JP2008017941A - Endoscope and photography system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば生体の体腔内などに取り込まれて体腔内などの測定部位の画像を撮影可能とするカプセル型内視鏡などの内視鏡およびこれを用いた体腔内撮影システムなどの撮影システムに関する。 The present invention relates to an endoscope such as a capsule endoscope that can be taken into, for example, a body cavity of a living body and can capture an image of a measurement site such as the body cavity, and an imaging system such as an in-vivo imaging system using the endoscope. About.
従来より、全方位型撮像装置を用いた従来の撮影システムとしては、防犯監視用を始めとして、広く販売され使用されている。また、内視鏡として全方位型撮像装置を用いたものも、工業用として販売されている。 Conventionally, as a conventional photographing system using an omnidirectional imaging apparatus, it has been widely sold and used for security monitoring and the like. An endoscope using an omnidirectional imaging device is also sold for industrial use.
この全方位型撮像装置を用いた内視鏡としては、測定部位に光を照射する光源と、測定部位の画像を映し出す全方位型ミラーと、全方位型ミラーに対向配置されて全方位型ミラーに映し出された測定部位の画像を撮像可能とする撮像素子とがケーブルの先端部に設けられている。 As an endoscope using this omnidirectional imaging device, a light source that irradiates light to a measurement site, an omnidirectional mirror that displays an image of the measurement site, and an omnidirectional mirror that is disposed opposite to the omnidirectional mirror An image pickup element capable of picking up an image of the measurement site projected on the cable is provided at the tip of the cable.
この全方位型ミラーは、回転放物面形状を有する凸面型反射鏡であり、対物レンズ(撮像素子へのピント調節用レンズ)の前方に、対物レンズの光軸の延長線と全方位型ミラーの中心軸とが同軸となるように配置することによって、対物レンズの光軸周りに角度360度の視野を有する全方位の画像光を、対物レンズによって撮像素子の撮像面上に集光することができる。このように、撮影可能範囲にある被写体の画像は、全方位型ミラーによって対物レンズに向けて反射され、この対物レンズによって撮像素子の撮像面上に集光されて結像される。 This omnidirectional mirror is a convex reflecting mirror having a paraboloidal shape, and an extension line of the optical axis of the objective lens and an omnidirectional mirror in front of the objective lens (focus adjustment lens to the image sensor). By arranging so that the central axis of the optical axis is coaxial, omnidirectional image light having a 360 ° field of view around the optical axis of the objective lens is condensed on the imaging surface of the imaging device by the objective lens. Can do. In this way, the image of the subject in the shootable range is reflected toward the objective lens by the omnidirectional mirror, and is focused and imaged on the imaging surface of the imaging device by the objective lens.
このような全方位型ミラーを用いることによって、観察したい場所を見付け出すために内視鏡を体内などに挿入した後に機器を曲げたり回したりする必要がなく、全領域(角度360度)を一度にまんべんなく観察することができる。よって、体内に生じた傷などの異常を見逃すことも少なくなり、また、検査時間を短縮化することもできる。 By using such an omnidirectional mirror, it is not necessary to bend or turn the device after inserting the endoscope into the body or the like in order to find a place to be observed, and the entire region (angle 360 degrees) is once It can be observed evenly. Therefore, it is less likely to overlook abnormalities such as wounds in the body, and the examination time can be shortened.
この内視鏡の光源は、体内での光量不足を補うために用いられており、ハロゲンランプ光をケーブル内に通された光ファイバーにより導光させたり、LED(半導体発光ダイオード素子)などの発光素子により測定部位に光を直に照射させたりしている。 The light source of this endoscope is used to make up for the shortage of light in the body, and light of a halogen lamp is guided by an optical fiber passed through a cable, or a light emitting element such as an LED (semiconductor light emitting diode element) In this way, the measurement site is directly irradiated with light.
ここで、撮像素子と光源とは、ある一定の距離を離して配置するなど、光源から発せられた光が直接撮像素子に入射されないような構造とする必要がある。撮像素子の撮像面に光源からの光が直接入射されると、撮像素子で得られる信号電荷が飽和してしまい、測定対象物のはっきりとした良好な画像を得ることができない。 Here, the image sensor and the light source need to have a structure such that light emitted from the light source is not directly incident on the image sensor, such as being arranged at a certain distance. When the light from the light source is directly incident on the imaging surface of the imaging device, the signal charge obtained by the imaging device is saturated, and a clear and good image of the measurement object cannot be obtained.
この問題を解決するために、特許文献1、2には、少なくとも一つ焦点を有する曲面状の光学的窓(透明部分)の後方に、発光素子と受光素子が焦点面上またはその近くに配置されている。これにより、発光素子から発せられて光学的窓内面で内側に反射した光が撮像素子に直接入射されにくく、よって、測定対象物の良好な画像を得ることができる。ところが、ここでは、前述した全方位型ミラーが用いられておらず、体腔内などの全方位の画像を一度にまんべんなく観察することができない。
In order to solve this problem,
この全方位型ミラーを用いて体腔内などの全方位の画像を容易に観察するために、上述したようなケーブルを用いない従来のカプセル型内視鏡が特許文献3に開示されている。また、ケーブルレスのカプセル型内視鏡としては、特許文献3〜5に開示されており、例えばイスラエルのGIVEN Imaging社などによって製品化されている。このカプセル型内視鏡によれば、患者が小さなカプセル型内視鏡を飲み込むだけで、患者の苦痛を伴わずに消化管などのような体腔内の画像を全方位に渡って容易に撮影することができる。また、ケーブルが付属された内視鏡では届かないような小腸の撮影検査をも容易に行うことができる。
A conventional capsule endoscope that does not use a cable as described above is disclosed in
この従来のカプセル型内視鏡では、小型化、低消費電力化および長寿命化の観点から、光源としてLEDが用いられることが多い。 In this conventional capsule endoscope, an LED is often used as a light source from the viewpoint of miniaturization, low power consumption, and long life.
例えば、特許文献3に開示されている従来のカプセル型内視鏡では、両端が閉じた略円筒状で、軸方向の少なくとも一箇所が全周にわたって透明に形成されたカプセル内に、カプセルの中心軸と略同軸に配置され、カプセルの透明部分を通して被写体の画像をカプセルの中心軸に略直行する単一の画像面上に集光させて結像する全方位型ミラーと、この全方位型ミラーによって結像された画像光を撮像して撮像信号に光電変換する撮像素子とが配置されている。さらに、撮像される全範囲を照明するために、カプセルの透明部分の内側に均等な角度間隔で複数の発光素子が外側に向けて配置されている。
For example, in the conventional capsule endoscope disclosed in
特許文献4に開示されている従来のカプセル型内視鏡では、対物レンズとして兼用される透明カバー部分と本体カバー部分とを有するカプセル内に撮像素子と発光素子とが配置されている。透明カバー部分には、照明用光束が通過する部分と観察像が通過する部分との境界部に遮光部が設けられ、照明用光束によるフレアが抑制されている。また、撮像素子は、ボール型セミコンダクタが鉄芯の一端に取り付けられており、バネコイルおよび電磁石によって電気的・磁気的に撮像素子を可動制御して焦点を調節可能としている。
In the conventional capsule endoscope disclosed in
特許文献5に開示されている従来のカプセル型内視鏡では、複数の発光素子からの照明光が重なり合う位置が、対物光学系における被写界深度の近点よりも手前に設定されて、測定部位を均一に照射可能としている。
しかしながら、上記従来技術には、以下のような問題がある。 However, the above prior art has the following problems.
