(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上のレンズと、前記レンズを通過した光が入射し、入射した光を入射方向とは異なる方向に出射するプリズムと、を有する撮像光学系と、
前記プリズムから出射された光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像光学系を保持するホルダと、
前記ホルダに前記プリズムを固定する固定部材と、
を備え、
前記プリズムは、入射面を底面として前記入射面に対して垂直に延びる柱体部分を有し、
前記柱体部分の一部であって前記入射面を含む入射側端部の屈折率は、当該入射側端部を除いた前記プリズムの残余部分の屈折率より大きく、
前記ホルダは、前記入射側端部及び前記残余部分をいずれも含む前記柱体部分の少なくとも一部が挿嵌される筒状に形成された嵌合部を有し、
前記プリズムの入射面の輪郭は、同一円における一つ以上の弧及び一つ以上の弦を含み、
前記ホルダの前記嵌合部の内周面は、前記レンズの光軸と同軸の円筒面に形成されており、
前記固定部材は、前記嵌合部の内周面の中心軸と直交する方向に変位可能に前記嵌合部に支持され、前記嵌合部の内周面の中心軸と平行な平面であって前記プリズムの前記入射面の輪郭に含まれる前記弦を一辺とした前記柱体部分の側面に当接する当接面を有する内視鏡用撮像装置。
【請求項２】
一つ以上のレンズと、前記レンズを通過した光が入射し、入射した光を入射方向とは異なる方向に出射するプリズムと、を有する撮像光学系と、
前記プリズムから出射された光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像光学系を保持するホルダと、
前記ホルダに前記プリズムを固定する固定部材と、
を備え、
前記プリズムは、入射面を底面として前記入射面に対して垂直に延びる柱体部分を有し、
前記柱体部分の一部であって前記入射面を含む入射側端部の分光透過率は、当該入射側端部を除いた前記プリズムの残余部分の分光透過率と異なり、前記プリズムに入射する光の一部の波長域に対する前記入射側端部の透過率は前記残余部分の透過率に比べて小さく、
前記ホルダは、前記入射側端部及び前記残余部分をいずれも含む前記柱体部分の少なくとも一部が挿嵌される筒状に形成された嵌合部を有し、
前記プリズムの入射面の輪郭は、同一円における一つ以上の弧及び一つ以上の弦を含み、
前記ホルダの前記嵌合部の内周面は、前記レンズの光軸と同軸の円筒面に形成されており、
前記固定部材は、前記嵌合部の内周面の中心軸と直交する方向に変位可能に前記嵌合部に支持され、前記嵌合部の内周面の中心軸と平行な平面であって前記プリズムの前記入射面の輪郭に含まれる前記弦を一辺とした前記柱体部分の側面に当接する当接面を有する内視鏡用撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の内視鏡用撮像装置であって、
前記プリズムは、前記入射側端部を構成する第１プリズム部材と、前記残余部分を構成する第２プリズム部材とが一体化されたものであり、
前記第１プリズム部材及び前記第２プリズム部材は、互いに異なる光学材料からなる内視鏡用撮像装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項記載の内視鏡用撮像装置であって、
前記プリズムの出射面は、前記固定部材が当接する前記プリズムの前記柱体部分の前記側面と平行である内視鏡用撮像装置。
【請求項５】
請求項４記載の内視鏡用撮像装置であって、
前記プリズムの前記入射面の輪郭は、同一円における二つの弧及び該弧それぞれの端点間に跨る互いに平行な二つの弦からなり、
前記プリズムは、前記入射面を底面として前記入射面に対して垂直に延びる柱体において前記入射面とは反対側の底面部分が当該柱体の軸と交差し且つ前記入射面の輪郭に含まれる前記弦と平行な切断面にて除去されてなる切頭柱体であって、
前記入射面の輪郭に含まれる一方の前記弦を一辺とした前記プリズムの側面が前記出射面とされている内視鏡用撮像装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項記載の内視鏡用撮像装置であって、
前記固定部材及び前記ホルダの前記嵌合部には、ねじ部がそれぞれ形成されており、当該ねじ部の螺合によって前記固定部材は前記嵌合部の内周面の中心軸と直交する方向に変位可能に前記嵌合部に支持されている内視鏡用撮像装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項記載の内視鏡用撮像装置であって、
