JP2001245844A - カプセル内視鏡 - Google Patents
カプセル内視鏡Info
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
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Abstract
よって照明された部分を撮像する撮像手段と、該撮像手
段が撮像し、出力した画像信号を体外に送信する送信手
段とを密閉カプセルに内蔵するカプセル内視鏡におい
て、前記撮像手段に、イメージセンサと、該イメージセ
ンサの走査を制御する走査制御手段と、該イメージセン
サの出力信号を処理する信号処理手段とを同一チップ上
に集積した固体撮像素子を備えた。
Description
像情報を体外に無線送信するカプセル内視鏡に関する。
プや電子内視鏡装置は、人体外に配置した操作部や画像
モニタ装置と、人体内に導入される撮像部とが可撓性管
でつながれた構成となっている。被験者の苦痛を軽減す
るために撮像ヘッド部の小型化や細径化が図られても、
「管」が被験者の喉を通る苦痛を根本的になくすことが
できない。そこで近年、管のないカプセル状の撮影部
と、この撮影部とは離隔された画像モニタ部を有するカ
プセル内視鏡装置が提案されている。
腔内を撮像する固体撮像素子と、この固体撮像素子が撮
像した画像情報を送信する送信器と、これらに電力供給
する電池とを備えたカプセル内視鏡を体内に導入し、体
内のカプセル内視鏡が撮像した画像情報を無線によって
体外の画像モニタ部へ送信するものである。この固体撮
像素子としてはCCDイメージセンサが想定されている
が、CCDイメージセンサでは消費電力が大きく大容量
の電池を必要とするため、カプセル内視鏡の大型化を招
いて好ましくない。
を提供することを目的とする。
と、該照明手段によって照明された部分を撮像する撮像
手段と、該撮像手段が撮像し、出力した画像信号を体外
に送信する送信手段とを密閉カプセルに内蔵するカプセ
ル内視鏡において、前記撮像手段は、イメージセンサ
と、該イメージセンサの走査を制御する走査制御手段
と、該イメージセンサの出力信号を処理する信号処理手
段とを同一チップ上に集積した固体撮像素子を備えてい
ることに特徴を有する。この構成によれば、密閉カプセ
ル内に前記走査制御手段と前記信号処理手段を配設する
スペースを設ける必要がなく、カプセル内視鏡を小型化
することができる。
理手段として、前記イメージセンサの出力信号をA/D
変換するA/D変換手段と、該A/D変換した信号をビ
デオ処理するビデオ処理手段と、画像処理した信号をコ
ード化するコード化手段のうち、少なくとも一つを備え
ていることが好ましく、さらに前記ビデオ処理手段はオ
ートホワイトバランス機能を備えているとよい。またカ
プセル内視鏡は、前記照明手段の発光を制御する発光制
御手段と、前記送信手段への電力供給を制御する電力供
給制御手段とを備え、該発光制御手段、該電力供給制御
手段のうち少なくとも1つは、前記固体撮像素子に集積
されていると、さらにカプセル内視鏡を小型化すること
ができるので、好ましい。また、前記イメージセンサと
しては、CCDよりも少ない消費電力で動作するMOS
型のイメージセンサを使用することが好ましい。
明する。本発明を適用したカプセル内視鏡10は、測定
観察時に被験者の体内に導入されて体腔内の様子を撮像
し、その画像情報を体外の受信装置に無線送信するもの
である。図1は、カプセル内視鏡10の主要構成を模式
的に示した図である。カプセル内視鏡10は、前方(図
1の左方)から、対物光学系15、生体内を照明する発
光ダイオード(LED)35及び固体撮像素子20を備
えた信号処理・発光部100、信号処理・発光部100
が出力する画像信号を送信する送信器40、駆動電源と
なる電池60、送信アンテナ45を備え、これら全体が
水密性の密閉カプセル50内に収納されている。
が丸みを帯びた(球面形状の)全体として滑らかな外観
の円筒形に形成され、前部に半球状の透明カバー50a
が透明材料で形成されている。カプセル内視鏡10は、
LED35によって照明され透明カバー50aを通して
観察される被検部を対物光学系15及び固体撮像素子2
0を介して撮像する。固体撮像素子20から出力される
画像信号は、送信器40で変調・増幅されて送信信号と
なり、送信アンテナ45を介して体外に送信される。
要構成をブロックで示してある。この制御系は、信号処
理・発光部100と送信器40から構成されている。信
号処理・発光部100には、被検部を撮像し、画像信号
に変換して出力する固体撮像素子20が設けられてい
る。本実施形態において、固体撮像素子20は、イメー