上記特許文献1,2の従来技術には、発光素子から発せられて光学窓で内部に反射された光が撮像素子に直接入射されないようになっているものの、元々、全方位視野を得るために全方位型ミラーを設けておらず、全方位型ミラーと撮像素子とを対向配置させる構造には適していない。即ち、透明部分(光学窓)の焦点面に撮像素子と発光素子とを配置しているため、全方位型ミラーをその光学窓と撮像素子との間には配置できない。
In the prior arts of
上記特許文献3の従来技術では、発光素子と撮像素子とが遮光部材によって隔離されていないため、発光素子から発せられた光が直接撮像素子に入射されてハレーションを起こしたり、体腔内に到達せずに透明筒体の内面で反射されることなどにより、体腔内の情報を持たない迷光による偽信号が生じて、撮像画像のコントラスト比を低下させるなどの問題が生じる。
In the prior art of
上記特許文献4の従来技術では、発光素子と撮像素子とが筒型の筐体全体に渡って物理的に隔離されていないため、体腔まで到達し、測定部位の画像情報を含まない光が撮像素子に入射されてしまう虞がある。なお、特許文献4の従来技術では、焦点を調節するために撮像素子の位置を可動にしているのに対して、詳細に後述する本発明では、測定したい測定部位に光を照射するために、発光素子側に全方位ミラーを設けて可動制御しており、両者はその目的および可動制御方法が異なっている。
In the prior art disclosed in
上記特許文献5に開示されている従来技術では、複数の発光素子からの照明光が重なり合う位置を、対物光学系における被写界深度の近点よりも手前に設定することにより、測定部位を均一に照射することを目的としている。しかしながら、ここでも、受光素子が発光素子から隔離されていないため、透明カバーによる反射光などのような測定部位の情報を含まない迷光が受光素子に入射されてしまうという問題がある。
In the prior art disclosed in
また、光源には、一般に、測定部位の全範囲を均一に照射することが望まれているが、特に撮像素子側に全方位型ミラーを設けたカプセル型内視鏡の場合、全方位型ミラーに映る測定部位が広範囲であるため、発光素子部の小型化および低消費電力化を保ったまま、測定部位をむらなく均一に照射することが困難である。 In general, the light source is desired to irradiate the entire range of the measurement region uniformly. In particular, in the case of a capsule endoscope provided with an omnidirectional mirror on the image sensor side, the omnidirectional mirror Therefore, it is difficult to uniformly irradiate the measurement site evenly while maintaining the downsizing and low power consumption of the light emitting element portion.
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、光源からの光が撮像素子に直接入射されず、測定部位を広範囲に渡って均一に照射して、その広範囲の良好な撮像画像データを安定的に得ることができるカプセル型内視鏡などの内視鏡およびこれを用いた体腔内撮影システムなどの撮影システムを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and the light from the light source is not directly incident on the image sensor, and the measurement site is uniformly irradiated over a wide range, and the good captured image data in the wide range is stabilized. It is an object of the present invention to provide an endoscope such as a capsule endoscope that can be obtained in general, and an imaging system such as an in-vivo imaging system using the endoscope.
本発明の内視鏡は、測定部位に光を照射する光源と、該測定部位からの画像光を映し出す全方位型ミラーと、該全方位型ミラーと対向配置されて該全方位型ミラーに映し出された該測定部位の画像光を撮像する撮像素子とが、少なくとも一部に透明部分を有する筐体内に配置されている内視鏡において、該光源からの光が該撮像素子に直接入射されないように該撮像素子および該全方位型ミラーと該光源とが遮光部材によって隔離されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。 The endoscope of the present invention includes a light source that irradiates light to a measurement site, an omnidirectional mirror that projects image light from the measurement site, and an omnidirectional mirror that is disposed so as to face the omnidirectional mirror. In an endoscope in which the image pickup device that picks up the image light of the measurement site is disposed in a housing having at least a transparent part, the light from the light source is not directly incident on the image pickup device In addition, the image pickup device, the omnidirectional mirror, and the light source are separated by a light shielding member, thereby achieving the above object.
また、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記光源が前記筐体および前記遮光部材によって密閉されて、該光源からの光が該筐体の透明部分を通って前記測定部位に照射可能とされ、前記全方位型ミラーおよび前記撮像素子が該筐体および該遮光部材によって密閉されて、該筐体の透明部分を通って該全方位型ミラーに映し出された該測定部位からの画像光が該該撮像素子により撮影可能とされている。 Preferably, in the endoscope of the present invention, the light source is sealed by the casing and the light shielding member, and light from the light source can irradiate the measurement site through a transparent portion of the casing. The omnidirectional mirror and the imaging device are sealed by the casing and the light shielding member, and image light from the measurement site projected on the omnidirectional mirror through the transparent portion of the casing It is possible to photograph with the image sensor.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡における筐体の透明部分は、前記光源からの光を該筐体から出射可能とする第1透明部分と、前記測定部位からの光が該筐体内に入射可能とする第2透明部分とを有し、該第1透明部分と該第2透明部分とは前記遮光部材を介して隔離されている。 Further preferably, in the endoscope of the endoscope according to the present invention, the transparent portion includes a first transparent portion that allows the light from the light source to be emitted from the housing, and the light from the measurement site in the housing. A second transparent portion capable of entering, and the first transparent portion and the second transparent portion are separated from each other via the light shielding member.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記光源とミラー面が対向配置された光照射用ミラー手段を有し、該光源から出射されて該ミラー面で反射した光が前記筐体の透明部分を通して前記測定部位に照射可能とされている。 Further preferably, in the endoscope of the present invention, the light source includes a mirror for light irradiation in which the light source and the mirror surface are arranged to face each other, and the light emitted from the light source and reflected by the mirror surface is The measurement site can be irradiated through the transparent portion.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡における光照射用ミラー手段は、観察したい測定部位領域に重点的に光が照射されるように電気的作用または磁気的作用により駆動可能とされている。 Further preferably, the light irradiating mirror means in the endoscope of the present invention can be driven by an electric action or a magnetic action so that light is preferentially emitted to a measurement region to be observed.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡における光照射用ミラー手段は、外部からの指令制御信号によって駆動制御が可能とされている。 Further, preferably, the light irradiation mirror means in the endoscope of the present invention can be driven and controlled by an external command control signal.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡における光照射用ミラー手段は、前記光源との距離が可変とされている。 Furthermore, preferably, the light irradiation mirror means in the endoscope of the present invention has a variable distance from the light source.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡における光照射用ミラー手段は、前記光源に対する設置角度および傾き方向が可変とされている。 Further preferably, the light irradiation mirror means in the endoscope of the present invention is variable in installation angle and inclination direction with respect to the light source.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡における光照射用ミラー手段は、全方位型ミラー、平面ミラー、凸面型ミラーおよび凹面型ミラーのいずれかである。 Further preferably, the light irradiation mirror means in the endoscope of the present invention is any one of an omnidirectional mirror, a plane mirror, a convex mirror, and a concave mirror.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記撮像素子および前記光源の少なくとも一方に電力供給する電源部をさらに有する。 Furthermore, it is preferable that the endoscope of the present invention further includes a power supply unit that supplies power to at least one of the imaging element and the light source.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡における電源部はバッテリーまたは電源用コイルである。 Further preferably, the power supply unit in the endoscope of the present invention is a battery or a power supply coil.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記遮光部材の一方面上に前記撮像素子が配置され、該遮光部材の他方面上に前記光源が配置され、前記電源部が前記筐体における該光源側の端部に配置され、該撮像素子および該光源の少なくとも一方と該電源部とを電気的に結線するための配線が、該筐体における該光源側の透明部分周辺部に所定間隔を置いて設けられている。 