になる。

＜第８構成例＞
第８構成例は、内視鏡１１における光学系の構成の具体例を示すものである。

以下に、対物カバーガラス９１、レンズ９３、素子カバーガラス４３を含む光学系の構成の具体例を示す。
・対物カバーガラス９１
対物カバーガラス９１の厚みＴＧｔ： ＴＧｔ＝０．１〜０．５ｍｍ
対物カバーガラス９１の材料の一例： ＢＫ７（Ｓｃｈｏｔｔ社製）、ｎｄ＝１．５２、 νｄ＝６４．２
対物カバーガラス９１の屈折率ｎｄＦ： １．３ ≦ｎｄＦ
対物カバーガラス９１のアッベ数 νｄＦ： ３０ ≦νｄＦ
・素子カバーガラス４３
素子カバーガラス４３の厚みＳＧｔ： ＳＧｔ＝０．１〜０．５ｍｍ
素子カバーガラス４３の材料の一例： ＢＫ７（Ｓｃｈｏｔｔ社製）、ｎｄ＝１．５２、 νｄ＝６４．２
素子カバーガラス４３の屈折率ｎｄＲ： １．３ ≦ｎｄＲ ≦２．０、ｎｄＦ ≦ｎｄＲ
素子カバーガラス４３のアッベ数 νｄＲ： ４０ ≦νｄＲ、 νｄＦ ≦νｄＲ
・レンズ９３
レンズ９３の焦点距離ｆ： ０．１ｍｍ ≦ｆ ≦１．０ｍｍ
レンズ９３のＦナンバーＦＮＯ： １．４ ≦ＦＮＯ ≦８．０

＜第９構成例＞
第９構成例は、内視鏡１１における撮像素子３３の構成の具体例を示すものである。図１７，図１８は、本実施形態の内視鏡１１における撮像素子３３の第１例を示す図である。

第１例の撮像素子３３Ａは、レンズ９３の光軸又はレンズ中心を通る軸方向に対し垂直な平面で切った断面の形状が四角形状に形成されている。この場合、素子カバーガラス４３Ａ側の撮像面及び伝送ケーブル３１側の端子面の外形の形状が四角形状であり、撮像素子３３Ａ及び素子カバーガラス４３Ａの外形形状が４角柱状に形成されている。また、撮像素子３３Ａ及び素子カバーガラス４３Ａと、図示しないレンズ９３とは、外形形状が同一の４角柱状に形成される。

撮像素子３３Ａの後端側に設けられる基板（端子面）には、回路パターンによる電気回路９９Ａが設けられるとともに、４つの角部にそれぞれ導体接続部（接続ランド）４９が設けられ、４本の電線４５による伝送ケーブル３１が半田付け等によって接続されている。即ち、撮像素子３３Ａの端子面の４つの角部において４本の電線４５が接続されている。４本の電線４５は、端部がそれぞれクランク状に成形された状態で、撮像素子３３Ａの端子面の４つの角部に位置して接続される。ここで、撮像素子３３Ａの外形の幅（四角形断面の１辺の長さ）ＳＱＬは、例えば０．５ｍｍ以下であり、４本の電線４５の隣同士の電線間ピッチＰＣは、例えば０．３ｍｍ以上となっている。

図１９，図２０は、本実施形態の内視鏡１１における撮像素子３３の第２例を示す図である。第２例の撮像素子３３Ｂは、レンズ９３の光軸又はレンズ中心を通る軸方向に対し垂直な平面で切った断面の形状が八角形状に形成され、撮像素子３３Ｂ及び素子カバーガラス４３Ｂの外形形状が８角柱状に形成されている。また、撮像素子３３Ｂ、素子カバーガラス４３Ｂ及び電気回路９９Ｂと、図示しないレンズ９３とは、外形形状が同一の８角柱状に形成される。ここでは、第１例と異なる部分の構成を中心に説明し、第１例と同様の部分については説明を省略する。