前記プリズムの前記柱体部分の側面と前記嵌合部の内周面とは接着されている内視鏡用撮像装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項記載の内視鏡用撮像装置を挿入部の先端部に備えた内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡用撮像装置及び内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡の挿入部の先端部に搭載される撮像装置として、撮像光学系にプリズムを含み、撮像光学系を通過した光を光電変換する撮像素子が挿入部の長手軸と略平行に配置される内視鏡用撮像装置が知られている（例えば、特許文献１から特許文献４参照）。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２にそれぞれ記載された内視鏡用撮像装置では、プリズムは、撮像光学系のレンズを収納したレンズ保持枠及びこのレンズ保持枠を保持するプリズム保持枠の外側に配置され、プリズム保持枠の出射側の端面に接合されている。
【０００４】
特許文献３に記載された内視鏡用撮像装置では、撮像光学系のレンズを収納したレンズホルダ及びレンズホルダを保持する撮像ホルダが円筒状にそれぞれ形成されており、プリズムは円柱状部材を用いて形成されている。レンズホルダの出射側端部は撮像ホルダのレンズ側開口部に挿し込まれて撮像ホルダに嵌合しており、プリズムの入射側端部もまた撮像ホルダのプリズム側開口部に挿し込まれて撮像ホルダに嵌合している。
【０００５】
特許文献４に記載された内視鏡用撮像装置では、プリズムは、撮像光学系のレンズを収納したレンズ保持枠及びこのレンズ保持枠を保持するプリズム保持枠の外側に配置され、四角柱状の光学的ローパスフィルタを介してプリズム保持枠の出射側の端面に接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−１０６０５５号公報
【特許文献２】国際公開２０１１／０９２９０１号
【特許文献３】特開２０１３−９９４７７号公報
【特許文献４】特開平０３−１４１９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
内視鏡の挿入部の細径化が求められ、挿入部の細径化の求めに応じて挿入部の先端部に搭載される撮像装置にも小型化が求められるが、撮像装置の小型化に伴い、撮像装置を構成する要素間の位置決め精度及び接合強度の確保が困難となる。
【０００８】
特許文献１及び特許文献２にそれぞれ記載された内視鏡用撮像装置では、撮像装置の小型化に伴い、プリズム保持枠の端面に接合されるプリズムのプリズム保持枠に対する位置決め精度の低下が懸念され、また、プリズム保持枠の端面の面積の減少に起因してプリズムのプリズム保持枠に対する接合強度の低下が懸念される。
【０００９】
特許文献３に記載された内視鏡用撮像装置では、レンズホルダの及びプリズムが撮像ホルダにそれぞれ嵌合することにより、プリズムの撮像ホルダに対する位置決め精度及び撮像ホルダに保持されたレンズホルダの光軸中心に対する位置決め精度の向上が望め、また、互いに嵌合するプリズムの外周面と撮像ホルダの内周面との接触により、プリズムの撮像ホルダに対する接合強度の向上も望める。
【００１０】
しかし、プリズムに撮像ホルダとの嵌合部を設けることに起因して、プリズムの反射面が嵌合部の厚みだけレンズホルダの光軸方向に後退し、撮像光学系のバックフォーカスが延長される。そして、特許文献４に記載された内視鏡用撮像装置のように、撮像ホルダとプリズムとの間に、光学的ローパスフィルタのようなプリズムとは光学特性が異なる光学部材を配置した場合に、バックフォーカスがさらに延長される。そして、バックフォーカスが延長されると、撮像光学系の収差が悪化する虞がある。