Further preferably, in the endoscope according to the present invention, the imaging element is disposed on one surface of the light shielding member, the light source is disposed on the other surface of the light shielding member, and the power supply unit is disposed in the housing. Wiring for electrically connecting at least one of the image sensor and the light source and the power supply unit is disposed at an end portion on the light source side, and a predetermined interval is provided around the transparent portion on the light source side of the housing. Is provided.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記遮光部材の一方面上に前記撮像素子が配置され、該遮光部材の他方面上に前記光源が配置され、前記電源部が前記筐体における該光源側の端部に配置され、該撮像素子および該光源の少なくとも一方と該電源部とを電気的に結線するための配線が、複数本束ねられて該筐体における該光源側の円筒中心軸に沿って配置されている。 Further preferably, in the endoscope according to the present invention, the imaging element is disposed on one surface of the light shielding member, the light source is disposed on the other surface of the light shielding member, and the power supply unit is disposed in the housing. A plurality of wires arranged at the end on the light source side for electrically connecting at least one of the imaging device and the light source and the power source unit are bundled to form a cylindrical center on the light source side in the housing Arranged along the axis.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記撮像素子および前記光源の少なくとも一方と前記電源部とを結線するための配線表面が光を反射する表面処理が施されている。 Further preferably, in the endoscope of the present invention, a surface of the wiring for connecting at least one of the imaging element and the light source and the power supply unit is subjected to a surface treatment for reflecting light.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡における遮光部材の少なくとも一部が硬質基板またはフレキシブル基板で構成されている。 Furthermore, preferably, at least a part of the light shielding member in the endoscope of the present invention is formed of a hard substrate or a flexible substrate.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記遮光部材における前記光源側の表面が鏡面とされている。 Further preferably, in the endoscope of the present invention, the light source side surface of the light shielding member is a mirror surface.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡における光源は、白色光、近赤外光および紫外光のいずれかを発光可能とする半導体発光ダイオード素子または半導体レーザ素子である。 Further preferably, the light source in the endoscope of the present invention is a semiconductor light emitting diode element or a semiconductor laser element capable of emitting any of white light, near infrared light, and ultraviolet light.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡における光源の光量が調整可能とされている。 Further, preferably, the light amount of the light source in the endoscope of the present invention can be adjusted.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡における光源は半導体発光ダイオード素子であり、前記筐体における該光源側の透明部分表面に該半導体発光ダイオード素子からの光を白色光に変換するための蛍光体が塗布されている。 Further preferably, the light source in the endoscope of the present invention is a semiconductor light-emitting diode element, and fluorescence for converting light from the semiconductor light-emitting diode element into white light on the surface of the transparent portion on the light source side in the casing. The body is applied.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記全方位型ミラーと前記撮像素子間に、該撮像素子の撮像領域に対するピント調節を行うためのピント調節用レンズが設けられている。 Further preferably, in the endoscope according to the present invention, a focus adjustment lens for performing focus adjustment with respect to an imaging region of the imaging element is provided between the omnidirectional mirror and the imaging element.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記筐体内に配置された遮光部材の一方面に前記撮像素子が配置され、該遮光部材の他方面に前記光源が配置され、該筐体の一方端部に、該撮像素子にミラー面が対向するように前記全方位型ミラーが配置されている。 Further preferably, in the endoscope of the present invention, the imaging element is disposed on one surface of a light shielding member disposed in the housing, and the light source is disposed on the other surface of the light shielding member, The omnidirectional mirror is disposed at one end so that the mirror surface faces the imaging device.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記筐体内に2つの遮光部材が配置され、一方の遮光部材の一方面に前記撮像素子が配置され、他方の遮光部材の他方面に前記光源が配置され、該一方の遮光部材の他方面と該他方の遮光部材の一方面間に少なくとも前記電源部が配置され、該筐体の一方端部に、該撮像素子にミラー面が対向するように前記全方位型ミラーが配置されている。 Further preferably, in the endoscope of the present invention, two light shielding members are disposed in the housing, the imaging element is disposed on one surface of one light shielding member, and the light source is disposed on the other surface of the other light shielding member. Is arranged, and at least the power supply unit is disposed between the other surface of the one light shielding member and the one surface of the other light shielding member, and the mirror surface faces the imaging element at one end of the housing. The omnidirectional mirror is disposed on the surface.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記筐体内に配置された遮光部材の一方面に前記全方位型ミラーが配置され、該遮光部材の他方面に前記光源が配置され、該筐体の一方端部に、該全方位型ミラーのミラー面に対向するように前記撮像素子が配置されている。 Further preferably, in the endoscope of the present invention, the omnidirectional mirror is disposed on one surface of the light shielding member disposed in the housing, the light source is disposed on the other surface of the light shielding member, and the housing The imaging element is arranged at one end of the body so as to face the mirror surface of the omnidirectional mirror.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記筐体内に配置された遮光部材の一方面に前記全方位型ミラーが配置され、該遮光部材の他方面に前記光照射用ミラー手段が配置され、該筐体の一方端部に、該全方位型ミラーのミラー面に対向するように前記撮像素子が配置され、該筐体の他方端部に、該光照射用ミラー手段のミラー面に対向するように前記光源が配置されている。 Further preferably, in the endoscope of the present invention, the omnidirectional mirror is disposed on one surface of the light shielding member disposed in the casing, and the light irradiation mirror means is disposed on the other surface of the light shielding member. The image sensor is disposed at one end of the housing so as to face the mirror surface of the omnidirectional mirror, and the mirror surface of the mirror for light irradiation is disposed at the other end of the housing. The light sources are arranged to face each other.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡における撮像素子は、CMOS型イメージセンサ、CCD型イメージセンサ、フォトダイオードおよびフォトトランジスタのいずれかである。 Further preferably, the imaging element in the endoscope of the present invention is any one of a CMOS image sensor, a CCD image sensor, a photodiode, and a phototransistor.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記撮像素子で撮像された前記測定部位の画像データを送信可能とする無線部をさらに有して、ケーブルレスのカプセル構造としている。 Furthermore, it is preferable that the endoscope of the present invention further includes a wireless unit that can transmit the image data of the measurement site imaged by the imaging device, and has a cableless capsule structure.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡において、前記撮像素子で撮像された前記測定部位の画像データを送信するためのケーブルをさらに有する。 Further preferably, the endoscope of the present invention further includes a cable for transmitting image data of the measurement site imaged by the imaging element.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡におけるケーブルには、データ送信ケーブルの他に電源線を有している。 Further preferably, the cable in the endoscope of the present invention has a power supply line in addition to the data transmission cable.
さらに、好ましくは、本発明の内視鏡における筺体は、生体の体腔内の測定部位撮像用にカプセル状に両端部外側を丸くした筒状体である。 Further preferably, the housing in the endoscope of the present invention is a cylindrical body whose both ends are rounded in a capsule shape for imaging a measurement site in a body cavity of a living body.
