(57)【要約】  内視鏡用撮像ユニット１は、第１の平行平板ガラス１１を基体とする第１の光学素子１０と、第２の平行平板ガラス２１を基体とする第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との間の距離を規定する第１のスペーサ３０と、撮像素子５０と、第２の光学素子２０と撮像素子５０との間の距離を規定する第２のスペーサ４０と、を有し、第１の平行平板ガラス１１は、入光面１０ＳＡには樹脂レンズが配設されておらず、入光面１０ＳＡと対向する第２の主面１０ＳＢに負のパワーの樹脂レンズ１２が配設されており、第２の平行平板ガラス２１には正のパワーの樹脂レンズ２２が配設されており、側面が無機材料からなる封止部材６０により覆われており、光路空間が密封空間である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入光面である第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面とを有する第１の平行平板ガラスを基体とする第１の光学素子と、
第３の主面と前記第３の主面と対向する第４の主面とを有する第２の平行平板ガラスを基体とする第２の光学素子と、
前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間の距離を規定する第１のスペーサと
受光面と、前記受光面と対向する裏面とを有し、前記受光面に被写体像が結像される受光部を有する撮像素子と、
前記第２の光学素子と前記撮像素子との間の距離を規定する第２のスペーサと、を有する内視鏡用撮像ユニットであって、
光軸直交方向の断面の外形が同じ大きさの、前記第１の光学素子、前記第１のスペーサ、前記第２の光学素子および前記第２のスペーサと、前記撮像素子とが、積層されており、
前記第１の平行平板ガラスは、前記第１の主面には樹脂レンズが配設されておらず、前記第２の主面に負のパワーの樹脂レンズが配設されており、
前記第２の平行平板ガラスは、前記第３の主面または前記第４の主面の少なくともいずれかに正のパワーの樹脂レンズが配設されており、
さらに、前記内視鏡用撮像ユニットは、側面が無機材料からなる封止部材により覆われており、光路空間が密封空間であることを特徴とする内視鏡用撮像ユニット。
【請求項２】
前記第１の主面と前記受光面との間の光路の中央位置よりも、前記第１の主面に近い位置に、さらに明るさ絞りを有し、
前記受光面における像点の像高が、前記像点を通過する主光線が前記第1の主面と交差する点から光軸までの長さの９０％以上１１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項３】
前記撮像素子の光軸直交方向の断面の外形が前記第１の光学素子と同じ大きさであることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項４】
前記第１のスペーサは、フィルタであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項５】
前記密封空間の圧力が、０．１気圧以下であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項６】
前記密封空間に、大気圧超の不活性気体が充填されていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像ユニットを挿入部の先端硬性部に具備することを特徴とする内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡の硬性先端部に配設される、ウエハレベル積層体を含む内視鏡用撮像ユニット、および硬性先端部にウエハレベル積層体を含む内視鏡用撮像ユニットが配設された内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡の硬性先端部に配設される内視鏡用撮像ユニットは低侵襲化のため細径化が重要である。【０００３】
日本国特開２０１２−１８９９３号公報には、細径の撮像ユニットを効率良く製造する方法として、ウエハレベル積層体からなる撮像モジュールが開示されている。この撮像モジュールは、複数のレンズを含むレンズウエハと複数の撮像素子を含む撮像ウエハとを接合後に、切断し個片化することで作製されている。【０００４】
一方、日本国特開２００７−１８７８６４号公報には、ガラス製のレンズ基材に樹脂製のレンズを配設したハイブリッドレンズが開示されている。【０００５】