ジセンサ21、制御部24、タイミングジェネレータ2
5、サンプルホールド回路26、A/Dコンバータ2
7、ビデオ処理回路28及びコード化回路29を同一チ
ップ上に集積したものである。
4を介してCPU31に接続され、CPU31の制御下
でコンバータ37を動作させ、LED35の発光制御及
び送信器40の電力供給制御を行う。即ち、タイミング
ジェネレータ25、CPU31で発光制御手段及び電力
供給手段が構成される。コンバータ37が動作すると、
LED35及び送信器40に直流電圧が供給されるた
め、LED35が非導通状態となる一方、送信器40へ
の電力供給が行われる。この状態では、LED35の発
光が停止されるため、イメージセンサ21で電荷蓄積が
行われず、送信器40の送信動作が実行される。これに
対し、コンバータ37が動作していない状態では、LE
D35及び送信器40に直流電圧が供給されないため、
LED35が導通状態となる一方、送信器40への電力
供給が遮断される。この状態では、LED35が発光
し、イメージセンサ21で電荷蓄積が行われるが、送信
器40の送信動作が停止される。上述のように、LED
35の発光と送信器40への電力供給、即ちイメージセ
ンサ21の電荷蓄積と送信器40による送信動作は、C
PU31の制御下でタイミングジェネレータ25、コン
バータ37を介して交互に切り換えられる。CPU31
は、コンバータ37の動作時間、即ちLED35の照明
時間を制御する制御信号を制御部24を介してタイミン
グジェネレータ25に出力する。図4にはLED35の
照明時間と送信器40の送信動作時間のタイミングチャ
ートの一例を示してある。
振器33で発生されたクロック信号を入力して同期信号
を発生させ、これをCPU31の制御下でイメージセン
サ21に与えることにより、イメージセンサ21の走査
を制御する。即ち、タイミングジェネレータ25、CP
U31は走査制御手段としても機能する。イメージセン
サ21は、各セルの蓄積電荷(蓄積信号)を順次出力さ
せるMOS型のイメージセンサであり、CCD等の電荷
結合素子を利用したイメージセンサよりも少ない駆動電
力で動作する。イメージセンサ21は、対物光学系15
を通して受光した光を各セル毎に光電変換して蓄積する
イメージ部23、イメージ部23のアドレスを指定する
水平方向走査シフトレジスタ22H及び垂直方向走査シ
フトレジスタ22Vを有している。水平方向走査シフト
レジスタ22H、垂直方向走査シフトレジスタ22Vの
それぞれは、タイミングジェネレータ25から与えられ
た同期信号に基づき動作して、アドレスを順番に指定
し、イメージ部23の各セルに蓄積された電荷(蓄積信
号)を順次読み出す。
ンサ21が出力した蓄積信号を各セル単位で電圧に変換
する回路であり、A/Dコンバータ27はサンプルホー
ルド回路26で変換された電圧をA/D変換するもので
ある。サンプルホールド回路26、A/Dコンバータ2
7によってA/D変換手段が構成される。ビデオ処理回
路28は、各種のビデオ処理を行う回路で、オートホワ
イトバランス機能を備えている。コード化回路29は、
ビデオ処理された画像信号をコード化する回路である。
なお、サンプルホールド回路26、A/Dコンバータ2
7、ビデオ処理回路28、コード化回路29によって信
号処理手段が構成される。
入力し、この画像信号のR,G,B信号の各強度に基づ
いてR,G,B出力のゲイン(増幅率)を調整する調整
信号をビデオ処理回路28に出力する。また、CPU3
1は、イメージセンサ21の電荷蓄積時間を制御する制
御信号をタイミングジェネレータ25に出力する。な
お、CPU31とタイミングジェネレータ25またはビ
デオ処理回路28の間の通信は、制御部24を介して行
われる。
号に変換して体外に送信する機能を有し、入力した画像
信号を変調信号に変換する変調器41、搬送波を発生す
る発振器42、変調信号と搬送波を乗算する乗算器4
3、及び変調信号が乗った搬送波を増幅する送信アンプ
44が設けられている。送信アンプ44で増幅された搬
送波は、送信用信号として送信アンテナ45から体外に
送信される。なお、上述したように、この送信動作はコ
ンバータ37が動作している状態で実行される。
リードスイッチ61の概要を示してある。このリードス
イッチ61は磁気の有無に応じてオン・オフするスイッ
チである。本実施形態では、カプセル内視鏡10の周囲
に磁気がないとき、リードスイッチ61がオンして電池
60からカプセル内視鏡10へ電力供給する構成となっ
ている。なお、不使用時には、カプセル内視鏡10は永
久磁石を内蔵した防磁容器内に保管される。
0の使用について図2を参照して説明する。先ず、被験
者の体から磁気を帯びたものをすべて取り除き、被験者