本発明の撮影システムは、本発明の上記内視鏡と、該内視鏡から送信される画像データを取得するレコーダと、該内視鏡を駆動制御可能とする制御部とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。 An imaging system according to the present invention includes the endoscope according to the present invention, a recorder that acquires image data transmitted from the endoscope, and a control unit that enables drive control of the endoscope. This achieves the above object.
また、好ましくは、本発明の撮影システムにおいて、本発明の上記内視鏡に設けられた電源用コイルにより電力を発生させる磁場発生用コイルをさらに有し、前記制御部は、該磁場発生用コイルを介して該電源用コイルに電力を発生させて該内視鏡を駆動制御可能とする。 Preferably, in the imaging system of the present invention, the imaging system further includes a magnetic field generating coil for generating electric power by a power supply coil provided in the endoscope of the present invention, and the control unit includes the magnetic field generating coil. Power is generated in the power supply coil through the control unit to drive and control the endoscope.
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。 The operation of the present invention will be described below with the above configuration.
本発明にあっては、測定部位に光を照射する光源と、測定部位の像を映す全方位型ミラーと、全方位型ミラーと対向配置されて全方位型ミラーに映し出された測定部位の画像光を撮像する撮像素子とが、少なくとも一部に透明部分を有する筐体内に配置されている内視鏡において、遮光部材によって撮像素子および全方位型ミラーと光源とが光学的に隔離されており、光源からの光は筐体の透明部分(第1透明部分)を通して測定部位に照射され、筐体の透明部分(第2透明部分)を通して全方位型ミラーに映し出された画像光が撮像素子により撮影される。 In the present invention, a light source that irradiates light to the measurement site, an omnidirectional mirror that reflects the image of the measurement site, and an image of the measurement site that is disposed opposite to the omnidirectional mirror and projected on the omnidirectional mirror In an endoscope in which an image pickup device that picks up light is disposed in a housing having a transparent portion at least partially, the image pickup device, the omnidirectional mirror, and the light source are optically isolated by a light shielding member. The light from the light source is irradiated to the measurement site through the transparent portion (first transparent portion) of the housing, and the image light projected on the omnidirectional mirror through the transparent portion (second transparent portion) of the housing is captured by the image sensor. Taken.
このように、光源および全方位型ミラーと撮像素子とが遮光部材によって隔離されているため、光源から撮像素子に直接入射される光によりハレーションを起こしたり、例えば体腔内などの測定部位の画像情報を持たない迷光による偽信号などが生じることを抑制することが可能となって、体腔まで到達し、体腔内の画像情報を含む光のみが測定部位の画像情報として撮像素子に入射されることによって、コントラスト比が高い画像を撮像することが可能となる。 As described above, since the light source, the omnidirectional mirror, and the image sensor are separated by the light shielding member, halation is caused by light directly incident on the image sensor from the light source, or image information of a measurement site such as in a body cavity, for example. It is possible to suppress the generation of a false signal due to stray light that does not have light, and it reaches the body cavity, and only light including image information in the body cavity is incident on the image sensor as image information of the measurement site. An image with a high contrast ratio can be taken.
また、全方位型ミラーを用いることにより、測定部位に向けてその都度、撮像面を向ける必要もなく、効率的な測定が可能で検査時間を短縮化することが可能となる。また、異常部の検出漏れも少なくなる。 Further, by using an omnidirectional mirror, it is not necessary to point the imaging surface each time toward the measurement site, and it is possible to perform efficient measurement and to shorten the inspection time. Moreover, the detection omission of the abnormal part is reduced.
さらに、光源と対向するように光照射用ミラー手段を設けることにより、光源部の小型化および低消費電力化を保ったまま、広範囲の測定部位をむらなく均一に照射することが可能となる。また、光照射用ミラー手段を可動制御することにより、観察したい領域に重点的に光を照射させることも可能である。 Furthermore, by providing the light irradiating mirror means so as to face the light source, it is possible to uniformly irradiate a wide range of measurement sites while keeping the light source unit small in size and low in power consumption. Moreover, it is also possible to irradiate light intensively to the region to be observed by controlling the movement of the light irradiation mirror means.
本発明の内視鏡を用いた撮影システムでは、患者が小さなカプセル型内視鏡を飲み込むだけで、患者の苦痛を伴わずに体腔内の測定部位の画像を撮影することが可能となり、ケーブルが付属された内視鏡では届かないような測定部位の検査も行うことが可能となる。 In the imaging system using the endoscope of the present invention, it is possible for the patient to take an image of the measurement site in the body cavity without swallowing the patient by simply swallowing the small capsule endoscope, It is also possible to inspect the measurement site that cannot be reached with the attached endoscope.
以上により、本発明の内視鏡によれば、撮像素子へ光源から直接入射される光を抑制することにより、ハレーションを起こして画像が撮影できないような状態を回避しつつ、例えば体腔内の測定部位まで到達し、体腔内の画像情報を含む光のみが撮像素子に入射されて、コントラスト比が高い画像を撮影することができる。 As described above, according to the endoscope of the present invention, for example, measurement in a body cavity while avoiding a state in which an image cannot be captured due to halation by suppressing light that is directly incident on the image sensor from the light source. Only the light that reaches the part and includes the image information in the body cavity is incident on the image sensor, and an image with a high contrast ratio can be taken.
また、全方位型ミラーを用いることにより、測定部位に向けてその都度、撮像面を向ける必要もなく、効率的な測定が可能であり、異常部の検出漏れを少なくすることができる。 In addition, by using an omnidirectional mirror, it is not necessary to point the imaging surface each time toward the measurement site, efficient measurement is possible, and detection errors of abnormal parts can be reduced.
さらに、本発明の撮影システムによれば、小さなカプセル型内視鏡を飲み込むだけでよいため、患者の苦痛を伴わずに体腔内の画像を容易に撮影することができて、ケーブルが付属された内視鏡では届かないような測定部位の検査も行うことができる。また、安定した画質でコントラスト比が高い画像を得ることができるため、検査精度を向上させることができる。 Furthermore, according to the imaging system of the present invention, since it is only necessary to swallow a small capsule endoscope, it is possible to easily take an image of a body cavity without suffering from a patient, and a cable is attached. It is also possible to inspect the measurement site that cannot be reached with an endoscope. Further, since an image having a stable image quality and a high contrast ratio can be obtained, the inspection accuracy can be improved.