第２例は、撮像素子３３Ｂの断面形状において四角形の４つの角部（四隅）をそれぞれ一つの切り取り面２２１Ｂで切り取った（面取りした）八角形の形状を持つ例である。撮像素子３３Ｂの外形の切り取り部分の寸法は、四角形の頂点に対する切り取り面２２１Ｂの端部までの寸法ＣＳが、例えば２０〜５０μｍとなっている。このように、撮像素子３３Ｂの外形の４つの角部を切り取り面２２１Ｂにて切り取ることにより、４本の電線４５の電線間ピッチＰＣをできるだけ離すとともに、撮像素子３３Ｂの対角方向の外形寸法を小さくでき、内視鏡のさらなる細径化に寄与することができる。例えば切り取り部分の寸法ＣＳを２１．２μｍとすると、撮像素子３３Ｂの対角方向の外形寸法は一か所で１５μｍ小さくなり、対角方向の両端で３０μｍ細径になる。この切り取り面２２１Ｂの構成を、外形形状が正方形の状態で一辺の外形寸法ＳＱＬが０．５ｍｍ、対角方向の外形寸法が０．７０５ｍｍの撮像素子に適用すると、面取りによって対角方向の外形寸法が０．６７５ｍｍと小さくなり、φ０．７ｍｍ以下の細径内視鏡を実現可能となる。

図２１，図２２は、本実施形態の内視鏡１１における撮像素子３３の第３例を示す図である。第３例の撮像素子３３Ｃは、レンズ９３の光軸又はレンズ中心を通る軸方向に対し垂直な平面で切った断面の形状が１２角形状に形成され、撮像素子３３Ｃ及び素子カバーガラス４３Ｃの外形形状が１２角柱状に形成されている。また、撮像素子３３Ｃ、素子カバーガラス４３Ｃ及び電気回路９９Ｃと、図示しないレンズ９３とは、外形形状が同一の８角柱状に形成される。ここでは、第１例と異なる部分の構成を中心に説明し、第１例と同様の部分については説明を省略する。第３例は、撮像素子３３Ｃの断面形状において四角形の４つの角部をそれぞれ二つの切り取り面２２１Ｃで切り取った１２角形の形状を持つ例である。撮像素子３３Ｃの外形の切り取り部分の寸法は、二面で切り取ることにより、四角形の頂点に対する切り取り面の端部までの寸法ＣＳを第２例と比較して大きくできる。従って、撮像素子をより細径化できる。

なお、撮像素子３３のレンズ光軸又はレンズ中心を通る軸方向に対して垂直方向の断面形状は、四角形、八角形、１２角形に限らず、１６角形など、４×ｎ角形（ｎは自然数）とすればよい。このように、撮像素子３３の断面形状を４×ｎ角形に構成することによって、４本の電線４５による伝送ケーブル３１を接続可能としつつ、撮像素子及び内視鏡をより細径化できる。また、撮像素子３３の４×ｎ角形の断面形状の四隅が面取りされた形状とすることによって、撮像素子３３の対角方向の寸法をより小さくでき、さらなる細径化に寄与できる。

以上により、第９構成例の内視鏡１１によれば、先端部１５の最大外径Ｄｍａｘを１．０ｍｍ以下とすることが可能な細径の撮像素子３３を実現できる。

本実施形態の内視鏡１１は、挿入部２１の先端部１５に設けられ、撮像面４１が素子カバーガラス４３によって覆われる撮像素子３３と、被写体からの入射光を撮像面４１に結像するレンズ９３と、レンズ９３と素子カバーガラス４３とを固定する接着用樹脂３７と、を備える。レンズ９３は、外形形状が角柱状に形成され、被写体側の第１面が平面、撮像側の第２面が凸面を有する単一レンズにより構成される。レンズ９３の撮像側において、中央部は、凸面のレンズ面を構成する略球面状に隆起した凸曲面部９７を持つ光学素子部２０１が形成され、周縁部は、端面が平面の接着面２０３を有するコバ部２０２が一体的に形成されている。これにより、先端部１５の最大外径Ｄｍａｘを１．０ｍｍ以下とすることが可能な細径のレンズ９３を実現できる。