にカプセル内視鏡10を嚥下させる。被験者の体内で
は、リードスイッチ61がオンして電池60からカプセ
ル内視鏡10へ電力が供給され、測定観察が開始され
る。体腔内では、カプセル内視鏡10に押しのけられた
管腔の一部が透明カバー50aに密着する。この密着し
た部分および透明カバー50aの前方に位置する部分が
LED35によって照明されると、照明された被検部の
像が対物光学系15によってイメージ部23上に形成さ
れ、イメージ部23の各セル毎に光電変換され所定時間
蓄積される。所定時間経過すると、CPU31は、タイ
ミングジェネレータ25に同期信号を出力させてイメー
ジ部23で蓄積した電荷を水平方向走査シフトレジスタ
22H、垂直方向走査シフトレジスタ22Vにより順次
読み出させる。読み出された蓄積電荷は、サンプルホー
ルド回路26、A/Dコンバータ27、ビデオ処理回路
28、及びコード化回路29によって画像信号に変換さ
れ、送信器40に出力される。またCPU31は、タイ
ミングジェネレータ25に同期信号を出力させると同時
に、送信器40を動作させる制御信号を与える。する
と、コンバータ37が駆動してLED35の発光が停止
し、送信器40に電力供給が行われる。そして、コード
化回路29から出力された画像信号は、送信器40で送
信用信号に変換され、送信アンテナ45から送信され
る。この送信信号は、体外の受信装置により受信され、
復調され、撮像した像がモニタ装置に映し出されて観察
される。
ジェネレータ25、サンプルホールド回路26、A/D
コンバータ27、ビデオ処理回路28及びコード化回路
29をイメージセンサ21と同一のチップ上に設けて固
体撮像素子20内に集積しているが、上述した回路の少
なくとも一つを集積したり、他の回路・部品を集積した
りすることも可能である。要は、固体撮像素子20内に
集積して密閉カプセル50内のスペースを設ける必要が
なくなれば、カプセル内視鏡10の小型化に貢献するこ
とができる。
ジセンサの走査を制御する走査制御手段と、該イメージ
センサの出力信号を処理する信号処理手段とを同一チッ
プ上に集積した固体撮像素子を備えているので、前記各
手段を配設するスペースを密閉カプセル内に設ける必要
がなく、カプセル内視鏡を小型化することができる。ま
た、MOS型イメージセンサを使用した場合には消費電
力を削減でき、電池の大型化を防いで、さらにカプセル
内視鏡を小型化することができる。
を模式的に示した図である。
ックで示す図である。
チの概要を説明する図である。
時間のタイミングチャートの一例を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 生体内を照明する照明手段と、該照明手
段によって照明された部分を撮像する撮像手段と、該撮
像手段が撮像し、出力した画像信号を体外に送信する送
信手段とを密閉カプセルに内蔵するカプセル内視鏡にお
いて、 前記撮像手段は、 イメージセンサと、該イメージセンサの走査を制御する
走査制御手段と、該イメージセンサの出力信号を処理す
る信号処理手段とを同一チップ上に集積した固体撮像素
子を備えていることを特徴とするカプセル内視鏡。 - 【請求項2】 請求項1記載のカプセル内視鏡におい
て、前記信号処理手段として、前記イメージセンサの出
力信号をA/D変換するA/D変換手段と、該A/D変
換した信号をビデオ処理するビデオ処理手段と、該ビデ
オ処理された信号をコード化するコード化手段のうち、
少なくとも一つ備えているカプセル内視鏡。 - 【請求項3】 請求項2記載のカプセル内視鏡におい
て、前記ビデオ処理手段はオートホワイトバランス機能
を備えているカプセル内視鏡。 - 【請求項4】 請求項1から3いずれか一項に記載のカ
プセル内視鏡は、 前記照明手段の発光を制御する発光制御手段と、前記送
信手段への電力供給を制御する電力供給制御手段とを備
え、該発光制御手段、該電力供給制御手段のうち少なく
とも1つは、前記固体撮像素子に集積されているカプセ
ル内視鏡。 - 【請求項5】 請求項1から4いずれか一項に記載のカ
プセル内視鏡において、前記イメージセンサは、MOS
型イメージセンサであるカプセル内視鏡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000058720A JP2001245844A (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | カプセル内視鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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