しかし、ハイブリッドレンズはガラスよりも信頼性の高くない樹脂を有するため、ハイブリッドレンズを含む内視鏡用撮像ユニットの信頼性を満足することは容易ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１８９９３号公報
【特許文献２】特開２００７−１８７８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態は、信頼性に優れた内視鏡用撮像ユニットおよび信頼性に優れた内視鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態の内視鏡用撮像ユニットは、入光面である第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有する第１の平行平板ガラスを基体とする第１の光学素子と、第３の主面と前記第３の主面と対向する第４の主面とを有する第２の平行平板ガラスを基体とする第２の光学素子と、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間の距離を規定する第１のスペーサと、受光面と前記受光面と対向する裏面とを有し前記受光面に被写体像が結像される受光部を有する撮像素子と、前記第２の光学素子と前記撮像素子との間の距離を規定する第２のスペーサと、を有する内視鏡用撮像ユニットであって、光軸直交方向の断面の外形が同じ大きさの、前記第１の光学素子、前記第１のスペーサ、前記第２の光学素子および前記第２のスペーサと、前記撮像素子とが、積層されており、前記第１の平行平板ガラスは前記第１の主面には樹脂レンズが配設されておらず前記第２の主面に負のパワーの樹脂レンズが配設されており、前記第２の平行平板ガラスは、前記第３の主面または前記第４の主面の少なくともいずれかに正のパワーの樹脂レンズが配設されており、さらに、前記内視鏡用撮像ユニットは、側面が無機材料からなる封止部材により覆われており、光路空間が密封空間である。【０００９】
別の実施形態の内視鏡は、挿入部の先端硬性部に内視鏡用撮像ユニットを具備し、前記内視鏡用撮像ユニット入光面である第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面とを有する第１の平行平板ガラスを基体とする第１の光学素子と、第３の主面と前記第３の主面と対向する第４の主面とを有する第２の平行平板ガラスを基体とする第２の光学素子と、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間の距離を規定する第１のスペーサと、受光面と前記受光面と対向する裏面とを有し、前記受光面に被写体像が結像される受光部を有する撮像素子と、前記第２の光学素子と前記撮像素子との間の距離を規定する第２のスペーサと、を有する内視鏡用撮像ユニットであって、光軸直交方向の断面の外形が同じ大きさの、前記第１の光学素子、前記第１のスペーサ、前記第２の光学素子および前記第２のスペーサと、前記撮像素子とが、積層されており、前記第１の平行平板ガラスは、前記第１の主面には樹脂レンズが配設されておらず、前記第２の主面に負のパワーの樹脂レンズが配設されており、前記第２の平行平板ガラスは、前記第３の主面または前記第４の主面の少なくともいずれかに正のパワーの樹脂レンズが配設されており、さらに、前記内視鏡用撮像ユニットは、側面が無機材料からなる封止部材により覆われており、光路空間が密封空間である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、信頼性に優れた内視鏡用撮像ユニットおよび信頼性および光学特性に優れた内視鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の内視鏡を含む内視鏡システムの斜視図である。
【図２】実施形態の撮像ユニットの斜視図である。
【図３】実施形態の撮像ユニットの図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】実施形態の撮像ユニットの分解図である。
【図５】実施形態の撮像ユニットの光路図である。
【図６】変形例１の撮像ユニットの斜視図である。
【図７】変形例２の撮像ユニットの断面図である。
【図８】変形例３、４の撮像ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜構成＞
図１に示すように、内視鏡用撮像ユニット１（以下、「撮像ユニット１」という）は内視鏡９の挿入部７３の硬性先端部７３Ａに配設される。
【００１３】
なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、夫々の部分の厚さの比率および相対角度などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、一部の構成要素の図示を省略する場合がある。
【００１４】
内視鏡９は、挿入部７３と、挿入部７３の基端部側に配設された把持部７４と、把持部７４から延設されたユニバーサルコード７４Ｂと、ユニバーサルコード７４Ｂの基端部側に配設されたコネクタ７４Ｃと、を具備する。挿入部７３は、撮像ユニット１が配設されている先端硬性部７３Ａと、先端部７３Ａの基端側に延設された湾曲自在で先端部７３Ａの方向を変えるための湾曲部７３Ｂと、湾曲部７３Ｂの基端側に延設された軟性部７３Ｃとを含む。
【００１５】
把持部７４には術者が湾曲部７３Ｂを操作するための操作部である回動するアングルノブ７４Ａが配設されている。
【００１６】
ユニバーサルコード７４Ｂは、コネクタ７４Ｃを介してプロセッサ７５Ａに接続される。プロセッサ７５Ａは内視鏡システム７０の全体を制御するとともに、撮像ユニット１が出力する撮像信号に信号処理を行い画像信号として出力する。モニタ７５Ｂは、プロセッサ７５Ａが出力する画像信号を内視鏡画像として表示する。なお、内視鏡９は軟性鏡であるが、湾曲部を有していれば硬性鏡でもよい。すなわち、軟性部等は実施形態の内視鏡の必須の構成要素ではない。
【００１７】
後述するように、撮像ユニット１では、第１の光学素子１０の第１の主面１０ＳＡだけが外部に露出した入光面であり、第１の光学素子１０の第２の主面１０ＳＢ、他の光学素子の主面および全ての光学素子の側面は外部に露出していない。
【００１８】
すなわち、図２〜図４に示す様に、撮像ユニット１は、第１の光学素子１０と、第２の光学素子２０と、第１のスペーサ３０と、第２のスペーサ４０と、カバーガラス５９が接着された撮像素子５０と、を有し、側面（外表面）が無機材料からなる封止部材６０により覆われている。
【００１９】
第１の光学素子１０は、先端硬性部７３Ａの先端において外部に露出するように配設される入光面である第１の主面１０ＳＡと、第１の主面１０ＳＡと対向する第２の主面１０ＳＢとを有する第１の平行平板ガラス１１を基体とする。第２の光学素子２０は、第３の主面２０ＳＡと、第３の主面２０ＳＡと対向する第４の主面２０ＳＢとを有する第２の平行平板ガラス２１を基体とする。第１のスペーサ３０は第１の光学素子１０と第２の光学素子２０との間の距離を規定する。
【００２０】
撮像素子５０は、受光面５０ＳＡと受光面５０ＳＡと対向する裏面５０ＳＢとを有し、受光面５０ＳＡに被写体像が結像される、ＣＣＤ等からなる受光部５１を有する。裏面５０ＳＢには貫通配線（不図示）を介して受光部５１と接続されている外部電極５２が配設されている。撮像素子５０は、外部電極５２に接続された配線を介して駆動信号を受信し撮像信号を送信する。
【００２１】
第２のスペーサ４０は第２の光学素子２０と撮像素子５０との間の距離を規定する。第１のスペーサ３０および第２のスペーサ４０は光路となる空間（貫通孔）を構成する側壁を構成している、例えば金属またはシリコンからなる。
【００２２】
第１の光学素子１０、第１のスペーサ３０、第２の光学素子２０、第２のスペーサ４０および撮像素子５０は、光軸Ｏに直交する方向の断面の外形形状が同じ大きさの矩形である。このため、第１の光学素子１０、第１のスペーサ３０、第２の光学素子２０、第２のスペーサ４０およびカバーガラス５９が接着された撮像素子５０は、積層され接着されて直方体の撮像ユニット１を構成している。
【００２３】
光学ガラスからなる第１の平行平板ガラス１１は、第１の主面１０ＳＡには樹脂レンズが配設されていないが、第２の主面１０ＳＢには負のパワーの樹脂レンズ１２が配設されている。光学ガラスからなる第２の平行平板ガラス２１には、第４の主面２０ＳＢに正のパワーの樹脂レンズ２２が配設されている。すなわち、第１の光学素子１０および第２の光学素子２０は、ガラス基体と樹脂レンズとを有するハイブリッドレンズ素子である。
【００２４】
第１の光学素子１０と第１のスペーサ３０との間にはフレア絞り３１が配設されており、第１のスペーサ３０と第２の光学素子２０との間には明るさ絞り３２が配設されている。フレア絞り３１は、ゴーストやフレア等の不要光をカットする。
【００２５】
なお、フレア絞り３１および明るさ絞り３２にも厚さがあるため、厳密には、第１の光学素子１０と第２の光学素子２０との間の距離は、第１のスペーサ３０、フレア絞り３１および明るさ絞り３２により規定されている。
【００２６】
中央に円形の開口を有するフレア絞り３１および明るさ絞り３２は、蒸着法またはスパッタ法等による金属膜のコーティング、黒色塗料を用いたスクリーン印刷やインクジェットによる印刷、または、金属箔の加工等により作製される。