また、本実施形態の内視鏡１１では、レンズ９３Ａの接着面２０３は、外周部が正方形状で内周部が角丸正方形状の略方形状である。

また、本実施形態の内視鏡１１では、レンズ９３Ｂの接着面２０３は、外周部が正方形状で内周部が円型ドーム形状の凸曲面部９７と同心円状の円形状である。

また、本実施形態の内視鏡１１では、レンズ９３Ｃの光学素子部２０１は、円型ドーム形状の凸曲面部９７の外周部において、レンズ外形の正方形の四辺に対応する円周上の４つの部分を一部切り欠いた樽型形状である。これにより、光学素子部２０１とコバ部２０２との間の傾斜面２０４の傾きをなだらかに形成することができ、レンズ作製時の離型性を向上できる。また、傾斜面２０４の傾きが同じ場合は、コバ部２０２の接着面２０３の接着幅Ｗａをより大きくとることができ、接着強度を向上できる。

また、本実施形態の内視鏡１１では、レンズ９３は、凸曲面部９７の外周部から接着面２０３の内周部にかけて、レンズ中心から外周に向かって広がる傾斜面２０４を有し、傾斜面２０４の角度が、レンズ中心から見た開口の角度 θＡとすると、６０°≦θＡ≦９０°であり、接着面２０３の接着幅Ｗａが５０μｍ以上である。これにより、細径化を図ったレンズ９３において、レンズ９３と素子カバーガラス４３とを確実に接着固定することが可能になる。また、傾斜面２０４の角度を十分に確保することにより、レンズ作製時の離型性を向上できる。

また、本実施形態の内視鏡１１では、レンズ９３の接着面２０３は、コバ部２０２の内周部から外周部の方向へ傾斜したテーパ形状の傾斜部２０７を有する。これにより、接着面２０３に塗布した接着用樹脂３７が外周側に移動し易く、コバ部２０２より内側に入り難くなり、光学素子部２０１に形成される空気層９５に接着用樹脂３７が干渉することを抑止できる。

また、本実施形態の内視鏡１１では、撮像素子３３、素子カバーガラス４３、接着用樹脂３７、レンズ９３とともに、レンズ９３の被写体側の面を覆う対物カバーガラス９１を備える。対物カバーガラス９１は、厚みＴＧｔが０．１ｍｍ≦ＴＧｔ≦０．５ｍｍ、屈折率ｎｄＦが１．３≦ｎｄＦ、アッベ数νｄＦが３０≦νｄＦの光学材料により構成され、素子カバーガラス４３は、厚みＳＧｔが０．１ｍｍ≦ＳＧｔ≦０．５ｍｍ、屈折率ｎｄＲが１．３ ≦ｎｄＲ≦２．０、ｎｄＦ≦ｎｄＲ、アッベ数νｄＲが４０≦νｄＲ、νｄＦ≦νｄＲの光学材料により構成され、単一レンズによるレンズ９３は、焦点距離ｆが０．１ｍｍ≦ｆ≦１．０ｍｍ、ＦナンバーＦＮＯが１．４≦ＦＮＯ≦８．０である。これにより、先端部１５の最大外径Ｄｍａｘを１．０ｍｍ以下とすることが可能な細径のレンズ９３を実現できる。

また、本実施形態の内視鏡１１では、レンズ９３の焦点距離における撮像側の結像点から素子カバーガラス４３の被写体側端面までの距離をｘ（０≦ｘ≦ｆ）、空気のみの状態のレンズ９３から結像点に射出する光線の光軸に対する最大角度をθair、素子カバーガラス４３を含む状態のレンズ９３から素子カバーガラス４３を経て結像点に射出する光線の光軸に対する最大角度をθglとしたとき、レンズ９３及び素子カバーガラス４３は、０．１ ≦ｘ・（ｔａｎθair）／（ｔａｎθgl）≦０．５を満たす、焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮＯ、屈折率ｎｄＲの組み合わせによりなる。これにより、細径のレンズ９３において、所望の光学性能を得ることが可能となる。