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、プリズムのホルダに対する位置決め精度及び接合強度を高めることができ、且つ収差の悪化を抑制して撮像光学系の光学性能を高め又は撮像光学系に新たな光学機能を付加できる内視鏡用撮像装置及び内視鏡を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様の内視鏡用撮像装置は、一つ以上のレンズと、上記レンズを通過した光が入射し、入射した光を入射方向とは異なる方向に出射するプリズムと、を有する撮像光学系と、上記プリズムから出射された光を光電変換する撮像素子と、上記撮像光学系を保持するホルダと、上記ホルダに前記プリズムを固定する固定部材と、を備え、上記プリズムは、入射面を底面として上記入射面に対して垂直に延びる柱体部分を有し、上記柱体部分の一部であって上記入射面を含む入射側端部の屈折率は、入射側端部を除いた上記プリズムの残余部分の屈折率より大きく、上記ホルダは、上記入射側端部及び上記残余部分をいずれも含む上記柱体部分の少なくとも一部が挿嵌される筒状に形成された嵌合部を有し、上記プリズムの入射面の輪郭は、同一円における一つ以上の弧及び一つ以上の弦を含み、上記ホルダの上記嵌合部の内周面は、上記レンズの光軸と同軸の円筒面に形成されており、上記固定部材は、上記嵌合部の内周面の中心軸と直交する方向に変位可能に上記嵌合部に支持され、上記嵌合部の内周面の中心軸と平行な平面であって上記プリズムの上記入射面の輪郭に含まれる上記弦を一辺とした上記柱体部分の側面に当接する当接面を有する。
また、本発明の一態様の内視鏡用撮像装置は、一つ以上のレンズと、上記レンズを通過した光が入射し、入射した光を入射方向とは異なる方向に出射するプリズムと、を有する撮像光学系と、上記プリズムから出射された光を光電変換する撮像素子と、上記撮像光学系を保持するホルダと、上記ホルダに前記プリズムを固定する固定部材と、を備え、上記プリズムは、入射面を底面として上記入射面に対して垂直に延びる柱体部分を有し、上記柱体部分の一部であって上記入射面を含む入射側端部の分光透過率は、入射側端部を除いた上記プリズムの残余部分の分光透過率と異なり、上記プリズムに入射する光の一部の波長域に対する上記入射側端部の透過率は上記残余部分の透過率に比べて小さく、上記ホルダは、上記入射側端部及び上記残余部分をいずれも含む上記柱体部分の少なくとも一部が挿嵌される筒状に形成された嵌合部を有し、上記プリズムの入射面の輪郭は、同一円における一つ以上の弧及び一つ以上の弦を含み、上記ホルダの上記嵌合部の内周面は、上記レンズの光軸と同軸の円筒面に形成されており、上記固定部材は、上記嵌合部の内周面の中心軸と直交する方向に変位可能に上記嵌合部に支持され、上記嵌合部の内周面の中心軸と平行な平面であって上記プリズムの上記入射面の輪郭に含まれる上記弦を一辺とした上記柱体部分の側面に当接する当接面を有する。
【００１３】
また、本発明の一態様の内視鏡は、上記内視鏡用撮像装置を挿入部の先端部に備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プリズムのホルダに対する位置決め精度及び接合強度を高めることができ、且つ収差の悪化を抑制して撮像光学系の光学性能を高め又は撮像光学系に新たな光学機能を付加できる内視鏡用撮像装置及び内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態を説明するための、内視鏡システムの一例の構成図である。
【図２】図１の内視鏡の挿入部の先端部に搭載される内視鏡用撮像装置の斜視図である。
【図３】図２の内視鏡用撮像装置の断面図である。
【図４】図２の内視鏡用撮像装置のプリズムの斜視図である。
【図５】図４のプリズムの正面図である。
【図６】図４のプリズムの側面図である。
【図７】図２の内視鏡用撮像装置のホルダの斜視図である。
【図８】図７のホルダの縦断面図である。
【図９】図７のホルダの横断面図である。
【図１０】図２の内視鏡用撮像装置の固定部材の機能を示す模式図である。
【図１１】図４のプリズムの変形例の斜視図である。
【図１２】図１１のプリズムの側面図である。
【図１３】図４のプリズムの機能を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態を説明するための、内視鏡システムの一例を示す。
【００１７】
内視鏡システム１は、内視鏡２と、光源ユニット３と、プロセッサユニット４とを備える。内視鏡２は、被検体内に挿入される挿入部６と、挿入部６に連なる操作部７と、操作部７から延びるユニバーサルコード８とを有し、挿入部６は、先端部１０と、先端部１０に連なる湾曲部１１と、湾曲部１１と操作部７とを繋ぐ軟性部１２とで構成されている。