【００２７】
そして、撮像ユニット１は側面が無機材料からなる封止部材６０により覆われており、光路空間が密封空間である。
【００２８】
封止部材６０は、酸素透過度および水蒸気透過度が、樹脂等の有機物よりも小さい、無機材料からなる。封止部材６０は、特に、窒化シリコン、または、酸化シリコン等の無機材料膜、または、金属膜から構成されていることが、好ましい。
【００２９】
なお、封止部材６０が透明膜の場合には、撮像ユニット１の側面だけでなく、第１の平行平板ガラス１１の第１の主面１０ＳＡまで封止部材６０で覆われていてもよい。すなわち、封止部材６０は少なくとも撮像ユニット１の側面を覆っていればよい。
【００３０】
封止部材６０は、スパッタ法、ＣＤＶ法、または、めっき法により撮像ユニット１の側面に配設される。封止部材６０の厚さは、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。前記下限以上であれば光路空間を酸素および水蒸気に対して確実に密封でき、前記上限以下であれば撮像ユニット１の細径化を妨げることがない。
【００３１】
撮像ユニット１は、先端硬性部７３Ａに配設されると、樹脂レンズが配設されていない第１の平行平板ガラス１１の第１の主面１０ＳＡだけが外部に露出している外面となる。さらに、樹脂レンズ１２、２２が配設されている光路空間は、側面が無機材料からなる封止部材６０に覆われているため、外部と遮断された密封空間である。このため、撮像ユニット１は、ガラスと比較すると信頼性に劣る樹脂からなるレンズ１２、２２を有するが信頼性に優れている。
【００３２】
そして撮像ユニット１を先端硬性部７３Ａに具備する内視鏡９は、無機材料と比較すると信頼性に劣る樹脂からなるレンズ１２、２２を有するが、信頼性に優れている。
【００３３】
なお、図５に示す様に、撮像ユニット１では、第１の光学素子１０の第１の主面１０ＳＡと、撮像素子５０の受光面５０ＳＡとの間の光路である光軸Ｏの中央位置をＯＭとしたときに（光軸光路長Ｌに対して、中央位置ＯＭは０．５Ｌに位置している）、中央位置ＯＭよりも第１の主面１０ＳＡに近い位置に明るさ絞り３２が配設されている。なお、レンズ２２は明るさ絞り３２よりも撮像素子５０に近い位置に配設されている。
【００３４】
そして、受光面５０ＳＡにおける像点の像高ｙ５０が、前記像点を通過する主光線ＫＬが第１の主面１０ＳＡと交差する点から光軸Ｏまでの長さｙ１０と略同じ、または大きい。すなわち、入光面１０ＳＡの面積は、受光面５０ＳＡの面積とが略同じ、または小さい。
【００３５】
ここで、主光線ＫＬとは、光学系を通過する光線束を取り扱うとき、その光学系の絞りの中心を通る光線を言う。
【００３６】
光学絞り３１の配設位置および前記像高が上述の撮像ユニット１は、光軸Ｏに直交する断面の形状および大きさが、どこをとっても同じ細長い直方体であるが、入光面１０ＳＡから入射した光線を効率良く受光面５０ＳＡに結像できる。すなわち、撮像ユニット１は、光軸直交方向の断面の面積が、受光面５０ＳＡの面積と略同じ、または小さい光学系を有する。
【００３７】
なお、上記説明では、第４の主面２０ＳＢに樹脂レンズ２２が配設された第２の光学部材２０を有する撮像ユニット１を例に説明したが、第２の光学部材２０の第３の主面２０ＳＡにも樹脂レンズが配設されていてもよいし、第３の主面２０ＳＡおよび第４の主面２０ＳＢに樹脂レンズが配設されていてもよい。
【００３８】
また、第１の光学素子１０および第２の光学素子２０を含む撮像ユニット１を例に説明したが、更に樹脂レンズを含む第３の光学素子を含んでいてもよい。すなわち、樹脂レンズ、光学素子、スペーサおよび絞りの数および構成は実施形態の撮像ユニット１の数および構成に限定されるものではない。
【００３９】
ただし、本発明に係る撮像ユニットにおいては、負のパワーの樹脂レンズを通過した光が正のパワーの樹脂レンズを介して受光面に結像される構成、および、外部に露出している光学素子の入光面（外面）には樹脂レンズが配設されていない構成、および、側面が無機材料からなる封止部材６０に覆われている構成は、必須である。
【００４０】
＜撮像ユニットの製造方法＞
次に、撮像ユニット１の製造方法について簡単に説明する。
【００４１】
撮像ユニット１は、それぞれに複数の機能素子がマトリックス状に配置されている素子ウエハを積層した接合ウエハを切断し個片化することで製造されるウエハレベル撮像ユニットである。素子ウエハの接着には樹脂接着剤等を用いる。
【００４２】
例えば、複数の第１の光学素子１０が配置されている素子ウエハは、ガラスウエハの一面（第２の主面）に、樹脂レンズ１２を配設することで作製される。樹脂レンズの樹脂にはエネルギー硬化型樹脂を用いることが好ましい。