また、本実施形態の内視鏡１１では、撮像素子３３、素子カバーガラス４３、接着用樹脂３７、レンズ９３とともに、撮像素子３３の撮像面４１と反対側の面に設けられた４つの導体接続部４９のそれぞれに接続される４本の電線４５を有する伝送ケーブル３１を備える。撮像素子３３は、レンズ９３の光軸又はレンズ中心を通る軸方向に対して垂直方向の断面形状が４ ×ｎ角形（ｎは自然数）であり、４本の電線４５は、撮像素子３３の４×ｎ角形の後端面の四隅に配置された４つの導体接続部４９にそれぞれ接続される。これにより、先端部１５の最大外径Ｄｍａｘを１．０ｍｍ以下とすることが可能な細径の撮像素子３３を実現できる。

また、本実施形態の内視鏡１１では、撮像素子３３の４×ｎ角形の断面形状の四隅が面取りされた形状となっている。これにより、撮像素子３３の対角方向の寸法をより小さくでき、さらなる細径化に寄与できる。

また、本実施形態の内視鏡１１では、撮像素子３３及び素子カバーガラス４３と、レンズ９３とは、外形形状が同一の４×ｎ角形の角柱形状である。これにより、レンズ９３から素子カバーガラス４３を経て撮像素子３３までの外径をより細径化できる。

また、本実施形態の内視鏡１１では、撮像素子３３は、光軸又はレンズ中心を通る軸方向に対して垂直方向の断面の４×ｎ角形の一辺の長さが、０．５ｍｍ以下である。これにより、撮像素子３３の対角方向の外形寸法を０．７ｍｍ程度と細径化できる。

また、本実施形態の内視鏡１１では、先端部１５の最大外径が、撮像素子３３の基板の外接円の直径に相当する有限径〜１．０ｍｍの範囲で形成される。これにより、最大外径Ｄｍａｘを１．０ｍｍ未満とすることで、例えば人体の血管への挿入を更に容易に可能とすることができる。

＜第１０構成例＞
図２３は、本実施形態の内視鏡１１におけるシース６１が先端まで延びた側断面図である。第１０構成例の内視鏡１１は、モールド部６５が、図３の形状よりも小径に形成される。図２３に示すモールド部６５は、小径延出部７１が無く、円柱形に形成される。このモールド部６５の外周には、シース６１が被覆される。即ち、第１０構成例は、モールド部６５を図３に示すものよりも細くして、薄い同一厚のシース６１を先端まで延長している。シース６１は、モールド後端面１３１よりもプラグ部２３側が、空洞１３３となる。その空洞１３３に、光ファイバ５９、電線４５が通る。また、レンズ９３と撮像素子３３とは、同軸に配置される。同軸とは、レンズ９３の光軸が撮像面４１の中心を通る、レンズ９３と撮像素子３３との相対位置関係を言う。以上の第１０構成例の構造は、以下の第１１構成例、第１２構成例、第１３構成例においても共通となる。

また、第１０構成例の内視鏡１１は、レンズ９３の光軸又はレンズ中心を通る軸方向に対して垂直方向の外形状が、四隅の直角な四角形で形成される。四隅の直角な四角形とは、例えば正方形、長方形を含む。また、正方形は、レンズ９３の光軸又はレンズ中心を通る軸方向に対する垂直方向の外形状において、撮像素子３３と同一サイズの正方形と、撮像素子３３と相似形の正方形とを含む。つまり、レンズ９３は、レンズ９３の光軸又はレンズ中心を通る軸方向に対する垂直方向の外形状において、正方形である場合、撮像素子３３よりも小サイズの正方形とすることができる。