【００１８】
先端部１０には、観察部位を照明するための照明光を出射する照明光学系と、撮像光学系及び撮像素子を含む撮像装置が設けられている。湾曲部１１は挿入部６の長手軸と直交する方向に湾曲可能に構成されており、湾曲部１１の湾曲動作は操作部７にて操作される。また、軟性部１２は、挿入部６の挿入経路の形状に倣って変形可能な程に比較的柔軟に構成されている。
【００１９】
操作部７には、先端部１０に搭載される撮像装置の撮像動作を操作するボタン、及び湾曲部１１の湾曲動作を操作する回転ノブが設けられている。また、操作部７には、電気メスなどの処置具が挿入される処置具挿入口１３も設けられており、挿入部６の内部には、処置具が挿通される処置具チャンネル１４が処置具挿入口１３から先端部１０に亘って設けられている。
【００２０】
挿入部６及び操作部７並びにユニバーサルコード８の内部にはライトガイド及び電線群が設けられ、ユニバーサルコード８の末端にはコネクタ９が設けられている。内視鏡２は、コネクタ９を介して、光源ユニット３及びプロセッサユニット４と接続される。
【００２１】
光源ユニット３によって生成される照明光は、上記ライトガイドを介して先端部１０の照明光学系に導光され、照明光学系から出射される。また、先端部１０の撮像装置の電力及び撮像装置から出力される映像信号は、上記電線群を介してプロセッサユニット４と撮像装置との間で伝送される。プロセッサユニット４は、入力された映像信号を処理して観察部位の映像データを生成し、生成した映像データをモニタ５に表示させ、また記録する。
【００２２】
図２及び図３は、挿入部６の先端部１０に搭載された撮像装置の構成を示す。
【００２３】
先端部１０に搭載された撮像装置２０は、撮像光学系２１と、撮像素子２２と、ホルダ２３と、固定部材２４とを備える。
【００２４】
撮像光学系２１は、一つ以上のレンズ３０と、プリズム３１とを有する。
【００２５】
レンズ３０それぞれの光軸は互いに揃えられ、撮像装置２０が挿入部６の先端部１０に搭載された状態において、レンズ３０の光軸は挿入部６の長手軸と平行に配置される。
【００２６】
プリズム３１は、レンズ３０を通過した光が入射する入射面４０と、入射面４０に入射した光を入射面４０への入射方向とは異なる方向に反射する反射面４１と、反射面４１によって反射された光を出射する出射面４２とを有する。
【００２７】
入射面４０はレンズ３０の光軸と垂直に配置され、反射面４１は光軸に対して傾斜して配置されており、図示の例では４５°の角度で傾斜して配置されている。レンズ３０の光軸に沿って入射面４０に入射した光は、光軸と直交する方向に反射面４１によって反射される。出射面４２は、レンズ３０の光軸に沿って入射面４０に入射し且つ反射面４１によって反射された光の進行方向に対して垂直に配置されており、図示の例ではレンズ３０の光軸と平行に配置されている。
【００２８】
なお、反射面４１は、レンズ３０の光軸に対して傾斜していればよく、反射面４１の光軸に対する傾斜角度は４５°に限られない。出射面４２もまた、反射面４１の光軸に対する傾斜角度に応じて適宜設定でき、光軸と平行なものに限定されない。
【００２９】
撮像素子２２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Complementaly Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサである。撮像素子２２の受像面は接着剤を介してプリズム３１の出射面４２に接合されており、出射面４２と同じくレンズ３０の光軸と平行に配置されている。撮像素子２２は、プリズム３１の出射面４２から出射された光を光電変換して映像信号を生成する。
【００３０】
ホルダ２３は、撮像光学系２１のレンズ３０を保持する鏡筒５０と、鏡筒５０及びプリズム３１を保持する保持枠５１とを有する。
【００３１】
鏡筒５０は筒状の部材であり、レンズ３０は、レンズ３０それぞれの光軸が互いに揃えられた状態で、鏡筒５０の内部に収納されている。鏡筒５０の出射側端部５２は、レンズ３０の光軸と同軸の円筒状に形成されている。
【００３２】
保持枠５１は、鏡筒５０を保持する鏡筒保持部５３と、プリズム３１を保持するプリズム保持部５４とを有する。
【００３３】
鏡筒保持部５３は、内周面が円筒面である筒状に形成されており、鏡筒５０の出射側端部５２が挿嵌される。出射側端部５２が鏡筒保持部５３に挿嵌された鏡筒５０は、レンズ３０の光軸に沿って移動可能に保持枠５１に保持される。