【００４３】
エネルギー硬化型樹脂は、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り、架橋反応あるいは重合反応が進む。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。
【００４４】
未硬化で液体状またはゲル状の樹脂をガラスウエハに配設し、所定の内面形状の凹部のある金型を押し当てた状態で、紫外線を照射す樹脂を硬化することで作製される。なお、ガラスと樹脂の界面密着強度を向上させるために、樹脂配設前のガラスウエハにシランカップリング処理等を行うことが好ましい。
【００４５】
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、非球面レンズも容易に作製できる。
【００４６】
切断により個片化された撮像ユニット１は直方体であり、切断面である光路に平行な四側面には接着樹脂等が露出している。光路空間は接合ウエハ作製時に接着剤樹脂により密封される。しかし、有機物である樹脂による密封は十分ではない。しかし、撮像ユニット１の側面は接着樹脂等よりも酸素透過度および水蒸気透過度が低い無機材料からなる封止部材６０に覆われているため、光路空間の密封が担保され、光路空間への酸素および水分の進入が確実に防止されている。
【００４７】
封止部材６０は、それぞれの撮像ユニット１に完全に個片化した後に平面である側面に配設してもよいが、接合ウエハ状態で配設することが好ましい。例えば、ダイシングテープ等に固定された切断された接合ウエハの切りしろの壁面に、ＣＶＤ法またはめっき法等により封止部材６０をコーティングすることで複数の撮像ユニット１の側面に同時に封止部材６０を配設することができる。
【００４８】
なお、撮像ユニット１は直方体であったが、切断時または切断後の加工により、六角柱等の多角柱または円柱であってもよい。
【００４９】
＜実施形態の変形例＞
次に実施形態の撮像ユニット１の変形例の撮像ユニットについて説明する。変形例の撮像ユニットは、撮像ユニット１と類似し同じ効果を有するため、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。
【００５０】
＜変形例１＞
図６に示す様に、変形例１の撮像ユニット１Ａでは、第１の光学素子１０と、第２の光学素子２０と、第１のスペーサ３０と、第２のスペーサ４０と、を含み側面が無機材料からなる封止部材６０で覆われているレンズユニット２Ａが、光軸方向の断面の大きさがレンズユニット２Ａよりも大きい、カバーガラス５９Ａを含む撮像素子５０Ａと、を有する。
【００５１】
撮像ユニット１Ａの製造方法では、接合ウエハ作製時に、カバーガラス５９が接着された複数の撮像素子５０Ａを含む撮像ウエハは積層されない。そして接合ウエハの切断により個片化された複数のレンズユニット２Ａが撮像ウエハに配設されてから、切断されることで撮像ユニット１Ａに個片化される。
【００５２】
撮像ウエハの複数の撮像素子５０Ａのうち、検査により良品と判定された撮像素子５０Ａにだけレンズユニット２Ａが配設される。このため、配設されたレンズユニット２Ａが無駄になることがないため、撮像ユニット１Ａは撮像ユニット１よりも低コストで生産できる。
【００５３】
なお、撮像ウエハを切断し撮像素子に個片化してから、複数のレンズユニット２Ａを含む接合ウエハに配設し、個片化してもよい。さらに撮像ウエハを切断し撮像素子に個片化してから、撮像素子にレンズユニット２Ａを配設してもよい。これらの場合には、光軸方向の断面の大きさがレンズユニット２Ａよりも小さい撮像素子を含む撮像ユニットであってもよい。すなわち、撮像素子とレンズユニット２Ａとの光軸直交方向の断面の大きさは同じでもよいし、一方が大きくてもよい。
【００５４】
＜変形例２＞
図７に示す様に、変形例２の撮像ユニット１Ｂでは、第１のスペーサが、不要な赤外線（例えば波長７００ｎｍ以上の光）を除去する赤外線カットフィルタ３０Ｂである。すなわち、赤外線カットフィルタ３０Ｂを所定の厚さとすることで、第１の光学素子１０と第２の光学素子２０との間の距離を規定するスペーサ機能を赤外線カットフィルタ３０Ｂが有している。
【００５５】
なお、スペーサ機能を有するフィルタとしては、所定波長の光だけを透過し、不要波長の光をカットするバンドパスフィルタ等でもよい。また、第２のスペーサがフィルタでもよいし、スペーサの一部がフィルタと置換されていてもよい。
【００５６】
＜変形例３＞
図８に示す様に、変形例３の撮像ユニット１Ｃの構成は、撮像ユニット１と同じように見える。しかし、撮像ユニット１Ｃでは、光路空間Ｓ３０、Ｓ４０の圧力が０．１気圧以下である。