撮像素子３３は、光軸又はレンズ中心を通る軸方向と垂直な方向の外形状が正方形である。また、撮像素子３３は、辺の長さがレンズ９３の最も長い辺よりも長いか又は同一である。従って、撮像素子３３は、レンズ９３が長方形の場合、その長方形の長辺と４辺の長さが等しい。なお、レンズ９３の「最も長い辺」とは、レンズ９３が正方形である場合には、その正方形の１辺を意味する。

第１０構成例の内視鏡１１によれば、上記同様の小型化（例えば先端側の挿入部位における外径の細径化）、及びコスト低減を図ることができるのに加え、シース６１とモールド部６５とを端面同士で接続する接続部を無くすことができる。その結果、外周面に接続部を有しない極めて平滑な挿入部２１を得ることができる。また、挿入部２１の延在方向に、シース６１とモールド部６５との端面同士の接続部が存在しないので、接続部がはがれる虞がなく、内視鏡１１の信頼性を向上させることができる。

＜第１１構成例＞
図２４は、本実施形態の内視鏡１１におけるレンズ９３Ｄが四角形で撮像素子３３が正方形の例を示す斜視図である。図２５は、図２４の側面図である。第１１構成例の内視鏡１１は、レンズ９３Ｄの光軸又はレンズ中心を通る軸方向に垂直方向の外形状が、撮像素子３３の光軸又はレンズ中心を通る軸方向に垂直方向の外形状よりも小さい相似形である。言い換えると、レンズ９３の光軸又はレンズ中心を通る軸方向に垂直方向の外形状は正方形であり、レンズ９３の外形状の一辺の長さは撮像素子３３の外形状の一辺の長さよりも小さい。第１１構成例では、レンズ９３Ｄが接合される撮像素子３３の面に、レンズ９３Ｄを包囲する枠状面１３５がレンズ９３Ｄからはみ出して表出する。つまり、レンズ９３Ｄと撮像素子３３との間には、段部が形成される。この枠状面１３５は、モールド部６５に覆われる。対物カバーガラス９１Ｄ、絞り５１Ｄは、レンズ９３Ｄと同一の外形状及び大きさで形成される。

第１１構成例の内視鏡１１によれば、上記同様の小型化（例えば先端側の挿入部位における外径の細径化）、及びコスト低減を図ることができるのに加え、撮像素子３３の枠状面１３５がモールド部６５に覆われるので、レンズ９３Ｄと撮像素子３３との間の段部がモールド部６５に埋入することとなり、レンズ９３の外形状の一辺の長さと撮像素子３３の外形状の一辺の長さとが同一である場合に比べて、モールド部６５による被覆量が増大する点で、モールド部６５と、レンズ９３Ｄ及び撮像素子３３との固定強度をより一層高めることができる。

＜第１２構成例＞
図２６は、本実施形態の内視鏡１１におけるレンズ９３Ｅが長方形で撮像素子３３が正方形の例を示す斜視図である。図２７は、本実施形態の内視鏡１１における図２６に示した長方形のレンズ９３Ｅの斜視図である。図２８は、本実施形態の内視鏡１１における図２６に示した長方形のレンズ９３Ｅの正面図である。

第１２構成例の内視鏡１１は、レンズ９３Ｅの光軸又はレンズ中心を通る軸方向に垂直方向の外形状が長方形である。長方形のレンズ９３Ｅは、長辺１３７が、撮像素子３３の１辺と同一となる。長方形のレンズ９３Ｅは、一対の対角線の交点を光軸又はレンズ中心を通る軸が通る。長方形のレンズ９３Ｅは、光軸又はレンズ中心を通る軸が、撮像面４１の中心に一致する。第１２構成例では、レンズ９３Ｅが接合される撮像素子３３の面に、レンズ９３Ｅを挟む一対の長枠面１３９がレンズ９３Ｅからはみ出して表出する。つまり、レンズ９３Ｅと撮像素子３３との間には、段部が形成される。この長枠面１３９は、モールド部６５に覆われる。対物カバーガラス９１Ｅ、絞り５１Ｅは、レンズ９３Ｅと同一の外形状で形成される。