【００３４】
プリズム保持部５４は、鏡筒保持部５３の軸方向に鏡筒保持部５３と隣り合って設けられており、プリズム３１は、入射面４０を鏡筒保持部５３側に向けてプリズム保持部５４に保持されている。
【００３５】
鏡筒５０がレンズ３０の光軸に沿って移動されることにより、プリズム保持部５４に保持されたプリズム３１及びプリズム３１の出射面４２に接合された撮像素子２２に対するレンズ３０の位置が調整される。鏡筒５０は、レンズ３０の位置決めがなされた後に、例えば接着剤などによって保持枠５１に固定される。
【００３６】
なお、本例では、レンズ３０を保持する鏡筒５０と、鏡筒５０及びプリズム３１を保持する保持枠５１との二つの部材によってホルダ２３が構成されているが、鏡筒５０及び保持枠５１を一体に形成してなる一つの部材によってホルダ２３を構成することもできる。
【００３７】
固定部材２４は、保持枠５１のプリズム保持部５４に設けられており、プリズム保持部５４に保持されたプリズム３１を保持枠５１に固定している。
【００３８】
図４から図６は、プリズム３１の構成を示す。
【００３９】
プリズム３１の入射面４０の輪郭は、同一円における二つの弧４０ａ及び弧４０ｂと、弧４０ａ及び弧４０ｂそれぞれの端点を接続する互いに平行な二つの弦４０ｃ及び弦４０ｄとで構成されている。
【００４０】
そして、プリズム３１は、入射面４０を底面として入射面４０に対して垂直に延びる柱体において入射面４０側の端部とは反対側の端部が柱体の軸と斜交する平面に沿って除去された形状に形成されており、この傾斜面に例えばアルミニウムなどからなる反射膜が成膜され、この傾斜面が反射面４１とされている。
【００４１】
プリズム３１の入射面４０側の端部は、入射面４０を底面として入射面４０に対して垂直に延びる柱体部分４３となっており、柱体部分４３の側面は、入射面４０の輪郭に含まれる弧４０ａ及び弧４０ｂそれぞれを一辺とした二つの曲面と、一方の弦４０ｃを一辺とした平面４４と、他方の弦４０ｄを一辺とした平面とで形成されている。弦４０ｄを一辺とした平面は軸方向に柱体部分４３を越えて延びており、プリズム３１の一つの側面を形成している。
【００４２】
図示の例では、反射面４１が弦４０ｃ及び弦４０ｄと平行となっており、弦４０ｄを一辺とした平面は反射面４１と向かい合っており、弦４０ｄを一辺とした平面が出射面４２とされている。弦４０ｃと弦４０ｄとが互いに平行であることから、弦４０ｃを一辺とした平面４４と弦４０ｄを一辺とした平面である出射面４２もまた互いに平行である。
【００４３】
プリズム３１は、柱体部分４３の一部であって入射面４０を含む入射側端部と、入射側端部を除いた残余部分との間で互いに光学特性が異なっており、本例では、入射側端部と残余部分との間で互いに屈折率が異なり、入射側端部の屈折率が残余部分の屈折率よりも大きくなっている。
【００４４】
このようなプリズム３１は、例えば図示の例のように、入射側端部を第１プリズム部材３２によって形成し、残余部分を第１プリズム部材３２とは異なる光学材料からなる第２プリズム部材３３によって形成し、第１プリズム部材３２と第２プリズム部材３３とを一体化して作製することができる。
【００４５】
第１プリズム部材３２及び第２プリズム部材３３がいずれもガラス材料からなる場合に、入射側端部を形成する第１プリズム部材３２の屈折率を相対的に高くするには、第１プリズム部材３２を形成するガラス材料に鉛、バリウム、ランタン、等の添加剤を添加し、又は第２プリズム部材３３を形成するガラス材料にフッ素、チタン、等の添加剤を添加すればよい。
【００４６】
そして、プリズム３１は、第１プリズム部材３２の素材としての円柱状のプリズム素材と、第２プリズム部材３３の素材としての円柱状のプリズム素材とを用意し、二つのプリズム素材を例えば接着又は溶着によって一体化し、一体化された二つのプリズム素材に平面研磨又はレーザーカットを施して各平面（反射面４１、出射面４２、平面４４）を形成して作製することができる。
【００４７】
図７から図９は、保持枠５１の構成を示す。
【００４８】
上記のとおり、鏡筒５０の出射側端部５２はレンズ３０の光軸と同軸の円筒状に形成されており、鏡筒５０を保持する保持枠５１の鏡筒保持部５３は、内周面が円筒面である筒状に形成されており、鏡筒５０の出射側端部５２が挿嵌される。
【００４９】