【００５７】
撮像ユニット１Ｃの製造方法では、接合ウエハが、０．１気圧以下の減圧雰囲気で行われる。圧力の下限は生産性の観点から例えば、０．００１気圧である。もちろん、樹脂レンズ１２、２２は、減圧した気圧において光線が所定の屈折をするように曲面が設計されている
撮像ユニット１Ｃは、樹脂レンズの周囲の光路空間Ｓ３０、Ｓ４０の酸素濃度が低いため、樹脂レンズ１２，２２が劣化しにくく、撮像ユニット１等よりも更に信頼性に優れている。
【００５８】
＜変形例４＞
図８に示す様に、変形例４の撮像ユニット１Ｄの構成は、撮像ユニット１、１Ｃと同じように見える。しかし、撮像ユニット１Ｄでは、光路空間Ｓ３０、Ｓ４０に大気圧超の不活性気体が充填されている。もちろん、樹脂レンズ１２、２２は、大気圧超の不活性気体において光線が所定の屈折をするように曲面が設計されている。
【００５９】
撮像ユニット１Ｄの製造方法では、接合ウエハが、大気圧超の不活性気体、例えば、１．１気圧の窒素雰囲気で行われる。不活性気体としては、アルゴン等でもよく、圧力は１．０１気圧以上２気圧以下が好ましい。圧力が前記範囲以上であれば、外部の気体（空気）が進入するおそれが低く、前記範囲以下であれば製造が容易である。
【００６０】
撮像ユニット１Ｄは、樹脂レンズの周囲の光路空間Ｓ３０、Ｓ４０に、外部から気体（空気／水蒸気）が進入するおそれが、撮像ユニット１より低いため、より信頼性に優れている。
【００６１】
なお、変形例１〜４の撮像ユニット１Ａ〜１Ｄを先端硬性部に有する内視鏡が、内視鏡９の効果および、それぞれの撮像ユニット独特の効果を有する。
【００６２】
また、いずれかのスペーサがフィルタである撮像ユニットにおいても、光路空間の圧力が、０．１気圧以下または光路空間に大気圧超の不活性気体が充填されていれば、撮像ユニット１Ｃまたは撮像ユニット１Ｄの効果を有することは言うまでも無い。
【００６３】
すなわち、本発明は、上述した実施形態等に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせおよび応用が可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１、１Ａ〜１Ｄ・・・内視鏡用撮像ユニット
２Ａ・・・レンズユニット
９・・・内視鏡
１０・・・第１の光学素子
１０ＳＡ・・・入光面（第１の主面）
１０ＳＢ・・・第２の主面
１１・・・平行平板ガラス
１２・・・樹脂レンズ
２０・・・光学素子
２０・・・平行平板ガラス
２０ＳＡ・・・第３の主面
２０ＳＢ・・・第４の主面
２１・・・平行平板ガラス
２２・・・樹脂レンズ
３０・・・スペーサ
３０Ｂ・・・赤外線カットフィルタ
５０・・・撮像素子
５０ＳＡ・・・受光面面
６０・・・封止部材
７０・・・内視鏡システム
７３Ａ・・・硬性先端部
【図１】
2017203594.tif 000003
【図２】
2017203594.tif 000004
【図３】
2017203594.tif 000005
【図４】
2017203594.tif 000006
【図５】
2017203594.tif 000007
【図６】
2017203594.tif 000008
【図７】
2017203594.tif 000009
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年6月2日(2017.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入光面である第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面とを有する第１の平行平板ガラスを基体とする第１の光学素子と、
第３の主面と前記第３の主面と対向する第４の主面とを有する第２の平行平板ガラスを基体とする第２の光学素子と、
前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間の距離を規定する第１のスペーサと
受光面と、前記受光面と対向する裏面とを有し、前記受光面に被写体像が結像される受光部を有する撮像素子と、
前記第２の光学素子と前記撮像素子との間の距離を規定する第２のスペーサと、を有する内視鏡用撮像ユニットであって、
光軸直交方向の断面の外形が同じ大きさの、前記第１の光学素子、前記第１のスペーサ、前記第２の光学素子および前記第２のスペーサと、前記撮像素子とが、積層されており、
前記第１の平行平板ガラスは、前記第１の主面には樹脂レンズが配設されておらず、前記第２の主面に負のパワーの樹脂レンズが配設されており、