以下に、本発明の内視鏡の実施形態1〜5およびこれを用いた本発明の撮影システムの実施形態6を、生体の体腔内の測定部位を撮像するためのカプセル型内視鏡およびこれを用いた体腔内撮影システムに適用した場合について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の内視鏡およびこれを用いた本発明の撮影システムは、生体の体腔内の測定部位を撮像するためのカプセル型内視鏡およびこれを用いた体腔内撮影システムに限定されるものではない。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係るカプセル型内視鏡の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view schematically showing an exemplary configuration of a main part of a capsule endoscope according to
図1において、本実施形態1のカプセル型内視鏡11は、被写体である体腔内の測定部位に光を照射する光源としての発光素子1と、測定部位の画像光を映し出す凸面状(回転放物線形状)の全方位型ミラー2と、その全方位型ミラー2に対向配置されて全方位型ミラー2に映し出された測定部位の画像光を撮像する撮像素子3とが、外周側壁に透明部分を有する円筒形状の筐体4内に配置されている。
In FIG. 1, a
この発光素子1と全方位型ミラー2および撮像素子3とは、発光素子1からの光が撮像素子3に直接入射されないように遮光部材5によって光学的に隔離されており、この発光素子1からの光は円筒状の筐体4の透明部分4b(第1透明部分)を通して体腔内の測定部位に照射され、測定部位で反射した光は、円筒状の筐体4の透明部分4a(第2透明部分)を通して入射され、全方位型ミラー2に映し出された画像が撮像素子3により撮影されるようになっている。
The
本実施形態1では、円筒状の筐体4の断面円の概ね中心位置に全方位型ミラー2の光軸と撮像素子3の撮像領域(撮像面)の中心位置とが一致し、全方位型ミラー2が撮像素子3と対向配置されており、撮像素子3は、隔壁である遮光部材5の一方面側の中央部に設置され、発光素子1は、隔壁である遮光部材5の他方面側の中央部(撮像素子3の配置面とは反対面)に設置されている。また、全方位型ミラー2と撮像素子3との間には、ピント調節用レンズ6が設けられている。
In the first embodiment, the optical axis of the
また、本実施形態1では、発光素子1にミラー面が対向するように凸面状(回転放物線形状)の光照射用ミラー手段としての全方位型ミラー7が設けられており、発光素子1から出射されて全方位型ミラー7で反射された光が筐体4の透明部分4bを通って全方位に均一に周囲の測定部位に照射されるようになっている。
Further, in the first embodiment, an
さらに、本実施形態1では、発光素子1および撮像素子3の少なくとも一方に電力を供給するためのバッテリまたは電源用コイルなどの電源部8と、撮像素子3で撮像された測定部位の画像信号(信号電荷)をデータとして送信する無線部9とが、筐体4における発光素子1側の一方端部に設けられてケーブルレス構造となっている。発光素子1および撮像素子3と、バッテリまたは電源用コイルなどの電源部8や無線部9とを電気的に結合するための配線10が、筐体4における発光素子1側の透明部分4bの周辺部に所定間隔を置いて配線されている。これらの配線10間が筐体4の円筒状の透明部分4bであり、この透明部分4bを通して発光素子1から外部に光が出射される。
Furthermore, in the first embodiment, a
上記各構成要素について、以下に、さらに詳しく説明する。 Each of the above components will be described in more detail below.
発光素子1は、光の照射範囲や照射量によって1個であっても複数個であってもよい。光量が調整可能になっていてもよい。倍または半分の個数のLED(半導体発光ダイオード素子)を選択的に点灯させるようにすることも可能とである。一般的な体腔内検査用の内視鏡では、発光素子1としてLED(半導体発光ダイオード素子)を用いる場合、太陽光に近い白色を発光するLEDが望ましい。この場合に、発光素子1はLEDであり、筐体4における発光素子1側の透明部分4bの筒状表面にLEDからの光を白色光に変換するための蛍光体が塗布されていてもよい。また、体腔内のより深い測定部位を撮影したい場合や透過画像を得たい場合には、生体組織内での透過性が高い近赤外光を発光するLEDまたは半導体レーザ素子などの発光素子1を用いてもよい。さらに、紫外光によって励起される染色物質や蛍光物質によって測定部位周辺の組織を染色する場合には、発光素子1として、紫外光を発光するLEDまたは半導体レーザ素子を用いてもよい。さらに、モニタを見ながら発光素子1の光量を調整することによって、ハレーションを起こさないようにするなど、最適な照射光量を測定部位に照射することができる。
There may be one
全方位型ミラー2は、例えば回転放物面形状を有する凸面型反射鏡(凸面鏡)であり、ピント調節用レンズ6の前方に、ピント調節用レンズ6の光軸の延長線と全方位型ミラー2の中心軸とが同軸となるように配置されている。これによって、ピント調節用レンズ6の光軸周りに角度360度の視野を有する全方位画像を、ピント調節用レンズ6によって撮像素子3の撮像面(撮像領域)上に形成することができるようになっている。撮影可能範囲にある被写体(測定部位)の画像は、全方位型ミラー2によってピント調節用レンズ6に向けて反射され、ピント調節用レンズ6によって撮像素子3の撮像面上に集光されて結像される。
The
撮像素子3は、CMOS型イメージセンサまたはCCD型イメージセンサを用いることが望ましいが、フォトダイオードまたはフォトトランジスタであってもよい。CCD型イメージセンサを用いた場合には、撮像素子3に直接光が入射されないため、スミアを低減できる。
The
筐体4は、透明材料からなり、前述したが、円筒形状(円筒体)となっており、生体の体腔内の測定部位撮像用にカプセル状に両端部外側(外観)を丸くした筒状体で構成されている。なお、筐本4は、発光素子1からの光および測定部位で反射して戻ってきた光を透過させる部分が透明であれば、他の部分は不透明であってもよい。また、発光素子1にLEDを用いて白色光とする場合には(紫外光LEDを用いて、紫外光によって励起される蛍光物質を用いる場合など)、前述したが、筐体4における発光素子1側の透明部分4bの円筒表面に光を白色に変換する蛍光体を塗布してもよい。
The
筐体4は、円筒形状の途中に遮光部材5が設けられて隔壁となっており、円筒形状の一方端面部には全方位型ミラー2が凸状面を内側に向けた状態で固定され、円筒形状の他方端面部には全方位型ミラー7が凸状面を内側に向けた状態で固定されている。筐体4の全方位型ミラー2と遮光部材5間は透明部材4aで構成され、筐体4の遮光部材5と全方位型ミラー7間は配線10と透明部材4bで構成されている。
The
配線10は、発光素子1および撮像素子3と、バッテリーまたは電源用コイルなどの電源部8および無線部9とを電気的に結線しており、筐体4において、発光素子1側の透明部分4bの周辺部(側壁表面)に必要な本数が所定間隔を置いて配線されている。このため、配線10によって発光素子1からの光が一部遮ぎられることになるが、光量の増加、光源の配置方法、配置数などにより所望の光量を測定部位に照射することができる。配線10に透明電極材料を用いると、より多くの光を筐体4の外側に取り出すことができる。また、より光が反射されるように配線束の表面にめっき処理(表面処理)などを行うことによって、光の損失を抑えることもできる。
The
遮光部材5は、円盤状に構成されており、発光素子1からの光が撮像素子3側に漏れないように遮光することができるように材質および厚みが設定されている。さらに、遮光部材5の少なくとも一部に硬質基板またはフレキシブル基板を用いて各種の電気回路(無線部や電源回路など)を形成することにより、さらなる小型化を図ることができる。
The
ピント調節用レンズ6として、全方位型ミラー2と撮像素子3間に、撮像素子3の撮像面(撮像領域)上へのピント調節用の凸型レンズ(集光用の対物レンズ)が設けられている。
As the
全方位型ミラー7は、全方位型ミラー2と同等の凸面状のミラーを用いることが望ましい。この場合、全方位型ミラー2と対向配置された撮像素子3によって撮影する測定部位の全領域を、発光素子1から発せられて全方位型ミラー7で反射した出射光によって全方位の測定部位に照射することが可能になる。特に、進行方向に発光素子1が配置された従来のカプセル型内視鏡では、観察しにくかった体腔側面を、発光素子1から発せられて全方位型ミラー7で反射した光によって、より明るく照らすことができる。