保持枠５１のプリズム保持部５４は、プリズム３１の上記入射側端部を形成している第１プリズム部材３２及び上記残余部分を形成している第２プリズム部材３３をいずれも含む柱体部分４３の少なくとも一部が挿嵌される嵌合部５５を有する。嵌合部５５は、内周面が鏡筒保持部５３と同軸の円筒面である筒状に形成されている。
【００５０】
プリズム３１の柱体部分４３が嵌合部５５に挿嵌された状態で、柱体部分４３の側面をそれぞれ形成している弧４０ａを一辺とした曲面４５及び弧４０ｂを一辺とした曲面４６が嵌合部５５の内周面にそれぞれ整合している。これにより、プリズム３１は、出射側端部５２が鏡筒保持部５３に挿嵌された鏡筒５０のレンズ３０の光軸に対して、光軸まわりの回転を除いて位置決めされる。そして、プリズム３１の光軸まわりの回転は、プリズム保持部５４に設けられた固定部材２４によって阻止される。
【００５１】
固定部材２４は、嵌合部５５の内周面の中心軸と直交する方向に変位可能に嵌合部５５に支持されている。図示の例では、固定部材２４はボルトであり、嵌合部５５には固定部材２４が挿通されるねじ孔６０が設けられており、固定部材２４の外周面の雄ねじ部６１とねじ孔６０の内周面の雌ねじ部６２とが螺合することによって、固定部材２４は嵌合部５５の内周面の中心軸と直交する方向に変位可能に嵌合部５５に支持されている。なお、固定部材２４は、ボルトに替えて位置決めピンとすることもでき、固定部材２４を位置決めピンとする場合に、嵌合部５５には、ねじ孔６０に替えて嵌合孔が設けられる。
【００５２】
そして、嵌合部５５の内周面の中心軸に向けられた固定部材２４の先端には、嵌合部５５の内周面の中心軸と平行な平面である当接面６３が設けられている。なお、図示の例では、当接面６３は固定部材２４の変位方向に対して垂直となっているが、嵌合部５５の内周面の中心軸と平行である限りにおいて、当接面６３は固定部材２４の変位方向に対して傾斜していてもよい。
【００５３】
図１０は、固定部材２４の機能を示す。
【００５４】
固定部材２４の当接面６３とプリズム３１の柱体部分４３の平面４４とが対向しており、固定部材２４が嵌合部５５の内周面の中心軸に向けて、つまりは柱体部分４３の中心軸に向けて変位されるのに伴い、固定部材２４の当接面６３が柱体部分４３の平面４４に当接する。
【００５５】
柱体部分４３の平面４４が固定部材２４の変位方向に対して傾斜している場合に、平面４４が当接面６３によって押圧されることによってプリズム３１が回転され、平面４４が当接面６３と平行に配置される。そして、平面４４が当接面６３と平行に配置された状態を保って、プリズム３１が固定部材２４によって保持枠５１に固定され、プリズム３１の光軸まわりの回転が阻止される。
【００５６】
プリズム３１の柱体部分４３が保持枠５１の嵌合部５５に挿嵌され、柱体部分４３の側面をそれぞれ形成している弧４０ａを一辺とした曲面４５及び弧４０ｂを一辺とした曲面４６が嵌合部５５の内周面にそれぞれ整合していることから、柱体部分４３の底面を形成している入射面４０のみが保持枠５１の端面に接合される場合に比べて、プリズム３１の保持枠５１に対する接合強度を高めることができる。
【００５７】
さらに、第１プリズム部材３２及び第２プリズム部材３３をいずれも含む柱体部分４３の少なくとも一部が嵌合部５５に挿嵌されることにより、第１プリズム部材３２及び第２プリズム部材３３のいずれもが保持枠５１に保持される。これにより、第１プリズム部材３２と第２プリズム部材３３とが一体化されてなるプリズム３１を保持枠５１によって補強することができる。
【００５８】
なお、プリズム３１の柱体部分４３を保持枠５１の嵌合部５５に挿嵌してプリズム３１の保持枠５１に対する位置決め精度及び接合強度の向上を図るうえでは、例えば柱体部分４３を角柱に形成し、この柱体部分４３が挿嵌される嵌合部５５を角筒に形成してもよいが、嵌合部５５の内周面を突出部及び凹部のない純然たる円筒面とすることが好ましい。嵌合部５５の内周面を純然たる円筒面とすることにより、単純な穴加工によって嵌合部５５を高精度に形成することができる。これにより、プリズム３１の保持枠５１に対する位置決め精度を高め、ひいては保持枠５１に保持される鏡筒５０のレンズ３０の光軸に対する位置決め精度を一層高めることができる。
【００５９】
また、内周面が円筒面に形成された嵌合部５５に挿嵌される柱体部分４３については、柱体部分４３の底面となる入射面４０の輪郭に同一円における一つ以上の弧及び一つ以上の弦を含み、入射面４０を底面として入射面４０に対して垂直に延びる柱体部分４３の側面に上記弦を一辺とした平面が形成されていればよい。