前記第２の平行平板ガラスは、前記第３の主面または前記第４の主面の少なくともいずれかに正のパワーの樹脂レンズが配設されており、
さらに、前記内視鏡用撮像ユニットは、側面が無機材料からなる封止部材により覆われており、
前記第１の光学素子と第２の光学素子との間に明るさ絞りが配設されており、
光路空間が密封空間であることを特徴とする内視鏡用撮像ユニット。
【請求項２】
前記第１の主面と前記受光面との間の光路の中央位置よりも、前記第１の主面に近い位置に、さらに明るさ絞りを有し、
前記受光面における像点の像高が、前記像点を通過する主光線が前記第１の主面と交差する点から光軸までの長さの９０％以上１１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項３】
前記撮像素子の光軸直交方向の断面の外形が前記第１の光学素子と同じ大きさであることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項４】
前記第１のスペーサは、フィルタであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項５】
前記密封空間の圧力が、０．１気圧以下であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項６】
前記密封空間に、大気圧超の不活性気体が充填されていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像ユニットを挿入部の先端硬性部に具備することを特徴とする内視鏡。
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月18日(2018.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
日本国特開２０１２−１８９９３号公報には、細径の撮像ユニットを効率良く製造する方法として、ウエハレベル積層体からなる撮像モジュールが開示されている。この撮像モジュールは、複数のレンズを含むレンズウエハと複数の撮像素子を含む撮像ウエハとを接合後に、切断しウエハレベル積層体に個片化することで作製されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の実施形態の内視鏡用撮像ユニットは、入光面である第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有する第１の平行平板ガラスを基体とする第１の光学素子と、第３の主面と前記第３の主面と対向する第４の主面とを有する第２の平行平板ガラスを基体とする第２の光学素子と、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間の距離を規定する第１のスペーサと、受光面と前記受光面と対向する裏面とを有し前記受光面に被写体像が結像される受光部を有する撮像素子と、前記第２の光学素子と前記撮像素子との間の距離を規定する第２のスペーサと、を有する内視鏡用撮像ユニットであって、光軸直交方向の断面の外形が同じ大きさの、前記第１の光学素子、前記第１のスペーサ、前記第２の光学素子および前記第２のスペーサと、前記撮像素子とが、積層されており、前記第１の平行平板ガラスは前記第１の主面には樹脂レンズが配設されておらず前記第２の主面に負のパワーの樹脂レンズが配設されており、前記第２の平行平板ガラスは、前記第３の主面および前記第４の主面の少なくともいずれかに正のパワーの樹脂レンズが配設されており、さらに、前記内視鏡用撮像ユニットは、側面が無機材料からなる封止部材により覆われており、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間に明るさ絞りが配設されており、光路空間が密封空間である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