The
全方位型ミラー7は、全方位型ミラー2と同等の凸面状のミラーに限らず、全方位型ミラー7に代えて、平面ミラー、凸型ミラー、凹型ミラーなどであってもよく、観察したい領域の広さや向きに応じて適宜選択することが可能である。さらに、全方位型ミラー7を、電気的作用または磁気的作用により可動(駆動可能)として外部からの指令制御信号によって動きを制御してもよい。この全方位型ミラー7の動き制御は、発光素子1との距離を駆動制御してもよいし、発光素子1に対する設置角度および傾き方向を駆動制御するようにしてもよい。これにより、観察したい測定部位領域に重点的に光を照射して、測定部位をより明るくし、逆に、消費電力を削減することもできる。さらに、遮光部材5における発光素子1側の表面も鏡面にすることにより、これに対向する全方位型ミラー7との間で光を多重反射させ、光の損失を抑えることもできる。全方位型ミラー7を設置することにより光の利用効率が向上し、発光素子1の設置数を減らすことができれば、カプセル型内視鏡の面積削減にもつながり、より小型化を実現することができる。なお、本実施形態1および以下の実施形態2〜5では、発光素子1からの発光方向が全方位型ミラー7の方向に向いているが、LEDのようにPN接合部が発光するものでは、サイド方向(半導体積層方向と平行な方向)に発光面が向いているため、全方位型ミラー7を設けない構成も可能である。
The
電源部8は、バッテリーまたは電源用コイルなどで構成されており、発光素子1や撮像素子3に電力供給するために設けられており、電源用コイルを用いる場合には、外部から電源用コイルに磁場を供給することによって、電源用コイルに電力を発生させて、発光素子1や撮像素子3に所定の必要電力を供給することができる。
The
無線部9は、撮像素子3で撮像された測定部位の画像データとしてデータ送信するために設けられており、バッテリーまたは電源用コイルなどの電源部8から電力供給されて、画像データを無線信号に変換する信号処理回路と、無線信号を送信するためのアンテナとを有している。このように、撮像素子3で撮像された測定部位の画像データを送信可能とする無線部9により、ケーブルレスのカプセル構造とすることができる。
The
以上の本実施形態1のカプセル型内視鏡11によれば、発光素子1と全方位型ミラー2および撮像素子3とが遮光部材5によって隔離されており、発光素子1からの光が直接撮像素子3に入射されることがないため、ハレーションを起こさずに良好な画質が安定する。また、円筒形の筐体4の内面で反射した光が撮像素子3に直接捉えられることもないため、撮像素子3まで到達する光は体腔内で反射または散乱した体腔内の画像情報を含む被写体光だけとなり、コントラスト比が向上する。
(実施形態2)
上記実施形態1では、複数本の配線10を筐体4の円筒側壁に設けた場合について説明したが、本実施形態2では、複数本の配線10を、筐体4の円筒の中心軸に沿って空中配線した場合について説明する。
According to the
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the case where the plurality of
図2は、本発明の実施形態2に係るカプセル型内視鏡の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。なお、上記図1の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。 FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing an example of the configuration of the main part of a capsule endoscope according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structural member which show | plays the same effect as the structural member of the said FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
図2において、本実施形態2のカプセル型内視鏡12は、配線部10を外して一つまたは複数の発光素子1および撮像素子3と、バッテリーまたは電源用コイルなどの電源部8および無線部9とを電気的に結線するための複数本の配線10が、筐体4における発光素子1側の透明部分の概ね中心部に必要な本数が束ねられて空中配線されている。発光素子1は、配線10の周囲の円盤状の遮光部材5上に複数個が等間隔に配置されている。それ以外の構成は、上記実施形態1の場合と同様の構成である。
In FIG. 2, the
以上の本実施形態2のカプセル型内視鏡12でも、上記実施形態1のカプセル型内視鏡11の場合と同様に、発光素子1と全方位型ミラー2および撮像素子3とが遮光部材5によって隔離されており、発光素子1からの光が直接的に撮像素子3に入射されることがないため、ハレーションを起こさずに画質が安定する。また、円筒形の筐体4の内面で反射された光が撮像素子3に直接捉えられることもないため、撮像素子3まで到達する光は体腔内の測定部位で反射または散乱された体腔内の画像情報を含むデータだけとなり、コントラスト比が向上する。さらに、本実施形態2では、発光素子1および撮像素子3と、バッテリーまたは電源用コイルなどの電源部8および無線部9とを電気的に結合する配線10が、筐体4における発光素子1側の透明部分の概ね中央部に束ねて配線したため、配線10によって発光素子1からの光が一部遮ぎられることなく、筐体4の透明部分から外側の測定部位に出射されて、その測定部位に効率よく光を照射することができる。
(実施形態3)
上記実施形態1,2では、遮光部材5を1枚設けて発光素子1と撮像素子3とを隔離したが、本実施形態3では、遮光部材5を2枚設けて、その間に電源部8と無線部9を設けて隔離したことにより、隔離距離を大きくして隔離効果を大きくした場合について説明する。
Also in the
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, one
ここでは、筐体4内に2つの遮光部材5a,5bが配置され、一方の遮光部材5aの一方面に撮像素子3が配置され、他方の遮光部材5bの他方面に発光素子1が配置され、一方の遮光部材5aの他方面と他方の遮光部材5bの一方面間に少なくとも電源部8が配置され、筐体4の一方端部に、撮像素子3にミラー面が対向するように全方位型ミラー2が配置されている場合の一例について説明する。
Here, two
図3は本発明の実施形態3に係るカプセル型内視鏡の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。なお、上記図1の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。 FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view schematically showing an exemplary configuration of a main part of a capsule endoscope according to the third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structural member which show | plays the same effect as the structural member of the said FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
図3において、本実施形態3のカプセル型内視鏡13は、筐体4内に2つの遮光部材5aおよび5bが配置され、両遮光部材5aおよび5b間には、バッテリーまたは電源用コイルなどの電源部8と無線部9とが配置されている。一方の遮光部材5aの電源部8側の面とは反対面上に撮像素子3が配置され、他方の遮光部材5bの無線部9側とは反対面上に発光素子1が配置されている。それ以外の構成は、上記実施形態1の場合と同様の構成である。
3, in the