【００６０】
例えば、図１１及び図１２に示すプリズム３１の変形例では、入射面４０の輪郭が一つの弧４０ｅと一つの弦４０ｆとで構成され、入射面４０を底面として入射面４０に対して垂直に延びる柱体部分４３の側面に弦４０ｆを一辺とした平面４４が形成されている。反射面４１及び出射面４２は、入射面４０とは反対側の端部であって柱体部分４３を除く部分に適宜形成されている。
【００６１】
柱体部分４３が上記の保持枠５１の嵌合部５５に挿嵌されることにより、本変形例のプリズム３１もまた、鏡筒５０のレンズ３０の光軸に対して、光軸まわりの回転を除いて位置決めされ、そして、柱体部分４３の平面４４が上記の固定部材２４の当接面６３によって押圧されることにより、光軸まわりの回転を阻止される。
【００６２】
プリズム３１が固定部材２４によって保持枠５１に固定された後、プリズム３１の柱体部分４３の側面と保持枠５１の嵌合部５５の内周面とを接着してもよい。例えば、嵌合部５５の内周面と柱体部分４３の平面４４及び出射面４２それぞれとの間には隙間があいており、これらの隙間に接着剤を充填するようにすれば、小型の撮像装置にあっても十分な量の接着剤を柱体部分４３の側面と保持枠５１の嵌合部５５の内周面との間に介在させることができる。
【００６３】
固定部材２４によって押圧されるプリズム３１の柱体部分４３の平面４４と、撮像素子２２が接合されるプリズム３１の出射面４２とは、図示の例のように、互いに平行であることが好ましい。撮像素子２２は、プリズム３１を介して保持枠５１及び保持枠５１に保持された鏡筒５０のレンズ３０に対して位置決めされ、プリズム３１は、上記のとおり、柱体部分４３の平面４４を利用して保持枠５１に位置決めされる。平面４４と撮像素子２２が接合される出射面４２とが互いに平行となっていれば、撮像素子２２の位置決めの管理が容易となる。
【００６４】
撮像素子２２は、プリズム３１が固定部材２４によって保持枠５１に固定される前にプリズム３１の出射面４２に予め接合されてもよい。この場合、撮像素子２２の受像面と出射面４２との間に介在する接着剤の厚みや撮像素子２２の受像面と出射面４２との平行度の管理が容易となる。
【００６５】
なお、撮像素子２２は、プリズム３１が固定部材２４によって保持枠５１に固定された後にプリズム３１の出射面４２に接合されてもよい。この場合には、保持枠５１及び保持枠５１に保持された鏡筒５０を保持してプリズム３１を取り扱うことができ、プリズム３１単体に比べてプリズム３１の取り扱いが容易となる。
【００６６】
図１３は、入射側端部の屈折率が相対的に大きくされたプリズム３１の機能を示す。
【００６７】
上述したとおり、プリズム３１では、柱体部分４３の一部であって入射面４０を含む入射側端部を形成している第１プリズム部材３２の屈折率が、残余部分を形成している第２プリズム部材３３の屈折率よりも大きくされている。第１プリズム部材３２の屈折率を第２プリズム部材３３の屈折率と同じとした場合のレンズ３０のバックフォーカス（レンズの最後端から焦点面までの距離）Ｌ１に比べて、第１プリズム部材３２の屈折率を相対的に大きくすることにより、第１プリズム部材３２における屈折に基づき、レンズ３０のバックフォーカスＬ２を短縮することができ、撮像光学系２１の収差を小さくすることができる。
【００６８】
ここまで、プリズム３１の柱体部分４３の一部であって入射面４０を含む入射側端部（第１プリズム部材３２）と残余部分（第２プリズム部材３３）との間で屈折率が異ななるものとして説明したが、入射側端部と残余部分との間で分光透過率を異ならせて、撮像光学系２１に新たな光学機能を付加するようにしてもよい。
【００６９】
例えば近赤外（７００ｎｍ）以上の波長域に対する入射側端部の透過率を残余部分の透過率に比べて小さくし、入射側端部において赤外光を減衰させてもよい。入射側端部を形成する第１プリズム部材３２のガラス材料にインジウム錫酸化物、アンチモン錫酸化物、等の添加剤を添加することにより、近赤外以上の波長域に対する入射側端部の透過率を相対的に小さくすることができる。
【００７０】
以上説明したように、本明細書に開示された内視鏡用撮像装置は、一つ以上のレンズと、上記レンズを通過した光が入射し、入射した光を入射方向とは異なる方向に出射するプリズムと、を有する撮像光学系と、上記プリズムから出射された光を光電変換する撮像素子と、上記撮像光学系を保持するホルダと、を備え、上記プリズムは、入射面を底面として上記入射面に対して垂直に延びる柱体部分を有し、上記柱体部分の一部であって上記入射面を含む入射側端部の光学特性は、入射側端部を除いた上記プリズムの残余部分の光学特性と異なっており、上記ホルダは、上記入射側端部を含む上記柱体部分の少なくとも一部が挿嵌される筒状に形成された嵌合部を有する。