別の実施形態の内視鏡は、挿入部の先端硬性部に内視鏡用撮像ユニットを具備し、前記内視鏡用撮像ユニット入光面である第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面とを有する第１の平行平板ガラスを基体とする第１の光学素子と、第３の主面と前記第３の主面と対向する第４の主面とを有する第２の平行平板ガラスを基体とする第２の光学素子と、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間の距離を規定する第１のスペーサと、受光面と前記受光面と対向する裏面とを有し、前記受光面に被写体像が結像される受光部を有する撮像素子と、前記第２の光学素子と前記撮像素子との間の距離を規定する第２のスペーサと、を有する内視鏡用撮像ユニットであって、光軸直交方向の断面の外形が同じ大きさの、前記第１の光学素子、前記第１のスペーサ、前記第２の光学素子および前記第２のスペーサと、前記撮像素子とが、積層されており、前記第１の平行平板ガラスは、前記第１の主面には樹脂レンズが配設されておらず、前記第２の主面に負のパワーの樹脂レンズが配設されており、前記第２の平行平板ガラスは、前記第３の主面および前記第４の主面の少なくともいずれかに正のパワーの樹脂レンズが配設されており、さらに、前記内視鏡用撮像ユニットは、側面が無機材料からなる封止部材により覆われており、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間に明るさ絞りが配設されており、光路空間が密封空間である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
そして、撮像ユニット１は全ての側面が無機材料からなる封止部材６０により覆われており、光路空間が密封空間である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
＜変形例３＞
図８に示す様に、変形例３の撮像ユニット１Ｃの構成は、撮像ユニット１と同じように見える。しかし、撮像ユニット１Ｃでは、密閉空間である光路空間Ｓ３０、Ｓ４０の圧力が０．１気圧以下である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入光面である第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面とを有する第１の平行平板ガラスを基体とする第１の光学素子と、
第３の主面と前記第３の主面と対向する第４の主面とを有する第２の平行平板ガラスを基体とする第２の光学素子と、
前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間の距離を規定する第１のスペーサと
受光面と、前記受光面と対向する裏面とを有し、前記受光面に被写体像が結像される受光部を有する撮像素子と、
前記第２の光学素子と前記撮像素子との間の距離を規定する第２のスペーサと、を有する内視鏡用撮像ユニットであって、
光軸直交方向の断面の外形が同じ大きさの、前記第１の光学素子、前記第１のスペーサ、前記第２の光学素子および前記第２のスペーサと、前記撮像素子とが、積層されており、
前記第１の平行平板ガラスは、前記第１の主面には樹脂レンズが配設されておらず、前記第２の主面に負のパワーの樹脂レンズが配設されており、
前記第２の平行平板ガラスは、前記第３の主面および前記第４の主面の少なくともいずれかに正のパワーの樹脂レンズが配設されており、
さらに、前記内視鏡用撮像ユニットは、側面が無機材料からなる封止部材により覆われており、
前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間に明るさ絞りが配設されており、
光路空間が密封空間であることを特徴とする内視鏡用撮像ユニット。
【請求項２】
前記第１の主面と前記受光面との間の光路の中央位置よりも、前記第１の主面に近い位置に、さらに明るさ絞りを有し、
前記受光面における像点の像高が、前記像点を通過する主光線が前記第1の主面と交差する点から光軸までの長さの９０％以上１１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項３】
前記撮像素子の光軸直交方向の断面の外形が前記第１の光学素子と同じ大きさであることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項４】
前記第１のスペーサは、フィルタであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項５】
前記密封空間の圧力が、０．１気圧以下であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項６】
前記密封空間に、大気圧超の不活性気体が充填されていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像ユニット。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像ユニットを挿入部の先端硬性部に具備することを特徴とする内視鏡。
【国際調査報告】
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