以上の本実施形態3のカプセル型内視鏡13でも、上記実施形態1のカプセル型内視鏡11の場合と同様に、発光素子1と全方位型ミラー2および撮像素子3とが、遮光部材5a,5bおよびこれらの間の電源部8と無線部9とによって隔離されており、発光素子1からの光が直接的に撮像素子3に入射されることがないため、ハレーションを起こさずに画質が安定する。また、円筒形状の筐体4の内面で反射した光が撮像素子3に直接捉えられることもないため、撮像素子3まで到達する光は体腔内の測定部位で反射または散乱した体腔内の画像情報を含むデータだけとなり、コントラスト比が向上する。さらに、本実施形態3では、発光素子1および撮像素子3と、バッテリーまたは電源用コイルなどの電源部8および無線部9とを電気的に結線する複数本の配線10が、発光素子1と撮像素子3との間、即ち、遮光部材5aおよび5b間に配置されるため、配線10によって発光素子1からの光が、上記実施形態1,2のように一部遮ぎられることなく、筐体4の透明部分から容易に出射されて、体腔内の測定部位に効率よく光を照射させることができる。
(実施形態4)
上記実施形態1,2では、筐体4内に配置された遮光部材5の一方面に撮像素子3が配置され、遮光部材5の他方面に発光素子1が配置され、筐体4の一方端部に、撮像素子3にミラー面が対向するように全方位型ミラー2が配置されている場合の一例について説明したが、本実施形態4では、筐体4内に配置された遮光部材5の一方面に全方位型ミラー2が配置され、遮光部材5の他方面に発光素子1が配置され、筐体4の一方端部(左側端部)に、全方位型ミラー2のミラー面に対向するように撮像素子3が配置されている場合の一例について説明する。
In the
(Embodiment 4)
In the first and second embodiments, the
図4は、本発明の実施形態4に係るカプセル型内視鏡の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。なお、上記図1の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。 FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view schematically illustrating an exemplary configuration of a main part of a capsule endoscope according to the fourth embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structural member which show | plays the same effect as the structural member of the said FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
図4において、本実施形態4のカプセル型内視鏡14は、筐体4内に配置された遮光部材5の一方面において、円筒形状の筐体4の断面円の概ね中心部に全方位型ミラー2が配置され、この全方位方ミラー2と対向するように、筐体4の一方端部側の中央部分に撮像素子3が配置されている。
In FIG. 4, the
また、この遮光部材5の反対面側に発光素子1が配置されており、発光素子1と対向する筐体4の他方端部側に平面ミラー7aが配置されている。なお、この平面ミラー7aに代えて、全方位型ミラー、凸型ミラー、凹型ミラーなどであってもよいが、ここでは、平面ミラー7aを用いている。
Further, the
さらに、発光素子1および撮像素子3と、バッテリーまたは電源用コイルなどの電源部8および無線部9とを電気的に結線するための配線10が、上記実施形態2場合と同様に、筐体4における発光素子1側の透明部分の概ね中心部に必要な本数が束ねられて空中に配線されている。また、ここでは図示していないが、配線10が筐体4における撮像素子3側の透明部分の周辺部に必要な本数だけ所定間隔を開けて配線されている。なお、発光素子1または/および撮像素子3への配線10が、筐体4における発光素子1側の透明部分の周辺部にも必要な本数分だけ所定間隔を開けて配線されていてもよい。これ以外の構成は、上記実施形態1の場合と同様の構成である。
Furthermore, the
以上の本実施形態4のカプセル型内視鏡14でも、上記実施形態1のカプセル型内視鏡11の場合と同様に、発光素子1と全方位型ミラー2および撮像素子3とが遮光部材5によって隔離されており、発光素子1からの光が直接的に撮像素子3に入射されることがないため、ハレーションを起こさずに画質が安定する。また、円筒形の筐体4の内面で反射した光が撮像素子3に直接捉えられることもないため、撮像素子3まで到達する光は体腔内の測定部位で反射または散乱した体腔内の測定部位の画像情報を含むものだけとなって、コントラスト比が向上する。
(実施形態5)
上記実施形態1,2では、筐体4内に配置された遮光部材5の一方面に撮像素子3が配置され、遮光部材5の他方面に発光素子1が配置され、筐体4の一方端部に、撮像素子3にミラー面が対向するように全方位型ミラー2が配置されている場合の一例について説明したが、本実施形態5では、筐体4内に配置された遮光部材5の一方面に全方位型ミラー2が配置され、遮光部材5の他方面に光照射用ミラー手段としての全方位型ミラー7が配置され、筐体4の一方端部に、全方位型ミラー2のミラー面に対向するように撮像素子3が配置され、筐体4の他方端部(右側端部)に、光照射用ミラー手段としての全方位型ミラー7のミラー面に対向するように発光素子1が配置されている場合の一例について詳細に説明する。
In the
(Embodiment 5)
In the first and second embodiments, the
図5は本発明の実施形態5に係るカプセル型内視鏡の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。なお、上記図1の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。 FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view schematically showing an exemplary configuration of a main part of a capsule endoscope according to the fifth embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structural member which show | plays the same effect as the structural member of the said FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
図5において、本実施形態5のカプセル型内視鏡15は、筐体4内に配置された遮光部材5の一方面に、円筒形状の筐体4の断面円の概ね中心部に全方位型ミラー2の中心軸が位置するように配置され、この全方位方ミラー2と対向する筐体4の一方端側に撮像素子3が配置されている。
In FIG. 5, the
また、遮光部材5の反対面に全方位方ミラー7が配置されており、この全方位方ミラー7と対向するように、筐体4の他方端側に発光素子1が配置されている。なお、全方位方ミラー7がない構成も可能である。これ以外の構成は、上記実施形態1の場合と同様の構成である。また、ここでは図示していないが、配線10が筐体4における発光素子1側および撮像素子3側の透明部分の周辺部に必要な本数だけ所定間隔を開けて配線されている。
Further, an
以上の本実施形態5のカプセル型内視鏡15でも、上記実施形態1のカプセル型内視鏡11の場合と同様に、発光素子1と全方位型ミラー2および撮像素子3とが遮光部材5によって隔離されており、発光素子1からの光が直接的に撮像素子3に入射されることがないため、ハレーションを起こさずに画質が安定する。また、円筒形の筐体4の内面側で反射された光が撮像素子3に直接捉えられることもないため、撮像素子3まで到達する光は体腔内の測定部位で反射または散乱された体腔内の測定部位の画像情報を含むデータだけとなって、コントラスト比が向上する。
(実施形態6)
図6は、本実施形態6の体腔内撮影システムの要部構成例を模式的に示す縦断面図である。
Also in the
(Embodiment 6)
FIG. 6 is a longitudinal sectional view schematically showing an example of the configuration of the main part of the intra-body-cavity imaging system according to the sixth embodiment.