第１２構成例の内視鏡１１によれば、上記同様の小型化（例えば先端側の挿入部位における外径の細径化）、及びコスト低減を図ることができるのに加え、撮像素子３３の長枠面１３９がモールド部６５に覆われるので、レンズ９３Ｅと撮像素子３３との間の段部がモールド部６５に埋入することとなり、レンズ９３の外形状の一辺の長さと撮像素子３３の外形状の一辺の長さとが同一である場合に比べて、モールド部６５による被覆量が増大する点で、モールド部６５と、レンズ９３Ｅ及び撮像素子３３との固定強度をより一層高めることができる。

第１２構成例の内視鏡１１によるモールド部６５の固定強度について、具体的に説明する。内視鏡１１は、特に最大外径Ｄｍａｘが１．０ｍｍ未満の細径の場合、正方形の撮像素子３３に対し、レンズ９３Ｅを長方形とすることにより大きな効果が得られる。即ち、先端部１５は、シース６１が細径となることによりシース６１の内周面が撮像素子３３の角部（出隅）に限りなく近づく。このような構造になると、レンズ９３の外形状が撮像素子３３と同一の正方形である場合、同様にレンズ９３の角部にもシース６１の内周面に近づく。その結果、レンズ９３は、角部とシース６１との接合強度が確保しにくくなる。これに対し、第１２構成例によれば、正方形の撮像素子３３に対し、レンズ９３Ｅを、長辺が撮像素子３３の辺と同一の長さの長方形とすることにより、レンズ９３Ｅの角部を、シース６１の内周面から離間させることができる。つまり、シース６１の内周面とレンズ９３Ｅの角部との間に、シース用接着剤のスペースを確保できるようになる。その結果、特に細径な内視鏡１１においてもシース６１とレンズ９３Ｅとの固定強度を確保することができる。

＜第１３構成例＞
図２９は、本実施形態の内視鏡におけるレンズ９３Ｆが八角形で撮像素子３３が正方形の例を示す斜視図である。図３０は、図２９の側面図である。第１３構成例の内視鏡１１は、レンズ９３Ｆの外形状が八角形である。言い換えると、レンズ９３Ｆは八角柱状である。この八角形は、同一長の４つの短辺１４１と、同一長の４つの長辺１４３とを交互に並んで接続して、対向する短辺１４１同士及び対向する長辺１４３同士を平行としている。換言すれば、四角形の四隅を４５度の角度で面取した形状となる。レンズ９３Ｆは、面取した部分が、短辺１４１となる。この場合、図２９では四角形が正方形のときを例示している。撮像素子３３の一辺の長さは、レンズ９３Ｆの対向する一対の長辺間の距離と同一である。

第１３構成例では、レンズ９３Ｆが接合される撮像素子３３の面に、レンズ９３Ｆの短辺１４１からからはみ出して４つの入隅面１４５が表出する。つまり、レンズ９３Ｆと撮像素子３３との間には、４つの段部が形成される。この入隅面１４５は、モールド部６５に覆われる。対物カバーガラス９１Ｆ、絞り５１Ｆは、レンズ９３Ｆと同一の外形状で形成される。

第１３構成例の内視鏡１１によれば、上記同様の小型化（例えば先端側の挿入部位における外径の細径化）、及びコスト低減を図ることができるのに加え、撮像素子３３の入隅面１４５がモールド部６５に覆われるので、レンズ９３Ｆと撮像素子３３との間の段部がモールド部６５に埋入することとなり、レンズ９３の外形状の一辺の長さと撮像素子３３の外形状の一辺の長さとが同一である場合に比べて、モールド部６５による被覆量が増大する点で、モールド部６５と、レンズ９３Ｆ及び撮像素子３３との固定強度を高めることができる。また、レンズ９３Ｆは、八角形とすることにより、ほぼ正方形の場合と同一面積の凸曲面部９７を確保することができ、固定強度の確保のために光学特性を低下させずに済む。つまり、八角形のレンズ９３Ｆは、正方形の場合と同様に光学特性を確保しながら、固定強度を高めることができる。