【００７１】
また、本明細書に開示された内視鏡用撮像装置は、上記光学特性は屈折率であり、上記入射側端部の屈折率は上記残余部分の屈折率より大きい。
【００７２】
また、本明細書に開示された内視鏡用撮像装置は、上記光学特性は分光透過率であり、上記プリズムに入射する光の一部の波長域における上記入射側端部の透過率は上記残余部分の透過率に比べて小さい。
【００７３】
また、本明細書に開示された内視鏡用撮像装置は、上記プリズムは、上記入射側端部を構成する第１プリズム部材と、上記残余部分を構成する第２プリズム部材とが一体化されたものであり、上記第１プリズム部材及び上記第２プリズム部材は、互いに異なる光学材料からなる。
【００７４】
また、本明細書に開示された内視鏡用撮像装置は、上記プリズムの入射面の輪郭は、同一円における一つ以上の弧及び一つ以上の弦を含み、上記ホルダの上記嵌合部の内周面は、上記レンズの光軸と同軸の円筒面に形成されている。
【００７５】
また、本明細書に開示された内視鏡用撮像装置は、上記ホルダに上記プリズムを固定する固定部材をさらに備え、上記固定部材は、上記嵌合部の内周面の中心軸と直交する方向に変位可能に上記嵌合部に支持され、上記嵌合部の内周面の中心軸と平行な平面であって上記プリズムの上記入射面の輪郭に含まれる上記弦を一辺とした上記柱体部分の側面に当接する当接面を有する。
【００７６】
また、本明細書に開示された内視鏡用撮像装置は、上記プリズムの出射面は、上記固定部材が当接する上記プリズムの上記柱体部分の上記側面と平行である。
【００７７】
また、本明細書に開示された内視鏡用撮像装置は、上記プリズムの上記入射面の輪郭は、同一円における二つの弧及び弧それぞれの端点間に跨る互いに平行な二つの弦からなり、上記プリズムは、上記入射面を底面として上記入射面に対して垂直に延びる柱体において上記入射面とは反対側の底面部分が柱体の軸と交差し且つ上記入射面の輪郭に含まれる上記弦と平行な切断面にて除去されてなる切頭柱体であって、上記入射面の輪郭に含まれる一方の上記弦を一辺とした上記プリズムの側面が上記出射面とされている。
【００７８】
また、本明細書に開示された内視鏡用撮像装置は、上記固定部材及び上記ホルダの上記嵌合部には、ねじ部がそれぞれ形成されており、ねじ部の螺合によって上記固定部材は上記嵌合部の内周面の中心軸と直交する方向に変位可能に上記嵌合部に支持されている。
【００７９】
また、本明細書に開示された内視鏡用撮像装置は、上記プリズムの上記柱体部分の側面と上記嵌合部の内周面とは接着されている。
【００８０】
また、本明細書に開示された内視鏡は、上記内視鏡用撮像装置を挿入部の先端部に備える。
【符号の説明】
【００８１】
１     内視鏡システム
２     内視鏡
３     光源ユニット
４     プロセッサユニット
５     モニタ
６     挿入部
７     操作部
８     ユニバーサルコード
９     コネクタ
１０   先端部
１１   湾曲部
１２   軟性部
１３   処置具挿入口
１４   処置具チャンネル
２０   撮像装置
２１   撮像光学系
２２   撮像素子
２３   ホルダ
２４   固定部材
３０   レンズ
３０   レンズ
３１   プリズム
３２   第１プリズム部材
３３   第２プリズム部材
４０   入射面
４０ａ 弧
４０ｂ 弧
４０ｃ 弦
４０ｄ 弦
４０ｅ 弧
４０ｆ 弦
４１   反射面
４２   出射面
４３   柱体部分
４４   柱体部分の側面
４５   曲面
４６   曲面
５０   鏡筒
５１   保持枠
５２   出射側端部
５３   鏡筒保持部
５４   プリズム保持部
５５   嵌合部
６０   ねじ孔
６１   雄ねじ部
６２   雌ねじ部
６３   当接面
Ｌ１   バックフォーカス
Ｌ２   バックフォーカス
【図１】
0006564712.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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