図6において、本実施形態6の撮影システムとしての体腔内撮影システム20は、上記実施形態1〜5のうちのいずれかの例えばカプセル型内視鏡11と、このカプセル型内視鏡11から送信されてくる画像データを取得するためのレコーダー21と、カプセル型内視鏡11を駆動制御可能とすると共に、システム全体を制御するための制御用コンピュータ(制御部)としてのホストコンピュータ22と、カプセル型内視鏡11に設けられた電源用コイルにより電力を発生させて、外部から電力を供給することにより、カプセル型内視鏡11を駆動制御可能とするための磁場発生用コイル23とを備えている。
In FIG. 6, the intra-body-cavity imaging system 20 as the imaging system of the sixth embodiment is transmitted from, for example, the
上記構成により、カプセル型内視鏡11が患者Mの体腔内に飲み込まれると、磁場発生用コイル23で発生させた磁場により、電源用コイル(電源部8)から発光素子1や撮像素子3に電力供給が為され、ホストコンピュータ22からの指令制御信号によって、所定の測定部位に光が重点的に当たるように、所定の測定部位に向けて上記全方位型ミラー7が駆動制御される。さらに、発光素子1からの光が筐体4の透明部分を通って体腔内の測定部位に光が照射され、その測定部位で反射または散乱した光が全方位型ミラー2に映し出されて撮像素子3によって撮像される。撮像された測定部位の画像データは、無線部9によって送信されて、レコーダー21によって取得される。
With the above-described configuration, when the
したがって、本実施形態6の体腔内撮影システム20によれば、患者Mが体腔内にケーブルレスの小さいカプセル型内視鏡11を飲み込むだけで、患者Mの苦痛を伴わずに消化管などのような体腔内の画像を撮影することができる。また、従来のようにケーブルが付属された内視鏡では届かないような小腸の撮影検査も行うことができる。さらに、本実施形態6のカプセル型内視鏡11により、ハレーションを起こさずに安定した画質の所定測定部位の画像が得られ、体腔内の測定部位で反射または散乱した体腔内の画像情報を含む光だけが撮像素子3に入射されるために、コントラスト比が向上し、検査精度を向上させることができる。
Therefore, according to the intra-body-cavity imaging system 20 of the sixth embodiment, the patient M just swallows the small
なお、本実施形態6では、体腔内撮影システム20として、上記実施形態1のカプセル内視鏡11を用いた構成としたが、これに限らず、体腔内撮影システムとして、上記実施形態2のカプセル内視鏡12、上記実施形態3のカプセル内視鏡13、上記実施形態4のカプセル内視鏡14および上記実施形態5のカプセル内視鏡15のうちのいずれかを用いた構成とすることができる。これによって、光源からの光が撮像素子3に直接的に入射させず、体腔内の測定部位をより広範囲に渡って均一に照射して、広範囲の撮像画像を安定的に得ることができる。また、上記カプセル内視鏡11〜15のうちの少なくとも二つを組み合わせて同時に用いて、体腔内撮影システムを構成することもできる。
In the sixth embodiment, the
以上のように、上記実施形態1〜6によれば、発光素子1と撮像素子3とが遮光部材5によって隔離された状態で、発光素子1からの光が筐体4の透明部分を通って体腔内の測定部位に照射される。この体腔内の測定部位で反射または散乱した光(測定部位の被写体光)は、筐体4の透明部分を通って全方位型ミラー2に映し出されて撮像素子3の撮像領域にてそれぞれ光電変換されて撮像されるが、ここでは、遮光部材5によって発光素子1からの光が撮像素子3に直接的に入射されない。したがって、撮像素子3に対向配置される全方位型ミラー2を備えたカプセル型内視鏡11〜15のいずれかにおいて、体腔内の測定部位をより広範囲に渡って均一に照射する際に、体腔内の測定部位を照射する光源から、撮像素子3に直接光が入り、撮像素子3が飽和することを防ぐことができて、より広範囲の撮像画像を良好かつ安定的に得ることができる。
As described above, according to the first to sixth embodiments, light from the
なお、上記実施形態1〜6では、特に説明しなかったが、要は、測定部位に光を照射する発光素子1と、測定部位からの画像光を映し出す全方位型ミラー2と、全方位型ミラー2と対向配置されて全方位型ミラー2に映し出された測定部位の画像光を撮像する撮像素子3とが、少なくとも一部に透明部分4a,4bを有する筒状の筐体4内に配置されている内視鏡において、発光素子1からの光が撮像素子3に直接入射されないように撮像素子3および全方位型ミラー2と発光素子1とが遮光部材5によって隔離されていればよい。これによって、発光素子1からの光が撮像素子3に直接入射されず、測定部位を広範囲に渡って均一に照射して、その広範囲の良好な撮像画像データを安定的に得ることができるものである。さらに、上記実施形態1〜6では、測定部位の画像光を映し出す凸面状(回転放物線形状)の全方位型ミラー2について説明したが、このような放物面状の凸型回転体ミラーに限らず、全方位型ミラー2は、双曲面状(回転双曲線形状)の凸型回転体ミラーであってもよい。
Although not particularly described in the first to sixth embodiments, the main points are the light-emitting
以上のように、本発明の好ましい実施形態1〜6を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態1〜6に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態1〜6の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable Embodiment 1-6 of this invention, this invention should not be limited and limited to this Embodiment 1-6. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific
さらに、カプセル型内視鏡と外部システムとの情報の授受、及び電力の授受については全て無線システムを用いた例を示したが有線で行っても良いことは言うまでもない。 Furthermore, although the example of using the wireless system has been shown for the exchange of information and the exchange of power between the capsule endoscope and the external system, it goes without saying that it may be performed by wire.
本発明は、例えば生体の体腔内などに取り込まれて体腔内などの測定部位の画像を撮影可能とするカプセル型内視鏡などの内視鏡およびこれを用いた体腔内撮影システムなどの撮影システムの分野において、発光素子からの光が撮像素子に直接入射されることによる画質低下を防止し、安定した画質でコントラスト比が高い良好な撮影画像を得ることができる。このため、撮影検査精度を向上させることができる。 The present invention relates to an endoscope such as a capsule endoscope that can be taken into, for example, a body cavity of a living body and can capture an image of a measurement site such as the body cavity, and an imaging system such as an in-vivo imaging system using the endoscope. In this field, it is possible to prevent deterioration in image quality caused by direct incidence of light from the light emitting element to the image sensor, and to obtain a good captured image with stable image quality and high contrast ratio. For this reason, imaging inspection accuracy can be improved.
また、体腔内の測定部位に向けてその都度、撮像面を向ける必要もなく、効率的な測定が可能であり、異常部の検出漏れをより少なくすることができる。 In addition, it is not necessary to point the imaging surface each time toward the measurement site in the body cavity, so that efficient measurement is possible, and detection of abnormal portions can be further reduced.
さらに、本発明の体腔内撮影システムによれば、患者の苦痛を伴わずに体腔内の測定部位の画像を撮影することが可能となり、従来のようにケーブルが付属された内視鏡では届かないような測定部位の撮影検査も行うことができる。また、安定した画質でコントラスト比が高い画像データを得ることができるため、検査精度をより向上させることができる。 Furthermore, according to the intracorporeal imaging system of the present invention, it is possible to capture an image of the measurement site in the body cavity without suffering from the patient, and the conventional endoscope with a cable cannot reach it. An imaging inspection of such a measurement site can also be performed. In addition, since image data with a stable image quality and a high contrast ratio can be obtained, the inspection accuracy can be further improved.
1 発光素子
2、7 全方位型ミラー
3 撮像素子
4 筐体
4a、4b 透明部分
5 遮光部材
6 ピント調節用レンズ
8 電源部
9 無線部
10 配線
11〜15 カプセル型内視鏡
20 体腔内撮影システム
21 データ取得用レコーダー
22 ホストコンピュータ
23 磁場発生用コイル
M 患者
DESCRIPTION OF
Claims (20)
該光源からの光が該撮像素子に直接入射されないように該撮像素子および該全方位型ミラーと該光源とが遮光部材によって隔離されている内視鏡。 A light source that irradiates light to the measurement site, an omnidirectional mirror that projects image light from the measurement site, and an image light of the measurement site that is disposed opposite to the omnidirectional mirror and projected on the omnidirectional mirror In an endoscope in which an image pickup device that picks up an image is disposed in a housing having a transparent part at least in part,
An endoscope in which the imaging element, the omnidirectional mirror, and the light source are separated by a light shielding member so that light from the light source is not directly incident on the imaging element.
前記全方位型ミラーおよび前記撮像素子が該筐体および該遮光部材によって密閉されて、該筐体の透明部分を通って該全方位型ミラーに映し出された該測定部位からの画像光が該該撮像素子により撮影可能とされている請求項1に記載の内視鏡。 The light source is sealed by the housing and the light shielding member, and light from the light source can be irradiated to the measurement site through a transparent portion of the housing,
The omnidirectional mirror and the imaging element are sealed by the casing and the light shielding member, and image light from the measurement site projected on the omnidirectional mirror through the transparent portion of the casing is the The endoscope according to claim 1, wherein photographing is possible with an imaging element.
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