また、第１３構成例の内視鏡１１によれば、レンズ９３Ｆの光軸又はレンズ中心を通る軸方向の垂直方向の外形状において、八角形の長辺に対して短辺が面取りされた構造を有する。これにより、第３構成例の内視鏡１１（例えば図５参照）に比べて、内視鏡１１の先端側（例えば体内に挿入される側）の細径化を一層図ることができる。

以上、図面を参照しながら実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本発明は、内視鏡において小型化、コスト低減を図ることができる効果を有し、例えば医療手術等に用いる細径の内視鏡等として有用である。

１１…内視鏡
３３、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ…撮像素子
３７…接着用樹脂
４１…撮像面
４３、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ…素子カバーガラス
９３、９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃ、９３Ｄ、９３Ｅ、９３Ｆ…レンズ（単一レンズ）
９７…凸曲面部（凸曲面）
１４１…短辺
１４３…長辺
２０３…接着面

Claims (4)

1. 光軸に対して垂直方向の外形状が四角形の単一レンズと、
   前記光軸と垂直な方向の外形状が正方形であり、その一辺の長さが前記単一レンズの最も長い辺よりも長い撮像素子と、
   前記撮像素子の撮像面を覆い、前記光軸に対して垂直方向の外形状が前記撮像素子の外形状と同一の素子カバーガラスと、
   前記単一レンズの外周面、前記素子カバーガラス及び前記撮像素子をモールド樹脂で覆って固定するモールド部と、を有し、
   前記撮像面の中心に前記単一レンズの光軸を一致させた前記単一レンズと前記素子カバーガラスとが接着用樹脂により固定され、
   前記単一レンズは、角柱状に形成され、被写体側の第１面が平面、撮像側の第２面が凸面を有するレンズにより構成され、
   前記単一レンズの中央部は、前記撮像側において、前記凸面のレンズ面を構成する略球面状に隆起した凸曲面を有し、
   前記単一レンズの周縁部は、端面が平面であり、かつ前記端面の全域において前記素子カバーガラスとの接着面を有し、
   前記単一レンズと接し、かつ、前記単一レンズからはみ出して表出する前記素子カバーガラスの枠状面は、前記モールド部に覆われる、
   内視鏡。
2. 請求項１に記載の内視鏡であって、
   前記単一レンズの前記光軸に対して垂直方向の外形状は長方形である、
   内視鏡。
3. 光軸に対して垂直方向の外形状が対向する長辺と短辺とが交互に並ぶ八角形の単一レンズと、
   前記光軸と垂直な方向の外形状が正方形であり、その一辺の長さが前記単一レンズの対向する一対の長辺間の距離と同一である撮像素子と、
   前記撮像素子の撮像面を覆い、前記光軸に対して垂直方向の外形状が前記撮像素子の外形状と同一の素子カバーガラスと、
   前記単一レンズの外周面、前記素子カバーガラス及び前記撮像素子をモールド樹脂で覆って固定するモールド部と、を有し、
   前記撮像面の中心に前記単一レンズの光軸を一致させた前記単一レンズと前記素子カバーガラスとが接着用樹脂により固定され、
   前記単一レンズは、八角柱状に形成され、被写体側の第１面が平面、撮像側の第２面が凸面を有するレンズにより構成され、
   前記単一レンズの中央部は、前記撮像側において、前記凸面のレンズ面を構成する略球面状に隆起した凸曲面を有し、
   前記単一レンズの周縁部は、端面が平面であり、かつ前記端面の全域において前記素子カバーガラスとの接着面を有し、
   前記単一レンズと接し、かつ、前記八角形の各短辺からはみ出して表出する前記素子カバーガラスの入隅面は、前記モールド部に覆われる、
   内視鏡。
4. 請求項３に記載の内視鏡であって、
   前記単一レンズは、前記光軸に対して垂直方向の外形状において、前記長辺に対して前記短辺が面取りされた構造を有する、
   内視鏡。

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